CN114876964A - 密封组件及滚动轴承 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种密封组件及滚动轴承。其中，密封组件包括支撑体，包括沿径向相对的第一端和第二端；密封体，附着在所述支撑体，所述密封体包括：主密封唇，包裹所述支撑体的所述第一端，次密封唇，包裹所述支撑体的所述第二端；过油孔，沿轴向贯穿所述支撑体的所述第一端和所述主密封唇；其中，所述支撑体的所述第一端设置有呈钩状的挤压头部，使所述挤压头部可沿所述径向发生弹性形变。通过密封组件在具有过油孔的一端设置钩状的挤压头部，在允许润滑油穿过过油孔的同时，通过挤压头部在径向的弹性形变，还可以增大密封组件与轴承外圈之间的安装夹持力，避免因密封组件脱离安装位置而导致的密封组件或轴承的失效问题。

Description

密封组件及滚动轴承

技术领域

本公开涉及电动汽车用密封技术领域，尤其涉及一种密封组件及滚动轴承。

背景技术

相关技术中，应用于变速器或电动汽车等电气化应用的深沟球轴承(简称DGBB)，彼此相对转动的外圈和内圈之间通常设置密封组件，这样能够避免外部的灰尘等杂质的进入深沟球轴承的滚道内，避免损伤滚道或滚珠。

在某些应用中，还要求密封组件一侧的润滑油能顺畅地穿过密封组件而进入密封组件的另一侧，以润滑其他部件。因此，需要在密封组件设置过油孔，以实现润滑油的通过。

然而，设置过油孔易导致密封组件与轴承的外圈或内圈之间的安装夹持力变弱，在润滑油高速流过并撞击密封组件时，导致密封组件很容易从安装位置脱落，从而使密封组件甚至轴承失效。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种密封组件及滚动轴承。

根据本公开实施例的第一方面，本公开提供一种密封组件，包括：支撑体，包括沿径向相对的第一端和第二端；密封体，附着在所述支撑体，所述密封体包括：主密封唇，包裹所述支撑体的所述第一端，次密封唇，包裹所述支撑体的所述第二端；过油孔，沿轴向贯穿所述支撑体的所述第一端和所述主密封唇；其中，所述支撑体的所述第一端设置有呈钩状的挤压头部，使所述挤压头部可沿所述径向发生弹性形变。

在一些实施例中，所述挤压头部形成具有钩状开口的弧形空间，所述钩状开口朝向所述密封组件的径向内侧，且所述弧形空间通过所述钩状开口与所述密封组件的轴向外侧连通。

在一些实施例中，所述弧形空间内填充有所述主密封唇的部分结构。

在一些实施例中，沿所述密封组件的周向上，所述支撑体在所述第一端的周向尺寸沿径向外侧向径向内侧逐渐增大。

在一些实施例中，所述过油孔设置有多个，且多个所述过油孔沿所述密封组件的周向等间隔排布或非等间隔排布。

在一些实施例中，所述过油孔的形状为半圆形、U形、三角形、倒梯形中一种或几种组合。

在一些实施例中，所述次密封唇包括：第一次密封唇，位于所述密封组件的轴向内侧；第二次密封唇，位于所述密封组件的轴向外侧，与所述第一次密封唇间隔且沿所述密封组件的径向内侧及轴向外侧倾斜设置；以及耐磨密封层，呈环形状，附着在所述第二次密封唇的轴向内侧或轴向外侧。

在一些实施例中，所述第一次密封唇包括沿所述轴向内侧延伸的轴向部和沿所述径向内侧延伸的径向部；其中，沿所述径向内侧，所述径向部的延伸长度小于所述第二次密封唇的延伸长度。

在一些实施例中，所述支撑体由导电的硬质材料冲压制成；所述密封体由导电的弹性材料制成。

根据本公开实施例的第二方面，本公开提供一种滚动轴承，包括：外圈，所述外圈的内壁设置有第一环形沟槽；内圈，所述内圈相对所述外圈转动，且所述内圈的外壁对应所述第一环形沟槽的位置设置有第二环形沟槽；以及如第一方面所述的密封组件，其中，所述密封体的主密封唇通过挤压头部在径向上弹性形变卡入所述第一环形沟槽内，并与所述第一环形沟槽过盈配合，所述密封体的次密封唇与所述内圈过盈配合，且相对所述内圈转动。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过密封组件在具有过油孔的一端设置钩状的挤压头部，在允许润滑油穿过过油孔的同时，通过挤压头部在径向的弹性形变，还可以增大密封组件与轴承外圈之间的安装夹持力，避免因密封组件脱离安装位置而导致的密封组件或轴承的失效问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种密封组件的剖面结构示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种密封组件的立体示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本公开的密封组件的整体形状为环形。如无特殊说明，在以下具体实施方式中所说明的“轴向”、“径向”和“周向”分别是指密封组件的轴向、径向和周向。另外，在以下具体实施方式中，轴向外侧是图1中的右侧，图2中的背侧，轴向内侧是图1中的左侧，图2中的前侧；径向外侧是各附图中的上侧，径向内侧是各附图中的下侧。

应用在电驱动领域的密封组件，在工作状态下，容易积累大量电荷，由于深沟球轴承内部的润滑油太薄，导致积累的电荷形成的电流无法释放，直到电荷聚集使得轴承的滚道产生过大的轴电压。最后，由于轴电压过大而产生火花放电，火花放电损伤轴承滚道，并在滚道上出现了油渍和搓板状的脊线损伤，这将极大地影响轴承和其他传动系统的质量和寿命。

另外，密封组件与滚动轴承的安装位置为橡胶结构，由于过油孔的设置，密封组件被过油孔分成若干段。密封组件与轴承之间的安装保持力太弱，润滑油流过并撞击密封组件时，密封组件很容易从安装位置脱落。

为解决上述技术问题，本公开提供一种密封组件100，密封组件100应用于任意两个同轴相对转动的零件之间。在本公开的实施例中，密封组件100应用在滚动轴承(又称滚珠轴承)，例如深沟球轴承中。附图及以下均以应用在深沟球轴承为例进行说明。

如图1和图2所示，密封组件100包括支撑体10、密封体20以及过油孔30。

支撑体10沿径向Y包括相对的第一端11(支撑体10的径向外侧)、第二端12(支撑体10的径向内侧)以及位于第一端11和第二端12之间的连接部13。支撑体10呈环形结构，且连接部13沿径向Y延伸且呈板状。支撑体10沿轴向X包括相对的第一侧(支撑体10的轴向内侧)和第二侧(支撑体10的轴向外侧)。

在一些实施例中，支撑体10由导电的硬质材料冲压制成；例如，支撑体10可以由金属材料经过冲压工艺直接成型，支撑体10可以起到支撑和导电的作用。

密封体20附着在支撑体10，密封体20包括主密封唇21和次密封唇22。主密封唇21包裹在支撑体10的第一端11，次密封唇22包裹支撑体10的第二端12。

密封体20由导电的弹性材料制成。例如，密封体20由导电橡胶制成。密封体20可以通过硫化工艺一体成型地附着到密封体20支撑体10。如此，密封体20与支撑体10接触好，导电性能好，且密封组件100的结构更加稳定，不易损坏，工艺简单且成本低。

密封体20的径向外侧与深沟球轴承的外圈40过盈配合，密封体20的径向内侧与深沟球轴承的内圈50过盈配合。在密封组件100安装于深沟球轴承的内圈50和外圈40之间时，密封体20的弹性性能使密封组件100不易折裂或折断。

此外，密封体20的导电性能，与支撑体10的金属导电性能一起，可使深沟球轴承的外圈40和内圈50之间电路导通，避免电荷积累。

过油孔30沿轴向贯穿支撑体10的第一端11和主密封唇21。即在密封组件100的径向外侧设置有过油孔30，其中，过油孔30不仅轴向贯通密封组件100，且在密封组件100的径向外侧设置有开口。

因此，过油孔30的设置将密封组件100的径向外侧分成若干段。致使密封组件100与外圈40之间的安装保持力太弱，润滑油流过并撞击密封组件100时，密封组件100很容易从安装位置脱落。

若为了增大安装保持力，增大密封组件100的径向尺寸，则在安装时，轴承外圈40与内圈50对密封组件100的挤压，易导致密封组件100的连接部13朝轴向弯曲变形，或连接部13在径向上呈波浪状结构，导致整个密封组件100失效。

为此，密封组件100在支撑体10的第一端11设置有呈钩状的挤压头部111，使挤压头部111可沿所述径向发生弹性形变，对应的，深沟球轴承的外圈40的内壁设置有第一环形沟槽41。

在密封组件100安装时，往往沿深沟球轴承的轴向外侧向轴向内侧的方向安装，在密封组件100的轴向外侧安装入第一环形沟槽41内时，通过挤压头部111在径向的弹性形变，避免轴承外圈40的挤压力导致的支撑体10的连接部13变形，待挤压头部111安装进入第一环形沟槽41后，挤压头部111回弹卡入第一环形沟槽41内，挤压头部111与第一环形沟槽41可以紧密贴合，加大了密封组件100与外圈40的夹持里，防止密封组件100的径向外侧脱离第一环形沟槽41，脱离外圈40失效。

如此，通过密封组件100在具有过油孔30的一端设置钩状的、可径向弹性形变的挤压头部111，使得密封组件100在允许润滑油穿过过油孔30的同时，可以增大密封组件100与轴承外圈40之间的安装夹持力，避免因密封组件100脱离安装位置而导致的密封组件100或轴承的失效问题。

在一些实施例中，挤压头部111形成具有钩状开口112的弧形空间113，钩状开口112朝向密封组件100的径向外侧，且弧形空间113通过钩状开口112与密封组件100的轴向外侧连通。

具体地，钩状的挤压头部111朝向密封组件100的轴向外侧弯曲，在本公开实施例中，挤压头部111先由连接部13向轴向内侧弯折延伸，而后向轴向外侧弯折，最后朝径向内侧回折形成钩状的挤压头部111。

在安装密封组件100时，轴承的外圈40对挤压头部111形成沿轴向外侧和径向内侧的挤压力，钩状开口112朝向密封组件100的轴向外侧的方向，可使挤压头部111在径向内侧的一段连续且无开口，可以承受更大的挤压强度，且钩状开口112在挤压力的作用下变形，缓解挤压应力。

需要说明的是，上述挤压头部111的形状只是示例性的，本领域技术人员可以根据设计需要，可以根据第一环形沟槽41的宽度更改挤压头部111的形状，在此不再赘述。

在一些实施例中，弧形空间113内填充有主密封唇21的部分结构。具体地，密封体20的主密封唇21包裹在支撑体10的第一端11，且填充弧形空间113，此外，密封体20还覆盖支撑体10的第二侧的全部，即支撑体10连接部13的轴向外侧的密封体20与支撑体10第一端11的密封体20为一体成型。

如此，一体成型的密封体20，可以增加密封体20的韧度和强度，且密封组件100安装时，填充弧形空间113的密封体20可以起到支撑支撑体10和缓冲的作用，在不影响支撑体10的第一端11径向弹性形变的过程中，还可以支撑支撑体10的第一端11，避免支撑体10的第一端11受挤压弯折过渡而折断或变形。

进一步地，由图2所示，由于密封组件100过油孔30的设置，沿密封组件100的周向W上，支撑体10在第一端11的周向尺寸沿径向外侧向径向内侧逐渐增大。

即，沿轴向方向观察密封组件100，密封组件100的由支撑体10的第一端11和密封体20的主密封唇21组成的径向外侧呈上窄下宽的结构，即连接部13的周向尺寸大于支撑体10第一端11的周向尺寸。

如此，密封组件100连接部13的强度大于密封组件100径向外侧的强度，可以承受更大的挤压力，避免密封组件100安装时，连接部13受挤压弯曲变形。

在一些实施例中，过油孔30的形状为半圆形、U形、矩形、三角形、倒梯形中一种或几种组合，即过油孔30可以是单一的形状，也可以是多种形状的组合，无论过油孔30的形状，过油孔30满足上宽下窄的形状，都属于本公开的保护范围内，在此不作具体限定。

在一些实施例中，过油孔30可以设置有一个或多个。在本公开的实施例中，过油孔30设置有多个，且多个过油孔30沿密封组件100的周向W等间隔排布(如图2所示)或非等间隔排布。

深沟球轴承的内圈50高速转动时，轴向内侧的润滑油在离心力作用下趋于轴向外侧和径向外侧的方向甩，过油孔30设置在密封组件100的径向外侧的一端，更便于接收离心力甩过来的润滑油。

此外，多个过油孔30还可以允许润滑穿过，不仅使深沟球轴承形成较厚的油膜，避免油膜过薄引起的电荷堆积，还可以润滑深沟球轴承以外的结构。

在一些实施例中，如图1所示，次密封唇22包括第一次密封唇221、第二次密封唇222和耐磨密封层223。

第一次密封唇221位于密封组件100的轴向内侧。第二次密封唇222位于密封组件100的轴向外侧，其中，第二次密封唇222与第一次密封唇221间隔设置，且第二次密封唇222沿密封组件100的径向内侧及轴向外侧倾斜设置，且与轴承的内圈50抵接。

耐磨密封层223呈环形状，附着在第二次密封唇222的轴向内侧或轴向外侧，且耐磨密封层223可以凸出于、凹陷于或平齐于第二次密封唇222的轴承内侧的侧面。

在本实施例中，由于第二次密封唇222的倾斜方向，使得第二次密封唇222的轴向内侧与轴承的内圈50抵接，因此耐磨密封层223附着在第二次密封唇222的轴向内侧，且耐磨密封层223与第二次密封唇222的轴向内侧的侧面平齐，不易磨损。

耐磨密封层223由聚四氟乙烯(Poly tetra fluoroethylene，简称PTFE)制成。PTFE材料制成的耐磨密封层223具有耐磨和润滑的作用，在密封组件100组装时，耐磨密封层223与内圈50抵接可以降低次密封唇22与内圈50之间的摩擦力，进一步使次密封唇22与内圈50相对转动，避免密封组件100失效。

此外，PTFE也具有高效的导电性能，能够及时地导出积累在轴承上的电荷，避免产生过大的轴电压而导致的润滑油燃烧或产生轴承滚道的搓板状损坏，保护轴承，延长使用寿命。

进一步地，在一些实施例中，第一次密封唇221包括沿轴向内侧延伸的轴向部2211和沿径向内侧延伸的径向部2212；其中，沿径向内侧，径向部2212的延伸长度小于第二次密封唇222的延伸长度。

具体地，如图1所示，第二次密封唇222与轴承的内圈50摩擦抵接，而第一次密封唇221与轴承的内圈50非抵接。第一次密封唇221可以降低离心力甩过来的润滑油的速度，从而避免高速的润滑油撞击第二次密封唇222，使第二次密封唇222失效，导致密封组件100脱离安装位置而失效。

再如图1所示，外圈40的内壁设置有第一环形沟槽41，内圈50的外壁设置有第二环形沟槽51，第一环形沟槽41和第二环形沟槽51沿径向相对设置，第一环形沟槽41用于容纳密封的径向外侧，而第二环形沟槽51不仅可以储存润滑油，还可以与第一次密封唇221的作用一样，用于减缓甩向第二次密封唇222的润滑油的速度。

进一步地，轴向部2211的径向内侧与径向部2212的轴向内侧均为平面，且垂直，由于支撑体10的第二端12朝径向内侧和轴向内侧倾斜设置，因此，轴向部2211的径向外侧沿支撑体10的第二端12也呈倾斜状。

支撑体10的第二端12的倾斜结构，也可以降低甩向的第二次密封唇222的润滑油的速度，且支撑体10由硬质材料制成，可以起到很好的支撑作用。

进一步地，径向部2212的轴向外侧也呈倾斜状态，一方面可以增大第一次密封唇221的径向部2212与第二次密封唇222的间距，另一方面使径向部2212形成上款下窄的结构，增加径向部2212上部的强度，避免在高速润滑油的冲击作用下而折断，延长寿命。

基于相同的发明构思，本公开还提供一种滚动轴承，包括：外圈40、内圈50、滚珠以及密封组件100，密封组件100过盈配合地设置在内圈50和外圈40之间，用于密封、过油和导电。

密封体20的主密封唇21通过挤压头部111在径向上弹性形变卡入第一环形槽内，并与第一环形沟槽41过盈配合，密封体20的次密封唇22与内圈50过盈配合，且相对内圈50转动。

另外，可以沿轴向在滚珠的两侧均设置一个密封组件100。关于上述实施例中的滚动轴承中实现的功能的具体方式已经在有关该密封组件100的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

可以理解的是，本公开中“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

进一步可以理解的是，术语“第一”、“第二”等用于描述各种结构，但这些结构不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的结构彼此区分开，并不表示特定的顺序或者重要程度。实际上，“第一”、“第二”等表述完全可以互换使用。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一结构也可以被称为第二结构，类似地，第二结构也可以被称为第一结构。

进一步可以理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。

进一步可以理解的是，除非有特殊说明，“连接”包括两者之间不存在其他构件的直接连接，也包括两者之间存在其他元件的间接连接。

进一步可以理解的是，本公开实施例中尽管在附图中以特定的顺序描述操作，但是不应将其理解为要求按照所示的特定顺序或是串行顺序来执行这些操作，或是要求执行全部所示的操作以得到期望的结果。在特定环境中，多任务和并行处理可能是有利的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利范围指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利范围来限制。

Claims (10)

1.一种密封组件，其特征在于，包括：

支撑体(10)，包括沿径向(Y)相对的第一端(11)和第二端(12)；

密封体(20)，附着在所述支撑体(10)，所述密封体(20)包括：

主密封唇(21)，包裹所述支撑体(10)的所述第一端(11)，

次密封唇(22)，包裹所述支撑体(10)的所述第二端(12)；

过油孔(30)，沿轴向(X)贯穿所述支撑体(10)的所述第一端(11)和所述主密封唇(21)；

其中，所述支撑体(10)的所述第一端(11)设置有呈钩状的挤压头部(111)，使所述挤压头部(111)可沿所述径向(Y)发生弹性形变。

2.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，

所述挤压头部(111)形成具有钩状开口(112)的弧形空间(113)，所述钩状开口(112)朝向所述密封组件(100)的径向内侧，且所述弧形空间(113)通过所述钩状开口(112)与所述密封组件(100)的轴向外侧连通。

3.根据权利要求2所述的密封组件，其特征在于，

所述弧形空间(113)内填充有所述主密封唇(21)的部分结构。

4.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，

沿所述密封组件(100)的周向(W)上，所述支撑体(10)在所述第一端(11)的周向尺寸沿径向外侧向径向内侧逐渐增大。

5.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，

所述过油孔(30)设置有多个，且多个所述过油孔(211)沿所述密封组件(100)的周向(W)等间隔排布或非等间隔排布。

6.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，

所述过油孔(30)的形状为半圆形、U形、三角形、倒梯形中一种或几种组合。

7.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述次密封唇(22)包括：

第一次密封唇(221)，位于所述密封组件(100)的轴向内侧；

第二次密封唇(222)，位于所述密封组件(100)的轴向外侧，与所述第一次密封唇(221)间隔且沿所述密封组件(100)的径向内侧及轴向外侧倾斜设置；以及

耐磨密封层(223)，呈环形状，附着在所述第二次密封唇(222)的轴向内侧或轴向外侧。

8.根据权利要求7所述的密封组件，其特征在于，

所述第一次密封唇(221)包括沿所述轴向内侧延伸的轴向部(2211)和沿所述径向内侧延伸的径向部(2212)；

其中，沿所述径向内侧，所述径向部(2212)的延伸长度小于所述第二次密封唇(222)的延伸长度。

9.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，

所述支撑体(10)由导电的硬质材料冲压制成；

所述密封体(20)由导电的弹性材料制成。

10.一种滚动轴承，其特征在于，包括：

外圈(40)，所述外圈(40)的内壁设置有第一环形沟槽(41)；

内圈(50)，所述内圈(50)相对所述外圈(40)转动，且所述内圈(50)的外壁对应所述第一环形沟槽(41)的位置设置有第二环形沟槽(51)；以及

如权利要求1至9中任一项所述的密封组件(100)，

其中，所述密封体(20)的主密封唇(21)通过挤压头部(111)在径向上弹性形变卡入所述第一环形沟槽(41)内，并与所述第一环形沟槽(41)过盈配合，所述密封体(20)的次密封唇(22)与所述内圈(50)过盈配合，且相对所述内圈(50)转动。

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