一种石墨密封环及其制备方法与流程

本发明涉及石墨密封环技术领域，特别涉及一种石墨密封环及其制备方法。

背景技术：

密封环是一种带有缺口的环状密封件，把它放置在套筒的环槽内，套筒与轴一起转动，密封环靠缺口被压拢后所具有的弹性而抵紧在静止件的内孔壁上，即可起到密封的作用。各个接触表面均需经硬化处理并磨光。密封环是动环和静环的总称，是构成机械密封最主要的元件。密封环在很大程度上决定机械密封的使用性能和寿命，因此，对它提出一些要求。有足够的强度和刚度。在工作条件下(如压力、温度和滑动速度等)不损坏，变形应尽量的小，工作条件波动时仍能保持密封性。密封端面应有足够的强度和耐腐蚀性，以保证工作条件下有满意的使用寿命。密封环应用良好的耐热冲击能力。为此，要求材料有较高的导热系数和较小的线膨胀系数，承受热冲击时不至于开裂。密封环匹配应有较小的摩擦系数和良好的自润滑性，密封环材料与蜜蜂流体还要有很好的浸润性。石墨密封环是发动机主轴密封的一项新技术，现有的石墨密封环由多个扇形段组成，每个扇形段之间相互搭接，搭接的紧密性直接影响密封效果，搭接的接缝处容易造成泄漏，降低密封效果。

技术实现要素：

本发明提供一种石墨密封环及制备方法，以解决现有的石墨密封环由多个扇形段组成，每个扇形段之间相互搭接，搭接的紧密性直接影响密封效果，搭接的接缝处容易造成泄漏，降低密封效果的问题。

本发明实施例第一方面公开一种石墨密封环，所述石墨密封环包括：

密封环本体和密封环嵌套体，所述密封环嵌套体设置于所述密封环本体的内部，所述密封环本体包括三个密封环单体，三个所述密封环单体可拆卸连接，所述密封环单体的外壁上设置有嵌套体容置槽，所述密封环嵌套体包括三个嵌套单体，三个所述嵌套单体可拆卸连接，所述嵌套单体设置于所述嵌套体容置槽中，所述嵌套单体的形状与所述嵌套体容置槽的形状相匹配，三个所述密封环单体的连接处与三个所述嵌套单体的连接处相错。

可选的，所述密封环单体的一端设置有上连接体，所述密封环单体的另一端设置有下连接体，所述上连接体的顶部平面与所述密封环单体的顶部平面共面，所述下连接体的底部平面与所述密封环单体的底部平面共面，所述上连接体的形状与所述下连接体的形状相匹配。

可选的，所述上连接体的顶面到所述上连接体的底面的距离大于所述下连接体的顶面到所述下连接体的底面的距离。

可选的，所述密封环单体和所述嵌套单体通过锁紧销固定连接。

可选的，所述嵌套体容置槽的纵剖面面积在沿所述嵌套体容置槽外壁到所述嵌套体容置槽圆心的方向上逐渐减小。

应用第一方面提供的一种石墨密封环，使用时先将三个密封环单体相互连接，再将三个嵌套单体嵌套置入三个密封环单体的嵌套体容置槽中，使得三个嵌套单体相互连接，同时三个嵌套单体的连接处于三个密封环单体的连接处相互错开，这样使得整个密封环形成一个密闭的环，避免搭接的接缝处由于松动造成泄漏，增强密封的效果。

根据本公开的第二方面，提供一种石墨密封环制备方法，用于制备权利要求1至5所述的石墨密封环，所述方法包括以下步骤：

将石墨密封环整体固定在芯轴上；

将固定有石墨密封环的芯轴安装在夹具上，用压板压紧；

切削加工嵌套体容置槽，得到包含嵌套体容置槽的石墨密封环整体；

去掉所述石墨密封环整体的芯轴，切削所述石墨密封环整体的内孔，得到包含内孔的石墨密封环整体；

切割所述包含内孔的石墨密封环整体，得到密封环单体；

将嵌套单体与所述密封环单体组合，得到所述石墨密封环。

可选的，所述切削加工嵌套体容置槽的切削速度为400-450m/min,进给量0.1-0.15mm/r。

第二方面示出的一种石墨密封环制备方法，首先加工石墨密封环的嵌套体容置槽，将石墨密封环整体固定在芯轴上，将固定有石墨密封环的芯轴安装在夹具上，用压板压紧，切削加工嵌套体容置槽，得到包含嵌套体容置槽的石墨密封环整体；其次，去掉所述石墨密封环整体的芯轴，切削所述石墨密封环整体的内孔，得到包含内孔的石墨密封环整体；最后切割所述包含内孔的石墨密封环整体，得到密封环单体；将嵌套单体与所述密封环单体组合，得到所述石墨密封环。第二方面示出的一种石墨密封环制备方法，能够使得加工的出嵌套体容置槽和内孔尺寸均匀，使得石墨密封环的安装过程更方面，也使得最后安装时嵌套单体能够很好的与密封环单体相配合，形成紧密的紧闭空间，避免搭接的接缝处由于松动造成泄漏，增强密封的效果。

附图说明

为更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的石墨密封环的整体示意图；

图2为本发明实施例提供的石墨密封环的分解示意图；

图3为本发明实施例提供的石墨密封环的密封环单体优选实施例的示意图；

图4为本发明实施例提供的石墨密封环的制备方法的流程图。

具体实施方式

为使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例一

参见图1至图3，为本发明实施例提供的一种石墨密封环，所述石墨密封环包括：

密封环本体1和密封环嵌套体2，所述密封环嵌套体2设置于所述密封环本体1的内部，所述密封环本体1包括三个密封环单体11，三个所述密封环单体11可拆卸连接，所述密封环单体11的外壁上设置有嵌套体容置槽12，所述密封环嵌套体2包括三个嵌套单体21，三个所述嵌套单体21可拆卸连接，所述嵌套单体21设置于所述嵌套体容置槽12中，所述嵌套单体21的形状与所述嵌套体容置槽12的形状相匹配，三个所述密封环单体11的连接处与三个所述嵌套单体21的连接处相错。

实施例一提供的石墨密封环，使用时先将三个密封环单体11相互连接，再将三个嵌套单体21嵌套置入三个密封环单体11的嵌套体容置槽12中，使得三个嵌套单体11相互连接，同时三个嵌套单体11的连接处与三个密封环单体11的连接处相互错开，这样使得整个密封环形成一个密闭的环，避免搭接的接缝处由于松动造成泄漏，增强密封的效果。

实施例二为本发明优选的实施例提供的一种石墨密封环，密封环本体1和密封环嵌套体2，所述密封环嵌套体2设置于所述密封环本体1的内部，所述密封环本体1包括三个密封环单体11，三个所述密封环单体11可拆卸连接，所述密封环单体11的外壁上设置有嵌套体容置槽12，所述密封环嵌套体2包括三个嵌套单体21，三个所述嵌套单体21可拆卸连接，所述嵌套单体21设置于所述嵌套体容置槽12中，所述嵌套单体21的形状与所述嵌套体容置槽12的形状相匹配，三个所述密封环单体11的连接处与三个所述嵌套单体21的连接处相错。

其中，所述密封环单体11的一端设置有上连接体111，所述密封环单体11的另一端设置有下连接体112，所述上连接体111的顶部平面与所述密封环单体11的顶部平面共面，所述下连接体112的底部平面与所述密封环单体11的底部平面共面，所述上连接体111的形状与所述下连接体112的形状相匹配。三个密封环单体11通过上连接体111和下连接体112相互搭接，使得连接关系更加紧密牢固。

实施例三为本发明优选的实施例提供的一种石墨密封环，所述石墨密封环包括：

密封环本体1和密封环嵌套体2，所述密封环嵌套体2设置于所述密封环本体1的内部，所述密封环本体1包括三个密封环单体11，三个所述密封环单体11可拆卸连接，所述密封环单体11的外壁上设置有嵌套体容置槽12，所述密封环嵌套体2包括三个嵌套单体21，三个所述嵌套单体21可拆卸连接，所述嵌套单体21设置于所述嵌套体容置槽12中，所述嵌套单体21的形状与所述嵌套体容置槽12的形状相匹配，三个所述密封环单体11的连接处与三个所述嵌套单体21的连接处相错。

其中，所述上连接体111的顶面到所述上连接体111的底面的距离大于所述下连接体112的顶面到所述下连接体112的底面的距离。上连接体111的厚度大于下连接体112的厚度，在重力作用下，上连体111和下连接体112之间的连接更加紧密。

实施例四为本发明优选的实施例提供的一种石墨密封环，所述石墨密封环包括：

密封环本体1和密封环嵌套体2，所述密封环嵌套体2设置于所述密封环本体1的内部，所述密封环本体1包括三个密封环单体11，三个所述密封环单体11可拆卸连接，所述密封环单体11的外壁上设置有嵌套体容置槽12，所述密封环嵌套体2包括三个嵌套单体21，三个所述嵌套单体21可拆卸连接，所述嵌套单体21设置于所述嵌套体容置槽12中，所述嵌套单体21的形状与所述嵌套体容置槽12的形状相匹配，三个所述密封环单体11的连接处与三个所述嵌套单体21的连接处相错。

其中，所述密封环单体11和所述嵌套单体21通过锁紧销固定连接。通过锁紧销不仅使得连接更加紧密，还有助于密封环单体11和嵌套单体21的拆卸。

实施例五为本发明优选的实施例提供的一种石墨密封环，所述石墨密封环包括：

密封环本体1和密封环嵌套体2，所述密封环嵌套体2设置于所述密封环本体1的内部，所述密封环本体1包括三个密封环单体11，三个所述密封环单体11可拆卸连接，所述密封环单体11的外壁上设置有嵌套体容置槽12，所述密封环嵌套体2包括三个嵌套单体21，三个所述嵌套单体21可拆卸连接，所述嵌套单体21设置于所述嵌套体容置槽12中，所述嵌套单体21的形状与所述嵌套体容置槽12的形状相匹配，三个所述密封环单体11的连接处与三个所述嵌套单体21的连接处相错。

其中，所述嵌套体容置槽12的纵剖面面积在沿所述嵌套体容置槽12外壁到所述嵌套体容置槽12圆心的方向上逐渐减小。梯形形状的嵌套体容置槽12相对应梯形形状的嵌套单体21，梯形形状不仅有利于嵌套单体21嵌套进嵌套体容置槽12中，还有利于嵌套单体21与密封环单体11结合的更加紧密。

第二方面示出的一种石墨密封环的制备方法，参阅图4，用于制备权利要求1至5所述的石墨密封环，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将石墨密封环整体固定在芯轴上；

将固定有石墨密封环的芯轴安装在夹具上，用压板压紧；

切削加工嵌套体容置槽，得到包含嵌套体容置槽的石墨密封环整体；

去掉所述石墨密封环整体的芯轴，切削所述石墨密封环整体的内孔，得到包含内孔的石墨密封环整体；

切割所述包含内孔的石墨密封环整体，得到密封环单体；

将嵌套单体与所述密封环单体组合，得到所述石墨密封环。

首先加工石墨密封环的嵌套体容置槽，将石墨密封环整体固定在芯轴上，将固定有石墨密封环的芯轴安装在夹具上，用压板压紧，切削加工嵌套体容置槽，得到包含嵌套体容置槽的石墨密封环整体；其次，去掉所述石墨密封环整体的芯轴，切削所述石墨密封环整体的内孔，得到包含内孔的石墨密封环整体；最后切割所述包含内孔的石墨密封环整体，得到密封环单体；将嵌套单体与所述密封环单体组合，得到所述石墨密封环。第二方面示出的一种石墨密封环制备方法，能够使得加工的出嵌套体容置槽和内孔尺寸均匀，使得石墨密封环的安装过程更方面，也使得最后安装时嵌套单体能够很好的与密封环单体相配合，形成紧密的紧闭空间，避免搭接的接缝处由于松动造成泄漏，增强密封的效果。这样安排工序好处是：在加工端面槽时，增加内孔定位石墨扇形段便不会产生窜动；在加工内孔时增大压紧面，也增大压紧力，在加工中也不会产生窜动，不会车偏，不会发生翘起现象，从而满足密封性要求。

作为优选的实施例，所述切削加工嵌套体容置槽的切削速度为400-450m/min,进给量0.1-0.15mm/r。由于石墨材料是脆性材料且质软，在加工中特别容易掉渣，扇形段密封面上的锐边保证特别困难，为在现有条件下加工出合格零件，在切削刀具和切削参数上进行试验和改进，削速度为400-450m/min,进给量0.1-0.15mm/r为最佳的加工参数。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由上面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确流程，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。