CN107795692B - 一种稀油润滑的电涡流测功机轴承密封结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种稀油润滑的电涡流测功机轴承密封结构，高速旋转轴在旋转时，随着离心力的增大，轴承中的润滑油分别进入前密封结构和后密封结构；前密封结构包括挡油圈和甩油环，轴承中的润滑油进入密封间隙和甩油环中的密封槽，最终经甩油环中的回油孔Ⅲ和回油孔Ⅳ进入轴承座，然后依次经过设置在轴承座中的回油孔Ⅰ和回油孔Ⅱ后通过回油管道流入油池，实现对轴承前端的密封；后密封结构包括法兰和轴承端盖，润滑油进入密封间隙和轴承端盖中的密封槽，最终经设置在轴承端盖底部的回油孔Ⅴ与回油孔Ⅰ连通，然后依次经过回油孔Ⅱ、回油管道后流入油池，实现对轴承后端进行密封，从而实现对套设在高速旋转轴上的轴承进行密封。

Description

一种稀油润滑的电涡流测功机轴承密封结构
技术领域
本发明属于轴承密封技术领域，具体涉及一种稀油润滑的电涡流测功机轴承密封结构。
背景技术
电涡流测功机是一种检测设备，主要用来检测发动机、电机的功率、转速等旋转设备的机械性能。具有测试精度高，投入成本小、方便维修等特点，是目前市场上保有量最多的检测设备。由于电涡流测功机是高速旋转的设备，轴承的良好润滑非常重要。目前市场上使用的国内外的电涡流测功机，轴承脂润滑和稀油润滑两种方式都有。国外的产品以奥地利AVL公司的鼓式测功机和德国申克Schenck的盘式测功机为主。国内的电涡流测功机以洛阳凯迈和湖南湘仪的鼓式电涡流测功机为主。总体来说，早期的国外产品主要是稀油润滑，现在以脂润滑为主；国内的电涡流测功机，以前都是稀油润滑，现在是以稀油润滑为主，少数产品采用了脂润滑。虽然脂润滑具有结构更简单，维护方便等特点，但由于大多数国内用户用惯了油润滑测功机，同时，润滑油除了对轴承具有润滑作用外，还具有冷却作用，能降低轴承温度，提高轴承的使用寿命，且极限转速更高。所以，短期内测功机仍然会以油润滑为主。但是，随着发动机等被试设备转速的提高，测功机的工作转速越来越高。因为油润滑大多采用的都是间隙密封，由于零件结构不合理等原理，产品达到一定的转速时，常常会出现甩油、漏油现象。高速甩油、漏油故障也成为近年来测功机主要故障之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种稀油润滑的电涡流测功机轴承密封结构，包括对轴承前端进行密封的前密封结构和对轴承后端进行密封的后密封结构，有效的解决了测功机高速运转过程中出现漏油、甩油问题，提高产品的可靠性。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种稀油润滑的电涡流测功机轴承密封结构，该轴承密封结构用于对高速旋转轴外圆周面上的轴承进行密封，包括对轴承前端进行密封的前密封结构和对轴承后端进行密封的后密封结构，所述前密封结构包括挡油圈和甩油环，所述轴承的外部设置有轴承座，所述的甩油环设置在所述轴承座的内侧，位于所述甩油环和所述轴承之间的高速旋转轴的外圆周面上套设有挡油圈。
所述后密封结构包括法兰和轴承端盖，所述轴承端盖和所述挡油圈分别设置在所述轴承的两侧；所述法兰套设在所述高速旋转轴的外圆周面上且位于所述轴承端盖远离所述轴承的一侧，所述法兰随高速旋转轴同步转动，所述法兰具有一安装在所述轴承端盖和所述高速旋转轴之间的延伸段，所述甩油环和所述轴承端盖的内壁上均设有多条密封槽，所述甩油环和所述高速旋转轴以及所述轴承端盖和所述法兰之间均具有密封间隙。
优选的，所述轴承座上设有用于连接轴承前后腔的回油孔Ⅰ和分别与回油孔Ⅰ相连通的回油孔Ⅱ、工艺孔，所述回油孔Ⅱ和所述工艺孔均沿所述轴承座的径向设置，所述工艺孔内设置有螺堵Ⅰ，所述轴承座内开设有环形槽，所述环形槽通过若干个沿周向对称设置在所述轴承座上的通气孔Ⅰ与外界相通。
优选的，所述回油孔Ⅱ通过回油管道与设置在轴承密封结构外部的油池相连通。
优选的，所述甩油环的内壁上设有多条密封槽Ⅰ，多条所述密封槽Ⅰ通过沿轴向设置的回油孔Ⅲ相连通，所述回油孔Ⅲ的一端通过回油孔Ⅳ与设置在所述轴承座中的回油孔Ⅰ相连通，所述回油孔Ⅲ的另一端处设置有螺堵Ⅱ；所述甩油环沿径向设有若干个通气孔Ⅱ，若干个所述通气孔Ⅱ的一端与其中一条所述密封槽Ⅰ相连通，若干个所述通气孔Ⅱ的另一端与设置在所述轴承座上的环形槽相连通。
优选的，所述轴承端盖的内壁上设有多条密封槽Ⅱ，所述轴承端盖的底部设有回油孔Ⅴ，所述回油孔Ⅴ的一端与多条所述密封槽Ⅱ 相连通，所述回油孔Ⅴ的另一端与设置在所述轴承座上的回油孔Ⅰ 相连通。
优选的，所述轴承端盖与所述轴承座之间通过密封圈密封连接，所述密封圈为O型密封圈，所述密封圈安装在所述轴承座内圆周面上的倒角处。
优选的，所述挡油圈为环形，所述挡油圈套设在所述高速旋转轴的外圆周面上，所述挡油圈在靠近所述轴承一端的高度低于远离所述轴承一端的高度，所述挡油圈从远离所述轴承的一端向靠近所述轴承的一端锥形过渡。
优选的，所述轴承端盖与所述法兰的延伸段之间通过斜密封面进行密封。
优选的，所述轴承和所述挡油圈均与所述高速旋转轴之间采用过盈配合，所述甩油环与所述高速旋转轴之间采用小间隙配合。
优选的，所述密封间隙的大小为0.2- 0.5mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：高速运转的电涡流测功机通常采用稀油润滑和间隙密封方式，但随着转速的升高，离心力增大，润滑油就会通过密封间隙进到产品腔体内或泄漏在轴承端盖的外部，污染环境，浪费能源，本发明提供的一种高速运转测功机润滑油的安全密封结构，可以很好的解决润滑油的泄漏问题，本发明已在两个机型、多台产品上进行使用，效果良好，本发明的有益效果具体包括以下几点：
1.本发明中的前密封结构包括挡油圈和甩油环，甩油环中设有多条密封槽，甩油环和所述高速旋转轴之间具有密封间隙，所述轴承的一端安装有轴承座，高速旋转轴在旋转时，随着离心力的增大，轴承中的润滑油进入密封间隙和甩油环中的密封槽，最终经甩油环中的回油孔Ⅲ和回油孔Ⅳ进入轴承座，然后依次经过设置在轴承座中的回油孔Ⅰ和回油孔Ⅱ后通过回油管道流入油池，实现对轴承前端进行密封。
2.本发明中的后密封结构包括法兰和轴承端盖，所述甩油环和所述轴承端盖的内壁上均设有多条密封槽，所述甩油环和所述高速旋转轴以及所述轴承端盖和所述法兰之间均具有密封间隙，高速旋转轴在旋转时，随着离心力的增大，润滑油进入密封间隙和轴承端盖中的密封槽，最终经设置在轴承端盖底部的回油孔Ⅴ与回油孔Ⅰ连通，然后依次经过回油孔Ⅱ、回油管道后流入油池，实现对轴承后端进行密封。
3. 本发明中的甩油环上设有通气孔Ⅱ，通气孔Ⅱ与环形槽相连通，环形槽通过若干个沿周向对称设置在所述轴承座上的通气孔Ⅰ与外界相通，防止轴承的密封腔体中形成负压，回油不畅。
4.本发明中，所述轴承端盖与所述法兰的延伸段之间通过斜密封面进行密封，防止轴承端盖与所述转动的法兰之间产生摩擦，对设备造成损坏。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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它的附图。
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明中轴承座的结构示意图；
图3是本发明中甩油环的结构示意图；
图4是图3沿C-C向的剖视图；
图5是本发明中轴承端盖的结构示意图；
图6是图5沿A-A向的剖视图；
图中标记：1、高速旋转轴，2、挡油圈，3、甩油环，301、密封槽Ⅰ，302、回油孔Ⅲ，303、回油孔Ⅳ，304、螺堵Ⅱ，305、通气孔Ⅱ，4、轴承，5、轴承座，501、回油孔Ⅰ，502、回油孔Ⅱ，503、工艺孔，504、回油管道，505、螺堵Ⅰ，506、环形槽，507、通气孔Ⅰ，6、法兰，7、轴承端盖，701、密封槽Ⅱ，702、回油孔Ⅴ，703、斜密封面， 8、密封圈。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
一种稀油润滑的电涡流测功机轴承密封结构，该轴承密封结构用于对高速旋转轴1外圆周面上的轴承4进行密封，包括对轴承4前端进行密封的前密封结构和对轴承4后端进行密封的后密封结构，前密封结构包括挡油圈2和甩油环3，轴承4的外部设置有轴承座5，需要说明的是，轴承4在靠近甩油环3的一端为前端，远离甩油环3的一端为后端，甩油环3设置在轴承座5的内侧，此处，甩油环在安装时外圆周面上需涂密封胶，密封胶应具有密封、粘接和流动好、耐油等特点；位于甩油环3和轴承4之间的高速旋转轴1的外圆周面上套设有挡油圈2；
后密封结构包括法兰6和轴承端盖7，轴承端盖7和挡油圈2分别设置在所述轴承4的两侧；法兰6套设在高速旋转轴1的外圆周面上且位于轴承端盖7远离轴承4的一侧，法兰6随高速旋转轴1同步转动，法兰6具有一安装在轴承端盖7和高速旋转轴1之间的延伸段，甩油环3和轴承端盖7的内壁上均设有多条密封槽，甩油环3和高速旋转轴1以及轴承端盖7和法兰6之间均具有密封间隙，此处，本领域技术人员可根据高速旋转轴的直径大小和润滑油的粘度值等，对密封间隙的大小进行选取，密封间隙一般在0.2-0.5mm之间选取；同时需要说明的是，甩油环3和高速旋转轴1以及轴承端盖7和法兰6之间的接触面为密封面，根据高速旋转轴1转速的高低，调整密封面的长度，转速高，密封面的长度长，在结构允许的情况下，尽量有更长的密封面。
轴承座5上设有用于连接轴承4前后腔的回油孔Ⅰ 501和分别与回油孔Ⅰ 501相连通的回油孔Ⅱ 502、工艺孔503，回油孔Ⅱ 502和工艺孔503均沿轴承座5的径向设置，工艺孔503内设置有螺堵Ⅰ 505，轴承座5内开设有环形槽506，环形槽506通过若干个沿周向对称设置在轴承座5内部的通气孔Ⅰ 507与外界相通。
回油孔Ⅱ 502通过回油管道504与设置在轴承密封结构外部的油池相连通。
甩油环3的内壁上设有多条密封槽Ⅰ 301，多条密封槽Ⅰ 301通过沿轴向设置的回油孔Ⅲ 302相连通，回油孔Ⅲ 302的一端通过回油孔Ⅳ 303与设置在所述轴承座中的回油孔Ⅰ 501相连通，回油孔Ⅲ 302的另一端处设置有螺堵Ⅱ 304；甩油环3沿径向设有若干个通气孔Ⅱ 305，若干个通气孔Ⅱ 305的一端与其中一条密封槽Ⅰ 301相连通，若干个通气孔Ⅱ 305的另一端与设置在轴承座5上的环形槽506相连通。
轴承端盖7的内壁上设有多条密封槽Ⅱ 701，轴承端盖7的底部设有回油孔Ⅴ702，回油孔Ⅴ 702的一端与多条密封槽Ⅱ 701相连通，回油孔Ⅴ 702的另一端与设置在轴承座5上的回油孔Ⅰ 501相连通。
轴承端盖7与轴承座5之间通过密封圈8密封连接，密封圈8为O型密封圈，密封圈8安装在轴承座5内圆周面上的倒角处。
挡油圈2为环形，挡油圈2套设在高速旋转轴1的外圆周面上，挡油圈2在靠近轴承4一端的高度低于远离轴承4一端的高度，挡油圈2从远离轴承4的一端向靠近轴承4的一端锥形过渡。
轴承端盖7与法兰6的延伸段之间通过斜密封面703进行密封，需要说明的是，斜密封面指法兰的延伸段的外侧面为呈阶梯型的斜面，该斜面的最外侧与轴承端盖之间实现密封，同时该斜面还能有效的防止轴承端盖与所述转动的法兰之间产生摩擦，对设备造成损坏。
轴承4和所述挡油圈2均与所述高速旋转轴1之间采用过盈配合，所述甩油环3与所述高速旋转轴1之间采用小间隙配合。
密封间隙的大小为0.2- 0.5mm。
本发明中的高速旋转轴1在旋转时，随着离心力的增大，轴承中的润滑油分别进入前密封结构和后密封结构，前密封结构包括挡油圈和甩油环，甩油环中设有多条密封槽，甩油环和高速旋转轴之间具有密封间隙，轴承的一端安装有轴承座，轴承中的润滑油进入密封间隙和甩油环中的密封槽，最终经甩油环中的回油孔Ⅲ和回油孔Ⅳ进入轴承座，然后依次经过设置在轴承座中的回油孔Ⅰ和回油孔Ⅱ后通过回油管道流入油池，实现对轴承前端的密封；后密封结构包括法兰和轴承端盖，甩油环和轴承端盖的内壁上均设有多条密封槽，甩油环和高速旋转轴以及轴承端盖和法兰之间均具有密封间隙，润滑油进入密封间隙和轴承端盖中的密封槽，最终经设置在轴承端盖底部的回油孔Ⅴ与回油孔Ⅰ连通，然后依次经过回油孔Ⅱ、回油管道后流入油池，实现对轴承后端进行密封，从而实现对套设在高速旋转轴上的轴承进行密封；同时，本发明中的甩油环上设有通气孔Ⅱ，通气孔Ⅱ与环形槽相连通，环形槽通过若干个沿周向对称设置在轴承座内部的通气孔Ⅰ与外界相通，防止轴承的密封腔体中形成负压，回油不畅。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种稀油润滑的电涡流测功机轴承密封结构，该轴承密封结构用于对高速旋转轴（1）外圆周面上的轴承（4）进行密封，包括对轴承（4）前端进行密封的前密封结构和对轴承（4）后端进行密封的后密封结构，其特征在于：所述前密封结构包括挡油圈（2）和甩油环（3），所述轴承（4）的外部设置有轴承座（5），所述甩油环（3）设置在所述轴承座（5）的内侧，位于所述甩油环（3）和所述轴承（4）之间的高速旋转轴（1）的外圆周面上套设有挡油圈（2）；
所述后密封结构包括法兰（6）和轴承端盖（7），所述轴承端盖（7）和所述挡油圈（2）分别设置在所述轴承（4）的两侧；所述法兰（6）套设在所述高速旋转轴（1）的外圆周面上且位于所述轴承端盖（7）远离所述轴承（4）的一侧，所述法兰（6）随高速旋转轴（1）同步转动，所述法兰（6）具有一安装在所述轴承端盖（7）和所述高速旋转轴（1）之间的延伸段，所述甩油环（3）和所述轴承端盖（7）的内壁上均设有多条密封槽，所述甩油环（3）和所述高速旋转轴（1）之间以及所述轴承端盖（7）和所述法兰（6）之间均具有密封间隙；
所述轴承座（5）上设有用于连接轴承（4）前后腔的回油孔Ⅰ（501）和分别与回油孔Ⅰ（501）相连通的回油孔Ⅱ（502）、工艺孔（503）；
所述轴承端盖（7）的底部设有与回油孔Ⅰ（501）相连通的回油孔Ⅴ（702）。
2.根据权利要求1所述的一种稀油润滑的电涡流测功机轴承密封结构，其特征在于：所述回油孔Ⅱ（502）和所述工艺孔（503）均沿所述轴承座（5）的径向设置，所述工艺孔（503）内设置有螺堵Ⅰ（505），所述轴承座（5）内开设有环形槽（506），所述环形槽（506）通过若干个沿周向对称设置在所述轴承座（5）上的通气孔Ⅰ（507）与外界相通。
3.根据权利要求2所述的一种稀油润滑的电涡流测功机轴承密封结构，其特征在于：所述回油孔Ⅱ（502）通过回油管道（504）与设置在轴承密封结构外部的油池相连通。
4.根据权利要求1所述的一种稀油润滑的电涡流测功机轴承密封结构，其特征在于：所述甩油环（3）的内壁上设有多条密封槽Ⅰ（301），多条所述密封槽Ⅰ（301）通过沿轴向设置的回油孔Ⅲ（302）相连通，所述回油孔Ⅲ（302）的一端通过回油孔Ⅳ（303）与设置在所述轴承座中的回油孔Ⅰ（501）相连通，所述回油孔Ⅲ（302）的另一端处设置有螺堵Ⅱ（304）；所述甩油环（3）沿径向设有若干个通气孔Ⅱ（305），若干个所述通气孔Ⅱ（305）的一端与其中一条所述密封槽Ⅰ（301）相连通，若干个所述通气孔Ⅱ（305）的另一端与设置在所述轴承座（5）上的环形槽（506）相连通。
5.根据权利要求1所述的一种稀油润滑的电涡流测功机轴承密封结构，其特征在于：所述轴承端盖（7）的内壁上设有多条密封槽Ⅱ（701），所述回油孔Ⅴ（702）的一端与多条所述密封槽Ⅱ（701）相连通，所述回油孔Ⅴ（702）的另一端与设置在所述轴承座（5）上的回油孔Ⅰ（501）相连通。
6.根据权利要求1所述的一种稀油润滑的电涡流测功机轴承密封结构，其特征在于：所述轴承端盖（7）与所述轴承座（5）之间通过密封圈（8）密封连接，所述密封圈（8）为O型密封圈，所述密封圈（8）安装在所述轴承座（5）内圆周面上的倒角处。
7.根据权利要求1所述的一种稀油润滑的电涡流测功机轴承密封结构，其特征在于：所述挡油圈（2）为环形，所述挡油圈（2）套设在高速旋转轴（1）的外圆周面上，所述挡油圈（2）在靠近所述轴承（4）一端的高度低于远离所述轴承（4）一端的高度，所述挡油圈（2）从远离所述轴承（4）的一端向靠近所述轴承（4）的一端锥形过渡。
8.根据权利要求1所述的一种稀油润滑的电涡流测功机轴承密封结构，其特征在于：所述轴承端盖（7）与所述法兰（6）的延伸段之间通过斜密封面（703）进行密封。
9.根据权利要求1所述的一种稀油润滑的电涡流测功机轴承密封结构，其特征在于：所述轴承（4）和所述挡油圈（2）均与高速旋转轴（1）之间采用过盈配合，所述甩油环（3）与所述高速旋转轴（1）之间采用小间隙配合。
10.根据权利要求1所述的一种稀油润滑的电涡流测功机轴承密封结构，其特征在于：所述密封间隙的大小为0.2- 0.5mm。
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