CN110410503A - 一种自调弹簧压紧力的减压油封 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自调弹簧压紧力的减压油封。本发明的油封在使用时，传动部件静态时，在自由端弹簧的作用下，连杆的自由端向唇口施加压紧力，此时收缩弹簧的弹力作用在唇口上，唇口与传动部件之间的压紧力较大，满足密封要求；传动部件动态时，连杆会随之转动，自由端在离心力作用下被向外甩开，自由端弹簧被拉伸而脱离唇口，唇口所受压紧力减小，有利于减少唇口磨损、提高唇口的使用寿命。

Description

一种自调弹簧压紧力的减压油封

技术领域

本发明涉及一种自调弹簧压紧力的减压油封。

背景技术

油封是用于封油的机械元件，它将传动部件中需要流油的部件与出力部件隔离，使润滑油不至于渗漏。油封一般是固定在端盖内并通过唇口部位隔离流油部件与出力部件，油封还包括套装在唇口外围的弹簧，在弹簧作用力下唇口被压紧在传动部件上而实现封油效果。随着传动部件的转动，油封的唇口部位极易磨损而造成润滑油渗漏。

也有一些组合式油封既包括固定在端盖内的静圈，还包括固定在传动部件上随传动部件转动的动圈，动圈与静圈之间设置有密封唇口以防润滑油从动圈与静圈的接触处渗漏。

但现有油封中普遍存在的问题是：唇口与传动部件之间的压紧力是恒定的，但传动部件静态下与动态下对压紧力的要求却是不同的。传动部件静态下，唇口与传动部件之间压紧力应足以使唇口与传动部件之间实现密封配合；而在传动部件旋转时，唇口与传动部件之间压紧力应小于静态下压紧力以减少唇口磨损。所以需要设计一种压紧力可以调节的油封。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自调弹簧压紧力的减压油封以解决现有技术中油封唇口与传动部件之间压紧力不可调节的技术问题。

为实现上述目的，本发明的一种自调弹簧压紧力的减压油封采用以下技术方案：

自调弹簧压紧力的减压油封，包括静圈及动圈，动圈设置于静圈左端，静圈左端设置有开口向左的凹槽，凹槽中设置有用于与传动部件外周面密封配合的唇口，动圈设置在开口左端而与静圈围成腔室A，腔室A中沿周向环布有多根连杆，连杆的一端铰接在动圈上、另一端为可绕铰点上下转动的自由端，自由端位于唇口外围，各连杆的自由端设置有自由端弹簧，动圈静态下自由端弹簧向自由端施力将其压紧在唇口上、动圈动态下自由端受离心力会克服自由端弹簧的弹性力而使自由端脱离唇口。

各连杆与动圈的铰点等分设置在动圈的相应侧面上，连杆的自由端设置有通孔，自由端弹簧依次穿过各通孔而呈环形布置在连杆自由端。

动圈包括用于支撑静态下连杆中部的凸出部，铰点、凸出部的外端面与自由端和唇口接触处依次向内侧收拢。

静圈包括共中心线的内回转体和外回转体，内回转体与外回转体的右侧通过底板连接，外回转体内部空间形成所述凹槽，内回转体的高度小于外回转体的高度，唇口设置在内回转体的左端且朝轴线所在侧延伸，内回转体上还设置有用于将唇口压紧以实现唇口处密封的收缩弹簧，收缩弹簧与唇口位于内回转体的同一轴段处，自由端通过收缩弹簧向唇口施加压力。

内回转体的外周面上设置有环槽，所述收缩弹簧嵌装在环槽内。

唇口的左端设置有小径端朝右的锥面，锥面与动圈之间围成了腔室B，动圈与内回转体的左端面之间具有可连通腔室A与腔室B的第二间隙，在动圈转动时沿动圈相应侧面被甩出的油液会与内回转体左端面处油液产生分子间引力而将内回转体左端面处油液带至腔室A。

动圈由左到右包括直径依次减小且共轴线设置的大径段、中段和小径段，唇口通过小径段与传动部件外周面密封配合，大径段与静圈之间于远离动圈回转中心线一侧设置有连通腔室A与动圈左侧空间的第一间隙。

动圈的右端外缘处加工有锥面，锥面的小径端朝右设置。

内回转体右端设置有朝内延伸的密封部，密封部的内径与唇口的内径相同，内回转体与传动部件外周面之间围成腔室C。

唇口的右端设置有小径端朝左的锥面、密封部的左端加工有小径端朝右的锥面。

本发明的有益效果如下：本发明的油封在使用时，传动部件静态时，在自由端弹簧的作用下，连杆的自由端向唇口施加压紧力，此时收缩弹簧的弹力作用在唇口上，唇口与传动部件之间的压紧力较大，满足密封要求；传动部件动态时，连杆会随之转动，自由端在离心力作用下被向外甩开，自由端弹簧被拉伸而脱离唇口，唇口所受压紧力减小，有利于减少唇口磨损、提高唇口的使用寿命。

进一步地，内回转体与外回转体的具体结构设计使得本发明的油封在使用时，随着传动部件的转动，动圈会随传动部件同步转动，在离心力的作用下，动圈中围成腔室A的右侧面处油液被向外甩出。沿右侧面被甩出的润滑油能够与内回转体左端面的油液产生分子间作用力、将内回转体左端的油液一起带至A腔，腔室B内油压会逐渐变小而形成负压，唇口右侧油液在压力作用下会向唇口左侧流动而不会向右渗漏，进一步提高了本发明动态下的封油能力。

附图说明

图1为本发明的一种自调弹簧压紧力的减压油封的一个实施例安装在旋转轴上之后处于静态下的结构示意图；

图2为图1中动圈上安装连杆后的侧视图；

图3为本发明的一种自调弹簧压紧力的减压油封的一个实施例安装在旋转轴上之后处于动态下的结构示意图；

图4为图3中动圈上安装连杆后的侧视图。

具体实施方式

本发明的一种自调弹簧压紧力的减压油封用于安装在旋转轴1上，以防润滑油渗漏。自调弹簧压紧力的减压油封包括安装在旋转轴1上的动圈2及固定在箱体或端盖中的静圈6，自调弹簧压紧力的减压油封安装在旋转轴1上之后的结构如图1~图4所示（安装后结构为回转结构，图中仅就一半结构进行了剖视表达）。

静圈6包括共中心线的内回转体61和外回转体62，内回转体61与外回转体62的右侧通过底板63连接。内回转体61的左端设置有朝内延伸（即朝向内回转体中心线方向延伸）的唇口11，内回转体61的右端设置有朝内延伸的密封部3。唇口11和密封部3的设置使得内回转体61与动圈2之间围成了腔室C。内回转体61的外周面上设置有环槽，环槽中嵌装有收缩弹簧10，环槽与唇口11位于内回转体61的同一轴段上。

动圈2密封装设在旋转轴1外围，其左端面不超出外回转体62的左端面，包括从左向右直径依次减小的三段（依次为大径段21、中段22、小径段23）。动圈2与静圈6之间围成腔室A，腔室A中安装有多根连杆7。连杆7的安装方式如下：连杆7左端铰接在最左侧大径段21的右侧面上，连杆7的右端为自由端8，连杆7绕铰点4上下转动时自由端8恰好压紧在收缩弹簧10上，连杆7的自由端8还设置有用于将自由端8压紧在收缩弹簧10上的自由端弹簧9。多根连杆7与动圈2的铰点4等分设置在动圈2的相应侧面上，而使得作用于唇口11周向各处的压紧力均衡。

自由端弹簧9的具体安装方式：连杆7的自由端8上开设有通孔，环形的自由端弹簧9依次穿过各连杆7自由端的通孔。在其他实施例中，还可以在每根连杆的自由端均设置一根自由端弹簧，将自由端弹簧的另一端固定外回转体上，只要使得静态下自由端弹簧可将自由端压紧在唇口上、动态下自由端受离心力而脱离唇口即可。

在旋转轴1处于静止状态（静态）时，在自由端弹簧9的作用下，连杆7的自由端8通过收缩弹簧10向唇口施加压紧力，此时收缩弹簧10与自由端弹簧9的弹力同时作用在唇口11上，唇口11与动圈2之间的压紧力较大，满足密封要求。

在旋转轴1处于旋转状态（动态）时，连杆7会随之转动，自由端8在离心力作用下被向外甩开，自由端弹簧9被拉伸而脱离收缩弹簧10，唇口11所受压紧力减小，有利于减少唇口11磨损、提高唇口11的使用寿命。

本实施例中，为了避免静态下自由端8对唇口11施加压力过大，中段22的右端外凸设置有凸出部，铰点4、凸出部的外端面与收缩弹簧10的外端面依次向内侧收拢，凸出部的外端面形成用于支撑静态下连杆7中部的支点。在其他实施例中，通过对静态下自由端弹簧9弹力的调整，凸出部还可以省去，此时静态下连杆的中部悬空。

为增加本发明的油封动态下的封油能力，唇口11的左端面为小径端朝右的锥面，锥面与动圈2之间围成了腔室B。动圈2与内回转体61的左端面之间具有第二间隙5，腔室A与腔室B通过第二间隙5连通。根据使用的润滑油粘度不同，第二间隙5的大小为可变值。工作时，动圈2会随旋转轴1同步转动，在离心力的作用下，动圈中段22右侧面处油液会沿右侧面向外甩出。选定第二间隙5具体值时，只要保证沿右侧面被甩出的润滑油能够与内回转体61左端面的油液产生分子间作用力、将内回转体61左端的油液一起带至A腔即可。由于常用润滑油的粘度值均处于一确定区间内，与该区间对应的第二间隙5一般控制在0.05mm~0.5mm。随着内回转体61处油液被甩出到腔室A，腔室B内油压会逐渐变小而形成负压，密封部3与唇口11之间的油液在压力作用下会向腔室B流动而不会由密封部3处向右渗漏。

动圈2大径段21的外周面与外回转体62的内壁面之间设置有第一间隙12，第一间隙12连通腔室A与动圈2左侧空间，随着被甩入腔室A内油液增多，在离心力作用下油液会聚集在第一间隙12附近而使得该处压力增大，压力增大到一定程度后油液会由第一间隙12流出至大径段21左侧，实现润滑油的微循环。

在其他实施例中，内回转体与中段之间的第二间隙宽度还可以大于可产生分子引力的最大距离，此时中段右端面的油液被甩出时不会与内回转体左端面附近油液产生分子引力，完全依靠唇口11、密封部3与动圈2的密封配合实现封油、防泄露效果，该状态下内回转体左侧的空间也是腔室A的一部分；内回转体还可以省去，而是直接将唇口设置在底板上，此时动圈与外回转体内部凹槽一起围成了腔室A。

本实施例中，唇口11的右端加工有小径端朝左的锥面、密封部3的左端加工有小径端朝右的锥面，所以唇口11与密封部3的内径均小于外径，进一步地减小了静圈6与动圈2的接触面积，有利于减小静圈6与动圈2之间摩擦力。在其他实施例中，密封部左端锥面与唇口右端锥面中的任意一个均可以省去；唇口与密封部的内径还可以等于或是大于外径。

本实施例中，密封部3的设置只是为了进一步增高封油效果。在其他实施例中，密封部可以省去而不会影响到腔室B中负压的形成。

本实施例中，动圈2和静圈6均包括骨架及弹性材料，动圈2中的弹性材料设置在骨架的内周面上。静圈6中弹性材料包裹骨架四周，但内回转体61中不设置骨架。其他实施例中，动圈与静圈也可以仅由弹性材料制成，或是改变骨架与弹性材料的结合形式。

本实施例中，唇口通过小径段23与旋转轴1的外周面密封配合，只要保证小径段23外周面的表面粗糙度，就可以有效避免旋转轴1表面粗糙度不够而加速唇口11磨损、导致失效漏油的弊端，确保密封效果，更适于旋转轴1表面粗糙度差的情况，可起到普通油封无法实现的密封性能。同时在旋转轴1的转动过程中，静圈6只会与动圈2相互摩擦，而不会与旋转轴1相互摩擦，避免了旋转轴1长期使用后被磨损情况的发生，无需更换旋转轴1，减少更换旋转轴1的材料浪费和时间成本浪费。在其他实施例中，还可以不设置小径段而将动圈设置成筒状，此时应使唇口及密封部与旋转轴外周面密封配合；但此时旋转轴会与静圈相互摩擦而出现磨损的情况，需要定期更换旋转轴，浪费旋转轴加工材料。

Claims (10)

1.自调弹簧压紧力的减压油封，包括静圈及动圈，动圈设置于静圈左端，其特征在于：静圈左端设置有开口向左的凹槽，凹槽中设置有用于与传动部件外周面密封配合的唇口，动圈设置在开口左端而与静圈围成腔室A，腔室A中沿周向环布有多根连杆，连杆的一端铰接在动圈上、另一端为可绕铰点上下转动的自由端，自由端位于唇口外围，各连杆的自由端设置有自由端弹簧，动圈静态下自由端弹簧向自由端施力将其压紧在唇口上、动圈动态下自由端受离心力会克服自由端弹簧的弹性力而使自由端脱离唇口。

2.根据权利要求1所述的自调弹簧压紧力的减压油封，其特征在于：各连杆与动圈的铰点等分设置在动圈的相应侧面上，连杆的自由端设置有通孔，自由端弹簧依次穿过各通孔而呈环形布置在连杆自由端。

3.根据权利要求1所述的自调弹簧压紧力的减压油封，其特征在于：动圈包括用于支撑静态下连杆中部的凸出部，铰点、凸出部的外端面与自由端和唇口接触处依次向内侧收拢。

4.根据权利要求1或2或3所述的自调弹簧压紧力的减压油封，其特征在于：静圈包括共中心线的内回转体和外回转体，内回转体与外回转体的右侧通过底板连接，外回转体内部空间形成所述凹槽，内回转体的高度小于外回转体的高度，唇口设置在内回转体的左端且朝轴线所在侧延伸，内回转体上还设置有用于将唇口压紧以实现唇口处密封的收缩弹簧，收缩弹簧与唇口位于内回转体的同一轴段处，自由端通过收缩弹簧向唇口施加压力。

5.根据权利要求4所述的自调弹簧压紧力的减压油封，其特征在于：内回转体的外周面上设置有环槽，所述收缩弹簧嵌装在环槽内。

6.根据权利要求4所述的自调弹簧压紧力的减压油封，其特征在于：唇口的左端设置有小径端朝右的锥面，锥面与动圈之间围成了腔室B，动圈与内回转体的左端面之间具有可连通腔室A与腔室B的第二间隙，在动圈转动时沿动圈相应侧面被甩出的油液会与内回转体左端面处油液产生分子间引力而将内回转体左端面处油液带至腔室A。

7.根据权利要求6所述的自调弹簧压紧力的减压油封，其特征在于：动圈由左到右包括直径依次减小且共轴线设置的大径段、中段和小径段，唇口通过小径段与传动部件外周面密封配合，大径段与静圈之间于远离动圈回转中心线一侧设置有连通腔室A与动圈左侧空间的第一间隙。

8.根据权利要求6所述的自调弹簧压紧力的减压油封，其特征在于：动圈的右端外缘处加工有锥面，锥面的小径端朝右设置。

9.根据权利要求6所述的自调弹簧压紧力的减压油封，其特征在于：内回转体右端设置有朝内延伸的密封部，密封部的内径与唇口的内径相同，内回转体与传动部件外周面之间围成腔室C。

10.根据权利要求9所述的自调弹簧压紧力的减压油封，其特征在于：唇口的右端设置有小径端朝左的锥面、密封部的左端加工有小径端朝右的锥面。