专利名称：双向气动活塞y形双向密封皮圈的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种以压缩空气为工作介质使活塞双向运动(简称双向气动活塞)的双向密封装置，尤其是能保障经较长期使用有一定磨损后，又遇到寒冷天气时仍能有效密封的双向气动活塞Y形双向密封皮圈。
背景技术：
目前，公知的双向气动活塞的密封，都是用截面为圆形的橡胶密封圈(以下简称为O形圈)作密封，大都是一个活塞只用一个O形圈，也有少数用两个O形圈的。这种密封结构的优点是制造简单，成本费用低，缺点是当O形圈稍有磨损后冷车或冷机时易漏气，尤其是当环境温度低使O形圈收缩变硬时更易漏气。而要使其不易漏气，就必须增大O形圈的截面直径，或者在相同截面直径下，在加工活塞的O形圈槽时使其浅些，使O形圈露出多 些，以贴紧缸壁使其密封好些，但这样一方面是增大了活塞的运动阻力，另一方面是当O形圈露出多时，即使是不特意使其露出多，在把装有新O形圈的活塞推入气缸时，O形圈也都会出现一定角度的挤压扭转(在润滑条件相同的情况下，O形圈受挤压发生扭转角度的大小与其露出的多少成正比，与其截面直径的大小成反比)，或者因安装不正，O形圈向某一侧扭转，扭转角度越大，出现向扭转方向先漏气的时间越早。有的还因缸孔端口无内倒角致O形圈在安装入缸孔时被剪切坏。由此可见，用O形圈作双向气动活塞的密封是不可靠、不耐用的，是难以达到密封、灵活、耐用的要求的。另有的如汽车离合器助力器的助力气缸中的活塞，是采用V形皮圈做密封的，若做得好其密封效果是不错的，能达到密封、灵活、耐用的要求。但V形皮圈只适用于以气或油液为工作介质使活塞单向运动(回位靠弹簧力)、只要求单向密封的活塞。对于像法士特(富勒)变速器副箱中的高低档换档气缸中活塞双向运动要求双向均起密封作用的活塞，其现在是用O形圈作密封，其一般是挂低档时漏气的较多，原因一是安装O形圈时装不正向低档侧扭转定形，二是即使安装正了，在把活塞和O形圈装入气缸时，O形圈受挤压发生向低档侧扭转定形；有少数是因安装O形圈入活塞上的槽时放不正，O形圈向高档侧扭转定形，这时则是挂高档时漏气(之所以O形圈发生扭转后会出现向扭转方向一侧漏气，是因为O形圈的最大半径部位是其在自然状态下时的轴向外切点处，其扭转后与缸壁接触面之间的后侧形成了一个小斜面口，因而压缩空气从这一小斜面口窜漏到O形圈扭转方向的一侧)。换档气缸一旦出现漏气，一方面要增加充气时间损耗多些燃料，另一方面严重漏气时，会出现活塞不能推动拨叉拨动副箱同步器滑套接合齿轮，这时会出现挂档车不走，或者副箱同步器滑套仍停留在高档侧与驱动齿轮接合，这时挂档起步就是高档，亦或者是因挂低档漏气挂低档车不走，只好挂高档起步使用，如果是重车，就会导致离合器打滑烧磨坏。对于像中型、重型汽车中使用的制动继动阀，当活塞上的O形圈密封不严时，在制动时，刹车总泵在输出到继动阀活塞上腔的控制气压力经活塞的放大作用产生推力--活塞下行关闭排气阀门--打开进气阀门进气时，活塞下腔的气压高于上腔的气压，下腔的压缩空气反窜到上腔返回到刹车总泵使驾驶员感到制动踏板变硬脚费力，有的还会出现刹车总泵漏气，而且更重要的是会使继动阀进气阀门开度小，输出制动气压低，汽车制动差。而要使其密封可靠，就要使O形圈露出活塞直径表面多些，但这又有可能会使活塞卡滞不灵活，出现活塞回位排气不良致拖刹车。
发明内容为了克服现有装用于双向气动活塞的O形圈密封可靠性、灵活性和耐用性差的不足，本实用新型的目的在于提供了一种起活塞双向密封作用的Y形橡胶密封皮圈(简称为Y形皮圈)，用Y形皮圈代替O形圈作双向气动活塞的密封。皮圈中间部分不可压缩,称为实体部分；皮圈的向两侧斜向外张开段即外圈或者叫臂圈可压缩，称为非实体部分。两侧外圈形状、大小分别对称相等。本实用新型的技术解决方案是这样的，一种双向气动活塞Y形双向密封皮圈，其特征在于皮圈体的轴向剖面的皮圈的外圈呈轴向向两侧斜向外张开。Y形皮圈两侧斜向外张开的两侧外圈外表面斜角为1°至30°。皮圈外圈端口面与轴线垂直。皮圈有向两侧斜向外张开皮圈的外圈，其宽度为皮圈两外圈之间宽度，两侧臂圈的形状、大小分别对称相等。本实用新型的有益效果是其既确保了活塞与气缸之间的有效可靠密封，又避免了因要求密封可靠致使活塞发卡运动受阻的故障出现，而且即使其经过了较长的使用期，其向两侧斜向外张开的外圈外表面有了一定量的磨损，并且其又遇到寒冷的天气，在这种情况下工作时，其也能在工作气压力的作用下张开紧贴在缸壁上仍能达到密封的效果。
本实用新型的结构构成是这样的图I为本实用新型双向气动活塞Y形双向密封皮圈的双向密封皮圈的轴向剖面构造横剖视图。图2为本实用新型双向气动活塞Y形双向密封皮圈的双向气筒活塞的轴向剖面横首1J视图。图I 图2中，皮圈外圈端口面宽度⑴、皮圈外圈张开外表面斜角(2)、皮圈的外圈⑶、皮圈体⑷、皮圈实体部分宽度(5)、皮圈两外圈之间宽度(6)、皮圈孔半径Rl (7)、皮圈张开内面与实体宽相交点的半径R2 (8)、皮圈外圈表斜面夹角底圆半径R3 (9)、活塞表面半径R4(10)、缸孔半径R5 (11)、皮圈外圈顶点圆半径R6 (12)、活塞厚度(13)、活塞的T形皮圈槽上部宽度(14)、活塞的T形皮圈槽下部宽度(15)、活塞的皮圈槽底半径rl (16)、活塞的皮圈槽阶梯部位半径r2 (17)、活塞半径r3 (18)。
具体实施方式
本实用新型的最佳实施例是这样的，参照附图，皮圈装到活塞上后，其实体部分低于活塞直径表面以减小运动阻力；皮圈的向两侧斜向外张开口即外圈直径略大于缸孔直径，其与活塞一起装入到气缸中后，在工作时皮圈外圈在工作气压力作用下紧贴在缸孔壁上起外圈部位的密封作用；而皮圈的孔径略小于活塞的皮圈槽直径，皮圈装入到活塞的皮圈槽中后将箍紧皮圈槽，对内圈部位的密封起主要作用，同时工作时的工作气压力同样使Y形皮圈“柄部”侧面贴紧于皮圈槽受压的一侧，从而对内圈部位的密封起辅助作用。Y形皮圈的材料应使用耐油橡胶，用硅胶则更好。应针对现有部件的缸孔半径R5(11)许可范围确定相应的Y形皮圈两外圈之间的皮圈体(4),从而再确定皮圈内圈实体部分的宽厚度(5),由于Y形皮圈与活塞一起装入气缸中后，Y形皮圈已变形成接近于T形，Y形皮圈“柄部”=R2-R1，皮圈两外圈之间宽度(6)即图中皮圈非实体部分=(6)-(5)，皮圈的外圈(3)也称为臂圈，单侧臂圈轴向长度等于2分之一非实体部分长度。因此，把活塞的皮槽加工成图二中的上部宽下部窄的与皮圈轴向截面相对应的又稍宽一点的T形的环凹槽。在上述两图中，Rl < rl，使皮圈内圈能箍紧活塞的皮圈槽，确保内圈部位的密封；同时T形皮圈槽的柄部尺寸(r2-rl)应小于Y形皮圈的柄部尺寸(R2-R1)，以免发生干涉影响皮圈内圈箍紧皮圈槽。并在端口处加工内倒角。皮圈外圈张开外表面斜角(2)应控制在16° -20°之间，以确保既能密封又要防止皮圈因外圈斜度过大致阻力过大。皮圈外圈端口面宽度(I)应根据活塞直径的大小做成一定比例的尺寸，以确保具有足够密封的弹性张力和耐用期；而且外圈端口面应做成与轴线垂直，以确保外表斜面与相应工作的接触密封线长度，尤其是外圈端口面不能做成与外表斜面垂直，更不能有外倒角。同时，在气缸孔的外端口处加工一个η X 30 ° 的内倒角(η > R6-R5)，以利于把装有皮圈的活塞装入到气缸中。在把皮圈装入活塞的皮圈槽时，应用一条扁头的钢枝条挑起皮圈转动一圈以上，使皮圈装正入槽中；在装配之前，应用2号锂基润滑脂润滑缸孔壁和活塞圆周及皮圈外表面，在皮圈外圈外表斜面夹角底涂满油脂以确保润滑。在把活塞装入气缸时，注意观察内侧皮圈口，必要时用厚薄规压一下皮圈，使其能顺利装入到气缸中。
权利要求1.一种双向气动活塞Y形双向密封皮圈，其特征在于皮圈体(4)的轴向剖面的皮圈的外圈(3)呈轴向向两侧斜向外张开。
2.根据权利要求1所述的双向气动活塞Y形双向密封皮圈，其特征在于Y形皮圈两侧斜向外张开的两侧外圈外表面斜角⑵为1°至30°。
3.根据权利要求1所述的双向气动活塞Y形双向密封皮圈，其特征在于皮圈外圈端口面(1)与轴线垂直。
4.根据权利要求1所述的双向气动活塞Y形双向密封皮圈，其特征在于皮圈有向两侧斜向外张开皮圈的外圈，其宽度为皮圈两外圈之间宽度(6)，两侧臂圈的形状、大小分别对称相等。
专利摘要本实用新型公开了一种双向气动活塞Y形双向密封皮圈。皮圈中间不可压缩的部分装到活塞的皮圈槽中后低于活塞直径表面，能有效减小活塞的运动阻力；皮圈的外圈张开部分可压缩，其直径略大于缸孔直径，把皮圈与活塞一起装入到气缸中后，在工作时，皮圈外圈在工作气压力的作用下贴紧在缸壁上起外圈部位的密封作用；即使其经过了较长的使用期，皮圈外圈外表面有了一定量的磨损，.并且又遇到寒冷天气时，其工作时也能在工作气压力的作用下张开外圈贴紧缸壁，从而仍能达到密封的效果；而皮圈的孔径略小于活塞的皮圈槽底直径，皮圈装入到活塞的皮圈槽中后将箍紧皮圈槽，同时，工作时的工作气压力同样使Y形皮圈“柄部”侧面贴紧于皮圈槽受压的一侧，从而一起起内圈部位的密封作用。
文档编号F16J9/20GK202812176SQ20122023229
公开日2013年3月20日 申请日期2012年5月23日 优先权日2012年5月23日
发明者陈沧帆 申请人:陈沧帆