密封组件及滚动轴承的制作方法-开云(中国)Kaiyun·官方网站 -APP下载

文档序号:34131600发布日期:2023-11-28阅读:858来源:国知局


1.本公开涉及轴承密封技术领域,密封尤其涉及一种密封组件及滚动轴承。组件制作


背景技术:

2.滚动轴承往往包括内圈、及滚外圈以及滚动体。动轴为了避免滚动轴承内的密封润滑油的溢出,通常设置密封组件用于密封,组件制作密封组件又包括接触式密封组件和非接触式密封组件。及滚由于滚动轴承设置于相对转动转动的动轴两个结构之间,密封组件密封时往往属于动态密封,密封即密封组件与滚动轴承的组件制作内圈和/或外圈相对转动。
3.相关技术中,及滚接触式密封组件能够更好的动轴通过接触密封滚动轴承内的润滑油,避免润滑油泄露。密封而滚动轴承在使用过程中,组件制作通常在轴向上会存在供内圈或外圈轴向移动的及滚轴向间隙(例如,圆锥滚子轴承)。为了避免滚动轴承的润滑油溢出过多,接触式密封通常与滚动轴承过盈配合,且可以覆盖滚动轴承在轴向上的轴向间隙。
4.然而,若密封组件与轴承圈的过盈量大(又可以称为干涉量大),则容易导致密封组件与滚动轴承的内圈和/或外圈的接触压力过大,这将导致二者之间具有极高的摩擦力矩,导致密封组件磨损严重,甚至失效,使用寿命短且造成资源的极大浪费。


技术实现要素:

5.为克服相关技术中存在的问题,本公开提供一种密封组件及滚动轴承。
6.根据本公开实施例的第一方面,本公开提供一种密封组件,包括:支撑体,所述支撑体呈环状;密封体,包括:连接部,所述连接部附着在所述支撑体;密封唇,所述密封唇与所述连接部连接,且所述密封唇设置有倾斜的密封面;流体动压槽,沿所述密封面的周向设置,所述流体动压槽用于储存润滑油。
7.在一些实施例中,在垂直于所述密封面所在的平面的第一方向上,所述流体动压槽包括深浅不同的深部和浅部,且所述深部和所述浅部沿所述周向交替设置。
8.在一些实施例中,在所述密封面所在的平面且垂直于所述第一方向的第二方向上,所述流体动压槽包括宽度不同的宽部和窄部,所述宽部和所述窄部沿所述周向交替设置。
9.在一些实施例中,所述流体动压槽的所述宽部对应所述深部;所述流体动压槽的所述窄部对应所述浅部。
10.在一些实施例中,所述流体动压槽包括多个子流体动压槽,每个所述子流体动压槽包括至少一个所述宽部和至少一个所述窄部。
11.在一些实施例中,所述流体动压槽包括多个子流体动压槽,多个所述子流体动压槽之间相互连通或断开。
12.在一些实施例中,所述流体动压槽包括多个子流体动压槽,多个所述子流体动压槽沿所述周向等间隔排布或非等间隔排布。
13.在一些实施例中,所述支撑体包括:轴向部,沿轴向延伸设置;径向部,与所述轴向
部垂直且连接在所述轴向部的轴向外侧;以及倾斜部,所述倾斜部朝所述轴向内侧并沿径向外侧倾斜,所述密封体附着在所述倾斜部的端部。
14.在一些实施例中,所述密封唇的所述密封面沿所述轴向内侧和所述径向内侧倾斜设置。
15.根据本公开实施例的第二方面,本公开提供一种滚动轴承,包括:内圈;外圈,所述外圈相对所述内圈转动;以及如第一方面所述的密封组件,其中,所述支撑体与所述内圈抗扭连接,所述密封体与所述外圈接触密封连接,当所述外圈相对所述内圈转动时,所述外圈沿轴向挤压所述密封唇,通过所述流体动压槽,实现所述密封唇的所述密封面沿所述轴向移动,并与所述外圈分离。
16.本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:通过在密封唇设置流体动压槽,使密封唇与外圈之间产生流体动压力,使密封唇沿轴向外侧移动,实现密封唇与外圈之间的短暂且短距离分离,可以减小密封唇与内圈和/或外圈的接触压力和摩擦力矩,在保证密封性能的情况下,减小密封唇的磨损量,延长使用寿命。
附图说明
17.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。
18.图1是相关技术中一种滚动轴承的剖视图;
19.图2是相关技术中密封组件的放大剖面图;
20.图3是根据一示例性实施例示出的一种密封组件的剖面图;
21.图4是根据一示例性实施例示出的一种密封组件的剖视立体图。
具体实施方式
22.这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
23.在本公开中,除非另有说明,否则轴向x、径向y和周向w分别是指滚动轴承的轴向x、径向y和周向w;轴向内侧是指朝向图1的中间位置,图2至图4中的右侧,轴向外侧是指图1的两侧位置,图2至图4中的左侧;径向外侧是指图1、图2、图3和图4中的上侧,径向内侧是指图1、图2、图3和图4中的下侧。另外,术语“抗扭连接”,是指两个部件之间可以传递扭矩,并且实现抗扭矩连接的方式可以包括过盈配合以及螺栓连接等等。
24.根据本公开的实施例,提供一种密封组件100,密封组件100可以应用于相对旋转的第一构件和第二构件之间,例如第一构件可以为旋转轴,第二构件为固定孔,或第一构件为旋转孔,第二构件为固定轴。
25.在本公开的实施例中,密封组件100可以应用于滚动轴承200中,滚动轴承200包括内圈、外圈和滚动体。外圈和内圈相对转动,密封组件100设置在内圈和外圈之间,实现接触式密封,以避免滚动轴承200内的润滑油溢出。
26.在本公开的实施例中,滚动轴承200可以为圆锥滚子轴承,圆锥滚子轴承是指滚动
体为圆锥滚子的径向y推力式滚动轴承200,圆锥滚子轴承可以是单列、双列或四列的。
27.需要说明的是,密封组件100应用在圆锥滚子轴承中只是示例性的,密封组件100可以应用于任意种类的滚动轴承200中,例如,深沟球轴承等,在此不一一列举。
28.以下将以密封组件100在双列圆锥滚子轴承中应用为例进行详细说明。
29.如图1所示,双列圆锥滚子轴承包括左列轴承和右列轴承,左列轴承与右列轴承镜像对称设置,且密封组件100设置在左列轴承50和右列轴承60的轴向外侧,共同密封住双列圆锥滚子轴承内部的润滑油,避免润滑油溢出。
30.左列轴承50和右列轴承60可以共用一个外圈40,也可以共同一个内圈30。在一些实施例中,左列轴承50包括左内圈51和左外圈52,右列轴承60包括右内圈61和右外圈62,左内圈51和右内圈61之间可以设置有连接套筒70,连接套筒70沿轴向x的两端分别通过卡环80与左内圈51和右内圈61固定连接。
31.其中,左内圈51的轴向内侧和右内圈61的轴向内侧可以直接通过卡环80连接,连接套筒70及其轴向x长度可以根据实际需求进行更改和设计。
32.图2为相关技术中密封组件100的剖视图。图3为根据一示例性实施例示出的密封组件100的剖视图。如图2和图3所示,密封组件100包括支撑体10和密封体20。
33.支撑体10大体呈环状,支撑体10可以由金属等硬质材料制成,密封体20可以由橡胶等弹性材料制成,密封体20附着在支撑体10的表面,因此支撑体10用于支撑密封体20。
34.需要说明的是,由于滚动轴承200的种类和结构不同,支撑体10的形状和结构可以根据实际需求进行更改,更改的形状是本领域技术人员可以理解的范围内的任意形状。
35.在一些实施例中,支撑体10包括轴向部11、径向部12以及倾斜部13。
36.轴向部11沿轴向x延伸设置,当支撑体10套设在内圈30时,轴向部11与内圈30抗扭连接,因此,支撑体10通过轴向部11相对内圈30固定。径向部12与轴向部11垂直,且连接在轴向部11的轴向外侧。倾斜部13朝轴向内侧并沿径向外侧倾斜,即朝向图2和图3中的右上角倾斜,对应地,在右列轴承60中倾斜部13朝向图1中的左上角倾斜。
37.轴向部11、径向部12以及倾斜部13可以一体成型,轴向部11、径向部12以及倾斜部13共同形成开口朝向轴向内侧的环形腔体14,环形腔体14不仅可以避免干涉圆锥滚子轴承的倾斜的滚动体,还可以储存润滑油和防止圆锥滚子轴承内润滑油的溢出。
38.密封体20附着在倾斜部13的端部,在一些实施例中,密封体20包括连接部21和密封唇22。
39.连接部21附着在支撑体10,连接部21可以通过硫化工艺一体成型的设置在支撑体10的倾斜部13的端部。在本公开的实施例中,连接部21附着并包裹在支撑体10倾斜部13的整个端部,且连接部21沿远离支撑体10的倾斜部13的方向继续延伸。
40.密封唇22与连接部21连接,且密封唇22设置有倾斜的密封面221,密封面221是指密封唇22与外圈40接触抵接的一面,密封面221可以是径向外侧的一面,可以是径向内侧的一面。
41.可以理解的是,本公开中以密封唇22与外圈40相对转动为例进行的说明,在其他实施例中,密封唇22也可以与内圈30相对转动,又或在其他实施例中,密封组件100分别与内圈30和外圈40均相对转动,均设置密封唇22。
42.另外,密封面221的倾斜方向也可以根据密封体20与外圈40的密封位置进行设置,
例如密封面221可以朝图示中的右下、右上、左下、左上方向倾斜,在此不作具体限定,本领域技术人员知晓的是,密封唇22与外圈40和/内圈30抵接的一面即为接触面,且接触面是倾斜设置的。
43.密封面221沿周向w设置有流体动压槽23,流体动压槽23用于储存润滑油。如图3所示,在本公开的实施例中,当外圈40相对内圈30高速转动时,外圈40沿轴向x挤压密封唇22,通过流体动压槽23,外圈40对密封唇22产生流体动压力,流体动压力促使密封唇22的密封面221产生波动,并可沿轴向外侧移动,实现密封唇22的密封面221与外圈40的分离。
44.密封唇22的密封面221与外圈40的分离时间可以非常短暂,分离的距离可以非常小,且在流体动压力的作用下,密封唇22产生类似于波浪一样的振动,因此密封唇22与外圈40的分离与抵接反复交替发生。如此,并不影响密封组件100的密封性能,而由于存在持续的间断的分离的时刻,导致密封唇22的密封面221与外圈40存在无摩擦力或摩擦力小的时刻,则减小整体的摩擦力矩,致使密封体20的密封唇22磨损小,延长了使用寿命。
45.另外,流体动压槽23还可储存润滑油,润滑油可以由圆锥滚子轴承溢出的润滑油,润滑油也可以是安装时预先加入的润滑油。通过在流体动压槽23内设置润滑油,进一步可以减小密封唇22的密封面221与外圈40的摩擦力矩。
46.在本公开的实施例中,如图3和图4所示,密封唇22的密封面221沿轴向内侧和径向内侧倾斜设置。
47.另外,在其他实施例中,密封唇22径向内侧的一面,可以是沿轴向x水平延伸,即密封唇22的厚度不变;也可以是倾斜设置,即密封唇22的整体厚度可以朝向轴向内侧和径向内侧的方向逐渐由厚变薄。
48.在安装密封组件100时,由于密封体20的密封唇22与外圈40在轴向x以及径向y上过盈配合,以达到预期的密封性能,本公开的密封体20的密封唇22与连接部21呈夹角设置,可以使密封唇22在安装或工作时,可沿轴向x发生弹性形变,避免密封唇22断裂、折断或折裂,进一步延长密封组件100的使用寿命。
49.在一些实施例中,如图3和图4所示,在垂直于密封面221所在的平面的第一方向a上,流体动压槽23包括深浅不同的深部231和浅部232,且深部231和浅部232沿周向w交替设置。
50.深部231可用于储存更多的润滑油,从而可以减小密封唇22的密封面221与外圈40的摩擦力矩。深部231与浅部232交替设置,且深部231和浅部232之间过渡平滑,即沿周向w上,深部231逐渐过渡到浅部232,或浅部232逐渐过渡到深部231,因此,流体动压槽23在沿周向w上呈波浪形,波浪状的流体动压槽23,使得密封唇22与外圈40抵接时并非完全贴合,部分存在分离。
51.外圈40在高速转动时,深浅交替地呈波浪状的流体动压槽23,使密封唇22与外圈40部分抵接,再加之流体动压槽23的深部231可以储存的润滑油,使得密封唇22与外圈40之间产生的流体动压力大,密封唇22的接触面更容易与外圈40分离,从而减小二者之间的摩擦力矩。
52.在一些实施例中,在密封面221所在的平面且垂直于第一方向a的第二方向b上,流体动压槽23包括宽度不同的宽部233和窄部234,宽部233和窄部234沿周向w交替设置。
53.第二方向b在图3中表示左上和右下的方向,流体动压槽23在第二方向b上的宽度
沿周向w不同,分为宽部233和窄部234,且宽部233和窄部234沿周向w逐渐过渡。由此可知,在流体动压槽23的周向w上,同时存在宽度变化以及深浅变化。
54.在一些实施例中,在流体动压槽23与外圈40抵接时,流体动压槽23的一半(沿第二方向b)用于与外圈40抵接,流体动压槽23的另一半(沿第二方向b)与外圈40非抵接,因此,在第二方向b上,通过流体动压槽23,密封唇22与外圈40也存在部分抵接。
55.如此,不仅沿周向w上密封唇22与外圈40部分抵接,在第二方向b上,密封唇22与外圈40也部分抵接,可以是外部的空气通过流体动压槽23进入二者的接触面,更有利于在外圈40高速转动时,产生流体动压力,促使密封唇22与外圈40的分离,减少摩擦力矩。
56.在一些实施例中,流体动压槽23的宽部233对应深部231;流体动压槽23的窄部234对应浅部232,如此流体动压槽23整体结构类似呈唇型。
57.在其他的一些实施例中,流体动压槽23的宽部233也可以对应浅部232,流体动压槽23的窄部234对应深部231。如此结构的流体动压槽23使密封唇22产生与上述实施例中同样的技术效果,在此不再赘述。
58.在一些实施例中,流体动压槽23包括多个子流体动压槽。
59.具体地,沿密封唇22周向w设置的流体动压槽23,可以是一个完整的不间断的槽,可以是由多个子流体动压槽组成的。多个子流体动压槽沿周向w可以是等间隔排布,也可以是非等间隔排布。此外,多个子流体动压槽之间可以相互连通或可以彼此不连通断开。
60.进一步地,在一些实施例中,每个子流体动压槽包括多个宽部233和多个窄部234。即,每个子流体动压槽可以包括一个或多个宽部233以及一个或多个窄部234,例如在本公开的实施例中,子流体动压槽可以包括一个宽部233和位于宽部233两侧的两个窄部234。在其他实施例中,子流体动压槽可以包括一个窄部234和位于窄部234两侧的两个宽部233。又或在其他实施例中,子流体动压槽23包括两个宽部233,四个窄部234,以此类推,本领域技术人员可以根据设计需求更改每个子流体动压槽的宽部233与窄部234的数量,在此不一一列举。
61.基于相同的发明构思,本公开提供一种滚动轴承200,包括:内圈30;外圈40,外圈40相对内圈30转动;以及上述的密封组件100,其中,支撑体10与内圈30抗扭连接,密封体20与外圈40接触密封连接,当外圈40相对内圈30转动时,外圈40沿轴向x挤压密封唇22,通过流体动压槽23,实现密封唇22的密封面221沿轴向x移动,并与外圈40分离。
62.关于上述实施例中的滚动轴承200中实现的功能的具体方式已经在有关该密封组件100的实施例中进行了详细描述,此处将不做详细阐述说明。
63.综上所述,本公开的滚动轴承具有以下优点:通过在密封唇22设置流体动压槽23,使密封唇22与外圈40之间产生流体动压力,使密封唇22沿轴向外侧移动,实现密封唇22与外圈40之间的短暂且短距离分离,可以减小密封唇22与内圈30和/或外圈40的接触压力和摩擦力矩,在保证密封性能的情况下,减小密封唇22的磨损量,延长整个密封组件100的使用寿命。
64.可以理解的是,本公开中“多个”是指两个或两个以上,其它量词与之类似。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他
含义。
65.进一步可以理解的是,术语“第一”、“第二”等用于描述各种结构,但这些结构不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的结构彼此区分开,并不表示特定的顺序或者重要程度。实际上,“第一”、“第二”等表述完全可以互换使用。例如,在不脱离本公开范围的情况下,第一结构也可以被称为第二结构,类似地,第二结构也可以被称为第一结构。
66.进一步可以理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。
67.进一步可以理解的是,除非有特殊说明,“连接”包括两者之间不存在其他构件的直接连接,也包括两者之间存在其他元件的间接连接。
68.进一步可以理解的是,本公开实施例中尽管在附图中以特定的顺序描述操作,但是不应将其理解为要求按照所示的特定顺序或是串行顺序来执行这些操作,或是要求执行全部所示的操作以得到期望的结果。在特定环境中,多任务和并行处理可能是有利的。
69.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、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公开的一般性原理并包括本公开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,本公开的真正范围和精神由下面的权利范围指出。
70.应当理解的是,本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利范围来限制。
网友询问留言已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
技术分类