CN108533722B - 适用于齿轮箱的刷式密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于齿轮箱的刷式密封结构，包括：轴承衬套、静环、传动轴、动环和轴承；轴承套接在传动轴的外周并位于轴承衬套内；动环形成有用于甩油的甩油槽；静环和轴承衬套构成的整体形成有第一密封腔和第二密封腔；静环和轴承衬套构成的整体形成有供油进入第一密封腔的喷油管路、供油从第一密封腔向齿轮箱的内部回流的第一回油通道和供油从第二密封腔向齿轮箱的内部回流的第二回油通道；第二密封腔的内部设有增大涡流耗散能力并减小流体周向旋转速度以保证回油通畅的径向刷式密封件；静环和动环之间还设有增大沿程阻力以阻拦油液外漏的轴向刷式密封件。本发明的适用于齿轮箱的刷式密封结构能够有效提高齿轮箱的封油能力。

Description

适用于齿轮箱的刷式密封结构

技术领域

本发明涉及一种刷式密封结构，具体涉及一种适用于齿轮箱的刷式密封结构。

背景技术

润滑油渗漏现象是齿轮箱行业普遍存在的问题。润滑油渗漏会造成浪费并污染环境，渗漏故障也是造成齿轮箱设备非计划停止工作的主要原因之一，因此提高齿轮箱的密封性能是齿轮箱产品优化的一个重要方向。

传统的齿轮箱的密封结构比较简单，润滑油容易渗漏。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种能够有效提高齿轮箱封油能力的适用于齿轮箱的刷式密封结构。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种适用于齿轮箱的刷式密封结构，包括：轴承衬套、静环、传动轴、动环和轴承；轴承套接在传动轴的外周并位于轴承衬套内；静环位于动环的外周；静环形成有供传动轴穿过的轴口；动环固定至传动轴与传动轴同步转动；动环形成有用于甩油的甩油槽；静环固定至轴承衬套；静环和轴承衬套构成的整体形成有第一密封腔和第二密封腔；第二密封腔位于第一密封腔和轴口之间；静环和轴承衬套构成的整体形成有供油进入第一密封腔的喷油管路、供油从第一密封腔向齿轮箱的内部回流的第一回油通道和供油从第二密封腔向齿轮箱的内部回流的第二回油通道；第二密封腔的内部设有增大涡流耗散能力并减小流体周向旋转速度以保证回油通畅的径向刷式密封件；静环和动环之间还设有增大沿程阻力以阻拦油液外漏的轴向刷式密封件。

进一步地，轴承包括第一轴承和第二轴承；喷油管路包括轴承间喷油管路和轴承外侧喷油管路；轴承间喷油管路位于第一轴承和第二轴承之间；轴承外侧喷油管路位于第二轴承远离第一轴承的一侧。

进一步地，第一轴承和第二轴承的轴承内圈相互贴合；轴承间喷油管路位于第一轴承和第二轴承的轴承外圈之间；轴承外侧喷油管路位于第二轴承和轴口之间。

进一步地，两个第一回油通道的夹角大于两个第二回油通道的夹角。

进一步地，静环和轴承衬套构成的整体还形成有第三密封腔；第一密封腔、第二密封腔和第三密封腔沿传动轴依次排列；动环形成通过泵吸效应将第三密封腔内的油液吸入第二密封腔的甩油环；甩油环位于第二密封腔和第三密封腔之间。

进一步地，静环和轴承衬套构成的整体还形成有供油从第三密封腔向齿轮箱的内部回流的第三回油通道。

进一步地，静环和轴承衬套构成的整体还形成有第四密封腔；第一密封腔、第二密封腔、第三密封腔和第四密封腔沿传动轴依次排列；动环分别在对齐第三密封腔和第四密封腔的位置形成有甩油槽；第三密封腔和第四密封腔的内部均设有轴向刷式密封件。

进一步地，甩油环远离传动轴的转动轴线的表面与传动轴的转动轴线的夹角大于等于20度且小于等于70度，甩油环远离传动轴的转动轴线的表面指向齿轮箱的内部；甩油槽形成有用于甩油的甩油面；甩油面与传动轴的转动轴线的夹角大于等于20度且小于等于70度，甩油面指向齿轮箱的内部。

进一步地，适用于齿轮箱的刷式密封结构还包括V型密封圈；V型密封圈设置于轴口并位于动环和静环之间。

进一步地，轴向刷式密封件包括前板、背板和刷丝束；前板和背板从两侧夹持并支撑刷丝束；前板、背板和刷丝束焊接成一体；轴向刷式密封件和径向刷式密封件结构相同。

本发明提供的适用于齿轮箱的刷式密封结构能够有效提高齿轮箱的封油能力。

附图说明

图1是本发明适用于齿轮箱的刷式密封结构的示意图；

图2是图1中适用于齿轮箱的刷式密封结构的局部放大图；

图3是图2中适用于齿轮箱的刷式密封结构的径向刷式密封件和轴向刷式密封件的示意图。

适用于齿轮箱的刷式密封结构100，轴承衬套101，静环102，传动轴103，动环104，轴承105，轴口106，甩油槽107，第一密封腔108，第二密封腔109，喷油管路110，第一回油通道111，第二回油通道112，径向刷式密封件113，轴向刷式密封件114，第一轴承115，第二轴承116，轴承间喷油管路117，轴承外侧喷油管路118，第三密封腔119，甩油环120，第三回油通道121，第四密封腔122，甩油面123，V型密封圈124，前板125，背板126，刷丝束127。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

一种适用于齿轮箱的刷式密封结构100，是由刷式密封结构、甩油密封结构和分开回油结构相结合的密封系统，在保证充分润滑的情况下，以此来大幅地提高齿轮箱的封油能力。为了保证轴承105得到充分的润滑，适用于齿轮箱的刷式密封结构100还包含了强制润滑结构。

适用于齿轮箱的刷式密封结构100，包括：轴承衬套101、静环102、传动轴103、动环104和轴承105；轴承105套接在传动轴103的外周并位于轴承衬套101内；静环102位于动环104的外周；静环102形成有供传动轴103穿过的轴口106；动环104固定至传动轴103与传动轴103同步转动；动环104形成有用于甩油的甩油槽107；静环102固定至轴承衬套101；静环102和轴承衬套101构成的整体形成有第一密封腔108和第二密封腔109；第二密封腔109位于第一密封腔108和轴口106之间；静环102和轴承衬套101构成的整体形成有供油进入第一密封腔108的喷油管路110、供油从第一密封腔108向齿轮箱的内部回流的第一回油通道111和供油从第二密封腔109向齿轮箱的内部回流的第二回油通道112；第二密封腔109的内部设有增大涡流耗散能力并减小流体周向旋转速度以保证回油通畅的径向刷式密封件113；静环102和动环104之间还设有增大沿程阻力以阻拦油液外漏的轴向刷式密封件114。

具体而言，刷式密封结构包括径向刷式密封件113和轴向刷式密封件114。第二密封腔109的径向刷式密封件113可以大幅减小周向气流速度，以此来减小周向气流对回油的不利影响以保证回油通畅。由于径向刷式密封件113将第二密封腔109分为两个腔室，因此两个腔室中的远离动环104的一个腔室可以完全与动环104隔绝，以此为第二回油通道112提供相对稳定的回油环境。轴向刷式密封件114位于动环104和静环102之间，由于刷式密封件为接触式密封，因此大大增加了沿程阻力以阻拦油液外漏。

作为一种优选的实施方式，轴承105包括第一轴承115和第二轴承116；喷油管路110包括轴承间喷油管路117和轴承外侧喷油管路118；轴承间喷油管路117位于第一轴承115和第二轴承116之间；轴承外侧喷油管路118位于第二轴承116远离第一轴承115的一侧。

具体而言，强制润滑结构包括轴承间喷油管路117和轴承外侧喷油管路118。通过轴承间喷油管路117和轴承外侧喷油管路118的联合喷油工作，使第一轴承115和第二轴承116的内外侧得到了充分的润滑。

作为一种优选的实施方式，第一轴承115和第二轴承116的轴承内圈相互贴合；轴承间喷油管路117位于第一轴承115和第二轴承116的轴承外圈之间；轴承外侧喷油管路118位于第二轴承116和轴口106之间。

作为一种优选的实施方式，两个第一回油通道111的夹角大于两个第二回油通道112的夹角。

具体而言，定义有一根垂直于传动轴103的转动轴线的垂线。第一回油通道111和垂线在垂直于转动轴线的平面内的投影的夹角为第一夹角。第二回油通道112和垂线在垂直于转动轴线的平面内的投影的夹角为第二夹角。所以第一夹角大于第二夹角保证了第一回油通道111和第二回油通道112互相不干涉。

作为一种优选的实施方式，静环102和轴承衬套101构成的整体还形成有第三密封腔119；第一密封腔108、第二密封腔109和第三密封腔119沿传动轴103依次排列；动环104形成通过泵吸效应将第三密封腔119内的油液吸入第二密封腔109的甩油环120；甩油环120位于第二密封腔109和第三密封腔119之间。

具体而言，甩油密封结构包括甩油环120和甩油槽107。动环104形成的甩油环120位于第二密封腔109和第三密封腔119之间，该甩油环120在动环104的带动下可以产生泵吸效应从而将第三腔室的油液吸回第二腔室，实现动力密封，以此来阻止油液的渗漏。动环104形成的甩油槽107分别位于第三和第四腔室内，甩油槽107在动环104的带动下起到了一定的甩油作用，使得动环104上的油液可以进入第三回油通道121，以此动力密封来防止油液的渗漏。

作为一种优选的实施方式，静环102和轴承衬套101构成的整体还形成有供油从第三密封腔119向齿轮箱的内部回流的第三回油通道121。

具体而言，分开回油结构包括分别位于第一密封腔108和第二密封腔109的第一回油通道111和第二回油通道112，以及位于第三密封腔119和第四密封腔122的正下方的第三回油通道121。第一回油通道111、第二回油通道112和第三回油通道121在垂直于转动轴线的平面内的投影不重合，保证了第一回油通道111、第二回油通道112和第三回油通道121互相不干涉。

作为一种优选的实施方式，静环102和轴承衬套101构成的整体还形成有第四密封腔122；第一密封腔108、第二密封腔109、第三密封腔119和第四密封腔122沿传动轴103依次排列；动环104分别在对齐第三密封腔119和第四密封腔122的位置形成有甩油槽107；第三密封腔119和第四密封腔122的内部均设有轴向刷式密封件114。

具体而言，两个轴向刷式密封件114分别位于第三密封腔119和第四密封腔122使得两个密封腔内均能实现增大对油液的沿程阻力从而更有效得阻止油液外漏。

作为一种优选的实施方式，甩油环120远离传动轴103的转动轴线的表面与传动轴103的转动轴线的夹角大于等于20度且小于等于70度,甩油环120远离传动轴103的转动轴线的表面指向齿轮箱的内部；甩油槽107形成有用于甩油的甩油面123；甩油面123与传动轴103的转动轴线的夹角大于等于20度且小于等于70度，甩油面123指向齿轮箱的内部。

具体而言，甩油面123与传动轴103的转动轴线的夹角大于等于20度且小于等于70度且甩油面123面向内侧，保证在传动轴103转动时油液受到甩油面123作用而偏离其沿程方向从而使得油液远离轴口106朝向齿轮箱内运动并通过第三回油通道121回油。甩油面123指向齿轮箱的内部是指甩油面123向齿轮箱的内部延伸。在甩油面123转动时，引导油在传动轴103的转动轴线的径向上沿甩油面123沿朝向齿轮箱的内部运动。甩油环120远离传动轴103的转动轴线的表面指向齿轮箱的内部，同在在甩油环120转动时，引导油在传动轴103的转动轴线的径向上沿该面沿朝向齿轮箱的内部运动。

作为一种优选的实施方式，适用于齿轮箱的刷式密封结构100还包括V型密封圈124；V型密封圈124设置于轴口106并位于动环104和静环102之间。

具体而言，V型密封圈124为接触式密封件，其位于动环104和静环102之间能够阻止外界的灰尘和水进入齿轮箱的箱体内部。

作为一种优选的实施方式，轴向刷式密封件114包括前板125、背板126和刷丝束127；前板125和背板126从两侧夹持并支撑刷丝束127；前板125、背板126和刷丝束127焊接成一体；轴向刷式密封件114和径向刷式密封件113结构相同。

具体而言，背板126的长度较长，一直延伸至接近动环104处，与动环104之间保持1～2mm的间隙。前板125的长度略短，约为背板126的一半。背板126和前板125的作用是为了保持刷丝束127的形状以及形成与动环104和静环102接触时的支撑力。由于静环102的环形壁面可以对刷丝束127进行固定，为了保证第四密封腔122的大空间，因此取消第四密封腔122内的轴向密封件的背板126。

静环102包括内静环102和外静环102。内静环102和外静环102通过轴销连接。径向刷式密封件113采用整体的方式焊接在内静环102上。轴向刷式密封件114采用分段的方式焊接在外静环102内。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种适用于齿轮箱的刷式密封结构，其特征在于，包括：轴承衬套、静环、传动轴、动环和轴承；所述轴承套接在所述传动轴的外周并位于所述轴承衬套内；所述静环位于所述动环的外周；所述静环形成有供所述传动轴穿过的轴口；所述动环固定至所述传动轴与所述传动轴同步转动；所述动环形成有用于甩油的甩油槽；所述静环固定至所述轴承衬套；所述静环和所述轴承衬套构成的整体形成有第一密封腔和第二密封腔；所述第二密封腔位于所述第一密封腔和所述轴口之间；所述静环和所述轴承衬套构成的整体形成有供油进入所述第一密封腔的喷油管路、供油从所述第一密封腔向齿轮箱的内部回流的第一回油通道和供油从所述第二密封腔向齿轮箱的内部回流的第二回油通道；所述第二密封腔的内部设有增大涡流耗散能力并减小流体周向旋转速度以保证回油通畅的径向刷式密封件；所述静环和所述动环之间还设有增大沿程阻力以阻拦油液外漏的轴向刷式密封件；

所述静环和所述轴承衬套构成的整体还形成有第三密封腔；所述第一密封腔、所述第二密封腔和所述第三密封腔沿所述传动轴依次排列；所述动环形成通过泵吸效应将所述第三密封腔内的油液吸入所述第二密封腔的甩油环；所述甩油环位于所述第二密封腔和所述第三密封腔之间；

所述甩油环远离所述传动轴的转动轴线的表面与所述传动轴的转动轴线的夹角大于等于20度且小于等于70度，所述甩油环远离所述传动轴的转动轴线的表面指向齿轮箱的内部；所述甩油槽形成有用于甩油的甩油面；所述甩油面与所述传动轴的转动轴线的夹角大于等于20度且小于等于70度，所述甩油面指向齿轮箱的内部；

所述径向刷式密封件在径向上与所述第二密封腔的两侧腔壁之间均设有空间间隔。

2.根据权利要求1所述的适用于齿轮箱的刷式密封结构，其特征在于：

所述轴承包括第一轴承和第二轴承；所述喷油管路包括轴承间喷油管路和轴承外侧喷油管路；所述轴承间喷油管路位于所述第一轴承和所述第二轴承之间；所述轴承外侧喷油管路位于所述第二轴承远离所述第一轴承的一侧。

3.根据权利要求2所述的适用于齿轮箱的刷式密封结构，其特征在于：

所述第一轴承和所述第二轴承的轴承内圈相互贴合；所述轴承间喷油管路位于所述第一轴承和所述第二轴承的轴承外圈之间；所述轴承外侧喷油管路位于所述第二轴承和所述轴口之间。

4.根据权利要求1所述的适用于齿轮箱的刷式密封结构，其特征在于：

两个所述第一回油通道的夹角大于两个所述第二回油通道的夹角。

5.根据权利要求1所述的适用于齿轮箱的刷式密封结构，其特征在于：

所述静环和所述轴承衬套构成的整体还形成有供油从所述第三密封腔向齿轮箱的内部回流的第三回油通道。

6.根据权利要求1所述的适用于齿轮箱的刷式密封结构，其特征在于：

所述静环和所述轴承衬套构成的整体还形成有第四密封腔；所述第一密封腔、所述第二密封腔、所述第三密封腔和第四密封腔沿所述传动轴依次排列；所述动环分别在对齐所述第三密封腔和所述第四密封腔的位置形成有所述甩油槽；所述第三密封腔和所述第四密封腔的内部均设有所述轴向刷式密封件。

7.根据权利要求1所述的适用于齿轮箱的刷式密封结构，其特征在于：

所述适用于齿轮箱的刷式密封结构还包括V型密封圈；所述V型密封圈设置于所述轴口并位于所述动环和所述静环之间。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的适用于齿轮箱的刷式密封结构，其特征在于：

所述轴向刷式密封件包括前板、背板和刷丝束；所述前板和所述背板从两侧夹持并支撑所述刷丝束；所述前板、所述背板和所述刷丝束焊接成一体；所述轴向刷式密封件和所述径向刷式密封件结构相同。