CN102386712A - 牵引电机密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种牵引电机密封装置，所述装置包括：动环组件，其固定地套设在牵引电机的转轴上，动环组件与转轴之间为密封设置；静环组件，其套设在牵引电机的转轴上，并位于动环组件与牵引电机的定子之间，静环组件可轴向位移地与动环组件之间形成平面密封。本发明的牵引电机密封装置，能够完全阻断冷却风中的粉尘进入牵引电机内部，防止轴承润滑油污染，延长齿轮、轴承的使用寿命，同时该密封装置还可以反向阻断齿轮箱内润滑油的外泄。

Description

牵引电机密封装置

技术领域

本发明有关于一种密封装置，尤其有关于一种电力机车的牵引电机密封装置。

背景技术

牵引电机是电力机车的重要部件。在电力机车牵引时，牵引电机把电能转化为机械能，驱动轮对；而在制动过程中，牵引电机又把机械能转化为热能和电能，产生与轮对转向相反的扭矩，起到制动的作用。牵引电机在工作时会产生大量的热量，为保证牵引电机能够正常运转，通常需要对牵引电机进行冷却通风处理，然而吹向牵引电机的冷却风中大多夹带有粉尘等微小颗粒，该些微小颗粒进入牵引电机的齿轮箱，会造成轴承润滑油污染，导致润滑油润滑作用下降，引起牵引齿轮、轴承的磨损，缩短牵引电机的使用寿命，严重时还有可能导致机破发生事故。

如图1、2所示，现有技术中，通常采用多道迷宫式动密封结构2’对牵引电机1’进行密封处理，该密封结构2’套设在牵引电机1’风道口11’处的转轴12’上，密封结构2’的外周缘固定连接在牵引电机1’的定子13’上。当牵引电机1’工作时，密封结构2’静止不动，转轴12’相对密封结构2’高速旋转。由于转轴12’与密封结构2’之间存在相对运动，二者之间必然具有一定间隙，当夹带粉尘的冷却风吹向牵引电机时，粉尘等微小颗粒会透过该间隙进入到牵引电机1’的内部，造成轴承润滑油的污染，影响牵引电机1’的使用，该密封结构2’并不能完全阻断外界粉尘颗粒的进入，密封效果不尽理想。然而，通过缩短密封结构2’与转轴12’之间的间隙来减少粉尘的进入，会造成加工和组装精度大幅度提高，增加加工成本和组装难度。

因此，有必要提供一种新型的牵引电机密封装置，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种牵引电机密封装置，该密封装置能够完全阻断冷却风中的粉尘进入牵引电机内部，防止轴承润滑油污染，延长齿轮、轴承的使用寿命，同时该密封装置还可以反向阻断齿轮箱内润滑油的外泄。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种牵引电机密封装置，所述装置包括：

动环组件，其固定地套设在牵引电机的转轴上，动环组件与转轴之间为密封设置；

静环组件，其套设在牵引电机的转轴上，并位于动环组件与牵引电机的定子之间，静环组件可轴向位移地与动环组件之间形成平面密封。

在优选的实施方式中，所述动环组件包括基座和动环，所述基座固定套设在所述转轴上，基座朝向所述静环组件的一端形成有容纳环腔，动环则设置在容纳环腔中。

在优选的实施方式中，所述基座与所述转轴之间设置有密封圈；所述动环的外侧壁与所述容纳环腔的内侧壁之间设置有密封圈。

在优选的实施方式中，所述静环组件包括静环和弹性元件，静环套设在所述转轴上，静环的一端面与所述动环形成平面密封，弹性元件顶抵于静环的另一端面与所述牵引电机的定子之间，通过所述弹性元件，所述静环为可位移设置。

在优选的实施方式中，所述静环靠近所述动环的端面轴向凸设有凸圈，在所述牵引电机处于静态时，静环通过凸圈与动环形成平面接触。

在优选的实施方式中，所述转轴上套设有密封环，所述静环连接在密封环的一侧上，所述密封环的另一侧与所述定子相连。

在优选的实施方式中，所述密封环具有套设在所述转轴上的轴套部和自所述轴套部径向向外延伸的连接部，所述连接部与所述定子相连；所述轴套部朝向所述动环的一侧形成环形的容置腔，静环周向固定地设置在容置腔内。

在优选的实施方式中，所述轴套部沿轴向方向开设有一个以上弹性元件容置部，所述弹性元件容置部具有通气孔和直径大于通气孔的容纳孔，所述通气孔与所述容纳孔相连通，所述弹性元件的一端设置在所述容纳孔中，另一端与所述静环相抵靠。

在优选的实施方式中，所述密封环与所述定子之间设置有密封圈；所述静环的外侧壁与所述轴套部的容置腔之间设置有密封圈。

在优选的实施方式中，在所述弹性元件与所述静环之间设置有垫环，所述弹性元件顶抵在垫环上。

本发明的牵引电机密封装置的特点及优点是：

一、本发明的牵引电机密封装置，当牵引电机静止时，静环通过弹性元件的抵推与动环平面接触，能够阻断外界粉尘颗粒进入牵引电机的内部；当牵引电机运转时，静环静止不动，动环相对静环高速旋转，此时在动环与静环的接触面之间会形成很薄的气垫或油膜，以减小动环与静环之间的摩擦，由于静环有弹性元件的抵推，仍然能够保持与动环的平面微接触状态，当夹带有粉尘的冷却风吹向牵引电机的时候，粉尘颗粒不会进入牵引电机的齿轮箱中，该密封装置能够完全阻断外界粉尘颗粒的进入，保证牵引电机齿轮箱内润滑油的洁净度，齿轮、轴承的使用寿命更长。

二、本发明的牵引电机密封装置，顶抵在静环一端的弹性元件，不但可以保证静环与动环之间良好的平面密封状态，而且，当牵引电机的传动系统工作不稳，静环与动环的接触面不平行时，静环在该弹性元件的作用下，可自动调整姿态，始终保证静环与动环之间的平面接触，达到最佳工作状态。

三、本发明的牵引电机密封装置，结构简单、拆装方便、不需维护、使用寿命长，适合压力小于0.4MPa，线速度小于30m/s的高速旋转件对油、各类气体、水的密封。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术的牵引电机密封装置安装在牵引电机上的示意图。

图2是现有技术的牵引电机密封装置的剖面图。

图3是本发明的牵引电机密封装置安装在牵引电机上的示意图。

图4是本发明的牵引电机密封装置的剖面图。

图5是图4中A-A向剖视图。

图6是图4中B-B向剖视图。

图7是图4中C-C向剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图3、4所示，本发明的牵引电机密封装置2包括动环组件3和静环组件4。动环组件3固定地套设在牵引电机1的转轴12上，动环组件3与转轴12之间为密封设置；静环组件4套设在牵引电机1的转轴12上，并位于动环组件3与牵引电机1的定子13之间，静环组件4可轴向位移地与动环组件3之间形成平面密封。

如图3所示，本发明的牵引电机密封装置2设置在牵引电机1风道口11处的转轴12上，并与牵引电机1的定子13相连接，其用于对牵引电机1进行密封，阻止空气中的粉尘透过风道口11进入牵引电机1的内部。

本发明的牵引电机密封装置2，当牵引电机1静止时，静环组件4与动环组件3之间相互接触以此形成平面密封状态，能够阻断外界粉尘颗粒进入牵引电机1的内部；当牵引电机1运转时，静环组件4静止不动，动环组件3随着转轴12一起转动，即相对静环组件4高速旋转，此时在动环组件3与静环组件4的接触面之间会形成很薄的气垫或油膜，静环组件4受该气垫或油膜的作用向牵引电机的定子13方向移动一定的距离，静环组件4与动环组件3之间形成一个微小距离，二者之间形成非接触式密封。该气垫或油膜可减小动环组件3与静环组件4之间的活动摩擦，且气垫或油膜的存在，使得静环组件4与动环组件3之间形成微接触或者非接触的状态，二者之间仍然可以很好的密封。由此可知，本发明的牵引电机密封装置2，静环组件4可轴向位移的与动环组件3保持着平面密封状态，且该装置的动环组件3与转轴12之间、静环组件4与定子13之间也均为密封设置。当夹带有粉尘的冷却风吹向牵引电机1的时候，粉尘颗粒不会通过该牵引电机密封装置2进入牵引电机1的齿轮箱中，牵引电机密封装置2能够完全阻断外界粉尘颗粒的进入，保证牵引电机齿轮箱内润滑油的洁净度，齿轮、轴承的使用寿命更长。

另外，本发明的牵引电机密封装置2结构简单、拆装方便、不需维护、使用寿命长，尤其适合压力小于0.4MPa，线速度小于30m/s的高速旋转件对油、各类气体、水的密封。

如图4所示，根据本发明的一个实施方式，所述动环组件3包括基座31和动环32，所述基座31固定套设在所述转轴12上，基座31朝向所述静环组件4的一端形成有容纳环腔311，动环32则设置在容纳环腔311中。

具体是，基座31大体呈扁圆环柱体状，其中部具有轴孔，轴孔与牵引电机1的转轴12相配合。基座31的环端面312沿垂直转轴12的方向上开设有贯穿其环端面312的多个连接孔313，连接孔313中设置有内螺纹，通过具有外螺纹的连接件33螺接在连接孔313中并顶抵于转轴12，基座31能够固定连接在转轴12上，即基座31可随转轴12的转动而一同转动。在本发明实施例中，具有四个连接孔313和四个连接件33，沿圆周方向均匀分布，连接孔313与连接件33的数量在此不作限制。进一步的，所述连接件33为紧定螺钉，当然也可以采用其它连接件，只要能将基座31牢固定位在转轴12上即可。

基座31的环端面312面向静环组件4的方向轴向凸伸有内环凸台314和外环凸台315，动环32位于内环凸台314、外环凸台315与环端面312形成的容纳环腔311中。在动环32与环端面312之间通过销34与销孔的过盈配合而固定连接在一起，从而使动环32与基座31相对固定，动环32与基座31可随转轴12的转动而一同转动。在本发明实施例中，销34为两个，分布在圆周方向的对称两端。

根据本发明的一个实施方式，所述基座31与所述转轴12之间设置有密封圈35；所述动环32的外侧壁与所述容纳环腔311的内侧壁之间设置有密封圈36。具体是，在基座31与转轴12相接触的侧壁上开设有凹槽37，在本发明实施例中，凹槽37开设在内环凸台314上，密封圈35设置在凹槽37中。密封圈35用于密封基座31与转轴12之间的缝隙，防止灰尘从该缝隙进入牵引电机1的内部；另外，在基座1的外环凸台315上开设有凹槽38，密封圈36设置在凹槽38中，这样可防止灰尘从动环32与基座31连接的缝隙中进入牵引电机1的内部。

根据本发明的一个实施方式，所述静环组件4包括静环41和弹性元件42，静环41套设在所述转轴12上，静环41的一端面与所述动环32形成平面密封，弹性元件42顶抵于静环41的另一端面与所述牵引电机的定子13之间；通过所述弹性元件42，所述静环41为可位移设置，也就是说，在牵引电机静止时，弹性元件42将静环41推抵于动环32的端面，使静环41与动环32相互接触，当牵引电机的转轴12高速运转时，静环41与动环32之间会形成极薄的气垫或油膜，此时静环41受气垫或油膜的作用向牵引电机的定子13方向移动一定的距离，弹性元件42产生极小的压缩，动环32与静环41之间形成非接触式密封。具体是，静环41具有连接通孔，连接通孔的直径大于转轴12的直径，当静环41套设在转轴12上时，其与转轴12之间形成一定间隙，在转轴12转动的情况下，静环41相对转轴12静止不动。

如图5所示，本实施例中的弹性元件42可为弹簧，其沿圆周方向均匀分布有16个。在牵引电机1静止或运转的状态下，静环41能够始终通过弹簧的顶抵与动环32保持平面接触的状态。本发明实施例中顶抵在静环41一端的弹性元件42，不但可以保证静环41与动环32之间良好的平面密封状态，而且，当牵引电机1的传动系统工作不稳，静环41与动环32的接触面不平行时，静环41在该弹性元件42的作用下，可自动调整姿态，始终保证静环41与动环32之间的平面接触，达到最佳工作状态。

请再次参阅图4，根据本发明的一个实施方式，所述静环41靠近所述动环32的端面轴向凸设有凸圈411，在所述牵引电机1处于静态时，静环41通过凸圈411与动环32形成平面接触。如图6所示，凸圈411一体成形于静环41，呈环状，具有一定的壁厚，能够有效保证静环41与动环32之间的平面接触。

请再次参阅图4，根据本发明的一个实施方式，所述转轴12上套设有密封环5，所述静环41连接在密封环5的一侧上，所述密封环5的另一侧与所述定子13相连。具体是，密封环5具有套设在转轴12上的轴套部51和自轴套部51径向向外延伸的连接部52，所述连接部52与牵引电机1的定子13相连；所述轴套部51朝向动环32的一侧形成环形的容置腔53，静环41周向固定地设置在容置腔53内。如图7所示，连接部52上开设有连接孔521，密封环5通过连接件穿设在连接孔521中而与定子13固定连接，本发明中共设置有五个连接孔521，沿圆周方向均匀分布。

请再次参阅图4，轴套部51具有环端部531和自环端部531向动环32方向轴向凸伸的周侧壁532，静环41位于周侧壁532与环端部531形成的容置腔53中，静环41与环端部531上分别开设有相对应的销孔，通过销43与销孔的间隙配合可使静环41与密封环5的轴套部51连接在一起，而静环41在周向上相对于密封环5固定，静环41与密封环5相对转轴12静止不动。在本发明实施例中，如图5所示，销43为两个，分布在圆周的对称两端。

请再次参阅图4，根据本发明的一个实施方式，所述轴套部51沿轴向方向开设有一个以上弹性元件容置部6，所述弹性元件容置部6具有通气孔61和直径大于通气孔61的容纳孔62，所述通气孔61与所述容纳孔62相连通，所述弹性元件42的一端设置在所述容纳孔62中，另一端与所述静环41相抵靠。具体是，弹性元件容置部6开设在轴套部51的环端部531上，容纳孔62起到导引弹性元件42伸缩的作用，通气孔61与容纳孔62贯通，使容置腔53与外界气体贯通，避免因容置腔53内气压过大导致弹性元件42不易伸缩。

根据本发明的一个实施方式，所述密封环5与所述定子13之间设置有密封圈44；所述静环41的外侧壁与所述轴套部51的容置腔53之间设置有密封圈45。具体是，在密封环5的连接部52朝向定子13的外缘端面上设置有凹槽46，密封圈44设置在凹槽46中，密封圈44用于密封密封环5与定子13之间的缝隙，防止灰尘从该缝隙进入牵引电机1的内部；静环41的外侧壁形成具有台阶状的结构，轴套部51的周侧壁532与静环41的外侧壁相配合，也形成具有台阶状的结构。静环41安装在轴套部51的容置腔53中后，静环41的外侧壁与轴套部51的周侧壁532相互配合，二者之间形成一个空腔47，密封圈45设置在空腔47中，这样可防止灰尘从静环41与密封环5连接的缝隙中进入牵引电机1的内部。

根据本发明的一个实施方式，在所述弹性元件42与所述静环41之间设置有垫环7，所述弹性元件42顶抵在垫环7上。在本发明实施例中，垫环7可以设置在静环41相对弹性元件42的一端面上，也可以设置在二者之间，垫环7通过弹性元件42的抵靠与静环41紧密连接。垫环7可以防止弹性元件42直接顶抵在静环41端面而造成静环41磨损的缺陷。

根据本发明的一个实施方式，所述动环32可由耐磨材料(例如陶瓷材料)制成，所述静环41则可由具有自润滑作用的材料(例如石墨材料)制成。使用陶瓷制成的动环32更加耐磨，采用石墨制成的静环41具有很好的自润滑的作用，更加有利于静环41与动环32的平面接触。此外，动环32与静环41的接触面分别可做平行镜面，使得动环32与静环41之间形成更好的平面密封。

本发明的牵引电机密封装置2的安装过程如下：首先组装动环组件3，在基座31的外环凸台315内放置密封圈36，将两个销34固定在基座31的环端面312上，然后把动环32套到基座31的容纳环腔311内，在基座31的内环凸台314上放置密封圈35，把组装好的动环组件3套在牵引电机1的转轴12上，并用四个连接件33将其紧定在转轴12上；其次组装静环组件4，在密封环5的两个销孔内间隙配合安装两个销43，将密封圈46固定在密封环的连接部52上，用螺栓将密封环5安装在电机的定子13上，在密封环5的弹性元件容置部6内放置弹簧，依次安装垫环7、密封圈45和静环41，将安装好的静环组件4连同定子13一同套接在转轴12上即可。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种牵引电机密封装置，其特征在于，所述装置包括：

动环组件，其固定地套设在牵引电机的转轴上，动环组件与转轴之间为密封设置；

静环组件，其套设在牵引电机的转轴上，并位于动环组件与牵引电机的定子之间，静环组件可轴向位移地与动环组件之间形成平面密封。

2.如权利要求1所述的牵引电机密封装置，其特征在于，所述动环组件包括基座和动环，所述基座固定套设在所述转轴上，基座朝向所述静环组件的一端形成有容纳环腔，动环则设置在容纳环腔中。

3.如权利要求2所述的牵引电机密封装置，其特征在于，所述基座与所述转轴之间设置有密封圈；所述动环的外侧壁与所述容纳环腔的内侧壁之间设置有密封圈。

4.如权利要求2所述的牵引电机密封装置，其特征在于，所述静环组件包括静环和弹性元件，静环套设在所述转轴上，静环的一端面与所述动环形成平面密封，弹性元件顶抵于静环的另一端面与所述牵引电机的定子之间，通过所述弹性元件，所述静环为可位移设置。

5.如权利要求4所述的牵引电机密封装置，其特征在于，所述静环靠近所述动环的端面轴向凸设有凸圈，在所述牵引电机处于静态时，静环通过凸圈与动环形成平面接触。

6.如权利要求4所述的牵引电机密封装置，其特征在于，所述转轴上套设有密封环，所述静环连接在密封环的一侧上，所述密封环的另一侧与所述定子相连。

7.如权利要求6所述的牵引电机密封装置，其特征在于，所述密封环具有套设在所述转轴上的轴套部和自所述轴套部径向向外延伸的连接部，所述连接部与所述定子相连；所述轴套部朝向所述动环的一侧形成环形的容置腔，静环周向固定地设置在容置腔内。

8.如权利要求7所述的牵引电机密封装置，其特征在于，所述轴套部沿轴向方向开设有一个以上弹性元件容置部，所述弹性元件容置部具有通气孔和直径大于通气孔的容纳孔，所述通气孔与所述容纳孔相连通，所述弹性元件的一端设置在所述容纳孔中，另一端与所述静环相抵靠。

9.如权利要求7所述的牵引电机密封装置，其特征在于，所述密封环与所述定子之间设置有密封圈；所述静环的外侧壁与所述轴套部的容置腔之间设置有密封圈。

10.如权利要求4所述的牵引电机密封装置，其特征在于，在所述弹性元件与所述静环之间设置有垫环，所述弹性元件顶抵在垫环上。

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