CN106481669A - 铁路货车轮毂轴承密封圈及装有该密封圈的轴承 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁路货车轮毂轴承密封圈，包括固定在轴承外圈上的外骨架、固定在轴承内圈上的内骨架和设置在内骨架和外骨架之间的迷宫式密封件，所述内骨架包括固定套接在轴承内圈外周的内骨架内圈、环设在内骨架内圈外周的内骨架外圈、固定连接于内骨架内圈外端和内骨架外圈外端之间的环形外板以及固定连接在内骨架内圈内端并径向向外延伸的环形内板所述迷宫式密封件包括密封本体以及由密封本体延伸出的多个唇部，多个唇部与内骨架内腔各个壁面形成迷宫间隙，所述迷宫间隙内设置有润滑脂以形成润滑脂密封圈。本发明内骨架盒式的设计使得硫化橡胶未暴露在空气中，新增的迷宫结构有效防止外部异物和液体侵入、内部润滑脂外泄等。

Description

铁路货车轮毂轴承密封圈及装有该密封圈的轴承

技术领域

本发明涉及轴承技术领域，具体涉及一种铁路货车轮毂轴承密封圈及装有该密封圈的轴承。

背景技术

目前传统铁路轴承密封圈中通常使用紧箍弹簧结构，该结构主唇与轴过盈配合，高速应用时磨损和发热大，容易造成密封早期失效及热切轴。专利申请号201410269871.1公开了一种迷宫型非接触式密封圈，橡胶直接硫化在外骨架上，该设计摩擦力矩低，进而降低了温升，且具备一定的防止异物进入能力。但该设计可靠性差，且橡胶裸露在外部，外金属骨架与橡胶接合处容易造成脱胶，造成早期失效，此外防止外部液体进入的能力也显不足，因此迫切需要一种新型的密封圈既能实现低摩擦力矩和低温升，又要能防止外部异物和液体的侵入、内部润滑脂的外泄等。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种采用半封闭盒式结构的内骨架，将迷宫式密封件半包覆起来使得硫化橡胶不直接暴露在空气中的，并且迷宫结构的密封件能有效防止外部异物和液体侵入、防止内部润滑脂外泄的铁路货车轮毂轴承密封圈及装有该密封圈的轴承。

本发明解决技术问题所采用的方案是：一种铁路货车轮毂轴承密封圈，包括固定在轴承外圈上的外骨架、固定在轴承内圈上的内骨架和设置在内骨架和外骨架之间的迷宫式密封件，所述内骨架包括固定套接在轴承内圈外周的内骨架内圈、环设在内骨架内圈外周的内骨架外圈、固定连接于内骨架内圈外端和内骨架外圈外端之间的环形外板以及固定连接在内骨架内圈内端并径向向外延伸的环形内板；环形内板、内骨架内圈、环形外板以及内骨架外圈包围形成一个半封闭的内腔，内骨架外圈内端与环形内板外端之间设置有由外部通入内腔的开口；

所述外骨架的一端为固定端，该固定端与轴承外圈固定连接；外骨架的另一端为悬置端，该悬置端经开口伸入内腔内；所述迷宫式密封件直接成型固定于外骨架的悬置端上并内置于内骨架的内腔中；所述迷宫式密封件包括密封本体以及由密封本体延伸出的多个唇部，多个唇部与内骨架内腔各个壁面形成迷宫间隙，所述迷宫间隙内设置有润滑脂以形成润滑脂密封圈。

为了有效进行密封，并且将外骨架进行多次折叠以加强外骨架的整体扭转刚度，有利于保持货车偏载和高速转弯时的迷宫间隙；所述固定端为平行于内骨架外圈的外骨架外圈，所述悬置端为平行于内骨架外圈的外骨架内圈，外骨架内圈与外骨架外圈之间固定连接有环形连接板，所述环形连接板与内骨架外圈的内端面间隙配合以阻止外部污物进入轴承内。

为了有效防止外部污物进入轴承内；所述多个唇部包括由密封本体延伸出的位于内骨架外圈与外骨架内圈之间的第一唇部、位于外骨架内圈与环形内板内端面之间的第二唇部以及贴近环形内板内壁的第三唇部。

设置多个凹部形成迷宫间隙以保证密封效果；所述第一唇部上设置有用于与内骨架外圈内壁面形成迷宫密封的第一凹部，第三唇部上设置有用于与环形内板内壁面形成迷宫密封的第二凹部。

为了防止内部的润滑脂外泄；所述多个唇部包括由密封本体延伸出的位于内骨架外圈与环形外板形成的拐角处的第一翼片、位于内骨架内圈与环形外板形成的拐角处的第二翼片以及贴近内骨架内圈内壁的第四唇部，所述第四唇部与第三唇部间设置有与内骨架内圈与环形内板形成的拐角间隙配合的弯折唇部；第一翼片与第二翼片的结构能很好的将润滑脂存储在轴承内。

设置多个凹部或凹槽形成迷宫间隙以保证密封效果；所述第一唇部与第一翼片之间设置有用于形成迷宫密封的第一凹槽，第二翼片与第四唇部之间设置有用于形成迷宫密封的第二凹槽，第四唇部上设置有用于与环形内板形成迷宫密封的第三凹部。

为了容纳润滑脂保证润滑密封以及散热效果；所述第一翼片与第二翼片之间设置有用于容置润滑脂的第三凹槽。

为了定位安装该密封圈；所述外骨架外圈上设置有用于限位安装外骨架的凸起。

为了固定迷宫式密封件；所述迷宫式密封件为硫化粘结在外骨架上的橡胶。

本发明解决技术问题所采用的另一方案是：一种装有铁路货车轮毂轴承密封圈的轴承，包括设置有锥形的外圈滚道面的轴承外圈、设置有锥形的内圈滚道面的轴承内圈、置于外圈滚道面与内圈滚道面组成的滚道内的若干个圆锥滚子以及设置于滚道内的用于隔开圆锥滚子的保持架。

为了保证密封功能的同时，有效提高轴承的复合承载载荷；所述圆锥滚子的有效直径为25.745mm，所述圆锥滚子的总长为57.03mm，所述外圈滚道面的锥角为10°，所述内圈滚道面的锥角为7.83°。

安装时，将该轴承密封圈压装在轴承外圈与轴承内圈形成的径向间隙内，因此内骨架内圈与轴承内圈紧密接触，外骨架外圈与轴承外圈紧密接触；为了提高密封装置的使用效果；所述迷宫式密封件与内骨架采用非接触设计以减少发热量。

较之现有技术而言，本发明具有以下优点：

(1)本发明内骨架与迷宫式密封件采用非接触式设计，通过填充润滑脂以有效降低发热量，防止轴承高速应用时产生的磨损和较大发热量造成的轴承密封早期失效及热切轴；

(2)本发明迷宫式密封件采用多迷宫设计，能有效阻断润滑脂外泄和外部异物进入到轴承，具体为第二唇部与环形内板的端面密封配合防止异物进入，第一翼片和第二翼片的设置防止润滑脂外泄，多个凹部和凹槽的设置以形成迷宫间隙也能有效防止异物进入和润滑脂外泄；

(3)本发明迷宫式密封件硫化粘结在外骨架上并且半包覆在内骨架内，能更加有效的防止橡胶与骨架的脱落；

(4)本发明内骨架和外骨架均经过多次折叠，整体扭转刚度更强，有利于货车偏载和高速转弯时迷宫间隙的保持。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例一的结构示意图；

图2是本发明实施例二的结构示意图；

图3是本发明实施例三的结构示意图。

图中：

1-迷宫式密封件；11-第一唇部；111-第一凹部；12-第一翼片；121-第一凹槽；122-第三凹槽；13-第二翼片；131-第二凹槽；14-第四唇部；141-第二凹部；15-弯折唇部；16-第三唇部；161-第三凹部；17-第二唇部；2-内骨架；21-内骨架外圈；22-内腔；23-环形外板；24-开口；25-内骨架内圈；26-环形内板；3-外骨架；31-外骨架内圈；32-环形连接板；33-外骨架外圈；331-凸起；4-轴承外圈；5-轴承内圈；6-圆锥滚子；7-保持架。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明内容进行详细说明：

实施例1：

如图1所示，本实施例提供一种铁路货车轮毂轴承密封圈，包括固定在轴承外圈4上的外骨架3、固定在轴承内圈5上的内骨架2和设置在内骨架2和外骨架3之间的迷宫式密封件1，所述内骨架2包括固定套接在轴承内圈5外周的内骨架内圈25、环设在内骨架内圈25外周的内骨架外圈21、固定连接于内骨架内圈25外端和内骨架外圈21外端之间的环形外板23以及固定连接在内骨架内圈25内端并径向向外延伸的环形内板26；环形内板26、内骨架内圈25、环形外板23以及内骨架外圈21包围形成一个半封闭的内腔22，内骨架外圈21内端与环形内板26外端之间设置有由外部通入内腔22的开口24；

所述外骨架3的一端为固定端，该固定端与轴承外圈4固定连接；外骨架3的另一端为悬置端，该悬置端经开口24伸入内腔22内；所述迷宫式密封件1直接成型固定于外骨架3的悬置端上并内置于内骨架2的内腔22中；所述迷宫式密封件1包括密封本体以及由密封本体延伸出的多个唇部，多个唇部与内骨架2内腔22各个壁面形成迷宫间隙，所述迷宫间隙内设置有润滑脂以形成润滑脂密封圈。

在本实施例中，为了有效进行密封，并且将外骨架3进行多次折叠以加强外骨架3的整体扭转刚度，有利于保持货车偏载和高速转弯时的迷宫间隙；所述固定端为平行于内骨架外圈21的外骨架外圈33，所述悬置端为平行于内骨架外圈21的外骨架内圈31，外骨架内圈31与外骨架外圈33之间固定连接有环形连接板32，所述环形连接板32与内骨架外圈21的内端面间隙配合以阻止外部污物进入轴承内。

在本实施例中，外骨架内圈31设置在内骨架外圈21与环形内板26之间，内骨架内圈25的长度小于环形外板23的长度。

在本实施例中，为了有效防止外部污物进入轴承内；所述多个唇部包括由密封本体延伸出的位于内骨架外圈21与外骨架内圈31之间的第一唇部11、位于外骨架内圈31与环形内板26内端面之间的第二唇部17以及贴近环形内板26内壁的第三唇部16。

设置多个凹部形成迷宫间隙以保证密封效果；所述第一唇部11上设置有用于与内骨架外圈21内壁面形成迷宫密封的第一凹部111，第三唇部16上设置有用于与环形内板26内壁面形成迷宫密封的第二凹部161。

在本实施例中，为了防止内部的润滑脂外泄；所述多个唇部包括由密封本体延伸出的位于内骨架外圈21与环形外板23形成的拐角处的第一翼片12、位于内骨架内圈25与环形外板23形成的拐角处的第二翼片13以及贴近内骨架内圈25内壁的第四唇部14，所述第四唇部14与第三唇部16间设置有与内骨架内圈25与环形内板26形成的拐角间隙配合的弯折唇部15；第一翼片12与第二翼片13的结构能很好的将润滑脂存储在轴承内。

在本实施例中，设置多个凹部或凹槽形成迷宫间隙以保证密封效果；所述第一唇部11与第一翼片12之间设置有用于形成迷宫密封的第一凹槽121，第二翼片13与第四唇部14之间设置有用于形成迷宫密封的第二凹槽131，第四唇部14上设置有用于与环形内板26形成迷宫密封的第三凹部141。

在本实施例中，为了容纳润滑脂保证润滑密封以及散热效果；所述第一翼片12与第二翼片13之间设置有用于容置润滑脂的第三凹槽122。

实施例2：

如图2所示，本实施例提供一种铁路货车轮毂轴承密封圈，包括固定在轴承外圈4上的外骨架3、固定在轴承内圈5上的内骨架2和设置在内骨架2和外骨架3之间的迷宫式密封件1，所述内骨架2包括固定套接在轴承内圈5外周的内骨架内圈25、环设在内骨架内圈25外周的内骨架外圈21、固定连接于内骨架内圈25外端和内骨架外圈21外端之间的环形外板23以及固定连接在内骨架内圈25内端并径向向外延伸的环形内板26；环形内板26、内骨架内圈25、环形外板23以及内骨架外圈21包围形成一个半封闭的内腔22，内骨架外圈21内端与环形内板26外端之间设置有由外部通入内腔22的开口24；

所述外骨架3的一端为固定端，该固定端与轴承外圈4固定连接；外骨架3的另一端为悬置端，该悬置端经开口24伸入内腔22内；所述迷宫式密封件1直接成型固定于外骨架3的悬置端上并内置于内骨架2的内腔22中；所述迷宫式密封件1包括密封本体以及由密封本体延伸出的多个唇部，多个唇部与内骨架2内腔22各个壁面形成迷宫间隙，所述迷宫间隙内设置有润滑脂以形成润滑脂密封圈。

在本实施例中，为了有效进行密封，并且将外骨架3进行多次折叠以加强外骨架3的整体扭转刚度，有利于保持货车偏载和高速转弯时的迷宫间隙；所述固定端为平行于内骨架外圈21的外骨架外圈33，所述悬置端为平行于内骨架外圈21的外骨架内圈31，外骨架内圈31与外骨架外圈33之间固定连接有环形连接板32，所述环形连接板32与内骨架外圈21的内端面间隙配合以阻止外部污物进入轴承内。

在本实施例中，外骨架内圈31设置在内骨架外圈21与环形内板26之间，并且环形连接板32的下部也处于内骨架外圈21与环形内板26之间，内骨架内圈25的长度大于环形外板23的长度。

在本实施例中，为了有效防止外部污物进入轴承内；所述多个唇部包括由密封本体延伸出的位于内骨架外圈21与外骨架内圈31之间的第一唇部11、位于环形连接板32与环形内板26内端面之间的第二唇部17以及贴近环形内板26内壁的第三唇部16，这里区别于实施例1的是，因环形连接板32位于环形内板26的内侧，因此迷宫式密封件1包络延伸到环形连接板32上，第二唇部17由环形连接板32一直向环形内板26延伸贴近以形成间隙配合。

在本实施例中，设置多个凹部形成迷宫间隙以保证密封效果；所述第一唇部11上设置有用于与内骨架外圈21内壁面形成迷宫密封的第一凹部111，第三唇部16上设置有用于与环形内板26内壁面形成迷宫密封的第二凹部161。

在本实施例中，为了防止内部的润滑脂外泄；所述多个唇部包括由密封本体延伸出的位于内骨架外圈21与环形外板23形成的拐角处的第一翼片12、位于内骨架内圈25与环形外板23形成的拐角处的第二翼片13以及贴近内骨架内圈25内壁的第四唇部14，所述第四唇部14与第三唇部16间设置有与内骨架内圈25与环形内板26形成的拐角间隙配合的弯折唇部15；第一翼片12与第二翼片13的结构能很好的将润滑脂存储在轴承内。

在本实施例中，设置多个凹部或凹槽形成迷宫间隙以保证密封效果；所述第一唇部11与第一翼片12之间设置有用于形成迷宫密封的第一凹槽121，第二翼片13与第四唇部14之间设置有用于形成迷宫密封的第二凹槽131，第四唇部14上设置有用于与环形内板26形成迷宫密封的第三凹部141和第四凹部。

在本实施例中，为了容纳润滑脂保证润滑密封以及散热效果；所述第一翼片12与第二翼片13之间设置有用于容置润滑脂的第三凹槽122。

实施例3：

如图3所示，本实施例提供一种装有实施例1或实施例2中的轴承密封圈的轴承，包括设置有锥形的外圈滚道面的轴承外圈4、设置有锥形的内圈滚道面的轴承内圈5、置于外圈滚道面与内圈滚道面组成的滚道内的若干个圆锥滚子6以及设置于滚道内的用于隔开圆锥滚子6的保持架7。

在本实施例中，为了保证密封功能的同时，有效提高轴承的复合承载载荷；所述圆锥滚子6的有效直径为25.745mm，所述圆锥滚子6的总长为57.03mm，所述外圈滚道面的锥角为10°，所述内圈滚道面的锥角为7.83°。

为了定位安装该密封圈；所述外骨架外圈33上设置有用于限位安装外骨架3的凸起331，轴承外圈上设置有与凸起331限位配合的凹部。

为了固定迷宫式密封件1；所述迷宫式密封件1硫化粘结在外骨架3上。

在本发明中，安装时，将该轴承密封圈压装在轴承外圈4与轴承内圈5形成的径向间隙内，内骨架内圈25与轴承内圈5紧密接触，外骨架外圈33与轴承外圈4紧密接触；为了提高密封装置的使用效果；所述迷宫式密封件1与内骨架2采用非接触设计以减少发热量。

在本发明中，内骨架2盒式的设计使得硫化橡胶未暴露在空气中，新增的迷宫结构能有效防止外部异物和液体的侵入、内部润滑脂的外泄等的发生；该密封圈由内骨架2、外骨架3和迷宫式密封件1组成，其中外骨架3与轴承外圈4端面止口配合，一般处于相对静止，内骨架2压装在轴承内圈4大端面的外径面上，与轴承内圈4和轴一起旋转，迷宫式密封件1直接硫化在外骨架3上，同时内骨架2包络迷宫式密封件1，使得迷宫式密封件1不再直接暴露在空气中；内骨架2与迷宫式密封件1之间有一个迷宫，因此外部异物和水分难以进入，内骨架2内部与迷宫式密封件1形成另一个迷宫，因此异常温升较高情况下，润滑脂不易外泄，比现有专利设计更加可靠；折叠后的外骨架3整体扭转刚性更大，确保了迷宫式密封件1与内骨架2密封间隙在实际使用中发生较大偏载和倾覆时厚度的一致性，保证了迷宫复杂工况下的密封效果。

在本发明中，使用时，将本密封圈压装在轴承外圈4与轴承内圈5形成的径向间隙内，外骨架3的凸起331与轴承外圈4的凹部定位接触安装，内骨架内圈25与轴承内圈5紧密接触，迷宫式密封件1与内骨架2间形成迷宫间隙并且充满润滑脂以保证密封效果；使用过程中，上部的异物因第一唇部11与环形连接板32以及内骨架外圈21的间隙内的润滑脂的阻挡，无法进入轴承内，下部的异物因第二唇部17与环形内板26的间隙内的润滑脂的阻挡，无法进入轴承内，保证了密封圈阻挡异物的效果；同时，内骨架2内部的润滑脂因第一翼片12和第二翼片13的设置不易外泄，配合各个凹部以及凹槽的设置而形成的迷宫间隙，进一步保证了本密封圈的密封效果，润滑脂的设置将迷宫式密封件1与内骨架2隔离开，减少了两者之间的摩擦，从而保证了该密封圈较小的发热量。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铁路货车轮毂轴承密封圈，包括固定在轴承外圈(4)上的外骨架(3)、固定在轴承内圈(5)上的内骨架(2)和设置在内骨架(2)和外骨架(3)之间的迷宫式密封件(1)，其特征在于：所述内骨架(2)包括固定套接在轴承内圈(5)外周的内骨架内圈(25)、环设在内骨架内圈(25)外周的内骨架外圈(21)、固定连接于内骨架内圈(25)外端和内骨架外圈(21)外端之间的环形外板(23)以及固定连接在内骨架内圈(25)内端并径向向外延伸的环形内板(26)；环形内板(26)、内骨架内圈(25)、环形外板(23)以及内骨架外圈(21)包围形成一个半封闭的内腔(22)，内骨架外圈(21)内端与环形内板(26)内端之间设置有由外部通入内腔的开口(24)；

所述外骨架(3)的一端为固定端，该固定端与轴承外圈(4)固定连接；外骨架(3)的另一端为悬置端，该悬置端经开口(24)伸入内腔(22)内；所述迷宫式密封件(1)直接成型固定于外骨架(3)的悬置端上并内置于内骨架(2)的内腔(22)中；所述迷宫式密封件(1)包括密封本体以及由密封本体延伸出的多个唇部，多个唇部与内骨架(2)内腔(22)各个壁面形成迷宫间隙，所述迷宫间隙内设置有润滑脂以形成润滑脂密封圈。

2.根据权利要求1所述的铁路货车轮毂轴承密封圈，其特征在于：所述固定端为平行于内骨架外圈(21)的外骨架外圈(33)，所述悬置端为平行于内骨架外圈(21)的外骨架内圈(31)，外骨架内圈(31)与外骨架外圈(33)之间固定连接有环形连接板(32)，所述环形连接板(32)与内骨架外圈(21)的内端面间隙配合以阻止外部污物进入轴承内。

3.根据权利要求2所述的铁路货车轮毂轴承密封圈，其特征在于：所述多个唇部包括由密封本体延伸出的位于内骨架外圈(21)与外骨架内圈(31)之间的第一唇部(11)、位于外骨架内圈(31)与环形内板(26)内端面之间的第二唇部(17)以及贴近环形内板(26)内壁的第三唇部(16)。

4.根据权利要求3所述的铁路货车轮毂轴承密封圈，其特征在于：所述第一唇部(11)上设置有用于与内骨架外圈(21)内壁面形成迷宫密封的第一凹部(111)，第三唇部(16)上设置有用于与环形内板(26)内壁面形成迷宫密封的第二凹部(161)。

5.根据权利要求3所述的铁路货车轮毂轴承密封圈，其特征在于：所述多个唇部包括由密封本体延伸出的位于内骨架外圈(21)与环形外板(23)形成的拐角处的第一翼片(12)、位于内骨架内圈(25)与环形外板(23)形成的拐角处的第二翼片(13)以及贴近内骨架内圈(25)内壁的第四唇部(14)，所述第四唇部(14)与第三唇部(16)间设置有与内骨架内圈(25)与环形内板(26)形成的拐角间隙配合的弯折唇部(15)。

6.根据权利要求5所述的铁路货车轮毂轴承密封圈，其特征在于：所述第一唇部(11)与第一翼片(12)之间设置有用于形成迷宫密封的第一凹槽(121)，第二翼片(13)与第四唇部(14)之间设置有用于形成迷宫密封的第二凹槽(131)，第四唇部(14)上设置有用于与环形内板(26)形成迷宫密封的第三凹部(141)。

7.根据权利要求5所述的铁路货车轮毂轴承密封圈，其特征在于：所述第一翼片(12)与第二翼片(13)之间设置有用于容置润滑脂的第三凹槽(122)。

8.根据权利要求1所述的铁路货车轮毂轴承密封圈，其特征在于：所述迷宫式密封件(1)为硫化粘结在外骨架(3)上的橡胶。

9.一种装有权利要求1-8任一所述铁路货车轮毂轴承密封圈的轴承，其特征在于：包括设置有锥形的外圈滚道面的轴承外圈(4)、设置有锥形的内圈滚道面的轴承内圈(5)、置于外圈滚道面与内圈滚道面组成的滚道内的若干个圆锥滚子(6)以及设置于滚道内的用于隔开圆锥滚子(6)的保持架(7)。

10.根据权利要求9所述的轴承，其特征在于：所述圆锥滚子(6)的有效直径为25.745mm，所述圆锥滚子(6)的总长为57.03mm，所述外圈滚道面的锥角为10°，所述内圈滚道面的锥角为7.83°。