專利名稱：一種轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種密封裝置，具體來說是一種轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)密封裝置。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)的工作原理類似于低速雙向葉片馬達(dá)，通過轉(zhuǎn)子葉片將液壓能轉(zhuǎn)化為 機(jī)械能，而轉(zhuǎn)子直接與舵桿連接，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)舵桿作同步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了操舵工作。 根據(jù)各船級(jí)社規(guī)范要求，對(duì)舵機(jī)轉(zhuǎn)舵的精確性和快速性均有明確規(guī)定，舵機(jī)的跑 舵速度不得大于1° /min，轉(zhuǎn)舵速度要求單機(jī)組工作時(shí)不得小于2. 3/s，這樣對(duì)轉(zhuǎn)葉式舵機(jī) 的密封性提出了很高的要求。如果密封效果不佳，會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)的內(nèi)泄漏一方面使跑 舵速度增加，從而降低了舵機(jī)的精確性，使船舶不能很好的保持航行方向；另一方面導(dǎo)致轉(zhuǎn) 舵速度減小，降低了舵機(jī)的安全性，使船舶不能及時(shí)地達(dá)到指定轉(zhuǎn)向角度。這樣會(huì)使船舶航 行存在重大安全隱患，這是絕對(duì)不允許的。 具有動(dòng)態(tài)受控密封間隙的密封必須緊壓對(duì)磨面，對(duì)磨面要經(jīng)?？朔芊饧膽T性 力和副密封面上的摩擦力而工作。因此，預(yù)載荷對(duì)確保主密封面的密封是必須的，該預(yù)載荷 使密封件與密封面之間存在一初始接觸應(yīng)力，以起初始密封作用?，F(xiàn)有技術(shù)中舵機(jī)的密封 大多對(duì)密封圈施加一定的預(yù)應(yīng)力，如圖l所示，通常用到的是利用壓縮密封圈l后的彈性力 來對(duì)主密封面2施加預(yù)載荷，圖1中0型的密封圈1就是最典型的應(yīng)用。如圖2所示，轉(zhuǎn)葉 式舵機(jī)的葉片絕大多數(shù)采用的矩形結(jié)構(gòu)形式，由于轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)工作的特殊性，不可能靠密 封件的壓縮彈性力來對(duì)主密封面2施加預(yù)載荷，故采用安裝一組壓緊彈簧4來壓緊密封條 6的方法來施加預(yù)載荷，這種結(jié)構(gòu)中的密封條6的材料既可是橡膠也可是塑料，橫截面可設(shè) 計(jì)成正四邊形，制作成本較低，密封效果較好。 中國(guó)專利公開號(hào)為CN201050600Y，授權(quán)公告日為2008年4月23日的實(shí)用新型 專利公開了一種轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)密封裝置，包括耐磨材料密封條、橡膠密封條和金屬?gòu)椈善?磨材料密封條和橡膠密封條位于兩端，金屬?gòu)椈善挥谀湍ゲ牧厦芊鈼l和橡膠密封條的中 間，耐磨材料密封條和橡膠密封條通過金屬?gòu)椈善B為一整體。其優(yōu)點(diǎn)是耐磨性好，密封 效果較好。 前述的密封方式均通過施加預(yù)載荷來實(shí)現(xiàn)主密封面的密封，在填料動(dòng)密封方式 中，密封件兩側(cè)的壓力往往會(huì)高于預(yù)載荷的接觸應(yīng)力，由于施加的預(yù)載荷是恒定值，無法保 證密封件與密封面的接觸應(yīng)力始終大于密封壓力，當(dāng)密封壓力大于預(yù)載荷的接觸應(yīng)力時(shí)， 容易導(dǎo)致密封面的泄漏增加，而且前述的密封方式只能對(duì)主密封面施加預(yù)載荷，對(duì)于密封 槽側(cè)壁等其他密封面則難以施加預(yù)載荷，從而影響整體的密封效果。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)密封裝置密封效果欠佳，泄漏較大的缺 陷和不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，承受壓力大，整體密封效果好的轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)密封裝置。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)密封裝置，包括
3壓緊彈簧和密封件，所述壓緊彈簧的一端頂在舵機(jī)轉(zhuǎn)子的密封槽底部，另一端頂在密封件 的背面上，密封件的正面貼緊舵機(jī)箱體的主密封面，所述密封槽的內(nèi)壁上設(shè)置有壓力油孔， 壓力油孔的另一端通向舵機(jī)轉(zhuǎn)子的兩側(cè)壁并分別經(jīng)單向閥與舵機(jī)轉(zhuǎn)子兩側(cè)的壓力腔室相 連通。 所述的密封件是斷面為正四邊形的密封條，或是斷面為正四邊形且在正四邊形的 一個(gè)邊上開有V形或圓弧形凹槽的密封條。 所述的密封件由密封條和支撐架嵌合而成，密封條的正面貼緊舵機(jī)箱體的主密封 面，密封條的背面設(shè)置有V形或圓弧形的凹槽，支撐架的正面制有錐臺(tái)形或圓弧形的凸楞， 背面與壓緊彈簧相接觸，凸楞嵌在凹槽中，凸楞的錐度大于凹槽的錐度，或者凸楞的圓弧半 徑大于凹槽的圓弧半徑。 所述凸楞的錐度大于凹槽的錐度5-20° ，所述凸楞的圓弧半徑是凹槽圓弧半徑的 1. 1-1. M咅。 所述凹槽兩側(cè)壁的槽頂邊上均設(shè)置有倒角。 所述支撐架的另一面上對(duì)應(yīng)壓緊彈簧設(shè)置有安裝孔。 本實(shí)用新型的有益效果是 1.本實(shí)用新型利用舵機(jī)轉(zhuǎn)子兩側(cè)的流體壓力來補(bǔ)充壓力載荷并始終使密封件與 密封面的接觸應(yīng)力大于密封壓力。在壓力載荷的作用下，密封件緊貼在對(duì)磨面上，減少了泄 漏，具有良好的密封效果。 2.在舵機(jī)轉(zhuǎn)子兩側(cè)的壓力油孔上均設(shè)置有單向閥組，當(dāng)舵機(jī)轉(zhuǎn)子的任意一側(cè)為高 壓腔時(shí)，高壓腔的壓力油均可通過單向閥進(jìn)入密封槽內(nèi)并作用在密封件的背面，將密封件 緊貼在舵機(jī)箱體的對(duì)磨面上，密封件上的壓力與舵機(jī)轉(zhuǎn)子壓力腔室的壓力相適應(yīng)，且通過 單向閥維持壓力載荷穩(wěn)定，作用時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)態(tài)密封效果好。 3.本實(shí)用新型中的密封件由密封條和支撐架組成，密封條的背面設(shè)置有V形或圓 弧形凹槽，支撐架的正面制有錐臺(tái)形或圓弧形的凸楞，凸楞嵌在凹槽中，且凸楞的錐度大于 凹槽的錐度或者凸楞的圓弧半徑大于凹槽的圓弧半徑，在壓緊彈簧的作用下，支撐架上的 凸楞可以將密封條上凹槽兩側(cè)壁向外撐開，對(duì)密封槽的側(cè)壁施加預(yù)載荷，靜態(tài)密封性能穩(wěn) 定，并實(shí)現(xiàn)了主密封面和其他密封面的預(yù)載荷密封和壓力載荷密封，密封件的整體密封性 能提高。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝和維護(hù)方便，適用范圍廣，特別適于額定工作壓力較高的轉(zhuǎn)葉式舵 機(jī)使用。

圖1是現(xiàn)有密封裝置中密封圈1的安裝示意圖； 圖2是現(xiàn)有密封裝置中壓緊彈簧4及密封圈1的安裝示意圖； 圖3是本實(shí)用新型的第一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本實(shí)用新型的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中密封圈1 ，主密封面2 ，密封槽3 ，壓緊彈簧4，支撐架5 ，密封條6 ，壓力油孔7 ， 單向閥8，舵機(jī)轉(zhuǎn)子9，舵機(jī)箱體10，凹槽11，凸楞12倒角13安裝孔14。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖說明和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述 參見圖3，圖4，本實(shí)用新型的一種轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)密封裝置，包括壓緊彈簧4和密封
件，所述壓緊彈簧4的一端頂在舵機(jī)轉(zhuǎn)子9的密封槽3底部，另一端頂在密封件的背面上，
密封件的正面貼緊舵機(jī)箱體10的主密封面2，所述密封槽3的內(nèi)壁上設(shè)置有壓力油孔7，壓
力油孔7的另一端通向舵機(jī)轉(zhuǎn)子9的兩側(cè)壁并分別經(jīng)單向閥8與舵機(jī)轉(zhuǎn)子9兩側(cè)的壓力腔
室相連通。 圖3中，本實(shí)用新型所述的一種密封件是斷面為正四邊形的密封條6，或是斷面為 正四邊形且在正四邊形的一個(gè)邊上開有V形或圓弧形凹槽ll的密封條6。在密封條6的背 面上對(duì)應(yīng)壓緊彈簧4設(shè)置有安裝孔14。在舵機(jī)轉(zhuǎn)子9的密封槽3底部設(shè)置有壓力油孔7， 壓力油孔7中的壓力油進(jìn)入密封槽3內(nèi)后，對(duì)密封條6的背面施加壓力載荷，使密封條6與 舵機(jī)箱體10的接觸應(yīng)力大于密封壓力，從而實(shí)現(xiàn)了主密封面2的動(dòng)態(tài)密封。還可以在密封 條6的背面設(shè)置V形或圓弧形的凹槽11，使壓力油施加的壓力載荷通過密封條6上的凹槽 11側(cè)壁作用到密封槽3的側(cè)壁上，進(jìn)而提高密封槽3兩側(cè)壁的動(dòng)密封效果。但是，在靜止?fàn)?態(tài)時(shí)，即壓力油孔7中沒有供給壓力油時(shí)，由于壓緊彈簧4無法通過密封條6對(duì)密封槽3的 兩側(cè)壁施加預(yù)載荷，使密封槽3的兩側(cè)壁容易產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象。 圖4中，本實(shí)用新型所述的另一種密封件由密封條6和支撐架5嵌合而成，密封條 6的正面貼緊舵機(jī)箱體10的主密封面2，密封條6的背面設(shè)置有V形或圓弧形的凹槽11，支 撐架5的正面制有錐臺(tái)形或圓弧形的凸楞12，背面與壓緊彈簧4相接觸，凸楞12嵌在凹槽 11中，凸楞12的錐度大于凹槽11的錐度，或者凸楞12的圓弧半徑大于凹槽11的圓弧半 徑。最好是使所述凸楞12的錐度大于V形凹槽的錐度5-20。，所述凸楞12的圓弧半徑是 圓弧形凹槽圓弧半徑的1. 1-1. 5倍。為保證凸楞12與凹槽11在橫截面上的點(diǎn)接觸效果， 還可以使所述凹槽ll兩側(cè)壁的槽頂邊上均設(shè)置有倒角13。凸楞12與凹槽11上的V形或 圓弧形斜面的點(diǎn)接觸，壓緊彈簧的預(yù)載荷通過凸楞12和凹槽11向主密封面2和密封槽3 的兩側(cè)壁傳遞，使密封條6與主密封面2和密封槽3的兩側(cè)壁貼緊，有效提高了密封件對(duì)各 密封面的靜態(tài)密封效果。 所述支撐架5的另一面上對(duì)應(yīng)壓緊彈簧4設(shè)置有安裝孔14。壓緊彈簧4裝在安裝 孔14中，使支撐架5的安裝更方便，壓緊彈簧4的工作更穩(wěn)定可靠。 所述的支撐架5采用金屬材料制成，所述密封條6的材料既可以是橡膠也可以是 塑料，降低了制造成本。由于轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)工作是作雙向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，分別設(shè)置在舵機(jī)轉(zhuǎn)子9兩 側(cè)的兩個(gè)單向閥8構(gòu)成了一個(gè)邏輯閥組，使得舵機(jī)向任意一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，高壓腔的壓力 載荷均會(huì)通過一個(gè)單向閥8可靠的施加在密封件上。目前國(guó)際上轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)的額定工作壓 力為8MPa左右，采用該密封裝置后，額定工作壓力可以提高到12MPa。
權(quán)利要求一種轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)密封裝置，包括壓緊彈簧(4)和密封件，其特征在于所述壓緊彈簧(4)的一端頂在舵機(jī)轉(zhuǎn)子(9)的密封槽(3)底部，另一端頂在密封件的背面上，密封件的正面貼緊舵機(jī)箱體(10)的主密封面(2)，所述密封槽(3)的內(nèi)壁上設(shè)置有壓力油孔(7)，壓力油孔(7)的另一端通向舵機(jī)轉(zhuǎn)子(9)的兩側(cè)壁并分別經(jīng)單向閥(8)與舵機(jī)轉(zhuǎn)子(9)兩側(cè)的壓力腔室相連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)密封裝置，其特征在于所述的密封件是斷 面為正四邊形的密封條(6)，或是斷面為正四邊形且在正四邊形的一個(gè)邊上開有V形或圓 弧形凹槽(11)的密封條(6)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)密封裝置，其特征在于所述的密封件由密 封條(6)和支撐架(5)嵌合而成，密封條(6)的正面貼緊舵機(jī)箱體(10)的主密封面(2)，密 封條(6)的背面設(shè)置有V形或圓弧形的凹槽(ll)，支撐架(5)的正面制有錐臺(tái)形或圓弧形 的凸楞(12)，背面與壓緊彈簧(4)相接觸，凸楞(12)嵌在凹槽(11)中，凸楞(12)的錐度大 于凹槽(11)的錐度，或者凸楞(12)的圓弧半徑大于凹槽(11)的圓弧半徑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)密封裝置，其特征在于所述凸楞(12)的 錐度大于凹槽(11)的錐度5-20° ，所述凸楞(12)的圓弧半徑是凹槽(11)圓弧半徑的 1. 1-1. 5倍。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)密封裝置，其特征在于所述凹槽(11)兩側(cè) 壁的槽頂邊上均設(shè)置有倒角(13)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)密封裝置，其特征在于所述支撐架(5)的 另一面上對(duì)應(yīng)壓緊彈簧(4)設(shè)置有安裝孔(14)。
專利摘要一種轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)密封裝置，所述壓緊彈簧(4)的一端頂在舵機(jī)轉(zhuǎn)子(9)的密封槽(3)底部，另一端頂在密封件的背面上，密封件的正面貼緊舵機(jī)箱體(10)的主密封面(2)，所述密封槽(3)的內(nèi)壁上設(shè)置有壓力油孔(7)，壓力油孔(7)的另一端通向舵機(jī)轉(zhuǎn)子(9)的兩側(cè)壁并分別經(jīng)單向閥(8)與舵機(jī)轉(zhuǎn)子(9)兩側(cè)的壓力腔室相連通。實(shí)現(xiàn)了主密封面和其他密封面的預(yù)載荷密封和壓力載荷密封，始終保持密封件與密封面的接觸應(yīng)力大于密封壓力，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)密封性能穩(wěn)定，密封件的整體密封性能提高。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝和維護(hù)方便，適用范圍廣，特別適于額定工作壓力較高的轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)使用。
文檔編號(hào)F16J15/34GK201517613SQ20092022971
公開日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者盛文, 程立兵, 羅曉寧, 胡紅斌 申請(qǐng)人:武漢船用機(jī)械有限責(zé)任公司