從圖1中清楚地看出D型旋轉(zhuǎn)接頭內(nèi)部結(jié)構(gòu),這類旋轉(zhuǎn)接頭動(dòng)、靜環(huán)間僅有一個(gè)端面摩擦密封面,是靠彈簧和流體介質(zhì)所產(chǎn)生的軸向力將補(bǔ)償環(huán)12與外管、(動(dòng)環(huán))9的端面貼合、壓緊,而達(dá)到密封的保護(hù)管11對(duì)流體介質(zhì)起導(dǎo)向和節(jié)流作用,所謂節(jié)流是避免和減少流體進(jìn)入彈簧空腔內(nèi)。補(bǔ)償環(huán)12與殼體2之間的密封采用了O型密封圈5,它被裝配在補(bǔ)償環(huán)12錐面端部,由墊圈4靠彈簧3壓緊密封。為了防止補(bǔ)償環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng),在其上設(shè)計(jì)由止轉(zhuǎn)銷。
D型旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)動(dòng)環(huán)是空心軸(外管)11,其匹配端面密封補(bǔ)償環(huán)5是可以浮動(dòng)(游動(dòng))的中間環(huán),它的兩端面a、b均為密封面,是靠彈簧、波紋管組合彈性元件4所施給的軸向力壓緊、貼合。外管11與殼體16、底蓋10之間的軸向密封c、d處是由兩個(gè)檔油密封圈14完成的。e、f、g是靜密封點(diǎn),多采用較軟的材料做成密封墊圈,壓緊后就不容易泄漏。
為防止當(dāng)流體壓力升高時(shí),摩擦面會(huì)脫離貼合。多數(shù)類型旋轉(zhuǎn)接頭都是這樣來設(shè)計(jì)的,就是隨著內(nèi)壓的增高,作用在密封面上的流體載荷力也增大。
圖2給出了作用在補(bǔ)償靜環(huán)上的軸向力,它使密封面貼緊。軸向力由四部分組成,即使在沒有內(nèi)壓力的情況下,彈簧力也應(yīng)該使摩擦副密封面保持接觸。為了起到這種作用,可以采用各種各樣的彈簧,例如錐形的圓柱形和碟形的,也可以使用金屬波紋管。在通常情況下,彈簧和金屬波紋管一起使用。彈簧力可以由一個(gè)大彈簧或者幾個(gè)小彈簧聯(lián)合形成。旋轉(zhuǎn)接頭中通常采用一個(gè)大彈簧結(jié)構(gòu)。作用在摩擦副密封面上的平均彈簧壓力。
精確地確定輔助密封圈的摩擦力幾乎是不可能,這是因?yàn)殡S著液體壓力的增高,密封面磨損和溫度上升,這個(gè)力的大小和方向都會(huì)發(fā)生變化。
密封縫隙中液體壓力造成的力是非常重要的因素,它與軸向密封力的作用在摩擦副密封面上的軸向力的合力。
旋轉(zhuǎn)接頭在使用過程中,其摩擦副處于邊界摩擦狀態(tài)較多。由于輔助密封圈所產(chǎn)生的摩擦力較小,且其大小和方向根據(jù)具體情況發(fā)生變化。
液體載荷與摩擦副的接觸面積和液力載荷面積比值有關(guān)。在平衡型密封中,K值的范圍通常是0.65~0.85。