CN109958719A - 具有接触式密封结构的轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轴承的密封领域，更具体地涉及具有接触式密封结构的轴承。该轴承包括：能够相对转动的第一轴承圈和第二轴承圈，第一轴承圈形成有朝向第二轴承圈开口的凹槽，凹槽包括在轴承的轴向上彼此相对的第一侧壁和第二侧壁；以及密封结构，密封结构安装于第二轴承圈，密封结构包括骨架及附着于骨架的密封部，密封部包括分别朝向凹槽的第一侧壁和第二侧壁延伸的第一接触式唇部和第二接触式唇部，使得所述轴承无论是否承受轴向力第一接触式唇部与第一侧壁接触和/或第二接触式唇部与第二侧壁接触。本发明的轴承实现了无论轴承处于自然状态还是受力状态都能够保证至少一个唇部与侧壁实现接触式密封，从而保证了密封结构的密封效果。

Description

具有接触式密封结构的轴承
技术领域
本发明涉及轴承的密封领域，更具体地涉及具有接触式密封结构的轴承。
背景技术
在现有技术中，接触式密封手段被广泛地用于各种轴承，以用于防止轴承外部的污染物侵入轴承内部并且防止轴承内部的油或脂漏出。
以深沟球轴承为例，图1a和图1b示出了现有技术的深沟球轴承的沿着轴向的局部剖视示意图。如图所示，该深沟球轴承包括能够相对转动的内圈10和外圈20，在内圈10和外圈20之间形成供钢球30滚动的滚道，多个钢球30沿着周向均匀排列地安装于该滚道内并通过保持架(未示出)保持。该深沟球轴承还包括设置于钢球30的轴向A上的两侧的密封结构40。
以图1a和图1b中的轴向A上的一侧(图中左侧)的密封结构40为例来说明该密封结构40的具体结构。该密封结构40整体具有圆环形状并且包括骨架401以及附着于该骨架401的密封部402和安装部403。
骨架401具有圆环形状并且由例如金属的硬质材料制成。
密封部402和安装部403均由例如硫化橡胶等的软质材料制成。密封部402附着于骨架401的径向内侧端周围并且包括一个接触式唇部4021和一个非接触式唇部4022。该接触式唇部4021与内圈10的径向外侧面所形成的肩部101接触。具体地，该接触式唇部4021从轴向A上的一侧与该肩部101的轴向A上的一侧的端面接触。这样，通过该接触式唇部4021和非接触式唇部4022一起防止轴承外部的污染物从轴向A上的一侧侵入轴承内部并且防止轴承内部的油或脂向轴向A上的一侧漏出。与之对应地，在沿着轴向A截取的包括轴承的中心轴线的任意截面中，位于轴向A上的另一侧(图中右侧)的密封结构40与上述的位于轴向A上的一侧的密封结构40关于轴承的在轴向A上的中心线(图中的单点划线)对称。另外，安装部403附着于骨架401的径向外侧端周围并且卡接于外圈20的径向内侧面形成的安装槽201。
虽然在图1a所示的自然状态(无轴向作用力作用于深沟球轴承的状态)下具有上述结构的密封结构40能够从轴向A上的两侧对深沟球轴承进行较好的密封。但是，一旦该深沟球轴承的外圈20受到如图1b所示的来自轴向A上的一侧的轴向作用力F的作用，密封结构40会随着外圈20一起相对于内圈10朝向轴向A上的另一侧偏移。这会导致轴向A上的另一侧的密封结构40的接触式唇部4021与内圈10的肩部101脱离接触，从而导致密封效果大幅劣化。
发明内容
基于上述现有技术的缺陷做出了本发明，本发明的发明目的在于提供一种具有新型的接触式密封结构的轴承，其能够避免轴承的内圈或外圈由于受到轴向作用力而导致接触式密封失效的问题。
为了实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案。
本发明提供了一种如下的具有接触式密封结构的轴承，所述轴承包括：能够相对转动的第一轴承圈和第二轴承圈，所述第一轴承圈形成有朝向所述第二轴承圈开口的凹槽，所述凹槽沿着所述轴承的周向在整周上连续地延伸且包括在所述轴承的轴向上彼此相对的第一侧壁和第二侧壁；以及密封结构，所述密封结构具有环形形状并且安装于所述第二轴承圈，所述密封结构包括骨架及附着于所述骨架的密封部，所述密封部包括分别朝向所述凹槽的所述第一侧壁和所述第二侧壁延伸的第一接触式唇部和第二接触式唇部，使得所述轴承无论是否承受轴向力，所述第一接触式唇部与所述第一侧壁接触和/或所述第二接触式唇部与所述第二侧壁接触。
优选地，在所述轴承未承受轴向力的状态下，所述第二接触式唇部与所述第二侧壁之间的在所述轴向上的干涉量大于所述第一接触式唇部与所述第一侧壁之间的在所述轴向上的间隙。
优选地，所述第一接触式唇部的远离所述骨架的自由端与所述第二接触式唇部的远离所述骨架的自由端在所述轴承的径向上位于大致相同的位置。
优选地，所述密封部还包括从所述骨架朝向所述第一侧壁和/或所述第二侧壁延伸的非接触式唇部。
更优选地，所述非接触式唇部位于所述第一接触式唇部和/或所述第二接触式唇部的径向外侧。
优选地，所述第一轴承圈为内圈，所述第二轴承圈为外圈，所述内圈包括内圈主体和固定于所述内圈主体的挡圈，所述内圈主体形成有台阶结构，所述挡圈与所述台阶结构形成所述凹槽。
更优选地，所述骨架延伸到所述凹槽的内部，并且所述第一接触式唇部和所述第二接触式唇部从所述骨架的径向内侧端延伸出。
更优选地，所述第一接触式唇部和所述第二接触式唇部在朝向径向内侧延伸的同时分别朝向所述轴向上的两侧延伸。
优选地，所述第二轴承圈形成有用于安装所述密封结构的安装槽，所述密封结构以与所述第二轴承圈过盈配合的方式安装于所述安装槽。
优选地，所述轴承还包括滚动体，在所述轴承的滚动体的轴向两侧均设置有所述密封结构。
通过采用上述技术方案，本发明提供了一种具有新型的接触式密封结构的轴承，该轴承具有在内圈或外圈形成的凹槽以及能够与该凹槽的轴向上的两个侧壁实现接触式密封的两个唇部，这样实现了无论轴承处于自然状态(内圈或外圈未受到轴向作用力)还是受力状态(内圈或外圈受到轴向作用力)都能够保证至少一个唇部与侧壁实现接触式密封，从而保证了密封结构在轴承处于各种状态下的密封效果。
附图说明
图1a是示出了现有技术的深沟球轴承的沿着轴向的局部剖视示意图；图1b是示出了图1a中的深沟球轴承的在外圈受到轴向作用力的情况下的沿着轴向的局部剖视示意图。
图2a是示出了根据本发明的一实施方式的轴承的沿着轴向的局部剖视示意图；图2b是图2a中的区域S的放大示意图；图2c是示出了图2a中的轴承的在外圈受到轴向作用力的情况下的沿着轴向的局部剖视示意图。
附图标记说明
10内圈 101肩部 20外圈 201安装槽 30钢球 40密封结构401骨架 402密封部4021接触式唇部 4022非接触式唇部 403安装部
1内圈 11肩部 12挡圈 13凹槽 131第一侧壁 132第二侧壁 133底壁 2外圈 21安装槽 3钢球 4密封结构 41骨架 411骨架径向部分 412骨架轴向部分 42密封部 421第一接触式唇部 422第二接触式唇部 423非接触式唇部 43安装部
A轴向 R径向 F轴向作用力
具体实施方式
以下将结合说明书附图来详细说明本发明的具体实施方式。首先需要说明的是，在以下的具体实施方式中，如无特殊说明，“轴向A”、“径向R”和“周向”分别是指轴承的轴向、径向和周向。“轴向A上的一侧”是指图2a至图2c中的左侧，“轴向A上的另一侧”是指图2a至图2c中的右侧，“径向外侧”是指图2a至图2c中的上侧，“径向内侧”是指图2a至图2c中的下侧。
以深沟球轴承为例说明根据本实施方式的轴承的具体结构。如图2a至图2c所示，根据本发明的一实施方式的轴承包括能够相对转动的内圈1和外圈2，在内圈1和外圈2之间形成供钢球3滚动的滚道，多个钢球3以沿着周向均匀排列的方式安装于该滚道内并通过保持架(未示出)保持。该深沟球轴承还包括设置于钢球3的轴向A上的两侧的密封结构4。
在本实施方式中，内圈1包括内圈主体和安装于内圈主体的挡圈12。内圈主体的形状与现有技术的内圈10的形状大致相同，内圈主体形成有作为台阶结构的肩部11，两个挡圈12从轴向A上的两侧固定于内圈主体(例如通过过盈配合固定于内圈主体的径向外侧面)且与肩部11形成两个凹槽13。每个凹槽13均包括在轴向A上彼此相对的第一侧壁131和第二侧壁132以及与第一侧壁131和第二侧壁132连接且沿着轴向A延伸的底壁133。第一侧壁131由挡圈12形成，第二侧壁132由内圈主体的肩部11形成。这样，在轴向A上，第一侧壁131位于比第二侧壁132靠外侧的位置，也就是说，第一侧壁131与钢球3之间的在轴向A上的距离大于第二侧壁132与钢球3之间的在轴向A上的距离。
优选地，第一侧壁131与第二侧壁132在径向R上具有大致相同的高度，并且第一侧壁131与第二侧壁132之间的在轴向A上的距离从底壁133开始朝向径向外侧逐渐增大，使得凹槽13的在轴向A上的槽宽从凹槽13的槽底朝向凹槽13的开口逐渐增大。这样的结构便于加工生产内圈主体的肩部11和挡圈12。
外圈2的径向内侧面有形成朝向径向外侧凹陷的安装槽21，该安装槽21用于与密封结构4的安装部43配合安装。
下面将以图2a和图2c中的轴向A上的一侧(图中左侧)的密封结构4为例说明密封结构4的具体结构。该密封结构4整体具有圆环形状并且该密封结构4包括骨架41以及附着于该骨架41的密封部42和安装部43。骨架41由例如金属的硬质材料制成，密封部42和安装部43由例如橡胶等的软质材料制成。
在本实施方式中，骨架41具有圆环形状并且沿着周向在整周上连续地延伸。进一步地，骨架41包括沿着径向R延伸的骨架径向部分411和沿着轴向A延伸的骨架轴向部分412。骨架轴向部分412与骨架径向部分411相连且从骨架径向部分411的径向外侧端朝向轴向A上的另一侧延伸。
为了进一步提高密封效果，优选地，骨架径向部分411的包括径向内侧端的一部分伸入内圈1的凹槽13内，但是骨架径向部分411的径向内侧端与凹槽13的底壁133不接触。
在本实施方式中，安装部43附着于骨架径向部分411的径向外侧端和骨架轴向部分412两者周围并组装到外圈2的安装槽21内。通过使得密封结构4整体的外径大于外圈2的内径，使得密封结构4与外圈2采用过盈配合的方式进行组装且使得安装部43卡接于安装槽21内。
在本实施方式，密封部42附着于骨架径向部分411的在径向内侧端附近的部分并且密封部42包括能够与凹槽13的侧壁(第一侧壁131和第二侧壁132)形成接触式密封的两个唇部(第一接触式唇部421和第二接触式唇部422)以及多个非接触式唇部423。
具体地，密封部42包括从骨架径向部分411的径向内侧端分别朝向凹槽13的第一侧壁131和第二侧壁132延伸的第一接触式唇部421和第二接触式唇部422，第一接触式唇部421和第二接触式唇部422分别能够与第一侧壁131和第二侧壁132形成接触式密封。第一接触式唇部421朝向轴向A上的一侧延伸的同时朝向径向内侧延伸，第二接触式唇部422朝向轴向A上的另一侧延伸的同时朝向径向内侧延伸。如图2a和图2b所示地，在轴承的内圈1或外圈2未受到轴向作用力的自然状态下，第一接触式唇部421的远离骨架径向部分411的自由端与第一侧壁131具有微小间隙，第二接触式唇部422的远离骨架径向部分411的自由端与第二侧壁132彼此抵接。
进一步，多个非接触式唇部423包括附着于骨架径向部分411的轴向A上的一侧面的两个非接触式密封唇，这两个非接触式密封唇以在径向R上间隔开的方式位于第一接触式唇部421的径向外侧并且朝向凹槽13的第一侧壁131延伸。密封部42的多个非接触式唇部423还包括附着于骨架径向部分411的轴向A上的另一侧面的两个非接触式密封唇，这两个非接触式密封唇以在径向R上间隔开的方式位于第二接触式唇部422的径向外侧并且朝向凹槽13的第二侧壁132延伸。在本实施方式中，在轴承处于未受到轴向作用力的自然状态和受到轴向作用力的受力状态这两种状态下，多个非接触式唇部423均不与凹槽13的第一侧壁131和第二侧壁132接触。
通过这四个非接触式唇部423以及第一接触式唇部421和第二接触式唇部422与内圈1形成迷宫密封，使得能够提高防止轴承外部的污染物从轴向A上的一侧侵入轴承内部并防止轴承内部的油或脂向轴向A上的一侧漏出的效果。
在本实施方式中，在沿着轴向A截取的包括轴承的中心轴线的任意截面中，位于轴向A上的另一侧的密封结构4与位于轴向A上的一侧的密封结构4关于轴承的轴向A上的中心线(图2a和图2c中的单点划线)对称。如图2a所示，在轴承未受到轴向作用力的自然状态下，位于轴向A上的另一侧的密封结构4的第一接触式唇部421的远离骨架径向部分411的自由端与第一侧壁131具有微小间隙，第二接触式唇部422与第二侧壁132彼此接触。
另外，在本实施方式中，在轴承处于如图2a和图2b所示的自然状态时，保证第二接触式唇部422与第二侧壁132在轴向上的干涉量(轴向上的干涉尺寸)大于第一接触式唇部421与第一侧壁131之间的在轴向A上的间隙。当如图2c所示地在轴承的外圈2受到来自轴向A上的一侧的轴向作用力F的情况下即轴承处于受力状态时，轴向A上的一侧的密封结构4仍然处于第二接触式唇部422与第二侧壁132彼此接触的状态，而轴向A上的另一侧的密封结构4则处于第二接触式唇部422与第二侧壁132脱离且第一接触式唇部421与第一侧壁131接触的状态。这样，在轴承处于受力状态时仍然能够保证密封结构4与内圈1实现接触式密封。实际上，即使根据本发明的轴承的内圈1或外圈2受到的轴向作用力的方向不同和/或大小不同都能够保证轴承的密封结构4均与内圈1实现接触式密封。
虽然以上对本发明的技术方案进行了详细地说明，但是还需要说明的是：
1.虽然在轴承处于如图2a和图2b所示的自然状态时使第一接触式唇部421与第一侧壁131之间存在间隙而第二接触式唇部422与第二侧壁132接触，但是本发明不限于此。
可以在轴承处于自然状态时使第二接触式唇部422与第二侧壁132之间存在间隙，而第一侧壁131与第一接触式唇部421接触，只要保证在自然状态下第一接触式唇部421与第一侧壁131在轴向A上的干涉量大于第二接触式唇部422与第二侧壁132在轴向A上的间隙即可；或者还可以在轴承处于自然状态时使第一接触式唇部421与第一侧壁131接触的同时使第二接触式唇部422与第二侧壁132也接触。
这样，通过采用上述具体实施方式中说明的技术方案，在本发明中，通过密封结构4包括朝向轴向A上的两侧延伸的第一接触式唇部421和第二接触式唇部422，使得密封结构4在轴承处于自然状态和受力状态两种状态下都能够与内圈1实现接触式密封。
2.虽然在以上的具体实施方式中说明了设置四个非接触式唇部423，但是本发明不限于此。可以根据需要设置任意数量的非接触式唇部423。
3.虽然在以上的具体实施方式中没有明确说明，但是应当理解，在本发明中，“接触式唇部”是指在自然状态下或受力状态下能够与凹槽的侧壁接触的唇部；“非接触式唇部”是指无论在自然状态下还是受力状态下均不与凹槽的侧壁接触的唇部。
4.虽然在以上的具体实施方式中说明了内圈1形成凹槽13，但是本发明不限于此。凹槽13可以形成于外圈2，并且可以将该凹槽13的深度设置得足够深以使得凹槽13具有更大的空间来容纳轴承外部的污染物和轴承内部的油或脂。
另外，在上述具体实施方式中用于形成凹槽13的挡圈12是独立于内圈主体的单独的部件而能够拆卸，在其它实施方式中也可以将挡圈12与内圈主体形成为一体。
5.虽然在以上的具体实施方式中说明了在钢球3的轴向A上的两侧包括具有对称结构的两个密封结构4，但是本发明不限于此。可以在轴承的两侧的外部环境不同的情况下仅在钢球3的轴向A上的一侧包括密封结构4。
6.虽然在以上的具体实施方式中以深沟球轴承为例进行了说明，但是本发明不限于此。根据本发明的轴承可以是除了深沟球轴承以外的其它类型的轴承，并且轴承的滚动体的类型也不限于钢球。

Claims (10)

1.一种具有接触式密封结构的轴承，其特征在于，所述轴承包括：
能够相对转动的第一轴承圈和第二轴承圈，所述第一轴承圈形成有朝向所述第二轴承圈开口的凹槽，所述凹槽沿着所述轴承的周向在整周上连续地延伸且包括在所述轴承的轴向上彼此相对的第一侧壁和第二侧壁；以及
密封结构，所述密封结构具有环形形状并且安装于所述第二轴承圈，所述密封结构包括骨架及附着于所述骨架的密封部，所述密封部包括分别朝向所述凹槽的所述第一侧壁和所述第二侧壁延伸的第一接触式唇部和第二接触式唇部，使得所述轴承无论是否承受轴向力，所述第一接触式唇部与所述第一侧壁接触和/或所述第二接触式唇部与所述第二侧壁接触。
2.根据权利要求1所述的具有接触式密封结构的轴承，其特征在于，在所述轴承未承受轴向力的状态下，所述第二接触式唇部与所述第二侧壁之间的在所述轴向上的干涉量大于所述第一接触式唇部与所述第一侧壁之间的在所述轴向上的间隙。
3.根据权利要求1所述的具有接触式密封结构的轴承，其特征在于，所述第一接触式唇部的远离所述骨架的自由端与所述第二接触式唇部的远离所述骨架的自由端在所述轴承的径向上位于大致相同的位置。
4.根据权利要求1所述的具有接触式密封结构的轴承，其特征在于，所述密封部还包括从所述骨架朝向所述第一侧壁和/或所述第二侧壁延伸的非接触式唇部。
5.根据权利要求4所述的具有接触式密封结构的轴承，其特征在于，所述非接触式唇部位于所述第一接触式唇部和/或所述第二接触式唇部的径向外侧。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的具有接触式密封结构的轴承，其特征在于，所述第一轴承圈为内圈，所述第二轴承圈为外圈，
所述内圈包括内圈主体和固定于所述内圈主体的挡圈，所述内圈主体形成有台阶结构，所述挡圈与所述台阶结构形成所述凹槽。
7.根据权利要求6所述的具有接触式密封结构的轴承，其特征在于，所述骨架延伸到所述凹槽的内部，并且所述第一接触式唇部和所述第二接触式唇部从所述骨架的径向内侧端延伸出。
8.根据权利要求7所述的具有接触式密封结构的轴承，其特征在于，所述第一接触式唇部和所述第二接触式唇部在朝向径向内侧延伸的同时分别朝向所述轴向上的两侧延伸。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的具有接触式密封结构的轴承，其特征在于，所述第二轴承圈形成有用于安装所述密封结构的安装槽，所述密封结构以与所述第二轴承圈过盈配合的方式安装于所述安装槽。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的具有接触式密封结构的轴承，其特征在于，所述轴承还包括滚动体，在所述轴承的滚动体的轴向两侧均设置有所述密封结构。
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