CN101952611A - 球面滚子轴承密封组件 - Google Patents

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Abstract

密封组件(72)包括第一构件(42)、第二构件(76)、和周向延伸的密封件(78)。第一构件包括倾斜布置的工作表面(98)。第二构件相对于第一构件围绕旋转轴线可旋转。周向地延伸的密封件连接到第二构件。该密封件包括具有固定到第二构件的第一端(90、92)和大体上自由的第二端(94、96)的唇部(84、86)。第一端形成铰链，在第二构件旋转时大体用于第二端相对于旋转轴线的径向向外移动。第二端偏压靠在工作表面上。

Description

球面滚子轴承密封组件
技术领域
本发明涉及密封组件，尤其涉及旋转密封组件。
背景技术
这部分的叙述仅仅提供涉及本发明的背景资料并且可能不是现有技术。
旋转密封件通常包括用于密封接合一结构以防止污染物进入到轴承组件内的橡胶密封件唇部。在密封件唇部和由该密封件唇部接合的结构之间的相对旋转期间，摩擦导致热的产生，其可以导致密封失效。当旋转速度增加时，摩擦力也增加。另外，球面滚子轴承的使用可以导致在旋转的密封件所固定到的结构和旋转密封件所密封接合的结构之间的轴线和/或旋转的不对准(misalignment)。目前的密封件设计没有方法允许这种不对准同时维持密封的关系，并且不增加在旋转的密封件和被密封的结构之间的摩擦力。
发明内容
根据本发明，密封组件可包括第一构件、第二构件、和周向延伸的密封件。第一构件可以包括倾斜布置的工作表面。第二构件可以相对于第一构件围绕旋转轴线旋转。周向延伸的密封件可以连接到第二构件。密封件可以包括具有固定到第二构件的第一端和大体上自由的第二端的唇部。第一端可以形成铰链，在所述第二构件旋转时大体用于所述第二端相对于所述旋转轴线的径向向外移动。所述第二端偏压靠在所述工作表面上。
通过这里所提供的描述，更进一步的适用范围将是显而易见的。应当理解，该描述和特定的实施例仅仅是用于示例性的目的并且不是用来限定本发明的范围。
附图说明
这里所描述的附图仅仅是为了示例性的目的并且不是用来以任何方式限定本发明的范围。
图1是根据本发明的轴承组件的局部剖视图。
图2是图1所述的轴承组件在不对准的状态下的局部剖视图。
图3是根据本发明的轴承组件的可选实施例的局部剖视图。
具体实施方式
下面的描述在本质上仅仅是示例性的并且不是用来限定本发明、应用或使用。
如同在图1中看到的那样，轴承组件10可以包括壳体12、外圈14、内圈16、轴承18、和锁定销20。壳体12可以围绕外圈14的外周延伸并且大体上邻接外圈14的外周。壳体12可以围绕内圈16的外周延伸。壳体12和内圈16可以彼此径向地间隔开。轴承18可以布置在外圈14的内表面22和内圈16的外表面24之间。
壳体12可以包括穿过其中的孔26。孔26可以包括上部螺纹部分28和下部无螺纹部分30。壳体12可以进一步包括一对凹口32和34，该一对凹口32和34容纳卡环36、38，且外圈14定位在其间。
外圈14可以包括主体部分40和一对从其轴向地延伸的法兰(flange)42、44。主体部分40可以包括延伸穿过其中的孔46，并且该孔46大体上与壳体12中的孔26成一直线。孔46可以包括第一和第二部分48、50。第一部分48可以具有第一直径并且第二部分50可以具有第二直径。第二直径可以大于第一直径，在第一部分48和第二部分50之间形成环形座52。环形座52可以具有大体上等于第一直径的内直径和大体上等于第二直径的外直径。第二部分50可以允许在壳体12和外圈14之间的相对轴向移动，如下文中所讨论。内表面22可以为大体上弧形，或部分球面，用于与轴承18相接合，如下文中所讨论。
法兰42、44可以从主体部分40的相反侧轴向向外地延伸并且可以是彼此大体上类似的。因此，将仅仅描述法兰42，应当理解这种描述同样适用于法兰44。法兰42可以包括与主体部分40相接合的第一部分54和从第一部分54延伸的第二部分56。第二部分可以具有弧形、或部分球面形状并且可以大体上成一角度地径向向内朝向内圈16延伸。第二部分56可以相对于中心纵向轴线58成大约105度到130度的角度延伸。更具体地，第二部分56可以相对于中心纵向轴线58成大约120度的角度延伸。
在操作期间内圈16可以围绕中心纵向轴线58旋转并且可以包括主体部分60，密封组件62连接到主体部分60。主体部分60可以包括外表面24。外表面24可以包括弧形表面64、66。主体部分60可以进一步包括其中用于接纳轴(未示出)的中心孔68和用于固定内圈16以与轴一起旋转的固定螺钉连接机构70。
密封组件62可以包括围绕外表面24周向延伸并且固定到外表面24的第一和第二密封件72、74。第一和第二密封件72、74可以是彼此大体上类似的。因此，将仅仅详细地描述密封件72，应当理解，这种描述同样适用于密封件74。密封件72可以包括支架76和密封构件78。支架76可以包括从外表面24径向延伸的第一部分80和从第一部分80成角度地延伸的第二部分82。第二部分82可以至少部分地在法兰第二部分56的上方延伸，并且可以大体上与法兰的第二部分56同心。
密封构件78可以包括从支架76的内表面88延伸的第一和第二密封件唇部84、86。每个密封唇部84、86可以包括固定到支架76的第一端90、92和第二自由端94、96。自由端94、96可以被偏压靠在法兰的第二部分56的外表面98(或工作表面)上。密封构件78可以由包括弹性体和毛毡等多种材料构成。密封构件78可以进一步包括嵌入其中以形成额外的结构支撑的支架100。
如同上文中所讨论的那样，轴承18可以旋转地布置在外圈14和内圈16之间。轴承18可以包括旋转地接合外圈内表面22和内圈弧形表面64、66的第一和第二球面滚子轴承102、104。
锁定销20可以包括其直径大体上小于壳体12内的孔26和外圈14中的第二部分50的直径的圆柱形本体。锁定销20的直径可以大于外圈14中的第一部分48的直径。结果，锁定销20可以延伸到孔26和第二部分50中并且邻接环形座52。锁定销20可以在第二部分50内轴向地移动，补偿由在轴承组件10的部件之间的间隙和其热膨胀产生的变化。锁定销20可以通过与孔26的上部螺纹部分28的螺纹相啮合的润滑油嘴106而保持在合适的位置。
图3中示出了可选轴承组件210。轴承组件210大体上类似于轴承组件10，但是壳体212的厚度减少。因此，相似的附图标记将被用来表示相似的元件。润滑油嘴孔213可以成一定角度地延伸穿过壳体212并且与径向地延伸的孔226相交。由于润滑油嘴孔213相对于壳体212的成角度的布置，锁定销220可以将其自身保持在孔226、250内。径向地延伸的孔226可以包括螺纹部分228。锁定销220可以包括在其上的与螺纹部分228啮合的螺纹221。锁定销220可以邻接外圈214中的环形座252，并且可以具有与壳体212的螺纹啮合，因此将锁定销220保持在孔226、250内并防止壳体212和外圈214之间的相对旋转。
在操作时，由于包括在负荷作用下的轴的弯曲、以及热膨胀和机器错位等多种原因，内圈16可以变得与外圈14不对准(在图2中示出)。这种不对准可以导致中心纵向轴线58的角偏移θ。角偏移θ可以包括宽范围的角度。在本实施例中，角θ可以大体是+/-2度。密封组件62可以解决这种不对准，同时保持与外圈14密封接合。具体地，密封件唇部自由端94、96可以在法兰第二部分56的外表面98(或工作表面)上移动，因此补偿在外圈14和内圈16之间的角度的和轴线的不对准。另外，当内圈16的旋转速度增加时，由于离心力，密封件唇部自由端94、96可径向地向外延伸，减少在法兰第二部分56的外表面98(或工作表面)和自由端94、96之间的摩擦力。更具体地，当内圈16不旋转时，密封件唇部自由端94、96可以向外表面98施加第一力。当内圈16旋转时，密封件唇部自由端94、96可以向外表面98施加小于第一力的第二力。当旋转速度增加时，由于上面讨论的离心力，施加于外表面98的力通常可减少。
尽管本公开包括上文中的描述，应理解，在不脱离附属权利要求的适当范围和直接内涵的情况下，易于对本发明进行改进、改变和变化。

Claims (20)

1.一种密封组件，包括：
包括倾斜布置的工作表面的第一构件；
相对于所述第一构件围绕旋转轴线可旋转的第二构件；
连接到所述第二构件的周向延伸的密封件，所述密封件包括唇部，所述唇部具有固定到所述第二构件的第一端和大体上自由的第二端，所述第一端形成铰链，在所述第二构件旋转时所述铰链大体用于提供所述第二端相对于所述旋转轴线的径向向外移动，所述第二端偏压靠在所述工作表面上。
2.如权利要求1所述的密封组件，其中所述工作表面布置为相对于所述旋转轴线成105度和130度之间的角度。
3.如权利要求2所述的密封组件，其中所述工作表面具有部分球面形状。
4.如权利要求1所述的密封组件，其中当所述第二构件不旋转时所述唇部的第二端向所述工作表面施加第一力，当所述第二构件旋转时所述唇部的第二端向所述工作表面施加第二力，所述第二力通常小于所述第一力。
5.如权利要求1所述的密封组件，进一步包括布置在所述第一和第二构件之间的球面滚子轴承。
6.如权利要求1所述的密封组件，其中所述第一构件包括外圈且所述第二构件包括内圈。
7.如权利要求1所述的密封组件，其中所述唇部由弹性体构成。
8.如权利要求1所述的密封组件，其中所述唇部由毛毡构成。
9.如权利要求1所述的密封组件，其中所述第二构件包括大体上与所述工作表面同轴延伸的支架，所述密封件连接到所述支架。
10.如权利要求9所述的密封组件，其中所述工作表面在所述支架和所述旋转轴线之间径向延伸。
11.如权利要求10所述的密封组件，其中所述密封件唇部的所述第一端连接到所述支架的径向内表面，并且所述密封件唇部的所述第二端接合所述工作表面的径向外部。
12.一种密封组件，包括：
包括大体上球面的工作表面的外圈；
布置在所述外圈内的内圈；
布置在内圈和外圈之间并且提供所述内圈和外圈之间的围绕旋转轴线的相对旋转的轴承组件；和
连接到所述内圈的周向延伸的密封件，所述密封件包括具有第一和第二端的唇部，所述第一端固定到所述内圈并且所述第二端接合所述工作表面。
13.如权利要求12所述的密封组件，其中所述外圈基本固定，并且所述内圈相对于所述外圈可旋转。
14.如权利要求13所述的密封组件，其中所述密封件唇部的所述第一端形成铰链，在所述内圈旋转时所述铰链大体用于提供所述第二端相对于所述旋转轴线的径向向外移动。
15.如权利要求14所述的密封组件，其中当所述内圈不旋转时所述密封件唇部的第二端向所述工作表面施加第一力，当所述内圈旋转时所述密封件唇部的第二端向所述工作表面施加第二力，所述第二力通常小于所述第一力。
16.如权利要求12所述的密封组件，其中所述轴承组件包括球面滚子轴承。
17.如权利要求12所述的密封组件，其中所述内圈包括大体上与所述工作表面同轴延伸的支架，所述密封件连接到所述支架。
18.如权利要求17所述的密封组件，其中所述工作表面在所述支架和所述旋转轴线之间径向延伸。
19.如权利要求18所述的密封组件，其中所述密封件唇部的所述第一端连接到所述支架的径向内表面，并且所述密封件唇部的所述第二端接合所述工作表面的径向外部。
20.如权利要求12所述的密封组件，其中所述唇部由弹性体构成。
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