[发明专利]一种端面阶梯槽旋转密封环

说明书

本发明公开了一种端面阶梯槽旋转密封环，在密封环端面上，开设若干个周向均布的阶梯槽；所述阶梯槽形状为“T”字形，“T”字形的竖直部分沿密封环的径向、开口朝内，“T”字形的横向部分是沿周向的扇环形槽，由浅槽、深槽和浅槽组成，两个浅槽对称分布在深槽两侧。本发明采用深浅槽组合的形式，利用流体动静压效应，与等深槽密封面相比，能显著提高密封面开启力，减小密封面摩擦。同时，阶梯槽结构相比于楔形槽等复杂密封端面结构，更易于加工，使用普通铣削两次走刀即可加工完成，有效提高的生产效率，降低成本。本发明利用阶梯槽区域的流体静压承载作用和高速工况下的流体动压效应，有效减小密封环与对摩件的摩擦，提高密封性能和使用寿命。

技术领域

本发明属于流体动密封技术领域，是一种应用于旋转运动场合的密封环，更具体说是一种应用在车辆液力传动系统中的旋转密封环。

背景技术

随着车辆传动装置逐渐向高速化、功率密集化发展，旋转密封环的工况PV值不断提高，现役密封环出现严重磨损、热变形等问题，引起密封性能下降、寿命降低甚至造成密封失效。这将导致传动装置操纵性能下降，维修成本增加，甚至更严重的安全问题。

为了解决上述问题，需要通过技术手段改善密封面的摩擦和润滑条件，减缓密封环磨损。在流体旋转密封领域，常采用在密封环端面加工各种形状的槽，利用流体的动压效应或者静压承载作用，来提高轴向开启力，从而减小密封环与对摩件的接触摩擦。在机械密封领域，中国专利CN101070914公开了一种机械密封，在密封面上开设半圆形、矩形、月牙形等形状的槽；中国专利CN101865289A公开了一种矩形槽密封环；中国专利CN101846143A公开了一种螺旋槽密封环。上述槽型的共同特点是均为等深槽，在高速高压工况下能利用流体动压效应，提高开启力，但等深槽的动压效果与楔形槽等收敛结构相比较差。中国专利CN1364987和CN1415877提出了楔形的螺旋槽结构，具有良好的流体动压效果，中国专利CN207740464U公开了一种筒罩形槽机械密封，筒罩形大锥面与槽根连接并形成尖角形收敛结构；上述几种结构形状复杂，不易加工制造。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种既能提高密封性能又易于加工制造的端面阶梯槽旋转密封环。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种端面阶梯槽旋转密封环，在密封环端面上，除切口位置外，开设若干个周向均匀分布的阶梯槽；所述阶梯槽形状为“T”字形，“T”字形的竖直部分沿密封环的径向、开口朝内、称作引油槽，“T”字形的横向部分是沿周向的扇环形槽，由浅槽、深槽和浅槽组成，两个浅槽对称分布在深槽两侧。

进一步地，所述阶梯槽的扇环形槽外径R₂与内径R₁之差，为密封环外径R_o和内径R_i之差的0.5至0.8倍；所述扇环形槽中深槽对应的圆心角d₁，是浅槽对应圆心角d₂的1至4倍，所述深槽对应的圆心角d₁为深槽的中心线到深槽右边缘与密封环中心连线之间的夹角，所述浅槽对应的圆心角d₂为深槽右边缘与密封环中心连线到浅槽右边缘与密封环中心连线之间的夹角；所述引油槽宽度w，是R₂与R₁之差的0.3至0.7倍。

进一步地，所述引油槽和深槽深度相同，引油槽和深槽深度a为0.1-1mm，浅槽深度b为0.01-0.05mm。

进一步地，所述密封环端面上阶梯槽的数量是6至36，且相邻两槽不能连通。

进一步地，所述密封环厚度t是密封环外径R_o和内径R_i之差的0.8至1.5倍。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：