CN113446319B - 基于光敏的轴承密封装配方法及结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于光敏的轴承密封装配方法及结构，该方法包括如下步骤：S1.获取待密封的半成品轴承；S2.获取半成品轴承的密封件规格、尺寸；S3.获取光敏树脂；S4.采用光敏树脂作为打印材料，通过3D打印获得密封件；S5.向半成品轴承装配未完全硬化的密封件；S6.利用紫外线照射完全硬化密封件。该结构是通过该方法进行加工获得的。本发明能够采用比较方便快捷的加工，提供支撑强度高、密封效果好的密封方案，同时也能够提供一种不同于现有技术的密封装配方式，能够适应更多的实际工况。

Description

基于光敏的轴承密封装配方法及结构

技术领域

本发明涉及机械工程技术领域，具体为基于光敏原理密封装配的轴承密封方法和结构。

背景技术

现有的轴承装配中想要起到防尘效果，很多情况下采用冲压式钢板防尘盖，例如中国专利申请号为CN201721818244.6的现有文件公开的实用新型专利，这种防尘盖采用冷轧钢板一次冲压成型，配合轴承外圈上的密封槽进行装配，这种装配方式具有一定的密封效果，能够减少油脂渗出，但是效果仍然不够明显，并且该加工过程需要冲压加工，把金属钢板加固在外圈上，这种加固方式对于后续小规模进行密封非常不友好，一旦该批次的轴承外送到下个站点之后出现订单需要部分调整，则会出现返厂返工，出现严重的耽误情况，如果能够在接收站点直接进行便捷性的处理，能够加快调整，加快订单效率。

而且现有的防尘方案密封效果不佳，如果采用密封圈，现有的密封圈一般采用接触式橡胶圈，这类密封圈的支撑效果又不足，强度不够，仅仅做到防油脂渗出的效果。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于光敏的轴承密封装配方法及结构，能够采用比较方便快捷的加工，提供支撑强度高、密封效果好的密封方案，同时也能够提供一种不同于现有技术的密封装配方式，能够适应更多的实际工况。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

基于光敏的轴承密封装配方法，该方法包括如下步骤：

S1.获取待密封的半成品轴承及其密封件规格、尺寸；

S2.采用光敏树脂作为打印材料，通过3D打印获得密封件；

S3.向半成品轴承装配未完全硬化的密封件；

S4.利用紫外线照射完全硬化密封件。

作为本发明的进一步改进，其中步骤S3包括

S3-1.向未硬化或者完全硬化的密封件中填充骨架；

S3-2.紫外线照射直到部分硬化；

S3-3.装配未完全硬化的密封件。

作为本发明的进一步改进，其中步骤S3-1中的骨架采用记忆金属，该记忆金属的变态温度为10～50℃。

作为本发明的进一步改进，其中步骤S3-1还向未硬化的密封件中填充磁性材料，该磁性材料的位于密封件背向轴承的一侧面上。

作为本发明的进一步改进，所述骨架能够与磁性材料配合产生相互吸引。

本发明还提供了如下技术方案：基于光敏的轴承密封结构，该结构的密封件采用光敏树脂制成。

作为本发明的进一步改进，该密封结构中的密封件外径和内径两侧均具有密封唇，且装配的轴承的外环以及内环上对应密封唇的位置设置有用于安装密封唇的安装槽；该密封结构中的骨架采用记忆金属，且在10～50℃状态为伸展状态；当骨架伸展开时，密封唇嵌入安装槽内。

作为本发明的进一步改进，所述安装槽内设置有卡簧，所述密封唇的截断面呈叉状，所述卡簧的位置与密封唇分叉的位置相对应；所述卡簧朝向密封唇的环面上设置有匹配密封唇分叉形状的凸起；该凸起朝向轴承内部的一侧设置有楔形的环形槽，该环形槽沿着卡簧的周向开设，该楔形的环形槽由的楔形角由轴承内部的一侧倾斜朝向卡簧的内径一侧延伸。

作为本发明的进一步改进，所述密封唇朝向滚子的一侧贴设有环形挡片。

本发明的有益效果：

1.物料占用空间小且便于运输；

2.可以根据设定随时改变生产规格、尺寸；

3.对设备要求低，便于部署；

4.密封效果和支撑效果好；

5.能够提供一种不同于现有技术的新的生产方案，提高生产的多样性。

附图说明

图1为本发明的方法流程示意图；

图2为本发明的另一种实施方式的方法流程示意图；

图3为本发明的轴承剖面结构示意图；

图4为本发明图3中A部的放大图；

图5为本发明具有磁性材料结构的密封件结构示意图。

附图标号：1、密封件；2、密封唇；3、安装槽；4、骨架；5、磁铁；6、盖板；7、收集槽；8、卡簧；9、凸起；10、环形槽；11、环形挡片。

具体实施方式

下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。

参照图1-5所示，

实施例1，

参考图1所示，基于光敏的轴承密封装配方法，该方法包括如下步骤：

S1.获取待密封的半成品轴承及其密封件规格、尺寸；

S2.采用光敏树脂作为打印材料，通过3D打印获得密封件；

S3.向半成品轴承装配未完全硬化的密封件；

S4.利用紫外线照射完全硬化密封件。

其中，步骤S1中所提到的半成品轴承包括需要采取本方案进行密封的轴承，例如需要返工进行密封的轴承、需要直接采用本方案进行密封的轴承；该轴承可以是各种类型的轴承。由于轴承的规格一般是直接明确的，可以直接根据半成品的批次或者型号获取密封件的规格和尺寸，因此该规格和尺寸，实际上根据日常所需能够直接进行设定，不需要每次重新录入。

本方案采用的密封件材料为光敏树脂，该光敏树脂结合3D打印设备能够通过打印的方式获得基础的密封件，该打印效果快捷有效，相比现有技术采用的钢片或者橡胶圈，本方案采用的材料为液态，占用的空间更小，而且运输方便。并且针对不同规格的密封件能够直接通过打印的方式进行改变，不需要采用不同规格的原材料。对设备的要求也较低，便于在工厂的各个分点配备设备，能够给小批量调整或者生产下产生良好的效益。由于采用的材料为光敏树脂，该材料在紫外线照射下能够逐渐硬化，直至完全硬化成型。

在装配过程中，将打印好之后的密封件取出，此时并未完全硬化，在小规模的生产中可以采用人工进行装配，该装配方法简单方便，在装配之后进入紫外线照射阶段，通过紫外线照射能够让密封件完全硬化，进而实现密封。当然根据本领域技术人员的需求，该密封件外还能够套设橡胶层等，具体的选择本领域技术人员能够结合公知常识进行选择。相比现有技术中的冲压工艺来说，减少了对设备的需求，便于小规模生产，而相对于采用橡胶圈的密封方式来说，具有更好的硬度，具有一定的保护作用。

实施例2

参考图2所示，针对实施例1进行优化，具体如下：在向半成品轴承装配密封件前，先将骨架填充至未硬化或者完全硬化的密封件中，此时由于密封件具有一定的可塑性，能够将骨架填充进密封件中，该操作更加方便，能够采用人工或者设备进行。为了便于操作，在设定密封件规格时，还能够在密封件上设置用于填充骨架的槽部，能够通过打印的方式打印出该槽部，让填充骨架时更加方便。在骨架装配后，可以等待该槽部适应骨架，然后进行紫外线照射，此时让密封件进行部分硬化，使其具有一定的硬度，便于将该密封件安装进轴承时不会出现变形。最后将部分硬化的密封件安装进轴承中。

实施例3

针对实施例2中的骨架进行的优化，为了进一步方便安装，通过将骨架设置为记忆金属，通过选择特定的变态温度，能够让该骨架在密封件中对密封件进行支撑，并且配合密封件的未完全硬化状态产生形变。具体的来说，变态温度的选择可以为10～50℃，在轴承处于长期工作状态，会产生一定的温度，这种温度会传递给骨架，此时骨架会具有一定的温度波动。变态温度定位10～50℃意味着在该温度区间，骨架处于展开状态，能够对密封件进行支撑，而超出该温度区间时，骨架会产生形变，进而出现收缩的情况，借助该形变，能够方便骨架与密封件的装配，同时也能够实现让密封件与轴承安装到位后，通过变态温度让骨架展开，进而对密封件进行支撑加固，使得密封件与轴承的装配更加紧密。上限设定为50℃，方便骨架在自然冷却下变形，下限设定为10℃，方便选择记忆金属的种类，同时也能够满足轴承在工作状态中的常规温度，避免在轴承工作状态中产生高温导致骨架收缩。

实施例4

参考图2所示，作为实施例2的另一种改进，向未硬化的密封件中填充磁性材料，该磁性材料的位于密封件背向轴承的一侧面上。

由于灰尘中具有不少金属粉尘，而且在运用轴承的情况下，也容易产生金属摩擦而出现金属粉尘，此时为了进一步提高防尘效果，能够通过磁性材料直接进行吸引，在金属粉尘产生干扰前，抢先将金属粉尘吸附在密封件上。

更具体的，该方案中的骨架还能够有与磁性材料进行配合，两者相互吸引，能够让两者的安装更加紧密，减少震动带来的影响。

实施例5

参考图3，本实施例为一种密封结构，该结构是基于光敏的轴承密封结构；这种结构主要采用了特定的密封件1，这种密封件1是通过以上实施例1～4中的方法进行实施的，该实施方式为采用实施例1～4的方案生产密封件1。主要要点为，该密封件1采用了光敏树脂。

实施例6

基于实施例5进行改进的方案，这种方案将采用了以上方法方案中的骨架4采用记忆金属以及对应变态温度的设定。另外还对轴承的外环以及内环进行了配合性的改动，基于这种改动，本实施例的方案更加适合批量生产。其具体的改动如下，密封件1外径和内径两侧均具有密封唇2，且装配的轴承的外环以及内环上对应密封唇2的位置设置有用于安装密封唇2的安装槽3。

基于本实施例的改进，另外设置的密封唇2能够配合记忆金属展开状态下与轴承的外环和内环产生密封配合，配合安装槽3的设置，在记忆金属展开时能够让密封唇2伸入安装槽3，进而增强装配效果。另外这种实施方案的安装槽3的截断面可以是常规的矩形、梯形、圆弧形等。密封唇2的设定可以采用在密封件1外套设橡胶套的形式，也可以直接采用与密封件1一体成型的形式。

实施例7

参考图5，本实施例基于实施例6的方案，还采用了方法方案中的磁性材料设计，具体的为：密封件1上设置有用于嵌入磁性材料的凹槽，该磁性材料采用磁铁5，所述凹槽的槽口位置设置有盖板6，该盖板6由3D打印与密封件1一体设置；所述密封件1上沿凹槽周向设置有收集槽7，所述收集槽7位于磁铁5的磁吸范围内。

本实施例通过采用磁铁5与凹槽进行装配，磁性材料的选用较为简单磁铁5。在槽口的位置设置盖板6，由于磁铁5的装配是在未硬化的密封件1中的，此时盖板6也未完全硬化，在安装好磁铁5之后，通过按压盖板6能够让盖板6覆盖在磁铁5上，在硬化后能够紧固磁铁5。盖板6与密封件1一体设置便于生产，通过打印的方式一次性打印成型。而设计的收集槽7，能够容纳粉尘，提高粉尘的接收上限。

实施例8

本实施例针对实施例6还作出了改动，具体如下：在安装槽3内设置卡簧8，同时也将密封唇2的截断面形状改为叉状，该密封唇2与卡簧8的位置配合，卡簧8的位置位于密封唇2的叉状位置的分叉部，此时意味着卡簧8会嵌入在密封唇2的叉状位置的分叉部内。而卡簧8与密封唇2配合的位置还设置了凸起9，该凸起9与密封唇2的分叉部匹配，能够相互贴合，以提供良好的密封效果。另外还设计了楔形的环形槽10，该楔形如图4和5所示，呈现的截断面中的楔形角由轴承内部的一侧倾斜朝向卡簧8内径的一侧延伸，此时构成了一个甩油用的斜面，在外环转动时，能够基于密封效果下，让轻微渗出到该楔形的空间内的油脂在离心作用下沿着楔形的斜面甩回轴承内部，以减少油脂渗漏。跟准确的来说，本实施例中提到的楔形角的角平分线与凸起的中心线构成一个锐角夹角，该锐角夹角在15～60度之间。

其中转动的配合方式能够由以下两种进行选择，第一种是，卡簧8与外环或者内环之间转动连接，而密封唇2与卡簧8之间相对紧密的连接，在外环与密封件1之间产生相对转动时，通过卡簧8进行转动。第二种是，卡簧8与外环或内环之间相对固定，而密封唇2与卡簧8之间为可转动的接触，此时外环转动时，卡簧8与密封唇2之间会产生相对的转动。

实施例9

参考图4和5所示，针对上述实施例8还做出的调整，该调整增加环形挡片11，该环形挡片11位于滚子和卡簧8之间，所述密封唇2分叉后朝向滚子的一侧位于卡簧8和环形挡片11之间，且与环形挡片11和卡簧8相贴合。

由于密封唇2是分叉状的，此时具有分支，其中一个分支延伸到卡簧8和环形挡片11之间，通过卡簧8和环形挡片11之间的夹持作用，能够进一步提高密封效果，而环形挡片11还能够用来挡住滚子，卡簧8通过间接的向环形挡片11提供支撑，进而提高对滚子的安装效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.基于光敏的轴承密封装配方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1.获取待密封的半成品轴承及其密封件(1)规格、尺寸；

S2.采用光敏树脂作为打印材料，通过3D打印获得密封件(1)；

S3.向半成品轴承装配未完全硬化的密封件(1)；

S4.利用紫外线照射完全硬化密封件(1)；

其中步骤S3包括

S3-1.向未硬化或者完全硬化的密封件(1)中填充骨架(4)；

S3-2.紫外线照射直到部分硬化；

S3-3.装配未完全硬化的密封件(1)；

其中步骤S3-1中的骨架(4)采用记忆金属，该记忆金属的变态温度为10~50℃；

其中步骤S3-1还向未硬化的密封件(1)中填充磁性材料，该磁性材料的位于密封件(1)背向轴承的一侧面上。

2.根据权利要求1所述的轴承密封装配方法，其特征在于，所述骨架(4)能够与磁性材料配合产生相互吸引。

3.基于光敏的轴承密封结构，包括轴承外环、轴承内环、安装在轴承外环和轴承内环之间的滚子、安装在轴承外环和轴承内环之间的密封件(1)，其特征在于，该密封件(1)采用光敏树脂制成；

该密封结构中的密封件(1)外径和内径两侧均具有密封唇(2)，且装配的轴承的外环以及内环上对应密封唇(2)的位置设置有用于安装密封唇(2)的安装槽(3)；

该密封结构中的骨架(4)采用记忆金属，且在10~50℃状态为伸展状态；当骨架(4)伸展开时，密封唇(2)嵌入安装槽(3)内；

所述密封件(1)上设置有用于嵌入磁性材料的凹槽，该磁性材料采用磁铁(5)，所述凹槽的槽口位置设置有盖板(6)，该盖板(6)由3D打印与密封件(1)一体设置；所述密封件(1)上沿凹槽周向设置有收集槽(7)，所述收集槽(7)位于磁铁(5)的磁吸范围内。

4.根据权利要求3所述的轴承密封结构，其特征在于，所述安装槽(3)内设置有卡簧(8)，所述密封唇(2)的截断面呈叉状，所述卡簧(8)的位置与密封唇(2)分叉的位置相对应；所述卡簧(8)朝向密封唇(2)的环面上设置有匹配密封唇(2)分叉形状的凸起(9)；该凸起(9)朝向轴承内部的一侧设置有楔形的环形槽(10)，该环形槽(10)沿着卡簧(8)的周向开设，该楔形的环形槽(10)由的楔形角由轴承内部的一侧倾斜朝向卡簧(8)的内径一侧延伸。

5.根据权利要求4所述的轴承密封结构，其特征在于，所述密封唇(2)的分叉部分朝向滚子的一侧贴设有环形挡片(11)。

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