[发明专利]一种密封环加工方法及采用该方法加工的密封环

说明书

本发明涉及一种在密封端面上设有从密封端面外侧向内侧逐渐变浅和变窄的浅槽的密封环的加工方法及采用该方法加工的密封环，其特征是先磨削密封端面然后磨削浅槽，在磨削浅槽的步骤中，杯形砂轮轴线与密封环轴线不平行，杯形砂轮端面内周边相对于密封端面的最低点在过密封端面外圆周的圆柱面的外侧，除了杯形砂轮的旋转运动、杯形砂轮相对于密封环的切入运动和密封环的分度运动以外，杯形砂轮相对于密封环在三维空间按运动规律做成形运动，通过杯形砂轮的成形运动在密封端面上加工出从密封端面外侧向内侧逐渐变浅和变窄的浅槽，加工精度高，成本低。

技术领域

本发明属于密封环加工技术领域，涉及一种在密封端面上设有浅槽的密封环的加工方法，特别涉及一种在密封端面上设有从密封端面外侧向内侧逐渐变浅和变窄的浅槽的密封环的加工方法及采用该方法加工的密封环，该密封环适用于各种形式的接触式机械密封和非接触式机械密封。

背景技术

在机械密封的密封环平的密封端面开设浅槽可以增强密封端面的润滑，降低端面上的摩擦和磨损，减小摩擦热，提高密封的稳定性和寿命。目前在端面开设浅槽的机械密封已经发展成为一种典型的非接触式机械密封。这种非接触式机械密封是在其中一个密封环的平端面开设一系列的深度为微米级的浅槽，如螺旋槽、圆弧槽、叶形槽、T形槽、Y形槽、L形槽、直槽以及各种异形槽等，在运转时，由于浅槽的动压效应，将进入该槽的密封流体的压力升高，该压力作用在相互贴合的动、静环密封端面上，将这两个面推开而不接触，并在之间形成连续、稳定的密封流体的薄膜，实现非接触密封。目前的浅槽多为平底等深形状，动压效应有限。通过在密封端面开设三维渐变浅槽来增强端面流体的动压效应，进而增大端面流体薄膜的承载能力和流体膜薄刚度，从而提升密封运行稳定性和可靠性并延长使用寿命，是机械密封的主要研究方向之一。

由于三维渐变浅槽的深度为微米量级，浅槽的形状复杂，结构精细而精度要求高，粗糙度要求也比较严格，而且一般在碳化钨、碳化硅、氮化硅等硬质密封环的密封端面上开设，因此加工比较困难，常规的机械加工方法几乎无能为力，三维渐变浅槽的高精度加工是机械密封核心技术之一。目前国内外广泛采用激光在硬质密封环上加工三维渐变浅槽，采用激光加工时存在表面粗糙度偏大问题，此外采用激光加工三维渐变浅槽时材料是被逐层扫描去除的，存在残留高度，只能近似成形，成形精度低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种从密封端面外侧向内侧逐渐变浅和变窄的浅槽的密封环的加工方法以及采用该方法加工的密封环。

本发明采用如下技术方案来实现：

本发明的第一个方面提供了一种密封环加工方法，该方法包括加工密封环的密封端面的步骤和加工密封端面上的浅槽的步骤，在加工浅槽的步骤中，杯形砂轮轴线与密封环轴线不平行，杯形砂轮端面内周边相对于密封端面的最低点在过密封端面外圆周的圆柱面的外侧，除了杯形砂轮的旋转运动、杯形砂轮相对于密封环的切入运动和密封环的分度运动以外，杯形砂轮相对于密封环在三维空间按运动规律做成形运动，通过杯形砂轮的成形运动在密封端面上磨削出从密封端面外侧向内侧逐渐变浅和变窄的浅槽。

所述的运动规律是倾斜于密封端面的杯形砂轮做平行于密封端面的直线运动，

或者是密封环相对于倾斜的杯形砂轮做以与密封环轴线平行的直线为轴线的转动，

或者是倾斜于密封端面的杯形砂轮做与密封端面略微倾斜的直线运动，

或者是倾斜于密封端面的杯形砂轮做以密封环轴线的平行线为轴线的螺旋运动，

或者是倾斜于密封端面的杯形砂轮做由一个与密封端面略微倾斜的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动，

或者是倾斜于密封端面的杯形砂轮做与密封端面略微倾斜的直线运动和一个垂直于密封端面的直线运动构成的复合运动，