CN104633129A - 用于粉尘环境的激振装置密封静盘、动盘及迷宫密封装置 - Google Patents

用于粉尘环境的激振装置密封静盘、动盘及迷宫密封装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于粉尘环境的激振装置密封静盘、动盘以及迷宫密封装置，密封静盘和动盘的工作端面上均设有梯形的凸环形齿，凸环形齿与所述工作端面构成至少一个梯形的凹环形槽；动盘和静盘的配合端面构成径向为梯形角的迷宫密封间隙；轴承座上设有润滑油嘴，润滑油嘴通过油孔依次联通轴承和所述迷宫密封间隙的内端；本发明的有益效果是用梯形角的迷宫密封间隙取代以往直角线的迷宫密封间隙，改变了粉尘颗粒的安息角，使其难以在密封间隙内堆积、滞留；本发明能有效阻止粉尘颗粒进入轴承内外圈之间，并将进入的粉尘颗粒带出，无需唇型密封圈和防尘圈，延长轴承的使用寿命，降低设备故障率。

Description

用于粉尘环境的激振装置密封静盘、动盘及迷宫密封装置
技术领域
本发明涉及用于煤炭、矿山、建材等行业的传动系统的防尘密封技术领域，具体为一种用于粉尘环境的激振装置密封静盘、动盘及迷宫密封装置。
背景技术
迷宫密封常被用于大型装备传动系统轴和各级间的密封，其是在转轴周围设若干个依次排列的环行密封齿，齿与齿之间形成一系列曲折间隙与膨胀空腔，以达到密封目的；这种密封结构间无固体接触摩擦，毋须润滑，并允许有热膨胀，适应高温、高压、高转速频率的场合。
在现有的选煤选矿行业中，振动筛分设备被广泛应用，其激振系统的偏心激振装置被安装于传动主轴两端，随传动主轴一起转动，主轴的轴承处的密封结构主要采用上述迷宫密封方式，迷宫密封主要由动盘和静盘构成，如图1所示的，动盘101和传动主轴102固定，随主轴102一起转动，静盘103与轴承座静态结构连接在一起，静盘103与动盘101、主轴102之间相对高速运转；它的工作原理是利用动盘101和静盘103间构成的直角线型曲折狭窄间隙104，就可以阻止大部分粒径大于迷宫密封间隙的粉尘颗粒进入迷宫密封室内，并且即使一部分粉尘进入的靠近外侧的密封间隙内，由于迷宫密封为多环的齿交错配合加长路径，粉尘较难进入密封间隙最内端；并且相对运动的两个盘产生离心力，一定程度上增大了粉尘进入密封室的阻力。
由于选煤选矿等工作现场粉尘大，仍有小颗粒粉尘进入密封室内，并堆积在密封间隙的直角部位；迷宫密封的静盘103与主轴102之间配有唇形密封圈105或防尘圈，用其阻止进入迷宫密封的细小粉尘颗粒进入轴承，但由于静盘与主轴之间相对高速运转，小颗粒粉尘，尤其是堆积在密封间隙直角部位的粉尘，仍会进入唇形密封圈与主轴之间，并随着相对转动，极易造成唇形密封圈的磨损，这样唇形密封圈的失效使得粉尘颗粒进入轴承内外圈之间，造成轴承内外圈磨损并导致轴承最终失效，继而导致整个筛分设备无法正常工作。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种用于粉尘环境的激振装置密封静盘、动盘以及由该动、静盘构成的用于粉尘环境的激振装置上的迷宫密封装置，以解决各种粉尘含量大的振动筛分设备上激振装置密封效果差的问题，减少设备故障率。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
一种用于粉尘环境的激振装置密封静盘，密封静盘的工作端面上设有梯形的凸环形齿，凸环形齿与所述工作端面构成至少一个梯形的凹环形槽；所述梯形的顶角大于110°且小于175°。
优选的，静盘底面的内环边缘设有一圈凹陷的台阶。
优选的，静盘的外侧设有补充油嘴，静盘内部设有补充油孔，补充油嘴通过补充油孔联通至静盘工作端面的内端。
一种用于粉尘环境的激振装置密封动盘，密封动盘的工作端面上设有梯形的凸环形齿，凸环形齿与所述工作端面构成至少一个梯形的凹环形槽；所述梯形的顶角大于110°且小于175°。
一种用于粉尘环境的迷宫密封装置，包括密封静盘和密封动盘，静盘固定设置在轴承座上，其特征在于：动盘和静盘的配合端面构成径向为梯形的曲折迷宫密封间隙；轴承座上设有润滑油嘴，润滑油嘴通过油孔依次联通轴承和所述迷宫密封间隙的内端。
优选的，所述润滑油嘴通过润滑油孔联通轴承，轴承通过旁路油孔联通至所述迷宫密封结构间隙的内端。
优选的，密封静盘和密封动盘的工作端面上均设有梯形的凸环形齿，凸环形齿与其所在工作端面构成至少一个梯形的凹环形槽；静盘底面的内环边缘设有一圈凹陷的台阶；静盘的外侧设有补充油嘴，静盘内部设有补充油孔，补充油嘴通过补充油孔联通至静盘工作端面的内端。
优选的，所述动盘套设在传动主轴的轴颈上并与传动主轴过盈连接，动盘在轴端方向依次连接有偏心激振块与轴端盖，偏心激振块通过键与传动主轴连接，螺栓穿过轴端盖旋紧在传动主轴上，并将偏心激振块、动盘与轴承内圈压紧；传动主轴通过主轴套、轴承座与筛框侧板连接；轴承在轴承座内，轴承外侧通过静盘压紧，轴承内侧设有挡圈。
优选的，所述梯形的顶角大于110°且小于175°，所述迷宫密封间隙的轴向间隙为0.2mm-0.4mm，径向间隙为1.4mm-1.5mm。
优选的，动盘和静盘的工作端面表层镀锌。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：用梯形角的迷宫密封间隙取代以往直角线的迷宫密封间隙，改变了粉尘颗粒的安息角，加之其离心力作用下向外做离心运动，两种作用效果结合使其难以在密封间隙内堆积、滞留；保证润滑脂不断充满迷宫密封间隙、并在离心力作用下抛出，有效阻止粉尘颗粒进入轴承内外圈之间，并将进入的粉尘颗粒带出，无需唇型密封圈和防尘圈，本发明可有效避免粉尘颗粒造成的密封失效，延长轴承的使用寿命，降低设备故障率。
附图说明
图1是现有技术中激振装置上动盘与静盘构成的迷宫密封结构示意图；
图2是本发明提供的用于粉尘环境的激振装置密封静盘剖视图；
图3是本发明提供的用于粉尘环境的激振装置密封动盘剖视图；
图4是本发明提供的用于粉尘环境的迷宫密封装置结构剖视图；
图5为图4中的B点放大图；
图6为图5中的A向视图。
图中：101.现有技术动盘；102.现有技术主轴；103.现有技术静盘；104.现有技术迷宫密封间隙；105.唇型密封圈；201.凸环形齿；202.凹环形槽；203.台阶；1.主轴套；2.筛框侧板；3.塑料挡圈；4.润滑油嘴；5.润滑油孔；6.轴承座；7.补充油嘴；8.O型密封圈；9.静盘；10.补充油孔；11.动盘；12.轴端盖；13.传动主轴；14.键；15.轴承；16.偏心激振块；17.梯形角的迷宫密封间隙；18.旁路油孔；19.动盘颈部；20.静盘内环壁
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。
一种用于粉尘环境的激振装置密封静盘，如图2所示：密封静盘的工作端面上设有梯形的凸环形齿201，凸环形齿201与所述工作端面构成至少一个梯形的凹环形槽202；静盘底面的内环边缘设有一圈凹陷的台阶203，静盘的外侧设有补充油嘴7，静盘内部设有补充油孔10，补充油嘴7通过补充油孔10联通至静盘工作端面的内环端；静盘上的凸环形齿数目1个以上，齿201的顶角大于110°且小于175°，优选为120°到140°之间；且凹环形槽202的底角大于110°且小于175°，优选为120°到140°之间。
一种用于粉尘环境的激振装置密封动盘，如图3所示：密封动盘的工作端面上设有梯形的凸环形齿201，凸环形齿201与所述工作端面构成至少一个梯形的凹环形槽202；动盘的凸环形齿数目1个以上，齿201的顶角大于110°且小于175°，优选为120°到140°之间；且凹环形槽202的底角大于110°且小于175°，优选为120°到140°之间。
上述的密封静盘与密封动盘应用于一种用于粉尘环境的迷宫密封装置，如图4所示，并结合图5：包括密封静盘9和密封动盘11，静盘9安装在轴承座6上，传动主轴13通过主轴套1与轴承座6和筛框侧板2连接，轴承15安装在轴承座6内，静盘9通过螺栓安装于轴承座6上，位于轴承15外侧将轴承15压紧在轴承座6上；静盘9与轴承座6之间设有O型密封圈8；轴承座6上设有润滑油嘴4和润滑油孔5，润滑油嘴4通过润滑油孔5联通轴承15，对轴承15加注润滑脂进行润滑；轴承15内侧设有防止润滑脂侧漏的塑料挡圈3。
如图4所示并结合图6：动盘11套设在传动主轴13的轴颈上与轴颈过盈连接无间隙，动盘11沿传动主轴13方向依次连接有偏心激振块16与轴端盖12，偏心激振块16通过键14与传动主轴1联接，螺栓穿过轴端盖12旋紧在传动主轴13上，继而将偏心激振块16与动盘11以及轴承15内圈压紧。
根据图5所示并结合图2、图3：密封静盘和密封动盘的工作端面上均设有梯形的凸环形齿201，凸环形齿202与其所在工作端面构成至少一个梯形的凹环形槽202；静盘底面的内环边缘设有一圈凹陷的台阶203；静盘的外侧设有补充油嘴7，静盘内部设有补充油孔10，补充油嘴7通过补充油孔10联通至静盘工作端面的内端；静盘工作端面上的环形齿201、环形槽202分别对应动盘工作端面上的凹环槽202与环形齿201，齿、槽交错配合，静盘和动盘的配合端面构成径向为梯形角的曲折迷宫密封间隙17；梯形密封间隙17的梯形角β大于110°且小于175°，优选为120°到140°之间，优选为等腰梯形，这样可以使密封间隙均匀，消除压力差对密封性的影响；密封间隙的轴向间隙为0.2mm-0.4mm，径向间隙为1.4mm-1.5mm，可以阻挡粒径>0.2mm的粉尘。对于粒径<0.2的小颗粒粉尘，则是在动盘转动时，形成a＝rω2的离心力场(其中a为离心力场加速度，r为动盘半径，ω为旋转角速度)，进入迷宫密封间隙的粉尘颗粒则会产生离心力f＝mrω2(m为粉尘颗粒质量)，离心力f的作用下，粉尘进入密封间隙的阻力会大大增加。本发明通过将现有技术中密封结构的直角线曲折间隙改变成梯形角的曲折间隙，改变了粉尘的安息角，可以使进入的粉尘颗粒难以堆积，同时离心力f的方向与梯形角形成π/3～π/4.5角，加大了离心力对堆积颗粒的剪切作用，使其堆积难以形成，从而使密封间隙内的颗粒在离心力f的作用下向外做离心运动，增强了迷宫密封的密封性能，保证轴承的密封安全；梯形角β的角度可以根据在粉尘含量不同的环境作业做适应性调整，保证密封性能。
由于一些小颗粒粉尘仍难以自动清除，尤其在开停车时，离心力场不存在或者很小，而粉尘静压仍存在，所以仍旧使得一部分小颗粒粉尘进入密封间隙对密封结构和轴承造成威胁；
本发明的发明人偶然想到，在动、静盘构成的迷宫密封间隙17自内端填充润滑脂，可以在动盘旋转过程中，利用润滑脂的粘性将粉尘附着在油脂内，随着动盘的离心力作用下抛出迷宫密封间隙。
结合图5所示：故本发明在轴承与静盘之间设有旁路油孔18，使轴承的润滑脂能够进入迷宫密封间隙17内端，继而将密封间隙充满；本实施例中的旁路油孔18是这样形成的：动盘11为带颈19的密封圆环盘，静盘9的内径大于动盘颈部直径，则静盘内环壁20与动盘颈部19外壁之间留有缝隙，同时静盘底面内环边缘的一圈凹陷的台阶203，凹陷的台阶203与轴承之间形成环形通道；环线通道联通静盘内环壁与动盘颈部外壁之间的缝隙直接通道迷宫密封间隙内端，形成旁路油孔18。本发明还可直接在静盘凹陷的台阶18部位设置贯穿静盘的通孔使其联通至迷宫密封间隙17内端，形成旁路油孔；也或者可以是其他适合的设置方式。
这样润滑油嘴4可以将轴承内外圈之间与迷宫密封间隙17充满，防止粉尘进入，并随着轴承保养维护新鲜润滑脂加注，失效的润滑脂将沿着梯形迷宫密封狭窄缝隙溢出，并带入已进入到迷宫密封中的粉尘颗粒，有效阻止这些粉尘颗粒进入轴承内外圈之间，延长轴承使用寿命；并且密封间隙内填充的润滑脂大部分甚至全部利用的是轴承内失效润滑脂，既节省了加注润滑脂的成本，又给轴承失效的润滑脂提供了一个排除通道；经实际验证，本发明将轴承的维修期由2～3周延长至12～15周以上。
静盘上设有补充油嘴7和补充油孔10，补充油嘴7通过补充油孔10联通至迷宫密封间隙17内端，能够在润滑油嘴对间隙填充不满时及时快速补充润滑脂，保证密封间隙的充满，提高工作效率。
自迷宫密封间隙内端充油，可以直接将间隙中已进入的粉尘阻挡在轴承之外，进一步保证密封可靠性。
动盘和静盘的工作端面镀锌，以增加迷宫密封间隙的光滑度，利于润滑脂抛出。
本发明动盘与静盘之间的密封效果良好，且动盘与轴颈之间过盈连接无间隙，无需在静盘与主轴之间设置唇形密封圈或者防尘圈，简化密封结构，大幅度减少了设备故障率，同时大大延长了轴承使用寿命。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于粉尘环境的激振装置密封静盘，其特征在于：密封静盘的工作端面上设有梯形的凸环形齿，凸环形齿与所述工作端面构成至少一个梯形的凹环形槽；所述梯形的顶角大于110°且小于175°。
2.根据权利要求1所述的用于粉尘环境的激振装置密封静盘，其特征在于：静盘底面的内环边缘设有一圈凹陷的台阶。
3.根据权利要求2所述的用于粉尘环境的激振装置密封静盘，其特征在于：静盘的外侧设有补充油嘴，静盘内部设有补充油孔，补充油嘴通过补充油孔联通至静盘工作端面的内端。
4.一种用于粉尘环境的激振装置密封动盘，其特征在于：密封动盘的工作端面上设有梯形的凸环形齿，凸环形齿与所述工作端面构成至少一个梯形的凹环形槽；所述梯形的顶角大于110°且小于175°。
5.一种用于粉尘环境的迷宫密封装置，包括密封静盘和密封动盘，静盘固定设置在轴承座上，其特征在于：动盘和静盘的配合端面构成径向为梯形角的迷宫密封间隙；轴承座上设有润滑油嘴，润滑油嘴通过油孔依次联通轴承和所述迷宫密封间隙的内端。
6.根据权利要求5所述的用于粉尘环境的迷宫密封装置，其特征在于：所述润滑油嘴通过润滑油孔联通轴承，轴承通过旁路油孔联通至所述迷宫密封间隙的内端。
7.根据权利要求5所述的用于粉尘环境的迷宫密封装置，其特征在于：密封静盘和密封动盘的工作端面上均设有梯形的凸环形齿，凸环形齿与其所在工作端面构成至少一个梯形的凹环形槽；静盘底面的内环边缘设有一圈凹陷的台阶；静盘的外侧设有补充油嘴，静盘内部设有补充油孔，补充油嘴通过补充油孔联通至静盘工作端面的内端。
8.根据权利要求5-7任一项所述的用于粉尘环境的迷宫密封装置，其特征在于：所述动盘套设在传动主轴的轴颈上并与传动主轴过盈连接，动盘在轴端方向依次连接有偏心激振块与轴端盖，偏心激振块通过键与传动主轴连接，螺栓穿过轴端盖旋紧在传动主轴上，并将偏心激振块、动盘与轴承内圈压紧；传动主轴通过主轴套、轴承座与筛框侧板连接；轴承在轴承座内，轴承外侧通过静盘压紧，轴承内侧设有挡圈。
9.根据权利要求5-7任一项所述的用于粉尘环境的迷宫密封装置，其特征在于：所述梯形的顶角大于110°且小于175°，所述迷宫密封间隙的轴向间隙为0.2mm-0.4mm，径向间隙为1.4mm-1.5mm。
10.根据权利要求5-7任一项所述的用于粉尘环境的迷宫密封装置，其特征在于：动盘和静盘的工作端面表层镀锌。
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