[发明专利]一种机械密封用摩擦副摩擦工作表面凹痕成型装置

说明书

一种机械密封用摩擦副摩擦工作表面凹痕成型装置，所述的装置由所述装置控制用计算机4、所述装置控制用计算机工作台5、所述装置的激光发生器6、摩擦副凹痕成型加工用工作台7、待凹痕成型加工的摩擦副8、摩擦副凹痕9、激光刻蚀头3、激光刻蚀头体1、激光刻蚀头体支撑和传动臂2、激光刻蚀头工作控制开关14、激光刻蚀头体上下运行(Z向运行)控制螺杆螺母机构16、激光刻蚀头体上下运行(Z向运行)滑轨12、步进伺服电机及横向(Y向)运行滑块15、横向(Y向)运行滑轨13、激光刻蚀头体前后运行(X向运行)滑轨滑块及其控制螺杆螺母机构11、所述装置的机架10、激光刻蚀头体与激光发生器连接线17、激光刻蚀头体与控制计算机连接线18组成。采用激光加工方式，在石墨或碳化硅为材质的摩擦副摩擦端面上加工成型一些凹痕的装置，将完全贴合面摩擦的方式变为非完全贴合面式的摩擦方式，籍此，有效地提高了机械密封装置的密封可靠性，延长了机械密封的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种机械密封用摩擦副摩擦工作表面凹痕成型装置。

背景技术

机械密封是指靠弹性元件的弹力和密封流体的压力使密封端面紧密贴合的机械密封。机械密封是依靠摩擦副，即动环与静环端面间的紧密接触将被密封的介质密封。当前普遍应用的摩擦副大都是石墨环或碳化硅环。当工作条件或环境条件变化时，摩擦端面的过高温升使端面间的流体汽化，造成被密封的介质泄漏，或者使端面磨损加剧而大大缩短密封的使用寿命。因此，传统的接触式机械密封在提高密封能力、减小摩擦和磨损等方面存在一定的局限性。机械密封的密封效果和使用寿命是用户最为关注的问题，保证密封效果不产生介质泄露几乎是所用用户的终极追求目标。特别是对于所密封的介质属于易燃、易爆、强腐蚀性、或贵重物质的用户来说，如果运行中产生泄露将会给用户造成重大的经济损失和严重的安全事故。因此，提高机械密封的可靠性、延长机械密封的使用寿命便成为机械密封制造业领域和机械密封应用领域严重关注和孜孜以求的课题。

实现可靠密封、延长机械密封使用寿命的有效措施之一是保证摩擦副密封端面间形成并始终保持一层极薄的稳定的流体膜，而且还必须具有一定的承载能力，即：变摩擦副端面间的完全贴合面密封为非完全贴合面式密封。本发明提出了一种以石墨或碳化硅为材质的摩擦副、采用激光加工方式、在石墨或碳化硅为材质的摩擦副摩擦端面上加工成型一些凹痕的装置，将完全贴合面摩擦的方式变为非完全贴合面式的摩擦方式，籍此，有效地提高了机械密封装置的密封可靠性，延长了机械密封的使用寿命。

发明内容

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种机械密封用摩擦副摩擦工作表面凹痕成型装置。根据本发明的一方面，所述的机械密封的摩擦副采用石墨或碳化硅材质的摩擦副；根据本发明的一方面，在石墨或碳化硅材质的摩擦副摩擦端面上开设均匀分布的一些凹点或几何形状的凹槽，且凹槽的深度可均匀渐变；根据本发明的一方面，所述的石墨或碳化硅材质的摩擦副摩擦端面上开设均匀分布的一些凹点或几何形状的凹槽是通过激光加工的方法制成。

本发明采用的是激光加工法。激光加工是利用激光的高能量，进行工业热加工的一种方法。激光的功率密度可以高达10⁷W/cm²以上，任何材料都能在极短的时间内被汽化、熔化而被去除。用激光加工密封环动压槽的工艺实际上是利用激光束照射工件表面，汽化、熔化所需要的图形标记，本发明中则为凹点或凹槽。激光加工技术适用面广，对不同材料、不同形状的加工表面均适合，具有工件无机械变形、无污染，速度快、重复性好、自动化程度高等特点。在激光加工方法中，扫描方式适应任意图形和任意批量的加工，本发明所采用的就是这种方式。而且在采用扫描方式的系统中，计算机对图形的处理采用的是矢量方式的激光加工系统。矢量方式最大的特点是用矢量来表示图形，采用计算机高级图形系统对图形进行处理，具有作图效率高、图形精度高、可无失真和无变形地任意放大和缩小图形的功能，故能保证激光加工密封环端面动压槽的速度和质量。