CN114135585A - 一种掘进机主轴承及密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种掘进机主轴承密封结构。包括密封圈本体；密封圈本体的一端设有径向承压密封唇和轴向承压密封唇；密封圈本体的另一端设有倒刺部；密封圈本体沿其周向在内表面和外表面分别设有内止推唇和外止推唇。本发明还提供了一种掘进机主轴承，设有上述的掘进机主轴承密封结构，主轴承的内圈上设有与内、外止推唇匹配的止推槽。本发明通过双密封唇与主轴承外圈过盈接触，增加了密封结构在径向和轴向的承压截面的面积，当主轴承的外圈或内圈发生变形时仍能保证密封结构的密封性能；倒刺部、内止推唇和外止推唇，能提升密封结构的轴向止推能力；双密封唇、倒刺部和双止推唇三者协同作用，可保证极端工况下掘进机主轴承所需的密封效果。

Description

一种掘进机主轴承及密封结构

技术领域

本发明涉及施工设备技术领域，具体涉及一种掘进机主轴承及密封结构。

背景技术

掘进机主要用于隧道掘进施工工程，在施工过程中，通过破碎岩石掘进，形成完整隧道断面，是集机、电、液、光、气等系统为一体的工厂化流水线式作业的隧道施工装备。随着铁路隧道、公路隧道、水利隧道、城市地铁等地下工程和基础设施建设需求不断增加，掘进机技术在世界范围内得到了快速发展。

在掘进施工工序中，掘进机主轴承起着支承盾构刀盘并使之回转破岩的作用，需要连续不断的进行高强度作业，因此主轴承所处工况环境极为恶劣，通常需承受各种高频冲击、偏载等，对主轴承的使用寿命和可靠性的要求较为严苛。因此为了保证主轴承具有良好的工作环境，防止外部杂物如碎石灰尘等通过主轴承内外套圈的间隙进入主轴承内部，对滚道以及滚动体造成损坏，需对主轴承的密封结构进行优化。

现有技术中的密封结构如图1所示，现有密封圈9只设有单个密封唇，仅外圈8的轴向承压面与密封唇接触，当掘进机主轴承在极端工况下工作时，现有密封圈9的承压能力和防尘能力有限，当主轴承的外圈或内圈变形时现有密封圈9的密封效果不佳，会降低主轴承的密封性能，导致外部渣土及大颗粒杂质进入主轴承内部滚道，滚道与滚动体会加剧磨损，增加主轴承早期疲劳失效后的维护成本。

综上所述，急需一种掘进机主轴承及密封结构以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种掘进机主轴承及密封结构，以解决提升掘进机主轴承的密封效果的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种掘进机主轴承密封结构，包括密封圈本体；所述密封圈本体的一端设有径向承压密封唇和轴向承压密封唇；所述密封圈本体的另一端设有倒刺部；所述密封圈本体沿其周向在内表面和外表面分别设有内止推唇和外止推唇。

优选的，所述轴向承压密封唇设有引流面，所述引流面与所述密封圈本体的轴线呈倾斜设置。

优选的，所述引流面与密封圈本体的轴线之间的夹角为120°～140°。

优选的，所述径向承压密封唇与轴向承压密封唇之间设有圆弧过渡部。

优选的，所述倒刺部、内止推唇和外止推唇均设置于所述密封圈本体的延长部上。

优选的，所述延长部沿密封圈本体轴向的长度为11mm～12mm。

优选的，所述内止推唇和外止推唇对称设置于所述密封圈本体的内表面和外表面。

优选的，所述倒刺部上设有至少两个径向倒刺。

本发明还提供了一种掘进机主轴承，设有上述的掘进机主轴承密封结构，主轴承的内圈上设有与所述内止推唇和外止推唇匹配的止推槽。

应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本发明中，通过设置径向承压密封唇和轴向承压密封唇，径向承压密封唇和轴向承压密封唇与主轴承外圈过盈接触，增加了密封结构在径向和轴向的承压截面的面积，当主轴承的外圈或内圈发生变形时(即主轴承的套圈变形时)仍能保证密封结构的密封性能，对主轴承内部润滑时产生的流体压力的承受能力更强，同时能防止来自外部大量的灰尘和大颗粒杂物进入主轴承滚动体滚道；在密封圈本体上还设有倒刺部、内止推唇和外止推唇，能提升密封结构的轴向止推能力，防止密封圈本体被挤出内圈；双密封唇、倒刺部和双止推唇三者之间不仅保持相互平衡，还可相互协同提升密封结构的止推性能，使密封结构总体承压能力达到5bar，可保证极端工况下掘进机主轴承所需的密封效果。

(2)本发明中，通过设计带有引流面的轴向承压密封唇，引流面为仰面结构且与密封圈本体的轴线呈倾斜设置，用于对主轴承内部的高压液体进行引流，分散主轴承内部液体压力，当压力增大时，承受压力的轴向承压密封唇即使被压平，但由于设有仰面结构及过盈量，仍可承受更大的液体压力，极大地保证了主轴承内圈与外圈之间的密封效果。

(3)本发明中，径向承压密封唇与轴向承压密封唇之间设有圆弧过渡部，便于进行径向承压密封唇与轴向承压密封唇的安装，降低掘进机主轴承密封结构的安装难度。

(4)本发明中，倒刺部、内止推唇和外止推唇均设置于密封圈本体的延长部上，延长部插入主轴承的内圈设置，延长部的长度尺寸为现有密封圈插入内圈部分的长度尺寸的1.2倍～1.5倍，可有效提升密封圈本体与内圈之间的密封效果；加长延长部的长度，在极端恶劣工况下，双侧止推唇、双密封唇以及倒刺部相互配合，三者协同达到主轴承所需的密封效果，同时倒刺部配置至少两个径向倒刺，进一步提升了密封圈本体的轴向和径向止推能力。

(5)本发明中，内止推唇和外止推唇对称设置于密封圈本体的内表面和外表面，两侧对称的设计使内止推唇和外止推唇在受压时受力均匀，更有利于保证重载工况下密封结构的止推性能和密封性能。

(6)本发明中，主轴承的内圈上设有与内止推唇和外止推唇匹配的止推槽，能提升双侧止推唇与内圈之间的止推性能和密封性能。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术中掘进机主轴承的密封结构示意图；

图2是本申请实施例中一种掘进机主轴承密封结构应用于掘进机主轴承中的示意图；

图3是本申请实施例图2中A部分的细节放大图；

图4是本申请实施例中一种掘进机主轴承密封结构的结构示意图；

图5是本申请实施例中一种掘进机主轴承密封结构承压后的状态示意图；

图6是本申请实施例中一种掘进机主轴承内圈的止推槽的结构示意图；

其中，1、密封圈本体，1.1、延长部，2、径向承压密封唇，3、轴向承压密封唇，3.1、引流面，4、倒刺部，5、内止推唇，6、外止推唇，7、内圈，7.1、止推槽，8、外圈，9现有密封圈。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例：

参见图1至图6，一种掘进机主轴承及密封结构，本实施例应用于掘进机主轴承中外圈与内圈之间的密封。

一种掘进机主轴承密封结构，参见图2和图3，包括密封圈本体1；所述密封圈本体1的一端设有径向承压密封唇2和轴向承压密封唇3，径向承压密封唇2和轴向承压密封唇3分别与掘进机主轴承外圈8的径向承压面和轴向承压面过盈接触，保证双密封唇在承压变形时的高密封性能；一方面，当主驱动对主轴承内部滚道集中润滑时会产生的流体压力，双密封唇(即径向承压密封唇2和轴向承压密封唇3)的设置使得密封圈本体1轴向和径向的承压截面面积增大，对产生的流体压力的承受能力更强；另一方面，能更好的防止来自外部大量的灰尘和大颗粒杂物进入主轴承滚动体滚道。所述密封圈本体1的另一端设有倒刺部4；所述密封圈本体1沿其周向在内表面和外表面分别设有内止推唇5和外止推唇6，倒刺部4、内止推唇5和外止推唇6均插入掘进机主轴承的内圈7设置；在密封圈本体1上设置双侧止推唇，有利于提升密封结构的承压能力，在掘进机工作工况下，设置单侧止推唇的密封圈承压能力为3bar，而设置双侧止推唇(即内止推唇5和外止推唇6)，能将密封圈的承压能力提升至5bar；且密封圈本体1上的双侧止推唇与倒刺部4配合，增强了密封结构的轴向止推能力。因此，当掘进机在极端恶劣工况下工作时，轴向承压密封唇3通过引流分散主轴承内部的液体压力，径向承压密封唇2在套圈变形时可保证密封效果，倒刺部4保证密封圈本体1与内圈7之间的紧密密封，双侧止推唇防止密封圈本体1在内部压力骤升的情况下被挤出，双密封唇、倒刺部4和双止推唇三者之间不仅保持相互平衡，还可相互协同提升密封结构的止推性能，使密封结构总体承压能力达到5bar，可保证极端工况下掘进机主轴承所需的密封效果。

参见图4，所述轴向承压密封唇3设有引流面3.1，所述引流面3.1为仰面结构且与所述密封圈本体1的轴线呈倾斜设置，用于对主轴承内部的高压液体进行引流，分散主轴承内部液体压力，如图5所示(图5中的箭头指示油液流动方向)，当压力增大时，承受压力的轴向承压密封唇3即使被压平，但由于设有仰面结构及过盈量，仍可承受更大的液体压力，极大地保证了主轴承内圈7与外圈8之间的密封效果。

参见图4，所述引流面3.1与密封圈本体1的轴线之间的夹角α为120°～140°。

所述径向承压密封唇2与轴向承压密封唇3之间设有圆弧过渡部，便于进行径向承压密封唇2与轴向承压密封唇3的安装，降低掘进机主轴承密封结构的安装难度。

参见图4，所述倒刺部4、内止推唇5和外止推唇6均设置于所述密封圈本体1的延长部1.1上，延长部1.1插入主轴承的内圈7设置。延长部1.1的长度尺寸为现有密封圈9插入内圈7部分的长度尺寸的1.2倍～1.5倍，可有效提升密封圈本体1与内圈7之间的密封效果。

所述延长部1.1沿密封圈本体1轴向的长度L为11mm～12mm。

本实施例中，所述内止推唇5和外止推唇6对称设置于所述密封圈本体1的内表面和外表面。两侧对称的设计使内止推唇5和外止推唇6在受压时受力均匀，更有利于保证重载工况下密封结构的止推性能和密封性能。

为了提升密封圈本体1的轴向和径向的止推能力，所述倒刺部4设有至少两个径向倒刺；本实施例中，倒刺部4设有两个径向倒刺，如图4所示。

一种掘进机主轴承，设有上述的掘进机主轴承密封结构，主轴承的内圈7上设有与所述内止推唇5和外止推唇6匹配的止推槽7.1，如图6所示，能提升双侧止推唇与内圈7之间的止推性能和密封性能。

上述的一种掘进机主轴承及密封结构的使用方法如下：将密封结构的延长部1.1插入主轴承的内圈7中，使内止推唇5、外止推唇6卡入内圈7的止推槽7.1中，再将径向承压密封唇2与轴向承压密封唇3与主轴承的外圈8实现过盈接触，即可实现提升掘进机主轴承的密封效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种掘进机主轴承密封结构，其特征在于，包括密封圈本体(1)；所述密封圈本体(1)的一端设有径向承压密封唇(2)和轴向承压密封唇(3)；所述密封圈本体(1)的另一端设有倒刺部(4)；所述密封圈本体(1)沿其周向在内表面和外表面分别设有内止推唇(5)和外止推唇(6)。

2.根据权利要求1所述的一种掘进机主轴承密封结构，其特征在于，所述轴向承压密封唇(3)设有引流面(3.1)，所述引流面(3.1)与所述密封圈本体(1)的轴线呈倾斜设置。

3.根据权利要求2所述的一种掘进机主轴承密封结构，其特征在于，所述引流面(3.1)与密封圈本体(1)的轴线之间的夹角为120°～140°。

4.根据权利要求1所述的一种掘进机主轴承密封结构，其特征在于，所述径向承压密封唇(2)与轴向承压密封唇(3)之间设有圆弧过渡部。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种掘进机主轴承密封结构，其特征在于，所述倒刺部(4)、内止推唇(5)和外止推唇(6)均设置于所述密封圈本体(1)的延长部(1.1)上。

6.根据权利要求5所述的一种掘进机主轴承密封结构，其特征在于，所述延长部(1.1)沿密封圈本体(1)轴向的长度为11mm～12mm。

7.根据权利要求1所述的一种掘进机主轴承密封结构，其特征在于，所述内止推唇(5)和外止推唇(6)对称设置于所述密封圈本体(1)的内表面和外表面。

8.根据权利要求1所述的一种掘进机主轴承密封结构，其特征在于，所述倒刺部(4)上设有至少两个径向倒刺。

9.一种掘进机主轴承，设有如权利要求1～8任意一项所述的掘进机主轴承密封结构，其特征在于，主轴承的内圈(7)上设有与所述内止推唇(5)和外止推唇(6)匹配的止推槽(7.1)。

Images