CN105221749B - 一种轴承座密封装置 - Google Patents

Abstract

一种轴承座密封装置，设置在轴承座的端部，其特征在于：包括定位套、动环、油封座、静环和主轴封套。定位套、动环固定到主轴上，油封座固定在轴承座的端部，静环、主轴封套与油封座固定密封连接。工作时，主轴在设置有密封装置的轴承座1中转动，动环随主轴转动，在支撑弹簧的作用下，静环与动环压紧在一起进行转动摩擦，静环7与动环5在其接触面上保持紧密接触，能够起到优良的密封效果，有效的防止液体外泄。

Description

一种轴承座密封装置

技术领域

本发明涉及一种轴承座密封装置。

背景技术

现有技术中，轴承座两端设置有允许主轴通过的开孔，轴承座中设置有多个轴承，主轴通过所述多个轴承固定在轴承座中，主轴两端从轴承座两端的开孔处伸出轴承座外。容纳轴承和主轴的轴承座内部空间中充满了润滑油，以保证主轴能够在轴承座内的高速转动。工作时，由电机驱动轴承座一端的主轴，带动主轴转动。

但由于主轴伸出轴承座处的密封结构不良，会导致轴承座内部空间中的润滑油泄漏。尤其是在轴承座竖直放置使用，主轴下端驱动搅拌设备或计量泵时，还会发生液态物料或气体反冲到轴承座内部空间中的情况。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种轴承座密封装置，设置在轴承座的端部，包括定位套、动环、油封座、静环和主轴封套。其中，定位套为中空的圆柱结构，圆柱结构内壁的下部通孔直径小于圆柱结构内壁的上部通孔直径，圆柱结构内壁的下部设有与主轴固定连接的部件，定位套随主轴一起旋转，定位套圆柱结构内壁的下部通孔与内壁的上部通孔之间形成有环状承接平台。动环为环状的中空凸台，动环与定位套之间使用定位装置进行定位，动环的下表面为与定位套的环状承接平台对应的支撑面，动环的下表面与定位套的环状承接平台之间采用弹簧进行支撑，动环与主轴的对位设置处设有密封结构。油封座为中空的圆柱状，密封固定到轴承座上，油封座的圆柱状中空内壁的中上部设置有密封凸环，将油封座的中空的圆柱空间分为上部和下部，油封座的中空的圆柱空间下部沿主轴的方向套装在支撑有动环的定位套外侧，油封座的密封凸环的内径大于动环的凸台下部外径而小于动环的凸台上部外径，油封座的座壁中设有用于冷却水循环的冷却水进水通道和出水通道，冷却水进水通道和出水通道分别开口于油封座的中空的圆柱空间上部，油封座的座壁中还设有油路通道，油路通道的一端开口于油封座的中空的圆柱空间下部，另一端与外部润滑油供应管路连接。静环为环状中空柱体，与动环的上表面形状相适应。主轴封套为中空的圆柱结构，圆柱结构内壁的下部通孔直径大于圆柱结构内壁的上部通孔直径，圆柱结构内壁的下部通孔与内壁的上部通孔之间形成有环状抵接平台，静环容置在主轴封套的圆柱结构内壁的下部通孔中，并定位在环状抵接平台上，静环外壁与主轴封套的圆柱结构的下部通孔内壁间具有密封结构，主轴封套的圆柱结构外壁中部形成有环形凹槽，主轴封套外壁下部与油封座的圆柱空间上部内壁相配合，将主轴封套的下部圆柱结构固定在油封座的圆柱空间上部空间中，使得主轴封套的圆柱结构外壁中部的环形凹槽与冷却水进水通道和出水通道在油封座的圆柱空间上部的开口相对，并且在主轴封套的下部圆柱结构进入到油封座的圆柱空间上部空间中的部件顶部和底部位置上，主轴封套与油封座的圆柱空间上部空间侧壁和/或底部密封凸环形成密封结构，从而构成冷却水循环通道，还使得静环在定位套中的支撑弹簧的作用下向轴承座的方向上压紧动环。

进一步，在定位套外表面的下部边缘上设置有多个倾斜的条状凸块，使得主轴带动定位套旋转时，条状凸块能够向轴承座的方向搅动润滑油，使得润滑油在其容置空间中流动。

进一步，定位套圆柱结构内壁的上部和环状承接平台的侧壁上分别形成有油孔。

进一步，冷却水进水通道和出水通道分别与轴承座中的冷却水进水通道和出水通道相连接，构成冷却水循环通路。

进一步，所述密封结构为嵌入到凹槽中的密封圈。

更详细的，定位套的承接平台上设有一个或多个定位孔，与定位套的承接平台上的一个或多个定位孔相对应，动环的下表面上开有盲孔，动环下表面的盲孔中分别插入有定位销，定位销的一端凸出于动环下表面，并与承接平台上设置的定位孔对应，并插入其中。或者，定位套与动环的固定连接可以采用定位缺口和定位块的固定方式。定位套的承接平台上还设有多个支撑盲孔，支撑盲孔中插入有支撑弹簧，多个支撑盲孔的支撑弹簧的另一端支撑在动环的下表面上。

更详细的，静环顶面上形成有一个或多个定位盲孔，与静环顶面的一个或多个盲孔相对应，主轴封套的承接平台上设有一个或多个定位盲孔，通过插入定位盲孔中的定位销与静环7顶面上的定位盲孔连接固定。或者，主轴封套与静环的固定连接可以采用定位缺口和定位块的固定方式。

进一步，油封座的冷却水进水通道和出水通道分别开口于油封座的中空的圆柱空间上部，并位于同一个水平平面内。

更详细的，油封座设有进水、出水通道开口的平面的中空内壁向内形成有环形凹槽，使得进水、出水通道开口位于环形凹槽中。油封座的设有进水、出水通道开口的平面上的环形凹槽与主轴封套的圆柱结构外壁中部的环形凹槽形状相对应，共同形成冷却水流通通道。

更详细的，主轴封套8的圆柱结构外壁上部形成有环形凹槽，用于放置第一密封圈。主轴封套的圆柱结构外壁下边缘形成有向内台阶状凹环，用于放置第二密封圈。主轴封套的圆柱结构外壁下部与油封座6的圆柱空间上部内壁通过螺纹配合固定连接。在油封座的密封凸环与油封座圆柱空间上部空间侧壁的连接位置上，油封座的密封凸环与主轴封套的圆柱结构外壁下边缘的台阶状凹环上的第二密封圈抵接，形成密封结构；同时，油封座圆柱空间上部空间的内侧壁与主轴封套的圆柱结构外壁上部凹槽内的第一密封圈相接触，形成密封结构。

本发明通过采用动环、静环密封设计，动环、静环的接触面由高强度耐磨材料制成，并优化了循环水、油的流通通道，重新设计了轴承座的密封装置的整体结构。使用本发明的轴承座的密封装置能够有效的降低润滑油的添加量，在9000转/分的转速情况下，冷却效果良好，密封装置的温度上升保持在10度以内，最高转速可以达到13000转/分。

附图说明

图1a为本发明的轴承座密封装置安装在轴承座上时的立体图；

图1b为本发明的轴承座密封装置安装在轴承座上时的截面图；

图2为本发明的轴承座密封装置的截面图；

图3为本发明的轴承座密封装置安装在轴承座上时的组装图；

图4a为本发明的轴承座密封装置的定位套的立体图；

图4b为本发明的轴承座密封装置的定位套的正视图；

图4c为本发明的轴承座密封装置的定位套的顶视图；

图4d为本发明的轴承座密封装置的定位套沿图4c中A-A方向的剖面图；

图5a为本发明的轴承座密封装置的动环的立体图；

图5b为本发明的轴承座密封装置的动环的底视图；

图5c为本发明的轴承座密封装置的动环的沿图5b中A-A方向的剖面图；

图5d为本发明的轴承座密封装置的动环的顶视图；

图6a为本发明的轴承座密封装置的油封座的底视图；

图6b为本发明的轴承座密封装置的油封座的沿图6a中F-F方向的剖面图；

图6c为本发明的轴承座密封装置的油封座的沿图6a中E-E方向的剖面图；

图7a为本发明的轴承座密封装置的静环的立体图；

图7b为本发明的轴承座密封装置的静环的顶视图；

图7c为本发明的轴承座密封装置的静环的沿图7b中A-A方向的剖面图；

图8a为本发明的轴承座密封装置的主轴封套的立体图；

图8b为本发明的轴承座密封装置的主轴封套的截面图；

图9a为本发明又一优选实施例的轴承座密封装置的动环的立体图；

图9b为本发明又一优选实施例的轴承座密封装置的动环的底视图；

图10a为本发明又一优选实施例的轴承座密封装置的静环的立体图；

图10b为本发明又一优选实施例的轴承座密封装置的静环的顶视图；

图10c为本发明又一优选实施例的轴承座密封装置的静环的沿图10b中A-A方向的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例作进一步详细说明。

如图1a-3所示，轴承座1的两端分别设置有轴承组2，每个轴承组2可以包括多个轴承21、轴承间的轴承夹圈22和并帽23。

主轴3从轴承座1的内部空间中穿过，通过轴承组2可转动的固定在轴承座1中，在主轴3穿出轴承座1端部上设置密封装置，主轴3从密封装置中心穿出，不均匀设置主轴3的直径，主轴3的直径与密封装置的内径相匹配，在不影响主轴3转动的情况下，减小配合间隙。根据需要，可以在轴承座1的一端或两端上使用本发明的密封装置进行密封。由电机通过主轴3一端上带轮驱动主轴3旋转。

本发明的轴承座密封装置设置在轴承座1的端部，包括定位套4、动环5、油封座6、静环7和主轴封套8。

如图4a-4d所示，定位套4为中空的圆柱结构，圆柱结构内壁的下部通孔直径小于圆柱结构内壁的上部通孔直径，圆柱结构内壁的下部通孔上设有内螺纹，用于将定位套4旋转固定到主轴3上，随主轴3一起旋转。圆柱结构内壁的下部通孔与内壁的上部通孔之间形成有环状承接平台41，承接平台41上设有两个定位孔42和三个支撑盲孔43，支撑盲孔43中设置有支撑弹簧47。在定位套4外表面的下部边缘上设置有多个倾斜的条状凸块44，使得主轴3带动定位套4旋转时，条状凸块44能够向轴承座1的方向搅动润滑油，使得润滑油在其容置空间中流动。圆柱结构内壁的上部和环状承接平台41的侧壁上分别形成有油孔45、46，使得润滑油能够通过油孔45、46进入到定位套4内部。

如图5a-5d所示，动环5为环状的中空凸台，动环5的下边缘直径与定位套4的圆柱结构内壁的上部通孔直径相匹配，使得动环5能够放置到定位套4的圆柱结构内壁的上部通孔中。动环5的下表面为与定位套4的环状承接平台41对应的支撑面，动环5的下表面上开有两个盲孔51，动环5下表面的盲孔51中分别插入有定位销(未示出)，定位销的一端凸出于动环5下表面，并与承接平台41上设置的两个定位孔42对应，并插入其中。定位套4中插入三个支撑盲孔43的支撑弹簧47的一端支撑在动环5的下表面上。主轴3上设置动环5的范围内设置有密封圈11。

如图6a-6c所示，油封座6为中空的圆柱状，底部可为法兰结构61，法兰结构61上设有固定螺孔62，通过法兰结构61和密封圈17将油封座6密封固定到轴承座1上。油封座6的中空内壁的中上部设置有密封凸环63，将油封座6的中空的圆柱空间分为上部和下部。油封座6的圆柱空间上部内壁具有与主轴封套8的圆柱结构外壁下部配合固定连接的螺纹(未示出)。油封座6的座壁中设有冷却水进水通道64和出水通道65，冷却水进水通道64和出水通道65的一端分别与轴承座1中的冷却水进水通道和出水通道相连接，冷却水进水通道64和出水通道65的另一端分别开口于油封座6的中空的圆柱空间上部，并位于同一个水平平面内。优选的，油封座6设有进水、出水通道开口的水平平面的中空内壁向内形成有环形凹槽611，使得进水、出水通道开口位于环形凹槽611中。在本实施例中，冷却水进水通道64和出水通道65在油封座6的底部设有冷却水进水孔66和出水孔67，分别与轴承座1中的冷却水进水通道和出水通道相连接。油封座6的座壁中还设有油路通道68，油路通道68的一端开口于油封座6的中空的圆柱空间下部，另一端与外部润滑油供应管路9连接。在本实施例中，油路通道68在油封座6的底部设有进油孔69，与外部润滑油供应管路9连接。

油封座6固定到轴承座1上，油封座6的中空的圆柱空间下部沿主轴3的方向套装在支撑有动环5的定位套4外侧，油封座6的密封凸环63的内径大于动环5的凸台下部外径而小于动环5的凸台上部外径，使得动环5的凸台上部可以从密封凸环63中间通过，但动环5不会整体进入油封座6的圆柱空间上部。固定有定位套4和动环5的主轴3能够相对于固定到轴承座1的油封座6转动。

如图7a-7c所示，静环7为环状中空柱体，与动环5的上表面形状相适应，静环7外壁上形成有环形凹槽71，用于放置“о”形密封圈14，静环7顶面上形成有两个定位盲孔72。主轴3上设置静环7处的直径与静环7的内径相匹配，在不影响主轴3转动的情况下，减小配合间隙。

如图8a-8b所示，主轴封套8为中空的圆柱结构，圆柱结构内壁的下部通孔直径大于圆柱结构内壁的上部通孔直径，圆柱结构内壁的下部通孔直径与静环7的外径相当，静环7容置在主轴封套8的圆柱结构内壁的下部通孔中，静环7的环形凹槽71中的密封圈与主轴封套8的圆柱结构的下部通孔内壁相接触。主轴3上设置主轴封套8处的直径与主轴封套8的圆柱结构内壁的上部通孔直径相匹配，在不影响主轴3转动的情况下，减小配合间隙，还可在主轴3的该位置上设置防返料螺旋16。圆柱结构内壁的下部通孔与内壁的上部通孔之间形成有环状抵接平台81，承接平台81上设有两个定位盲孔82，通过插入定位盲孔82中的定位销(未示出)与静环7 顶面上的定位盲孔72连接固定。主轴封套8的圆柱结构外壁上部形成有环形凹槽83，用于放置“о”形密封圈13。主轴封套8的圆柱结构外壁下边缘形成有向内台阶状凹环85，用于放置“о”形密封圈12。主轴封套8的圆柱结构外壁中部形成有环形凹槽84，为冷却水流通通道。主轴封套8的圆柱结构外壁下部具有与油封座6的圆柱空间上部内壁配合固定连接的螺纹(未示出)，使得主轴封套8的下部圆柱结构旋入油封座6的圆柱空间上部空间中。在油封座6的密封凸环63与油封座6圆柱空间上部空间侧壁的连接位置上，油封座6的密封凸环63与主轴封套8的圆柱结构外壁下边缘的台阶状凹环85上的密封圈12抵接，形成密封结构；同时，油封座6圆柱空间上部空间的内侧壁与主轴封套8的圆柱结构外壁上部凹槽83内的密封圈相接触，形成密封结构；并且，油封座6的设有进水、出水通道开口的水平平面上的环形凹槽611与主轴封套8的圆柱结构外壁中部的环形凹槽84相对应，形成冷却水流通通道；同时，静环7在定位套4中的支撑弹簧47的作用下向轴承座1的方向上压紧动环5，动环5不与油封座6发生接触。

由此，定位套4、动环5固定到主轴3上，油封座6固定在轴承座1的端部，静环7、主轴封套8与油封座6固定密封连接。工作时，主轴3在设置有密封装置的轴承座1中转动，动环5随主轴3转动，由于支撑弹簧47的作用，将静环7与动环5压紧在一起进行转动摩擦，其动环5、静环7的摩擦表面由例如耐磨陶瓷的高强度耐磨材料构成，静环7与动环5在其接触面上保持紧密接触，能够起到优良的密封效果，有效的防止液体外泄。通过外部润滑油供应管路9、油封座6中的进油孔69、油封座6座壁中的油路通道68向油封座6的中空的圆柱空间下部和与其连通的轴承座1的内部空间中填充润滑油。外部循环的冷却水从冷却水进水孔66进入油封座6的座壁中的冷却水进水通道64，通过冷却水进水通道64在油封座6的中空的圆柱空间上部开口，流入油封座6的环形凹槽611与主轴封套8的环形凹槽84对应形成的冷却水流通通道中，带走主轴3转动时主要在密封装置动静环间摩擦产生的热量，再通过冷却水出水通道65在油封座6的中空的圆柱空间上部开口，回流到油封座6的座壁中的冷却水出水通道65，经出水孔67排出，进行循环散热。本实施例中，冷却水通过轴承座1中的冷却水循环通道15进行循环。

在本发明的又一优选实施例中，如图9a-9b所示，在动环5下边缘沿侧壁向其下表面处开有定位缺口52，定位缺口52与定位套4圆柱结构内壁的上部通孔侧壁底部的定位块配合，将动环5定位在定位套4中，从而代替前一实施例中孔-销配合的定位方式。在本实施例中，还可以采用一个与定位套4的承接平台41直径相当的螺圈弹簧代替前一实施例中的三个弹簧47，对动环5起到支撑作用。

同理，如图10a-10c所示，静环7也可以采用定位缺口73的结构，与主轴封套8间进行定位。

本发明通过采用动环、静环密封设计，动环、静环的接触面由高强度耐磨材料制成，并优化了循环水、油的流通通道，重新设计了轴承座的密封装置的整体结构。使用本发明的轴承座的密封装置能够有效的降低润滑油的添加量，在9000转/分的转速情况下，冷却效果良好，密封装置的温度上升保持在10度以内，最高转速可以达到13000转/分。

以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种轴承座密封装置，设置在轴承座的端部，其特征在于：包括定位套、动环、油封座、静环和主轴封套，

其中，定位套为中空的圆柱结构，圆柱结构内壁的下部通孔直径小于圆柱结构内壁的上部通孔直径，圆柱结构内壁的下部设有与主轴固定连接的部件，定位套随主轴一起旋转，定位套圆柱结构内壁的下部通孔与内壁的上部通孔之间形成有环状承接平台，

动环为环状的中空凸台，动环与定位套之间使用定位装置进行定位，动环的下表面为与定位套的环状承接平台对应的支撑面，动环的下表面与定位套的环状承接平台之间采用弹簧进行支撑，动环与主轴的对位设置处设有密封结构，

油封座为中空的圆柱状，密封固定到轴承座上，油封座的圆柱状中空内壁的中上部设置有密封凸环，将油封座的中空的圆柱空间分为上部和下部，油封座的中空的圆柱空间下部沿主轴的方向套装在支撑有动环的定位套外侧，油封座的密封凸环的内径大于动环的凸台下部外径而小于动环的凸台上部外径，油封座的座壁中设有用于冷却水循环的冷却水进水通道和出水通道，冷却水进水通道和出水通道分别开口于油封座的中空的圆柱空间上部，油封座的座壁中还设有油路通道，油路通道的一端开口于油封座的中空的圆柱空间下部，另一端与外部润滑油供应管路连接，

静环为环状中空柱体，与动环的上表面形状相适应，

主轴封套为中空的圆柱结构，圆柱结构内壁的下部通孔直径大于圆柱结构内壁的上部通孔直径，圆柱结构内壁的下部通孔与内壁的上部通孔之间形成有环状抵接平台，静环容置在主轴封套的圆柱结构内壁的下部通孔中，并定位在环状抵接平台上，静环外壁与主轴封套的圆柱结构的下部通孔内壁间具有密封结构，主轴封套的圆柱结构外壁中部形成有环形凹槽，主轴封套外壁下部与油封座的圆柱空间上部内壁相配合，将主轴封套的下部圆柱结构固定在油封座的圆柱空间上部空间中，使得主轴封套的圆柱结构外壁中部的环形凹槽与冷却水进水通道和出水通道在油封座的圆柱空间上部的开口相对，并且在主轴封套的下部圆柱结构进入到油封座的圆柱空间上部空间中的部件顶部和底部位置上，主轴封套与油封座的圆柱空间上部空间侧壁和/或底部密封凸环形成密封结构，从而构成冷却水循环通道，还使得静环在定位套中的支撑弹簧的作用下向轴承座的方向上压紧动环。

2.如权利要求1所述的轴承座密封装置，其特征在于：在定位套外表面的下部边缘上设置有多个倾斜的条状凸块，使得主轴带动定位套旋转时，条状凸块能够向轴承座的方向搅动润滑油，使得润滑油在其容置空间中流动。

3.如权利要求1所述的轴承座密封装置，其特征在于：定位套圆柱结构内壁的上部和环状承接平台的侧壁上分别形成有油孔。

4.如权利要求1所述的轴承座密封装置，其特征在于：冷却水进水通道和出水通道分别与轴承座中的冷却水进水通道和出水通道相连接，构成冷却水循环通路。

5.如权利要求1所述的轴承座密封装置，其特征在于：所述密封结构为嵌入到凹槽中的密封圈。

6.如权利要求1-5之一所述的轴承座密封装置，其特征在于：定位套的承接平台上设有一个或多个定位孔，与定位套的承接平台上的一个或多个定位孔相对应，动环的下表面上开有盲孔，动环下表面的盲孔中分别插入有定位销，定位销的一端凸出于动环下表面，并与承接平台上设置的定位孔对应，并插入其中，

或者，定位套与动环的固定连接采用定位缺口和定位块的固定方式，

定位套的承接平台上还设有多个支撑盲孔，支撑盲孔中插入有支撑弹簧，多个支撑盲孔的支撑弹簧的另一端支撑在动环的下表面上。

7.如权利要求1-5之一所述的轴承座密封装置，其特征在于：静环顶面上形成有一个或多个定位盲孔，与静环顶面的一个或多个盲孔相对应，主轴封套的承接平台上设有一个或多个定位盲孔，通过插入定位盲孔中的定位销与静环顶面上的定位盲孔连接固定，

或者，主轴封套与静环的固定连接采用定位缺口和定位块的固定方式。

8.如权利要求1-5之一所述的轴承座密封装置，其特征在于：油封座的冷却水进水通道和出水通道分别开口于油封座的中空的圆柱空间上部，并位于同一个水平平面内。

9.如权利要求1-5之一所述的轴承座密封装置，其特征在于：油封座设有进水、出水通道开口的平面的中空内壁向内形成有环形凹槽，使得进水、出水通道开口位于环形凹槽中，

油封座的设有进水、出水通道开口的平面上的环形凹槽与主轴封套的圆柱结构外壁中部的环形凹槽形状相对应，共同形成冷却水流通通道。

10.如权利要求1所述的轴承座密封装置，其特征在于：主轴封套的圆柱结构外壁上部形成有环形凹槽，用于放置第一密封圈，

主轴封套的圆柱结构外壁下边缘形成有向内台阶状凹环，用于放置第二密封圈，

主轴封套的圆柱结构外壁下部与油封座的圆柱空间上部内壁通过螺纹配合固定连接，

在油封座的密封凸环与油封座圆柱空间上部空间侧壁的连接位置上，油封座的密封凸环与主轴封套的圆柱结构外壁下边缘的台阶状凹环上的第二密封圈抵接，形成密封结构；同时，油封座圆柱空间上部空间的内侧壁与主轴封套的圆柱结构外壁上部凹槽内的第一密封圈相接触，形成密封结构。