專利名稱：碳石墨環(huán)軸密封結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種主軸密封結構，特別地，涉及一種航空發(fā)動機的碳石墨環(huán)軸密封結構。
背景技術：
航空發(fā)動機中為了提高性能，使用接觸式碳石墨環(huán)密封的部位越來越多。對于航空發(fā)動機來說，如何設計重量輕，結構簡單，密封效果更好的碳石墨環(huán)軸密封結構已成為影響發(fā)動機性能的一個主要因素。圖1示出了目前航空發(fā)動機中廣泛使用的一種碳石墨環(huán)軸密封結構，包括安裝于軸承座10端部的碳石墨環(huán)本體1。碳石墨環(huán)本體1安裝有碳石墨環(huán)6。碳石墨環(huán)6的內孔壁面與轉軸20的旋轉表面動密封連接，碳石墨環(huán)本體1的內孔與轉軸20的旋轉表面間隙配合。這種結構僅提供了一個可以安裝碳石墨環(huán)6的空間13，靠碳石墨環(huán)6的內孔壁面與轉軸20的旋轉表面接觸來實現密封，一部分滑油容易從接觸面泄漏，而且碳石墨環(huán)的工作溫度較高時這部分滑油會在碳石墨環(huán)內表面形成積碳，進一步影響密封效果。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的在于提供一種碳石墨環(huán)軸密封結構，以解決現有技術存在的滑油容易泄漏，密封效果不佳的技術問題。為實現上述目的，本發(fā)明提供了一種碳石墨環(huán)軸密封結構，包括安裝于軸承座端部的碳石墨環(huán)本體，碳石墨環(huán)本體安裝有碳石墨環(huán)，碳石墨環(huán)內孔壁面與轉軸的旋轉表面動密封接觸，碳石墨環(huán)本體的內孔與轉軸的旋轉表面間隙配合，結構特點是，碳石墨環(huán)本體的內孔設有貫穿的內螺紋，內螺紋的旋向與轉軸的旋向相反；碳石墨環(huán)本體的內孔還設有環(huán)形儲油凹槽；環(huán)形儲油凹槽位于碳石墨環(huán)的一側。進一步地，內螺紋為三角形螺紋或梯形螺紋。進一步地，軸承座內設有篩網環(huán)，篩網環(huán)的內孔壁包容于轉軸的旋轉表面。進一步地，篩網環(huán)是兩端開口的圓筒，且所述篩網環(huán)的一端同心地固結在碳石墨環(huán)本體的內側壁；圓筒壁設有若干篩孔及一噴射口。進一步地，軸承座設有噴油嘴，噴油嘴噴出的滑油通過篩網環(huán)上的噴射口噴射至轉軸的旋轉表面。進一步地，碳石墨環(huán)本體的外側壁設有環(huán)形槽及安裝有環(huán)形板；環(huán)形板與碳石墨環(huán)本體的環(huán)形槽共同形成閉合空腔；碳石墨環(huán)活動安裝于閉合空腔內；環(huán)形板與碳石墨環(huán)之間安裝有彈簧，該彈簧使碳石墨環(huán)抵接至閉合空腔的側壁。進一步地，碳石墨環(huán)由兩塊以上的碳石墨環(huán)拼合而成，并沿碳石墨環(huán)的外周向安裝有使碳石墨環(huán)向轉軸方向收縮的條形拉簧。進一步地，轉軸上套設有一個帶散熱溝槽的滑套，碳石墨環(huán)密封套接于滑套的外周緣上。
進一步地，滑套在鄰近軸承座內腔的一端的內螺紋處設有軸向卸油槽。本發(fā)明具有以下有益效果(1)由于碳石墨環(huán)本體的內孔設有貫穿的內螺紋，內螺紋的牙頂與轉軸的旋轉表面的間隙可以設置得很小，形成迷宮式螺旋通道，當轉軸的旋轉表面轉動時，軸承座進入的滑油因內螺紋的旋向與轉軸的旋向相反而難以進入到碳石墨環(huán)處，即使少量的滑油攪拌到碳石墨環(huán)處，因碳石墨環(huán)外面的氣體壓力(該氣體壓力另由系統(tǒng)提供)高于軸承座的氣體壓力，氣體將這些少量滑油經迷宮式螺旋通道向軸承座內驅趕，經鄰近軸承座內腔的一端的內螺紋處的軸向卸油槽將滑油驅趕至軸承座內部，從而有效的阻止了滑油進入碳石墨環(huán)處，避免在工作溫度較高時碳石墨環(huán)表面形成積碳，減少了滑油泄漏，提高了密封效果，延長碳石墨環(huán)的使用壽命。(2)碳石墨環(huán)本體的內孔位于碳石墨環(huán)的一側設有的環(huán)形儲油凹槽，可以儲存通過內螺紋12與轉軸20的旋轉表面之間進入的多余滑油和雜質，以避免雜質損壞轉軸的旋轉表面和內螺紋的牙尖。(3)由于軸承座內設有篩網環(huán)，篩網環(huán)的內孔壁收容于轉軸的旋轉表面，篩網環(huán)的若干篩孔可把轉軸的旋轉表面在軸承座內攪拌所激起的紊流漩渦限制在篩網環(huán)內側，促進油氣分離，此外，篩網環(huán)在周向開有一個噴射口，安裝在軸承座上的噴油嘴噴射出的滑油經此噴射口噴射至轉軸的旋轉表面，以帶走轉軸的旋轉表面與碳石墨環(huán)摩擦產生的熱量，進而提高了密封效果，延長了碳石墨環(huán)的使用壽命。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。 下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。


構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖1示出了現有技術廣泛使用的碳石墨環(huán)軸密封結構示意圖；圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例的碳石墨環(huán)軸密封結構示意圖；以及圖3是圖2中A向局部放大示意具體實施例方式以下結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。參見圖2，本發(fā)明優(yōu)選實施例的碳石墨環(huán)軸密封結構，包括安裝于軸承座10端部的碳石墨環(huán)本體1。碳石墨環(huán)本體1是一設有同心內孔的環(huán)形體，左側設有環(huán)形槽，在環(huán)形槽面上安裝有環(huán)形板4。環(huán)形板4上安裝有卡環(huán)2，環(huán)形板4通過卡環(huán)2進行軸向定位。環(huán)形板4與環(huán)形槽一起構成一個閉合的環(huán)形空腔13，碳石墨環(huán)6活動安裝于該閉合的環(huán)形空腔13內。碳石墨環(huán)6由兩塊以上相互鉸接或扣合拼合一起的碳石墨塊組成。碳石墨環(huán)6 的外周緣安裝有使碳石墨環(huán)6向內收縮的條形拉簧3，拉簧3使碳石墨環(huán)6的內孔壁面與轉軸20的旋轉表面動密封接觸。此外，在環(huán)形板4的側面與碳石墨環(huán)6之間還安裝有壓縮彈簧5，該壓縮彈簧5的彈性力迫使碳石墨環(huán)6向右抵接至環(huán)形槽13的側壁。
為了在碳石墨環(huán)本體1的內孔與轉軸20的旋轉表面間形成迷宮式螺旋通道，在碳石墨環(huán)本體1的內孔處設有貫穿的內螺紋12，內螺紋的牙頂與轉軸20表面的間隙可以設置得很小，內螺紋12優(yōu)選采用三角形螺紋或梯形螺紋，而且，內螺紋12的旋向與轉軸20的旋向相反。此外，為便于散熱，轉軸20上套設有一個帶環(huán)形散熱溝槽71的滑套7，碳石墨環(huán)密封套接于滑套的外周緣上?；?在鄰近軸承座10內腔的一端的內螺紋12人口處設有軸向卸油槽72，該軸向卸油槽72是在滑套7的端部加工的環(huán)形倒角斜面。當轉軸20的旋轉表面高速轉動時，軸承座10進入的滑油因內螺紋12的旋向與轉軸20的旋向相反而難以進入到碳石墨環(huán)6處。即使少量的滑油攪拌到碳石墨環(huán)6處，也因碳石墨環(huán)外面的氣體壓力(該氣體壓力另由系統(tǒng)提供)高于軸承座10內的氣體壓力，而將這些少量滑油經內螺紋 12形成的迷宮式螺旋通道流向軸承座10內，并經軸向泄油槽72流至軸承座10的內部，從而有效的阻止了滑油進入碳石墨環(huán)6處，避免在工作溫度較高時碳石墨環(huán)表面形成積碳， 減少了滑油泄漏，提高了密封效果，延長了碳石墨環(huán)的使用壽命。碳石墨環(huán)本體1的內孔還設有環(huán)形儲油凹槽11，該環(huán)形儲油凹槽11位于碳石墨環(huán)6的一側。儲油凹槽11作用是儲存通過內螺紋12與轉軸20的旋轉表面之間進入的多余滑油和雜質，避免雜質損壞轉軸20 的旋轉表面和內螺紋12的牙尖。結合參見圖3，在軸承座10內設有篩網環(huán)9，篩網環(huán)9的內孔壁包容于轉軸20的旋轉表面。本實施例的篩網環(huán)9優(yōu)選采用兩端開口的薄壁圓筒，該篩網環(huán)9的一端的同心的固結在碳石墨環(huán)本體1的內側壁。在其它是實施例中，篩網環(huán)9也可以固定在軸承座10 的內壁上。沿篩網環(huán)9的圓筒壁面設有若干篩孔92及一噴射口 91，軸承座10設有噴油嘴 8，噴油嘴8噴出的滑油通過篩網環(huán)9上的噴射口 91噴射至轉軸20的旋轉表面，以帶走該旋轉表面與碳石墨環(huán)摩擦產生的熱量，進而提高了密封效果，延長了碳石墨環(huán)的使用壽命。 由于篩孔92很小，可把轉軸20的旋轉表面在軸承座10內攪拌所激起的紊流漩渦限制在篩網環(huán)9內側，以促進油氣分離。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種碳石墨環(huán)軸密封結構，包括安裝于軸承座(10)端部的碳石墨環(huán)本體(1)，所述碳石墨環(huán)本體(1)內安裝有碳石墨環(huán)(6)，所述碳石墨環(huán)(6)內孔壁面與轉軸00)的旋轉表面動密封接觸，所述碳石墨環(huán)本體(1)的內孔與所述轉軸00)的旋轉表面間隙配合，其特征在于，所述碳石墨環(huán)本體(1)的內孔處設有貫穿的內螺紋(12)，所述內螺紋(1 的旋向與所述轉軸OO)的旋向相反；所述碳石墨環(huán)本體(1)的內孔還設有環(huán)形儲油凹槽(11)；所述環(huán)形儲油凹槽(11)位于所述碳石墨環(huán)(6)的一側。
2.根據權利要求1所述的碳石墨環(huán)軸密封結構，其特征在于，所述內螺紋(1 為三角形螺紋或梯形螺紋。
3.根據權利要求2所述的碳石墨環(huán)軸密封結構，其特征在于，所述軸承座(10)內還設有篩網環(huán)(9)，所述篩網環(huán)(9)的內孔壁包容于所述轉軸OO) 的旋轉表面。
4.根據權利要求3所述的碳石墨環(huán)軸密封結構，其特征在于，所述篩網環(huán)(9)是兩端開口的圓筒，且所述篩網環(huán)(9)的一端同心地固結在所述碳石墨環(huán)本體(1)的內側壁；所述圓筒壁設有若干篩孔(9 及一噴射口(91)。
5.根據權利要求4所述的碳石墨環(huán)軸密封結構，其特征在于，所述軸承座(9)設有噴油嘴(8)，所述噴油嘴(8)噴出的滑油通過所述篩網環(huán)(9)上的噴射口(19)噴射至所述轉軸OO)的所述旋轉表面。
6.根據權利要求5所述的碳石墨環(huán)軸密封結構，其特征在于，所述碳石墨環(huán)本體(1)的外側壁設有環(huán)形槽及環(huán)形板(4)；所述環(huán)形板⑷與所述碳石墨環(huán)本體(1)的環(huán)形槽共同形成閉合空腔(13)；所述碳石墨環(huán)(6)活動安裝于所述閉合空腔(13)內；所述環(huán)形板(4)與碳石墨環(huán)(6)之間安裝有彈簧(5)，所述彈簧( 使所述碳石墨環(huán) (6)抵接至所述閉合空腔(13)的側壁。
7.根據權利要求6所述的碳石墨環(huán)軸密封結構，其特征在于，所述碳石墨環(huán)(6)由兩塊以上的碳石墨環(huán)拼合而成，且所述碳石墨環(huán)(6)的外周緣安裝有使所述碳石墨環(huán)(6)向所述轉軸的方向收縮的條形拉簧(3)。
8.根據權利要求1至7中任意一項所述的碳石墨環(huán)軸密封結構，其特征在于，所述轉軸OO)上套設有一個帶散熱溝槽的滑套(7)；所述碳石墨環(huán)(6)密封套接于所述滑套(7)的外周緣上。
9.根據權利要求8所述的碳石墨環(huán)軸密封結構，其特征在于，所述滑套(7)在鄰近所述軸承座(10)內腔的一端的所述內螺紋(1 處設有軸向卸油槽(72)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種碳石墨環(huán)軸密封結構，包括安裝于軸承座(10)端部的碳石墨環(huán)本體(1)，碳石墨環(huán)本體(1)安裝有碳石墨環(huán)(6)，碳石墨環(huán)(6)內孔壁面與轉軸(20)的旋轉表面動密封接觸，碳石墨環(huán)本體(1)的內孔與轉軸(20)的旋轉表面間隙配合，其中，碳石墨環(huán)本體(1)的內孔設有貫穿的內螺紋(12)，內螺紋(12)的旋向與轉軸(20)的旋向相反；碳石墨環(huán)本體(1)的內孔還設有環(huán)形儲油凹槽(11)；環(huán)形儲油凹槽(11)位于碳石墨環(huán)(6)的一側。這種結構可以解決現有技術存在的滑油容易泄漏，密封效果不佳的技術問題。
文檔編號F16J15/54GK102322530SQ20111025723
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月1日 優(yōu)先權日2011年9月1日
發(fā)明者周志翔, 李維, 江云琴, 王強, 行峰濤 申請人:中國航空動力機械研究所