CN1880785B - 用于农业应用的轴承密封组件 - Google Patents

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Abstract

一种防杂质的轴承组件，包括带有延伸的护罩的多唇形密封件，所述护罩由外环支撑并且凸出与带台阶的内环肩部临近。由内环支撑的钢质挡环临近所述护罩向外侧偏移，并且包括径向外侧边缘，该外侧边缘终止于临近密封件护罩与外环的连接处的地方。所述挡环包括从径向方向上向内弯折并且支撑唇形密封件的外侧部分，所述的唇形密封件在两环之间的一中间位置处接触密封件护罩的带角度的部分。加工在内环上的主台阶防止挡环被推入密封件中。

Description

用于农业应用的轴承密封组件
技术领域
本发明主要涉及轴承组件，并特别涉及阻止杂质的轴承组件，所述轴承组件具有唇形密封件、挡环和护罩结构，特别适用于恶劣的环境条件，例如农业开垦应用。
背景技术
用于极端条件下的轴承组件经常会遇到尘土和泥浆，它们时常堆积和堵塞密封结构，并且将杂质推入轴承腔内。不需要保养的轴承不能容易地被润滑，因此外界物质通常不能被冲掉。在使用动力清洗机清洁轴承周边区域的应用中，杂质经常在冲洗过程中被迫进入轴承腔中。一旦轴承中进入杂质，轴承将最终卡住并且不能转动或由于磨损变得松动。
杂质问题在农业开垦用具轴承中尤为突出，例如在潮湿和泥泞的土壤条件下操作的圆盘轴承。朝着密封件堆积和推动的泥浆危害轴承密封件的杂质保护功能。极端的温度条件和围绕轴承的材料冻结进一步暴露了杂质问题。这种轴承一年中要进行数次高压清洗，这进一步恶化了杂质问题。尽管轴承组件，例如出让给Deere&Company公司的美国专利No.4,249,782中的轴承组件在大多数情况下表现得不错，然而由恶劣的环境运行条件导致的故障现象依然存在。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种改进的轴承组件，该组件克服了前述的大部分或全部问题。另一个目的是提供一种系统，该系统消除了在恶劣环境条件下或在高压清洗过程运行时杂质进入轴承的大部分或全部问题。
本发明的另外一个目的是提供一种改进的轴承组件，该组件具有可靠的密封系统以在极端的环境条件下阻止杂质。还有一个目的是提供这样一种组件，该组件特别适用于经常存在冻结、材料堆积在组件周围或在组件上材料承受高压冲击的情况下。再一个目的是提供这样一种轴承组件，该组件与大多数以前的可用的轴承相比，当用于圆盘耙组或其它农业机械中时，具有显著延长的运行寿命。
在本发明的一个实施方式中，轴承组件包括带有延伸的护罩的多唇形密封件，所述护罩由外环支撑并且凸出与带台阶的内环肩部临近。由内环支撑的钢质挡环临近所述护罩向外侧偏移，并且包括径向外侧边缘，该外侧边缘终止于临近密封件护罩与外环的连接处的地方。所述挡环包括从径向方向上向内弯折并且支撑唇形密封件的外侧部分，所述的唇形密封件在两环之间在中间位置处接触密封件护罩的带角度的部分。加工在内环上的主台阶防止挡环被推入密封件中。在一个实施方式中，内环上的第二台阶容纳密封件护罩的最内侧边缘，并且在挡环和密封件护罩之间形成迷宫部分，即使是在最恶劣的条件下，也有效地将轴承相对于杂质密封。
本发明的这些和其它目的、特征和优点将从附图和下面的详细描述中显现。
附图说明
图1是带有密封结构的轴承组件的局部剖开的平面图。
图2是图1的轴承组件的密封结构的放大剖面图。
图3是与图1相似的视图，但是显示了密封结构的一种可替换的实施方式。
具体实施方式
参考图1，其中显示了轴承组件10，该组件10适于承接围绕轴线14转动的轴12。所示的轴12是支撑在土壤中转动的圆盘耙片(未示出)的圆盘耙组轴。
轴承组件10包括以不可转动的方式支撑在圆盘标准件22或其它合适的安装件内的外环20。内环26由硬化的钢质小球或滚子28以可转动的方式安装。轴12被紧固在内环26上以围绕轴线14转动。尽管所显示的轴承组件是球轴承，然而下面描述的密封结构也可以与其它类型的轴承包括滚子轴承配合使用。
密封结构30和32位于轴承组件10的轴向最外端以防止杂质进入组件10并且抵抗外力，例如粘在轴上的冻结材料或灰尘，不然这会危害密封结构30和32的阻挡特性。密封结构32与结构30基本相同，因此，下面仅详细描述结构30。
如图1和图2中所示，密封结构30包括多唇形密封件40。该密封件40包括带有外边侧边44的钢质护罩42，所述外侧边44弯曲进入外环20的台阶部分48内的内圆周槽46中。护罩42从弯曲边44开始径向向内延伸到轴向向外的带角度的或倾斜的部分50。护罩42抵靠台阶部分48的面向外侧的壁52，以防止密封件40从所示位置轴向向内移动。护罩42的径向内端部分56从带角度的部分50朝向内环26的台阶部分60延伸。三唇形密封件62紧固在带角度的部分50的朝向内侧的表面上。密封唇66从密封件62的基体处径向向内延伸，并且朝着护罩42的端部56向外弯曲。
如图1和图2中所示，台阶部分60包括具有朝向外侧的壁68的单个台阶，其限定了在内环26最外端处的直径减小的外侧圆周70。护罩42的端部56的外侧面凸出靠近壁68，并且护罩42终止于临近内环外侧圆周72处，所述外侧圆周72位于内环26的最外端的径向向内处。
金属挡环80被紧固与外侧临近护罩42的内环26一起转动。挡环80在密封件40的外侧在外环20和内环26之间形成压力和杂质的阻隔屏障。向内作用的力，例如粘在轴12上的冻结材料或泥浆和来自向密封件40内侧推动的液体或废物的高压冲击被挡环80阻止。
挡环80包括L形基体82，其与在内环26内加工的台阶的壁68抵靠。所述台阶防止挡环80被推入护罩42内。径向挡环壁部分86从基体82开始基本平行于端部56向外延伸。向内的带角度的挡环部分90径向向外延伸，并且终止于临近外环20的台阶部分48的内侧圆周处。
介于挡环80和护罩42之间的挡环唇形密封件94被紧固到挡环80的带角度部分90的内表面上，并且该密封件包括压靠在密封件护罩的带角度部分50的中间区域上的唇部96。密封件94防止穿过部分90的边缘和外环20的轴向最外侧部分之间的区域100的杂质向内穿过挡环壁部分86和护罩端部56之间。区域100基本为连续的，并且帮助材料从挡环80径向排出。挡环的带角度部分90包括具有边缘92的轴向最外侧的带角度的表面，其在区域100处基本与外环20的轴向最外侧的表面对齐。挡环和密封件护罩部分的角度以及密封唇被设计为阻止杂质和使杂质脱落，并且引导杂质远离主密封件40。
图3显示与图1和2中所示类似的密封结构，但是包括延伸的护罩端部56’，该端部56’临近台阶部分60’凸出，所述台阶部分60’带有在内环26’内加工的第二台阶108，并且该端部56’为主密封件40增加了额外的保护。挡环86安置抵靠在主台阶68’上。通过使金属护罩42延伸到内环26’的外径下方，在台阶108处提供小间隙的迷宫式配合，这种配合与主台阶68’一起形成密封件62和挡环壁部分86之间的迷宫的部分。
为了为挡环80提供额外的支撑，边缘92可径向延伸超过外环20的内侧圆周。例如，如图3中的虚线92’所示，在内环20的端部内加工额外的台阶112，以在挡环边缘处提供迷宫，以便进一步阻止杂质进入。当过大的轴向力施加到挡环80上时，台阶112的朝向外侧的表面(或者环20的外表面，如果未提供额外的台阶)防止挡环80被推入护罩42中。
已经描述了优选实施方式，显然可以做出不同的修改而不脱离如所附权利要求所定义的本发明的范围。例如，尽管密封件护罩显示为与外环相连，并且挡环显示为与内环相连，然而，应当理解部件的连接可以互换。

Claims (19)

1.一种防杂质的轴承组件，包括：
轴向延伸的外环；
轴向延伸的内环，其以可转动的方式支撑在外环中以围绕一轴线转动；
多唇形密封件，其被支撑在临近外环一端，并且提供内环和外环之间的主密封屏障，该密封件包括在外环的内圆周和内环的外圆周之间延伸的密封件护罩，所述密封件护罩具有相对于内环和外环轴向固定的径向延伸部分和倾斜延伸的中间部分，所述中间部分支撑密封唇并使其在密封件护罩的轴向向内方向上压靠内环；
挡环，其连接在内环上以与内环共同转动，该挡环在外侧与密封件护罩相邻；以及
唇形密封件，其位于密封件护罩和挡环之间，并在挡环和所述倾斜延伸部分之间提供辅助密封，
其中，内环包括台阶部分，该密封件护罩被连接到外环且包括凸起紧密靠近台阶部分的端部，其中，挡环被连接到内环并邻接台阶部分；并且其中，所述密封件护罩端部径向向内环的外圆周内凸出，以在挡环和多唇形密封件之间提供曲折的通路，
其中，所述挡环包括与所述外环的轴向最外侧面对齐的径向外侧边。
2.如权利要求1所述的轴承组件，其中，所述唇形密封件位于所述多唇形密封件的径向外侧并且与所述多唇形密封件轴向对齐。
3.如权利要求1所述的轴承组件，其中，所述内环包括台阶部分，并且所述密封件护罩连接到外环上并包括一端部，该端部凸出与所述台阶部分临近，并且其中，所述挡环连接到内环。
4.如权利要求1所述的轴承组件，其中，所述挡环包括L形基体，其邻接所述台阶部分。
5.如权利要求1所述的轴承组件，其中，所述台阶部分包括外侧的主台阶和内侧的第二台阶，并且其中，所述挡环紧固在主台阶上并且所述密封件护罩端部与所述第二台阶一起形成小间隙迷宫配合。
6.如权利要求1所述的轴承组件，其中，所述挡环包括中间倾斜延伸挡环部分，该部分支撑所述唇形密封件与密封件护罩的所述倾斜延伸中间部分接触。
7.一种防杂质的轴承组件，包括：
轴向延伸的外环；
轴向延伸的内环；
多唇形密封件，其被支撑在临近外环一端，并且提供内环和外环之间的主密封屏障，该密封件包括在外环的内圆周和内环的外圆周之间延伸的密封件护罩，所述密封件护罩具有相对于内环和外环轴向固定的径向延伸部分和中间部分，所述中间部分支撑密封唇并使其在密封件护罩的轴向向内方向上压靠内环；
挡环，其位于密封件护罩外侧并与之相邻，所述内环和外环的其中一个包括台阶部分，所述台阶部分具有轴向向外的台阶壁，该壁与挡环邻接并防止轴向向内的导引力使挡环朝着密封件护罩移动；中间密封件，其位于密封件护罩和挡环之间并且提供挡环和密封件护罩之间的密封，
其中，所述挡环包括与所述外环的轴向最外侧面对齐的径向外侧边。
8.一种防杂质的轴承组件，包括：
轴向延伸的外环；
轴向延伸的内环；
多唇形密封件，其被支撑在临近外环一端，并且提供内环和外环之间的主密封屏障，该密封件包括在外环的内圆周和内环的外圆周之间延伸的密封件护罩，所述密封件护罩具有相对于内环和外环轴向固定的径向延伸部分和中间部分，所述中间部分支撑密封唇并使其在密封件护罩的轴向向内方向上压靠内环；
挡环，其位于密封件护罩外侧并与之相邻，所述内环和外环的其中一个包括台阶部分，所述台阶部分具有轴向向外的台阶壁，该壁与挡环邻接并防止轴向向内的导引力使挡环朝着密封件护罩移动；中间密封件，其位于密封件护罩和挡环之间并且提供挡环和密封件护罩之间的密封，
其中，所述台阶部分包括第一和带有第二壁的第二台阶，第二壁在所述台阶壁的轴向向内方向上与密封件护罩的径向延伸部分重叠，
其中，所述挡环包括与所述外环的轴向最外侧面对齐的径向外侧边。
9.如权利要求7所述的轴承组件，其中，所述密封件护罩固定在所述外环上，并且所述台阶部分位于所述内环的轴向最外端并支撑所述挡环与内环同步转动。
10.如权利要求8所述的轴承组件，其中，所述密封件护罩固定在所述外环上，并且所述台阶部分位于所述内环中并支撑所述挡环与内环同步转动。
11.如权利要求7所述的轴承组件，其中，挡环和密封件护罩包括轴向向内弯折的带角度部分并且彼此相对转动，并且其中，所述中间密封件紧固到挡环的所述带角度部分上并包括与密封件护罩的所述带角度部分接触的单个密封唇。
12.如权利要求11所述的轴承组件，其中，所述多唇形密封件包括基本等长的柔性密封唇，所述密封唇的端部贴着内环轴向向外弯折。
13.如权利要求11所述的轴承组件，其中，所述单个密封唇轴向向内延伸，并且径向向外延伸到达一个与所述密封件护罩的带角度部分相接触的位置。
14.如权利要求7所述的轴承组件，其中，所述内环包括台阶部分。
15.如权利要求14所述的轴承组件，其中，所述挡环包括径向外侧边，该外侧边凸出进入与所述外环的轴向最外侧面临近的一第二台阶部分，并且提供对轴向向内的力的阻挡，以及防止所述挡环朝所述密封件护罩移动。
16.一种防杂质的轴承组件，包括：
轴向延伸的外环；
轴向延伸的内环；
多唇形密封件，其由外环支撑，并且提供内环和外环之间的密封屏障，该密封件包括紧固在外环内圆周的台阶部分内的密封件护罩，所述密封件护罩具有相对于外环轴向固定的径向延伸部分和相对于径向方向弯折的中间部分，所述密封件护罩支撑唇形密封结构在密封件护罩的轴向向内方向上压靠内环；
挡环，其位于密封件护罩外侧并与之相邻，并且抵靠着所述内环中的台阶部分被紧固；以及
第二密封件，其位于密封件护罩和挡环之间并且提供挡环和密封件护罩之间的密封，以及
其中，所述第二密封件包括单个密封唇，该单个密封唇轴向向内延伸，并且从所述挡环开始径向向外到达与所述密封件护罩的带角度的中间部分相接触的位置；
其中，所述挡环包括轴向向内弯折临近所述密封件护罩的中间部分的圆周部分，该圆周部分具有与所述外环的轴向最外侧部分基本对齐的最外侧边，其中所述第二密封件连接到所述挡环的圆周部分上，
其中，所述挡环包括与所述外环的轴向最外侧面对齐的径向外侧边。
17.如权利要求16所述的轴承组件，其中，所述第二密封件紧固到挡环的圆周部分上并包括与密封件护罩的所述中间部分接触的密封唇。
18.如权利要求16所述的轴承组件，其中，所述多唇形密封件包括柔性密封唇，所述密封唇的端部贴着内环轴向向外弯折。
19.如权利要求16所述的轴承组件，其中，所述最外侧边径向凸出临近所述外环的轴向最外侧部分，所述外环提供对作用在所述挡环上的向内的轴向力的阻挡。
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