CN1487213A - 轴承箱及其内的密封组件 - Google Patents

Abstract

一种具有用于防止油渗漏的迷宫式密封的油环润滑的分离轴承箱(21)，包括上、下半轴承箱(22、23)，该半箱(22、23)具有配对的用于支承轴(1)的轴承(2)的座表面，还包括一个位于下半箱(23)的储油池空间(28)，以及一个部分浸入到储油池空间(28)中并旋转将油从空间(28)输送到轴承(2)的油获取环(29)，还包括一个围绕轴(1)固定配合的内部迷宫式密封套筒(24)，并具有一个背离轴承(2)的圆周轴向槽(27)，还包括一个外部迷宫式密封部分(30)，其一部分(31)轴向地凸出到所述轴向槽(27)中，从而形成一个迷宫式密封，其中，两个半轴承箱(22、23)都具有围绕套筒(24)紧密配合的山形墙开口，外部迷宫式密封部分(30)是一个单独的环，它有一个进入轴向槽(27)的轴向凸出部分(31)，还有另一个维持在上半轴承箱(22)中的径向的圆周凹槽(33)中的部分(34)。

Description

轴承箱及其内的密封组件

本发明涉及一种轴承箱及其内部的密封组件，并特别涉及一种具有油环润滑的分离的轴承箱以及用于防止油从轴承箱渗漏出来的迷宫式密封。

附图1和2阐述了这种轴承箱的现有技术的实施方式；

图1显示了现有技术轴承箱的横截面，该轴承箱带有油环润滑轴承；

图2示意性地显示了根据图1的现有技术轴承箱的透视侧视图。

图1表示由SKF Mekan AB制造的一种现有技术轴承箱的横截面，该轴承箱被称为SOFN轴承箱，适于油环润滑。图的上半部显示了箱有一个延伸穿过箱的轴，而图的下半部显示了箱具有一个只从轴承箱左手侧凸出的轴。

SOFN轴承箱将轴1支承在滚动轴承2中，在所示的实施方式中，该滚动轴承2是球面滚柱轴承。轴承箱沿着一条基本水平的线分开，这样箱有一个下半部3和一个上半部4，上、下半部由螺栓互连，这些螺栓没有进一步显示。在箱的下半部有一个用来作为储油池的空间5，其中空间5和油输送环6布置成部分地浸入。该油输送环6将从储油空间5中获取油，当轴旋转时将油撒到该空间上方，从而将油送到待润滑的轴承表面。在图1中所示的现有技术轴承箱的下半部3有一个中部向上凸起的半圆形法兰7，它形成轴承外环座的下半部。上半轴承4的内部包络面形成轴承座的另外一半。由此，两个半轴承座形成一个大直径的并基本上是圆柱形的开口，此开口贯穿轴承箱。由于储油池空间5的定位，该现有技术轴承箱并不关于轴1的轴线对称。在所示的实施方式中，轴承2有一个锥形的孔，该轴承2安装到锥形套筒8上的轴上。

在轴承的一侧设置有一个锁紧螺母9，它用来固定轴承防止轴向移动。万一轴在此侧没有凸出箱外，如图的下部所示，一个圆盘形末端盖10通过螺栓(未显示)固定到上、下轴承箱3、4。由于末端盖还覆盖和形成储油池空间5的侧壁，它当然是至关重要的，盖在10a处得到安全的密封，以防止来自储油池的渗漏。

在轴承2侧面，也就是轴1从轴承箱延伸出的地方，即，在图的上半部轴承两侧都围绕轴1安装了一个套筒11，每个套筒都通过一组螺钉12固定地安装并紧固。套筒11在其侧面转向带有径向延伸法兰13的轴承，该法兰在离套筒表面一定距离处有一个轴向向外延伸的边缘14，借此形成了一个开口侧远离轴承朝向外部的圆周轴向槽15。轴1延伸穿过的箱侧面配备了一个端部罩16，它有一个围绕套筒11封闭固定的内部包络面和一个轴向延伸的肩17，当端部罩16轴向安装时，该肩的定位及尺寸适于槽15。在端部罩的内部包络面和套筒11的外部包络面之间的不可避免的小槽以及在槽15的壁和肩17之间的小空间一起形成迷宫式密封，当油因为油环6的作用而在箱中四处飞溅时，该迷宫式密封将防止容纳在轴承箱内的油沿着轴渗漏出来。为了避免在迷宫式密封之外的渗漏不会到达轴承箱外部，套筒11的外部包络面提供有许多圆周凹口18，这些凹口位于在端部罩的轴向外侧和向外延伸的边缘14之间，并且这些凹口18位于一个沟槽19处，该沟槽将出现在此的油全部返回到储油池空间5。

显然地，这种具有端部罩16及与其一体的形成迷宫式密封的一部分的部分的结构意味着轴承箱的安装操作，特别是在图1中圆圈包围区域的安装操作必须非常小心地进行。

图2显示了根据图1的现有技术轴承箱的外部，从中可以看出，轴承箱有许多元件，特别是许多用来连接末端盖10和/或端部罩16的螺栓20，在所示的实施方式中，每一个盖或罩示出有9个螺栓。大量的元件和在以后的维护操作中安装和拆卸所需要的大量的工作，意味着现有技术的箱将非常昂贵，安装和拆卸也需要非常长的时间。

本发明的目的是提供一种分离的轴承箱，它适合于油环润滑，并带有防止油渗漏的迷宫式密封，但是和上述现有技术的轴承箱比较而言，它的元件数量较少，需要的安装步骤也很少，从而使得新轴承箱比较便宜，而且很重要的是组装更加简单，由于轴承箱具有附属权利要求1中确定的特征从而获得这些优点。

在下文中发明通过附图3-5中显示的非限制性的实施方式得到进一步的描述。

图3是与图1相对应的一个视图，它在沿着图4中的直线III-III的截面中显示了根据本发明的轴承箱的一种实施方式，它还包括一个密封组件。

图4是显示根据发明的轴承箱的一个侧视图，其中在沿着图5中的直线IV-IV的横截面中显示了箱的右手半部分。

图5从上方显示了根据本发明的轴承箱，其中，轴承箱的一半显示在横截面中。

图3是一幅横截面图，它与图1的现有技术轴承箱实施方式对应，图中示出一个轴承箱21，其中，轴1被支承在球面滚柱轴承2中。与现有技术的轴承箱相似，轴承箱21有一个上半部22和一个下半部23，它们一起为外部轴承环形成一个内部圆柱座。在这种情况下，另外还有一个围绕轴1固定的内部套筒24，该套筒有一个径向延伸的圆周法兰25，该法兰在离套筒表面一定距离处有一个轴向向外延伸的边缘26，由此形成了一个开口侧远离轴承朝向外部的圆周轴向槽27，从而形成一个内部迷宫式密封环，它在阐述的实施方式中与套筒24一体制成。在轴承箱的下半部23中布置了一个用来作为储油池的空间28，在该空间中浸入了一个油获取环29，该环布置成当轴在轴承中旋转时旋转，从而连续地从池28中提升油并将油喷到轴承2上。

为了防止油通过轴1穿过的侧开口从箱中渗漏出来，这里设置了一个单独的外部迷宫式密封环30，它的横截面大体上为L形，并且在安装位置处具有轴向延伸的柄部31，该柄部突出到第一迷宫环中的圆周轴向槽27中，从而形成一个迷宫式密封。这样，在套筒与轴一起旋转时外部迷宫环30布置成与套筒24的旋转的外部包络面一起形成一个非常薄的槽。

轴承箱的上、下半部22、23与图1和2所示的那些根据现有技术的实施方式的区别在于，它们有一些布置成紧紧围绕套筒24的侧面山形墙，因而在山形墙开口和套筒表面之间仅留下非常小的槽。在上半轴承箱22的内表面上，每一个山形墙开口附近都提供了一个第一圆周凹槽32和第二圆周凹槽33。这些凹槽32中靠外部的一个在轴承箱用来支承一个轴端的情况下用来拧紧一个端部罩。在与第一外部凹槽32间隔开的第二凹槽33中，定位有L形的第二迷宫环30的轴向延伸的柄34。一个弹性的O形环密封35位于分离的第二迷宫环的柄34周围，当柄34安装在凹槽35中时，它用来密封地挤压第二凹槽33的底部。套筒24带有一个凹槽部分36，当组件已经安装时，该凹槽部分在上半轴承箱22中位于两个凹槽32、33之间。凹槽32、33沿着下半轴承箱23的一部分壁延伸，从而在第一外部凹槽32中给定了一个端部罩，并为第二迷宫环30的径向柄34给定了更好的引导。套筒24的凹槽部分36将任何可能穿过迷宫式密封的油导流到储油池28中。

在图3所示轴承箱的上部，轴承被设置成一个非定位轴承，而下部显示了一种轴承为定位轴承的布置，这是通过将间隔环37定位在轴承2的每一侧和轴承箱中的相邻肩之间来实现的。

图4显示了根据图3的轴承箱，其中剖面线III-III与根据图3的视图相对应。轴承箱的左手侧显示在平面侧视图中，而右手侧显示在图5沿直线IV-IV的剖面中。视图分别显示了轴承箱21及其上下半部分22和23，其中轴承2支承轴1。可以看出，在左手侧提供了一个油位计38，从中可以读出内部储油池28的当前油位(参看图3)。从该视图中还可以看出，需要用来连接箱的各部分的螺栓仅仅是在39处显示的那些螺栓，也就是只有4个螺栓。在根据图1和2的轴承箱的现有技术实施方式中，从图2可以看出，早期的SOFN轴承箱也需要那4个螺栓来连接两个半轴承箱3和4，而根据本发明的新的解决方案有与半轴承箱的其它部分一体形成的侧面山形墙，从而不另外需要在SOFN轴承箱中用来连接侧面罩的2×9个螺栓。可以看出，轴承箱的下部23进一步提供有四个拉长的孔40，用来拧紧四个将轴承箱连接到支承表面的螺栓。从图2中可以看出，这样的箱的早期设计中也设置有相当的孔。

这意味着新轴承箱集成了很少数量的元件，从而降低了制造成本和安装轴承箱所需要的时间，而事实是合成的轴承箱和早期已知的轴承箱，如SOFN箱，一样相对外部得到良好的密封。

根据本发明安装轴承箱的方法如下：

将下半轴承23定位到支承表面上。连接螺栓穿过孔40，但并没有紧固。安装油位计38，最好安装在轴承箱上与油获取环29相反的一侧(参看图5)，油位计上标注了最大和最小油位。

形成内部迷宫环的套筒24轴向安装到轴1上，油获取环29轴向安装到套筒24上。

随即通过直接在一个阶梯轴上或通过一个连接套管(未显示)将轴承2安装到轴1上。

随后将外部迷宫环30轴向安装到内部迷宫环或套筒24上，将O形环35定位到外部迷宫环30的柄34的外端。如果轴承箱支承的轴承带有一个从两个山形墙开口都凸出的轴，那么在轴承的相反侧重复同样的步骤，否则的话，在槽32中插入一个端部罩(未显示)。

在这些步骤之后，当确定密封组件的不同部分都位于正确的位置时，套筒或内部迷宫环24通过紧固(未显示)固定螺丝(对照图1显示的现有技术实施方式中的固定螺丝12)抵靠着轴1。

随后，将带有安装到位的轴承2和密封件的轴1(基本上径向地)放置到下半轴承箱23中，这样，轴承2及其外部轴承座圈环靠在下半轴承座上。

随后，将下半轴承箱23仔细地对准，将在孔40中的连接螺栓稍微拧紧。

接着将油注入到轴承箱中标识的最大油位。

随后，在两个半轴承23、22的表面覆盖一层防油密封层，上半部22(径向地)放置在下半部23的上方，而外部迷宫环30的径向凸出柄34将进入上半箱22中的槽33，从而使O形密封环35弹性地变形。螺栓39插入到与它们相对应的孔中，并紧固到推荐的力矩，以便将上、下半轴承箱连接起来。

随后，用来将轴承箱连接到支承表面的螺栓被完全地紧固。

两个半轴承箱最好借助于前面已知的导销(未显示)相互地安装到一起，以方便两个半轴承箱相互之间的正确定位。

这样，安装根据本发明的轴承箱所需要的时间显然比安装现有技术设计所需要的时间要短得多，因为上面描述的安装步骤加上紧固18个额外的端部罩螺栓需要的时间与旧设计的一样多。安装根据新的解决方案的迷宫式密封很筒单，因为该迷宫式密封有一个分离的L形环元件30，它可通过径向推到套筒24上而方便地安装，当该环元件位于下半箱23时，接着通过附加到在上半轴承22中的凹槽33而维持在一个安全的模式。密封效果与旧的现有技术解决方案相比较很好。

本发明并不受到图3-5所示的实施方式的限制，在附属权利要求的范围内，可对元件和布置结构作出各种变型和改进。

Claims (6)

1.一种具有油环润滑和迷宫式密封的轴承箱(21)，该迷宫式密封用来防止油从轴承箱中渗漏出来，该轴承箱沿着一个基本水平的平面分离成一个上半轴承箱(22)和一个下半轴承箱(23)，该半箱(22、23)具有配对的座表面，用于承载支承轴(1)的滚动轴承(2)，该轴承箱还一体地结合有一个位于所述下半箱(23)中的储油池空间(28)，以及一个设置成以一种方式跨骑轴(1)而部分地浸入到储油池空间(28)中的油获取环(29)，该油获取环(29)在旋转轴(1)的作用下旋转，从而能够将油从空间(28)输送给轴承(2)，还包括一个以套筒(24)形式形成的第一内部迷宫式密封环，该环围绕轴(1)配合，从而其随该轴(1)的旋转而旋转并与轴承(2)径向隔开，，所述套筒(24)形成一个其开口侧背离轴承(2)的圆周轴向槽(27)，还包括一个第二外部迷宫式密封部分(30)，其一部分(31)轴向凸出到所述轴向槽(27)中，从而与该槽(27)一起形成一个迷宫式密封，其特征在于：

所述上半轴承箱(22)和下半轴承箱(23)都具有围绕第一迷宫式密封环的套筒(24)紧密配合的山形墙开口，第二外部迷宫式密封部分(30)是一个单独的环元件，它具有一个进入所述轴向槽(27)的轴向凸出部分(31)，以及另一个被维持在基本上为径向的圆周凹槽(33)中的部分(34)，该圆周凹槽形成在所述上半轴承箱(22)的内表面中。

2.如权利要求1所述的轴承箱(21)，其特征在于：

所述径向的圆周凹槽(33)还形成在所述下半轴承箱(23)的至少一部分内部表面中。

3.如权利要求1或2所述的轴承箱(21)，其特征在于：

所述第二外部迷宫环(30)是一个单独的环，它具有基本上为L形的横截面，并带有一个轴向柄(31)，该柄凸出到第一迷宫式密封部分的套筒(24)的轴向槽(27)中，以及一个基本上为径向的柄(34)，该柄凸出到所述半箱中的凹槽(33)中并被维持在此，而所述轴向柄(31)位于离所述套筒(24)的外部包络面一个较短的距离处，以便与该套筒(24)形成一个槽。

4.如权利要求3所述的轴承箱(21)，其特征在于：

弹性元件(35)位于所述第二迷宫部分(30)的径向柄(34)的外边缘和箱槽(33)的底部之间。

5.如权利要求4所述的轴承箱(21)，其特征在于：

所述弹性元件(35)是一弹性的O形环密封。

6.如前述任一项权利要求所述的轴承箱(21)，其特征在于，

在轴向槽(27)的位置的轴向外侧处的第一迷宫式密封部分的套筒(24)的外部包络面上设置有与所述储油池空间(28)相通的表面构造(36)，用于将穿过迷宫式密封渗漏出来的任何油排回到储油池空间中。

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