專利名稱：密封系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種具有活塞桿密封部件和擋圈的密封系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
以往，各種生產(chǎn)機(jī)械(例如，建設(shè)機(jī)械)所具有的油壓缸中，使用將多個密封圈組合的密封系統(tǒng)。已知在該密封系統(tǒng)中，為了對汽缸(缸體)的軸孔與活塞桿之間環(huán)狀間隙進(jìn)行密封，采用具有活塞桿密封圈和擋圈的結(jié)構(gòu)。該活塞桿密封圈和擋圈配置于設(shè)置在軸孔內(nèi)周的環(huán)狀槽內(nèi)。在此，活塞桿密封圈起到防止密封液體(油壓缸中的油)向大氣泄露的作用?；钊麠U密封圈的材料適宜使用柔軟性好，周偏心的跟隨性好的丁腈橡膠(NBR)。另外，擋圈起到防止活塞桿密封圈的低壓側(cè)內(nèi)周端部露出到活塞桿和軸孔之間的微小間隙中的作用。擋圈的材料適宜使用強(qiáng)度高，與NBR的硬度相差不大的四氟乙烯樹脂 (PTFE)。擋圈在受到壓力時壓縮變形，其內(nèi)周面與活塞桿貼緊，由此起到上述作用。也就是說，防止活塞桿密封圈的低壓側(cè)內(nèi)周端部露出到擋圈的內(nèi)周面與活塞桿之間的微小間隙中。因此，若擋圈使用與NBR的硬度相差大的材料，則會發(fā)生活塞桿密封圈的低壓側(cè)內(nèi)周端部，在擋圈的內(nèi)周面與活塞桿貼緊之前，露出到擋圈的內(nèi)周面與活塞桿之間的微小間隙的問題。在此，在建設(shè)機(jī)械中使用的油壓缸等油壓高的情形下，比活塞桿密封圈靠近高壓側(cè)設(shè)置有用于緩沖壓力的緩沖環(huán)，從而能夠提高耐壓性。但是，因隨時間劣化，緩沖環(huán)的性能下降，則擋圈露出到活塞桿與軸孔之間的微小間隙。隨之，活塞桿密封圈的低壓側(cè)內(nèi)周端部露出到擋圈內(nèi)周面與活塞桿之間的微小間隙。因而造成活塞桿密封圈的低壓側(cè)內(nèi)周端部破損，密封性能下降。為了消除上述不利情況，已知有使用兩個擋圈的技術(shù)。即，已知在活塞桿密封圈側(cè)配置PTFE制的緩沖環(huán)，在比之靠近低壓側(cè)配置硬度高于PTFE (洛氏硬度為123HRR左右) 的聚酰胺制的緩沖環(huán)的技術(shù)。但是，在使用該技術(shù)時，由于需要兩種擋圈而成本高。另外，已知有如下技術(shù)，僅使用一個硬度高(洛氏硬度為123HRR左右)的聚酰胺制的擋圈，為了降低活塞桿密封圈與擋圈的硬度差，而使活塞桿密封圈的材料為硬度比NBR 高的尿烷。但是，在使用該技術(shù)時，雖然提高了耐壓性，但由于活塞桿密封圈的硬度高，軸偏心的跟隨性下降，產(chǎn)生密封性能下降等不利的問題。[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)1]日本發(fā)明專利公開2001-355739號公報[專利文獻(xiàn)2]國際公開第W02005/121613號公報
實用新型內(nèi)容本實用新型目的在于提供一種密封系統(tǒng)，能夠不增加部件數(shù)量而維持優(yōu)異的密封性能，且提高耐壓性。本實用新型為了解決上述技術(shù)課題，采用如下技術(shù)手段。S卩，本實用新型的密封系統(tǒng)對相對往復(fù)運動的缸體與插入到該缸體的軸孔內(nèi)的活塞桿之間的環(huán)狀間隙進(jìn)行密封，其特征在于所述密封系統(tǒng)具有活塞桿密封部，其配置在設(shè)于所述軸孔內(nèi)周的環(huán)狀槽內(nèi)；和擋圈，其配置在所述環(huán)狀槽內(nèi)比該活塞桿密封部靠近低壓側(cè)，防止該活塞桿密封部的低壓側(cè)內(nèi)周端部露出到所述活塞桿與軸孔之間的微小間隙，所述活塞桿密封部的材料為丁腈橡膠，所述擋圈的材料為，洛氏硬度為90HRR以上110HRR以下的聚酰胺。需要注意，關(guān)于本實用新型中的活塞桿密部及擋圈的材料，在不改變基本的材料性質(zhì)的范圍內(nèi)，還可以含有填充材料等其他物質(zhì)。根據(jù)本實用新型，采用柔軟性好，軸偏心的跟隨性好的丁腈橡膠作為活塞桿密封部的材料，能夠維持良好的密封性能。另外，在本實用新型中，采用聚酰胺中硬度相對較低的洛氏硬度為90HRR以上110HRR以下的材料作為擋圈。由此，擋圈的材料與通常使用的 PTFE材料相比硬度高，實現(xiàn)提高耐壓性，并且由于活塞桿密封部與擋圈的硬度差不是很大， 因此能夠良好地防止活塞桿密封部露出。由此，不會如使用兩個擋圈的情形那樣增加部件數(shù)量，并能夠維持良好的密封性。另外，本實用新型的密封系統(tǒng)中，優(yōu)選所述活塞桿密封部是截面為U字形的U型密封圈。本實用新型的密封系統(tǒng)中，優(yōu)選在比具有所述活塞桿密封部和所述擋圈的主密封部靠近高壓側(cè)，設(shè)置有具有緩沖環(huán)的耐壓部。另外優(yōu)選，在比具有所述活塞桿密封部和所述擋圈的主密封部靠近低壓側(cè)，設(shè)置有防塵密封圈。如上述說明，根據(jù)本實用新型的有益效果是，能夠不增加部件而維持良好的密封性，并實現(xiàn)耐壓性提高。
圖1是表示本實用新型的密封系統(tǒng)的使用狀態(tài)的模型剖面圖。圖2是表示擋圈在不同硬度下的各種結(jié)果的表。圖3是表示擋圈硬度與擋圈的露出尺寸及活塞桿密封圈的破損尺寸的關(guān)系的圖表。符號說明10主密封部11活塞桿密封圈Ila第一密封唇lib第二密封唇12 擋圈20耐壓部21緩沖環(huán)[0036]21b 缺口[0037]22擋圈[0038]30防塵密封部[0039]31加強(qiáng)環(huán)[0040]32橡膠密封部[0041]3 第一唇部[0042]32b第二唇部[0043]50缸體[0044]51第一環(huán)狀槽[0045]52第二環(huán)狀槽[0046]53環(huán)狀缺口部[0047]60活塞桿
具體實施方式
下面參照附圖，根據(jù)實施例以具體例子說明本實用新型的實施方式。其中，關(guān)于實施例中記載的組成部件的尺寸、材料、形狀、相對配置等，除非有特別的記載，本實用新型的范圍不限于此。(實施例)參照圖1 圖3說明基于本實用新型的實施例的密封系統(tǒng)。本實施例中的密封系統(tǒng)適用于各種油壓缸。此時，以下說明的缸體相當(dāng)于汽缸，密封對象流體相當(dāng)于油，流體壓力相當(dāng)于油壓。〈密封系統(tǒng)〉參照圖1說明基于本實用新型實施例的密封系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)。本實施例中的密封系統(tǒng)用于對缸體50與插入缸體50的軸孔內(nèi)的活塞桿60之間的環(huán)狀間隙進(jìn)行密封。缸體 50和活塞桿60相對往復(fù)運動。本實施例中的密封系統(tǒng)具有主密封部10、耐壓部20和防塵密封部30。在缸體50 的軸孔內(nèi)周設(shè)置有第一環(huán)狀槽51、第二環(huán)狀槽52和環(huán)狀缺口部53。第二環(huán)狀槽52設(shè)置在壓力最高的一側(cè)，環(huán)狀缺口部53設(shè)置在壓力最低的一側(cè)(本實施例中為大氣側(cè))。而且，在第一環(huán)狀槽51中設(shè)置主密封部10，在第二環(huán)狀槽52中設(shè)置耐壓部20，在環(huán)狀缺口部53中設(shè)置防塵密封部30。主密封部10主要起到防止高壓側(cè)的密封對象流體向低壓側(cè)(大氣側(cè))泄露的作用。耐壓部20主要起到緩沖作用于主密封部10的密封對象流體的流體壓力的作用。防塵密封部30主要起到防止外部的異物(灰塵或粉塵等)侵入主密封部10 —側(cè)的作用。主密封部10包括活塞桿密封圈11 ；配置于比該活塞桿密封圈11靠低壓側(cè)的擋圈12，該擋圈12用于防止活塞桿密封圈11的低壓側(cè)內(nèi)周端部X露出到活塞桿60和軸孔之間的微小間隙內(nèi)。在本實施例中，活塞桿密封圈11采用截面為U字形的U型密封，但也可以采用其他各種密封。而且，活塞桿密封圈11具有沿活塞桿60表面自由滑動的第一密封唇11a，和緊貼于第一環(huán)狀槽51的槽底面的第二密封唇lib。另外，在本實施例中，擋圈12采用墊圈形狀的部件。該擋圈12緊貼于第一環(huán)狀槽
551的低壓側(cè)的側(cè)壁面配置。而且，該擋圈12在受到壓力時因壓縮而變形，使其內(nèi)周面緊貼于活塞桿60。由此，能夠防止活塞桿密封圈11的低壓側(cè)內(nèi)周端部X露出到擋圈12的內(nèi)周面與活塞桿60之間的微小間隙內(nèi)。耐壓部20包括緩沖環(huán)21，和防止緩沖環(huán)21的低壓側(cè)內(nèi)周端部露出到活塞桿60和軸孔之間的微小間隙內(nèi)的擋圈22。而且，在本實施例中，在緩沖環(huán)21的低壓側(cè)內(nèi)周端部附近設(shè)置有環(huán)狀的缺口 21b，在該缺口 21b中安裝擋圈22。防塵密封部30具有防塵密封圈，該防塵密封圈包括嵌合固定于環(huán)狀缺口部53的內(nèi)周面的截面為大致L字形的加強(qiáng)環(huán)31 ；與該加強(qiáng)環(huán)31固定為一體的橡膠密封部32。橡膠密封部32包括向高壓側(cè)延伸的第一唇部3 和向低壓側(cè)(大氣側(cè))延伸的第二唇部32b。<主密封部>進(jìn)一步詳細(xì)說明主密封部。如上所述，主密封部10包括活塞桿密封圈11和擋圈 12?；钊麠U密封圈11的材料采用丁腈橡膠(NBR)。由于在本實施例中活塞桿密封圈 11的材料采用柔軟性好且軸偏心的跟隨性好的NBR，因此能夠維持良好的密封性能。另外， 也有用尿烷作活塞桿密封圈的材料的情形。但是，由于與NBR相比尿烷的硬度高，因而軸偏心的跟隨性差。由于尿烷有加水分解的性質(zhì)，因此存在在高溫高濕度的環(huán)境下發(fā)生劣化的問題。在“勞損( U )”引起的壽命性能上，NBR比尿烷更優(yōu)。如上所述，在密封性能方面，NBR比尿烷更優(yōu)。在本實施例中，擋圈12的材料采用洛氏硬度為90HRR以上110HRR以下的聚酰胺。 下面詳細(xì)說明采用洛氏硬度為90HRR以上110HRR以下的聚酰胺的理由。如在背景技術(shù)中所闡述的那樣，在擋圈的材料采用洛氏硬度為123HRR左右的聚酰胺時，活塞桿密封圈的材料不得不采用比NBR的硬度高的尿烷等。此時，雖然耐壓性提高，但不能避免地造成密封性能下降。因而，在本實施例中，擋圈12的材料采用洛氏硬度為90HRR以上110HRR以下的聚酰胺。由此，使擋圈12的強(qiáng)度比PTFE制的擋圈高，提高耐壓性。另外，由于不會使擋圈12 和NBR制的活塞桿密封圈11的硬度差過高，因此能夠很好地防止活塞桿密封圈11露出。由此，能夠利用一個擋圈12提高耐壓性，因而不會像使用兩個擋圈的情形那樣增加部件的數(shù)量，不會增加成本。圖2中示出了擋圈材料使用PTFE，和使用洛氏硬度不同的多種聚酰胺時的各種試驗的結(jié)果。PTFE的硬度(硬度計)為D70。另外，示出了對85HRR(R85)、109HRR(R109)、 120HRR(R120)、123HRR(R123)聚酰胺制的擋圈進(jìn)行試驗的結(jié)果。在此，試驗所用的活塞桿 60的直徑為75mm。流體壓力(油壓)為35MPa。擋圈12的尺寸為內(nèi)徑75mm，外徑88mm，高度(軸向?qū)挾?3mm?；钊麠U60往復(fù)運動的沖程為1000mm，其速度為400mm/sec，并且使其往復(fù)運動100km。另外，設(shè)定環(huán)境溫度為120°C。設(shè)定活塞桿60與缸體50的軸孔內(nèi)周之間的微小間隙為0. 25mm。試驗結(jié)果如表所示，示出了“牽拉強(qiáng)度”、“拉伸”、“吃進(jìn)”和“露出”。牽拉強(qiáng)度試驗和拉伸試驗的試驗，依據(jù)ASTM(美國材料試驗協(xié)會American Society for Testing and Materials) D638 CJIS K 7113)進(jìn)行。在此，“吃進(jìn)”是指，活塞桿密封圈11的低壓側(cè)內(nèi)周端部露出到擋圈12的內(nèi)周面與活塞桿60之間的微小間隙內(nèi)而破損的現(xiàn)象。表中的〇表示未發(fā)生破損，或即使發(fā)生破損，也幾乎沒有對密封性能造成影響。另外，表中的X表示發(fā)生破損，且對密封性能造成不良影響。另外，“露出”是指，擋圈12的低壓側(cè)內(nèi)周端部露出到活塞桿60與軸孔之間的微小間隙Y內(nèi)。表中的數(shù)值表示從第一環(huán)狀槽51低壓側(cè)的側(cè)壁面向低壓側(cè)露出的部分在軸向上的長度。表中的◎表示未發(fā)生露出，〇表示即使發(fā)生露出，也幾乎沒有對密封性能造成影響。另外，表中的X表示發(fā)生露出，且對密封性能造成不良影響。圖3中表示在聚酰胺制的擋圈中，聚酰胺的洛氏硬度(HRR)與擋圈發(fā)生露出(mm) 的關(guān)系，以及聚酰胺的洛氏硬度(HRR)與活塞桿密封圈發(fā)生破損(mm)的關(guān)系。而且，“擋圈露出(mm)”表示擋圈12的低壓側(cè)內(nèi)周端部中，從第一環(huán)狀槽51的低壓側(cè)側(cè)壁面向低壓側(cè)露出的部分的軸向長度。另外，“活塞桿密封圈破損(mm)”表示上述“吃進(jìn)”的軸向長度。如圖2、3可知，通過使擋圈12的材料采用洛氏硬度為90HRR以上110HRR以下的聚酰胺，能夠避免使擋圈12的露出以及活塞桿密封圈11的破損(吃進(jìn))影響到密封性能。進(jìn)一步說明使擋圈12的材料采用洛氏硬度為90HRR以上110HRR以下的聚氨酯的理由。當(dāng)最大流體壓力(最大油壓)為35(MPa)時，可以使擋圈12的洛氏硬度為90(HRR) 以上。由此，能夠不使擋圈發(fā)生露出，或者即使發(fā)生露出也不會影響密封性能。其主要理由為，擋圈到達(dá)壽命的基準(zhǔn)是其高度(軸向?qū)挾?減小到1/3。但是，如上所述，擋圈的硬度過高時，與活塞桿密封圈的硬度差變大，使活塞桿密封圈發(fā)生破損的可能性提高。因此，從這一觀點來看，擋圈的硬度應(yīng)盡可能低。因而，在本實施例中，將基準(zhǔn)定于100HRR，考慮到公差等，則設(shè)定為 100HRR士 10HRR，即設(shè)定為下限90(HRI )，上限IlO(HRIi)。由此，如上述實驗結(jié)果可知，能夠防止擋圈露出，并防止活塞桿密封圈破損。
權(quán)利要求1.一種密封系統(tǒng)，其對相對往復(fù)運動的缸體與插入該缸體的軸孔內(nèi)的活塞桿之間的環(huán)狀間隙進(jìn)行密封，其特征在于，具有活塞桿密封部，其配置在設(shè)于所述軸孔內(nèi)周的環(huán)狀槽內(nèi)；和擋圈，其配置在所述環(huán)狀槽內(nèi)比該活塞桿密封部靠近低壓側(cè)，防止該活塞桿密封部的低壓側(cè)內(nèi)周端部露出到所述活塞桿與軸孔之間的微小間隙中， 所述活塞桿密封部的材料為丁腈橡膠，所述擋圈的材料為，洛氏硬度為90HRR以上110HRR以下的聚酰胺。
2.如權(quán)利要求1所述的密封系統(tǒng)，其特征在于 所述活塞桿密封部是截面為U字形的U型密封圈。
3.如權(quán)利要求1所述的密封系統(tǒng)，其特征在于在比具有所述活塞桿密封部和所述擋圈的主密封部靠近高壓側(cè)，設(shè)置有具有緩沖環(huán)的耐壓部。
4.如權(quán)利要求1所述的密封系統(tǒng)，其特征在于在比具有所述活塞桿密封部和所述擋圈的主密封部靠近低壓側(cè)，設(shè)置有防塵密封圈。
專利摘要本實用新型提供一種密封系統(tǒng)，其能夠不增加部件數(shù)量而維持良好的密封性能，并提高耐壓性。該密封系統(tǒng)是對相對往復(fù)運動的缸體(50)與插入該缸體(50)的軸孔內(nèi)的活塞桿(60)之間的環(huán)狀間隙進(jìn)行密封的密封系統(tǒng)，其特征是具有活塞桿密封圈(11)，其配置在設(shè)于軸孔內(nèi)周的第一環(huán)狀槽(51)內(nèi)；和擋圈(12)，其配置在第一環(huán)狀槽(51)內(nèi)比該活塞桿密封圈(11)靠近低壓側(cè)，防止該活塞桿密封圈(11)的低壓側(cè)內(nèi)周端部(X)露出到活塞桿(60)與軸孔之間的微小間隙(Y)，活塞桿密封圈(11)的材料為丁腈橡膠，擋圈(12)的材料為，洛氏硬度為90HRR以上110HRR以下的聚酰胺。
文檔編號F16J15/32GK202074041SQ20112016253
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者安喰賢一, 阿部良行 申請人:Nok株式會社