CN101614280B - 行走机械自摩复合式车桥轮毂油封总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种行走机械自摩复合式车桥轮毂油封总成，包括外连接环、主油封圈、副油封圈、对摩轴套，呈回转体结构的外连接环和对摩轴套分别安装在主副油封圈的外侧和内侧，主副油封圈的外圆柱面与外连接环的内圆柱面紧密接触且不发生相对运动，但主副油封圈的环形唇口与对摩轴套的外圆柱面接触但要产生相对运动。在对摩轴套的内圆柱面上，设置有对摩轴套静密封结构，在外连接环的外圆柱面上，设置有连接环静密封结构。本发明所述轮毂油封总成，油封圈的尺寸缩小了，油封圈与对摩轴套的相对线速度及磨损减少，可有效延长油封圈的使用寿命及增强密封可靠性；所有金属零件均是冲压成型的高精度零件，大大减小了材料消耗及重量，从而可减少整车油耗和废气排放；此外还可减少用户的装配次数，提高劳动生产率。

Description

行走机械自摩复合式车桥轮毂油封总成

技术领域

本发明涉及一种车辆，特别是商用车车桥所使用的轮毂油封总成，尤其是一种行走机械自摩复合式车桥轮毂油封总成。

背景技术

在商用车辆等依靠动力系统产生行走动作的行走机械中，由于工作环境比较恶劣，对车桥特别是驱动车桥轮毂油封有较高的要求。在实际工况中，对重型载重车辆及工程机械等的轮毂油封要求更高，如果轮毂油封设计不当或适应性较差，则车桥轮毂油封很容易产生漏油现象，使整车产生故障。

现有技术中载重车辆等行走机械的轮毂油封，如图1所示的斯太尔车桥、奔驰车桥或曼车桥等的轮毂油封，或者如公告号为CN201110378Y所描述的、名称为“车桥总成改进的轮毂油封”的实用新型专利所公开的轮毂油封结构，都是将密封油液的油封圈设置在轮毂内圆柱面(或称油封盒)与隔圈(或称对摩轴套)之间的环状间隙中，经多次压装(一般需要4次装配)后装入载重车辆的车桥内。此外，现有的载重车辆的轮毂油封，还存在如下几个问题：

1、油封圈(主、副油封圈)都设置在隔圈(对摩轴套)的外侧，而且其外径直接与轮毂内圆柱面紧密配合，从而导致油封圈的尺寸较大，耗用的橡胶材料较多；油封圈与对摩轴套的相对线速度高，大幅度增加了功率损失及发热和磨损，缩短了油封圈的使用寿命。

2、主、副油封圈、对摩轴套等组成部件是单独设计单独制造的，分别由不同的厂家提供，难以形成摩擦学系统设计；在车桥制造厂装配时，需要多次压装，操作工艺复杂，而且容易使油封圈的环形密封唇口(与对摩轴套的接触部位)被损伤。

3、现有对摩轴套一般由铸钢件加工而成，自身的重量大且价格高，既浪费了钢材也增加了整车的重量。

4、现有的技术中，一种规格的油封很难适应不同型号的车桥轮毂的配合安装空间，即对不同型号车桥的通用性差。

发明内容

针对现有车桥轮毂油封的上述不足，本发明提供了一种油封圈尺寸较小且可以通过改变内外连接零件而适应不同型号的驱动车桥、油封圈的橡胶材料用量减少、油封圈的寿命和性能进一步提高、全部金属件采用冲压或烧结而成、油封总成重量大大降低、装配效率高、能适应于不同型号车桥的行走机械自摩复合式车桥轮毂油封总成。

本发明的结构特征在于：行走机械自摩复合式车桥轮毂油封总成主要由外连接环、油封圈、对摩轴套、数个轴向承压环件等零件组成。外连接环设置在油封圈的外侧，对摩轴套则在内侧，两者都呈回转体结构。在外连接环和对摩轴套之间设置有至少一个油封圈，油封圈的外圆柱面与外连接环的内圆柱面紧密接触而不产生相对运动，油封圈内侧的环形密封唇口与对摩轴套的外圆柱面接触但要产生相对运动并形成动密封。在对摩轴套的内圆柱面上，设置有对摩轴套静密封结构；在外连接环的外圆柱面上，设置有外连接环静密封结构。

进一步的特征是：所述的油封圈包括一个主油封圈和一个副油封圈，主油封圈在靠近被密封的油液内侧，副油封圈在主油封圈的外侧。

在外连接环的轴向平面S上，设置了一个以上的轴向承压件，轴向承压件的轴向端面高于外连接环的轴向平面S。

考虑到油封圈被放置在一个相对封闭的空间，为了增加散热效果，在外密封环与轴向轴套之间，设置了油液吸入件，在油液吸入件上设置了若干条径向或轴向螺旋槽，与相对运动的对摩面形成一个动压泵，在外连接环上设置有油液循环散热孔。

外连接环和对摩轴套，都是冲压件或烧结件。

所述的对摩轴套静密封结构可以是现有的橡胶油封圈，也可以是设置在对摩轴套的内圆柱面的橡塑密封层。

所述的对摩轴套除了前述的一个整体结构以外，还可以由对摩轴套主件和对摩轴套连接板连接构成；所述的主油封圈和副油封圈设置在外连接环和对摩轴套主件之间，对摩轴套静密封结构设置在对摩轴套连接板上。

本发明行走机械自摩复合式车桥轮毂油封总成，相对于现有技术，具有如下优点：

1、油封圈(或者主、副油封圈)的尺寸缩小了，油封圈耗用的材料减少；油封圈与对摩轴套的线速度及摩擦损失均相应减少，能有效延长油封圈的使用寿命。

2、对摩轴套由原来自身重量大、经机械加工而得到的铸钢件改为冲压成型或烧结得到的高精度零件，其尺寸大大减小，不仅降低了原有对摩轴套自身重量，节约了钢材，也减轻了整车的重量，具有明显的经济效益和社会效益。

3、将油封圈、对摩轴套、外连接环等组成部件组合成一个整体式轮毂油封总成，能减少用户的装配压装次数，防止油封圈的密封唇口被损伤，降低了故障率，提高了生产效率，降低了生产成本。

4、该种整体组合式轮毂油封总成，通过将油封圈、对摩轴套的尺寸固定而成为标准件，只需适当改变外连接环及对摩轴套的尺寸，便能适用于多种车型的车桥中，形成批量化、规模化生产，大大提高劳动生产率。

附图说明

图1是现有技术的车辆轮毂油封装配图；

图2是本发明组合式轮毂油封装配图；

图3是本发明组合式轮毂油封的第二种实施例结构装配图；

图4是图3所示结构的组合式油封结构图；

图5是图4的E处结构(外连接环静密封结构涂敷层)放大图；

图6是图4的F处结构(对摩轴套静密封结构涂敷层)放大图；

图7是本发明采用的径向圆柱面螺旋槽轴向动压泵泵油关键件(件8)剖面图；

图8是图7的展开图；

图9是本发明组合式轮毂油封的第三种实施例结构装配图；

图10是本发明组合式轮毂油封的第四种实施例结构装配图；

图11是本发明采用的轴向平面螺旋槽动压泵泵油关键件(件8)结构图；

图12是图11的展开图。

具体实施方式

如图所示，本发明所述行走机械自摩复合式双向旋转轮毂油封总成，主要包括外连接环1、油封圈2、对摩轴套4、对摩轴套静密封结构5、连接环静密封结构6等零件。外连接环1设置在总成外侧，对摩轴套4设置在内侧，都呈回转体结构，都是由金属薄板冲压而得到的冲压件或烧结件(如粉末冶金件)；在外连接环1和对摩轴套4之间设置有至少一个油封圈2，油封圈2呈回转体结构，油封圈2的外圆柱面与外连接环1的内圆柱面接触以构成静密封面(形成紧密接触的静密封面，不产生相对运动)，油封圈2的内侧环形密封唇口与对摩轴套4的外圆柱面接触以构成旋转运动密封面(形成产生相对旋转运动的动密封面)。根据车辆的不同使用状况和不同的密封要求，油封圈2可以有多种结构：一种由单个的主油封圈21构成(如图2、9所示结构)；另一种由一个主油封圈21和一个副油封圈22构成(如图3、4、10所示结构)；第三种由两个主油封圈21和一个副油封圈22构成，或者两个以上的主油封圈21和一个以上的副油封圈22构成(图中没有示出)。主、副油封圈可以是有骨架橡胶圈，也可以是无骨架橡胶圈，或者是其他类型的密封圈，如塑料或机械密封圈等。图3、4、10中所示的油封圈2包括一个主油封圈21和一个副油封圈22，主油封圈21在靠近油液的一侧(内侧)，与车桥内的润滑油液接触，起到主要防止润滑油液从相对运动的主油封圈21和对摩轴套4之间向外泄漏的作用，副油封圈22在主油封圈21的外侧，主要是起防尘作用，同时兼有辅助密封油液的作用。主油封圈21和副油封圈22的外圆柱面与外连接环1的内圆柱面接触，相互之间不产生相对运动，是静密封面，主油封圈21和副油封圈22的内侧环形密封唇口与对摩轴套4的外圆柱面接触，相互之间要产生相对运动，是动密封面。在对摩轴套4的内圆柱面上，设置有对摩轴套静密封结构5，其是静密封，密封对摩轴套4与其连接的车桥转轴11之间的缝隙；对摩轴套静密封结构5可以是现有、适当断面形状的矩形、O型橡胶油封圈，或是设置在对摩轴套4内圆柱面上的适当密封层，具有一定弹性的涂敷物经适当加工处理方式，将其涂敷在对摩轴套4内圆柱面上形成密封层，从而起到静密封的作用(见图6所示)。在外连接环1的外圆柱面上，也设置有连接环静密封结构6，封堵外连接环1的外圆柱面与其接触的行走机械轮毂10内圆柱面之间的缝隙，是静密封结构。该连接环静密封结构6可以是现有的、适当断面形状的矩形、O型橡胶油封圈，或是其他密封层，具有一定弹性的涂敷物经适当加工处理方式，将其涂敷在外连接环1的外圆柱面上形成密封层，从而起到静密封的作用(见图5所示)。

为了防止本发明的组合油封在车辆启动瞬间受到较大的轴向摩擦而产生高温乃至损坏相关表面，在外连接环1上设置了多个轴向承压件7(具体在外连接环1的轴向平面S上)，轴向承压件7的轴向端面高于外连接环1的轴向平面S，承受由于装配等原因产生的轴向作用力及摩擦力等；轴向承压件7大致呈草帽形状，轴向承压件7的材质是易被磨损的工程塑料等，故在温度稍高后就能自动烧蚀，有效防止在初始阶段受到较大的轴向力(如轴向安装力等)后因摩擦产生高温而烧坏有关部位。

考虑到油封圈2(包括主油封圈21和副油封圈22)被放置在一个相对封闭的空间，尤其是油封圈2周围的油液流动性较差、散热性差，为了增加散热效果，在外连接环的S平面上，开设了若干个油液循环油孔9。此外，为了增加油液的循环力度，在外连接环1与对摩轴套4之间形成的轴向或径向空间中，设置了螺旋槽动压泵的关键零件(部件)即油液吸入件8，螺旋槽动压泵既可以是轴向流动结构也可以是径向流动结构。

油液吸入件8的一种结构是产生轴向流动的轴套结构形式(如图2、3、4所示)，在这种情况下，与油液吸入件8形成轴向泵油间隙的是对摩轴套4的环形圆柱面N，油液吸入件8与对摩轴套4的环形圆柱面N一起构成螺旋槽动压泵；油液吸入件8的另一种结构是使油液产生径向流动的平面螺旋槽结构形式(如图9、10、11所示)，油液吸入件8与对摩轴套4上的园环形平面M一起构成螺旋槽动压泵，在油液吸入件8上设置了若干条按照一定规律正、反两个方向交替布置的平面螺旋槽81(如图12所示)。

螺旋槽81上的正反螺旋槽槽口在工作面上是没有贯通的，确保任何方向泵入的油液都大于泵出的油液流量。正向、反向交替设置的螺旋槽81与相对运动的对摩轴套4的对摩面形成一个动压泵，在外连接环1上的轴向端面S上设置有若干个油液循环散热孔9。在车桥正转时，油液吸入件8上的第一、第三象限(或第二、第四象限)的螺旋槽81产生抽吸作用，象水泵一样将油吸入到油封圈2周围，在车桥反转(倒车)时，油液吸入件8上的第二、第四象限(或第一、第三象限)的螺旋槽81产生抽吸作用，将油液吸入到油封圈2周围；吸入的油液经外连接环1上的油液循环散热孔9流出，形成对流的油液带走了油封总成内的大部分热量，具有很好的散热效果；保证油液能够在两个相对运动面的作用下，产生足够的油液循环流动，进一步减低油封圈的发热。(如图7、8、11、12所示)。

产生轴向流动的油液吸入件8是具有一定弹性的橡胶或塑料件，具有一定的浮动性；设计和装配时，均应注意控制油液吸入件8与对摩轴套4之间的间隙，确保螺旋槽81与相对运动的对摩轴套4之间形成动压泵。

本发明的油封圈2(主油封圈21和副油封圈22)设置在外连接环1和对摩轴套4之间，大大降低了原有尺寸，通过改变外连接环1的外径(外部尺寸)及对摩轴套4的尺寸，使本发明的组合油封总成能够与不同型号的车桥轮毂的安装空间配合，适用于不同型号车桥的车辆，大大扩大了本发明轮毂的使用范围。主油封圈21、副油封圈22和对摩轴套4尺寸固定而成为标准件，能形成批量化、规模化生产，大大提高生产效率。

本发明的整体式轮毂油封，外连接环1外圆柱面与行走机械轮毂10的内圆柱面相配合(通过连接环静密封结构6而实现两者之间的静密封)，对摩轴套4连接在其内的车桥转轴11上(通过对摩轴套静密封结构5而实现两者之间的静密封)。

如图9、10所示，为了适应不同车型的车桥转轴，对摩轴套4的结构有多种，对摩轴套4除了前述的整体结构以外，本实施例的对摩轴套4由对摩轴套主件41和对摩轴套连接板42连接而构成，相互之间牢固连接；主油封圈21和副油封圈22设置在外连接环1和对摩轴套主件41之间，对摩轴套静密封结构5设置在对摩轴套连接板42上，对摩轴套连接板42与车桥转轴11配合连接。

本发明的轮毂油封，按照设计要求制造冲压件外连接环1和对摩轴套4后，将检验合格的油封圈2(主油封圈21和副油封圈22)压入外连接环1和对摩轴套4之间，再设置好对摩轴套静密封结构5、连接环静密封结构6和轴向承压件7后，作为一个整体式组合轮毂油封总成，提供给用户使用。

本发明所述的行走机械自摩复合式车桥轮毂油封总成，不仅适应于各种吨位的商用卡车和客车，也适用于其他行走机械如轮式装载机、工程机械、路面机械等。

本发明所论及的行走机械自摩复合式车桥轮毂油封总成，不仅适用于驱动桥，也适应于承重桥、平衡桥。不仅适用于密封流体介质，也适用于密封油脂。无论是前进或后退，都能够有效地进行密封。

最后需要指出的是，本发明不仅适合于外连接环与油封圈一起旋转、对摩轴套与车桥一起固定的场合，也适用于外连接环与油封圈一起固定、对摩轴套旋转的应用场合。

Claims (9)

1.行走机械自摩复合式车桥轮毂油封总成，其特征在于：主要包括外连接环(1)、油封圈(2)、对摩轴套(4)，外连接环(1)设置在外侧，对摩轴套(4)设置在内侧，两者都呈回转体结构；在外连接环(1)和对摩轴套(4)之间设置有至少一个油封圈(2)；油封圈(2)的外圆柱面与外连接环(1)的内圆柱面接触以构成静密封面，油封圈(2)的环形密封唇口与对摩轴套(4)的外圆柱面接触以构成旋转运动密封面；在对摩轴套(4)的内圆柱面上，设置有对摩轴套静密封结构(5)；在外连接环(1)的外圆柱面上，设置有连接环静密封结构(6)；

在外连接环(1)与对摩轴套(4)之间，设置有螺旋槽动压泵的组成部件油液吸入件(8)，在油液吸入件(8)的轴向平面或径向环形面上，设置了若干条正向、反向交替布置的径向或平面螺旋槽(81)。

2.根据权利要求1所述的行走机械自摩复合式车桥轮毂油封总成，其特征在于：所述的油封圈(2)包括一个主油封圈(21)和一个副油封圈(22)，主油封圈(21)在靠近油液的内侧，副油封圈(22)在外侧。

3.根据权利要求1或2所述的行走机械自摩复合式车桥轮毂油封总成，其特征在于：在外连接环(1)的轴向方向，设置了一个以上的轴向承压件(7)，轴向承压件(7)的轴向端面高于外连接环(1)的轴向平面S。

4.根据权利要求1或2所述的行走机械自摩复合式车桥轮毂油封总成，其特征在于：在外连接环(1)上开设了若干个油液循环散热孔(9)。

5.根据权利要求1或2所述的行走机械自摩复合式车桥轮毂油封总成，其特征在于：外连接环(1)和对摩轴套(4)，都是精密成型的冲压件或烧结件。

6.根据权利要求1所述的行走机械自摩复合式车桥轮毂油封总成，其特征在于：所述的对摩轴套静密封结构(5)是设置在对摩轴套(4)内圆柱面上的涂敷物形成的密封层。

7.根据权利要求4所述的行走机械自摩复合式车桥轮毂油封总成，其特征在于：所述的连接环静密封结构(6)是设置在外连接环(1)外圆柱面上的涂敷物形成的密封层。

8.根据权利要求2所述的行走机械自摩复合式车桥轮毂油封总成，其特征在于：所述的对摩轴套(4)由对摩轴套主件(41)和对摩轴套连接板(42)连接构成；所述的主油封圈(21)和副油封圈(22)设置在外连接环(1)和对摩轴套主件(41)之间，对摩轴套静密封结构(5)设置在对摩轴套连接板(42)上。

9.根据权利要求1所述的行走机械自摩复合式车桥轮毂油封总成，其特征在于：所述的螺旋槽(81)上的正、反螺旋槽槽口在工作面上是没有贯通的。

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