CN203335645U - 油封、设有该油封的车辆后桥及车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及密封技术领域，尤其涉及一种适用于汽车后桥半轴径向变形大的油封。该油封包括主唇及骨架，所述主唇通过腰部与骨架连接，在所述腰部上设有突起。通过在油封的腰部上设有突起，以便在具有较大的半轴与桥壳之间的变形位移量时，能增加油封的随动性，使得在不增加过盈量的前提下，保证在大的变形时仍具有有效的过盈量，从而避免了过大的过盈量而产生油封主唇的磨损，保证了不会泄漏，且延长了油封的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及密封技术领域，尤其涉及一种适用于汽车后桥半轴径向变形大的油封。
背景技术
油封是用于密封机械设备中旋转轴封油用的密封元件，油封的功能是：防止液体从系统中泄漏出来、防止两个系统中的液体相互渗漏、防止外部杂质进入系统内部是传递机械动力的功能性零件。
在汽车非独立后桥总成中，有大量后桥齿轮油，因此在靠近车轮段的桥壳中，桥壳与半轴之间采用油封进行密封。
如图1所示，过盈量是指自由状态（未装弹簧）时唇口直径与半轴轴径之差。现有的油封1’包括主唇2及骨架，主唇2通过腰部3与骨架连接，通过在主唇2的部位设置一定的过盈量，从而在油封与唇口部位形成一定的压力，油封橡胶唇口与半轴4之间形成一条线状接触带，此带处的半轴4与唇口之间形成一层非常薄的均匀油膜，厚度大约为2.5μm，油膜能将唇口与半轴4之间因相对运动而产生的摩擦热带走，使其润滑，又能在油膜的表面产生一定的张力，阻止润滑油的流出，形成密封。
过盈量是自由状态（未装弹簧）时唇口直径与半轴轴径之差。它可产生唇口无弹簧时的接触压力，并补偿轴的偏心，过盈量过小，在安装偏心和轴跳动量大时，出现较大的瞬时间隙，易造成泄漏；过盈量过大，接触压力过大，油膜厚度太小，唇和轴之间呈“干摩擦”，加速唇口磨损和老化龟裂。目前一般油封过盈量设计一般都在0.3mm以内。
在汽车后桥的设计中，可能由于布置空间的问题，油封需要布置 在距轴承较远的位置，在车辆使用工况较恶劣时，由于轴承及半轴、桥壳受到较大的力及力矩，尤其产生了较大振动时，半轴与桥壳之间的变形位移量将超出一般常规油封的过盈量，即过大的偏心度和轴跳动，油封唇口不能追随到轴上，即与轴间产生间隙而泄漏，如果通过增加过盈量，将会造成唇口过份拉伸，径向压力增大，磨损加剧，产生大量的摩擦热，引起胶料的老化变硬，早期龟裂，最后发生泄漏。
因此，针对以上不足，本实用新型提供了一种适用于汽车后桥半轴径向变形大的油封。
实用新型内容
（一）要解决的技术问题
本实用新型要解决的技术问题是解决汽车后桥中，由于轴承及半轴、桥壳受到较大的力及力矩，半轴与桥壳之间的变形位移量将超出油封的过盈量，即过大的偏心度和轴跳动，油封唇口不能追随到轴上，与轴间产生间隙而泄漏，增加过盈量将会造成唇口过份拉伸，径向压力增大，磨损加剧，产生大量的摩擦热，引起胶料的老化变硬，早期龟裂，最后发生泄漏的问题。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种油封，该油封包括主唇及骨架，所述主唇通过腰部与所述骨架连接，在所述腰部上设有突起。
进一步地，所述突起的截面形状为圆弧形。
进一步地，所述突起的表面为齿状。
进一步地，所述突起的表面为三角形齿状。
进一步地，所述三角形齿状的齿形夹角为50°-70°，齿数为3-10个。
进一步地，还包括弹性部件，所述弹性部件位于所述突起的外侧，弹性部件的截面形状为圆形、且弹性部件的圆心与所述突起的圆心重 合。
进一步地，所述突起和弹性部件的圆心与主唇在半轴轴向上的距离与腰部在半轴轴向上的距离的比值为0.4。
进一步地，所述油封采用硫化的方式一体制成。
本实用新型还提供了一种车辆后桥，该车辆后桥包括上述油封。
本实用新型还提供了一种车辆，该车辆包括上述车辆后桥。
（三）有益效果
本实用新型的上述技术方案具有如下优点：通过在油封的腰部上设有突起，以便在具有较大的半轴与桥壳之间的变形位移量时，能增加油封的随动性，使得在不增加过盈量的前提下，保证在大的变形时仍具有有效的过盈量，从而避免了过大的过盈量而产生油封主唇的磨损，保证了不会泄漏，且延长了油封的使用寿命。
附图说明
图1是现有技术中油封的结构示意图；
图2是本实用新型实施例油封的结构示意图；
图3是图2中I部的局部放大图；
图4是本实用新型实施例油封工作时的状态示意图。
图中：1’：油封；1：油封；2：主唇；3：腰部；4：半轴；5：突起；6：弹性部件。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图2-3所示，本实用新型实施例提供的一种油封，该油封包括主唇2、骨架及弹性部件6，所述主唇2通过腰部3与骨架连接，在所述 腰部3上设有突起5，所述突起5的外侧还设有弹性部件6，优选地，所述弹性部件6为弹簧。
通过在油封的腰部3上设有突起5，突起5的外侧设有弹性部件6，以便在具有较大的半轴4与桥壳之间的变形位移量时，能增加油封的随动性，使得在不增加过盈量的前提下，保证在大的变形时仍具有有效的过盈量，从而避免了过大的过盈量而产生油封主唇2的磨损，保证了不会泄漏。
在图4中，a为油封腰部3在半轴轴向上的长度，b为突起5与弹性部件6距主唇2在半轴4轴向上的长度，c为弹性部件6距突起5最小直径处的距离，d为突起5最小直径处与半轴表面的距离，e为油封过盈量，其中，d与e的关系：约为d=0.8×e，c与d的关系：c=(2.5-3.5)×e。
所述弹性部件6的截面形状为圆，所述突起5的截面形状为圆弧形。具体地，突起5的整体截面形状为：布置在弹性部件6的附近，以弹性部件6截面圆为中心的120度左右的圆弧，在整体空间形成一条以此圆弧为截面形状的隆起带，并在表面设计成齿状，优选地为三角形齿状，其中r1为齿根半径，r2为齿顶半径，关系为r1=r2-(0.5×d)，
所述齿状的齿形夹角为50°-70°，齿数为3-10个，优选地，齿形夹角约为60°，齿数为6个，其中齿数的布置是依据与半轴的接触区域影响而来的，在不可能接触的区域不必布置，齿形的表面布置的另一个目的是减少此部位与半轴接触后，由于摩擦接触产生大量的热，其原理是在此部位储存油脂，以便保证良好的润滑；同时减少了与旋转半轴的接触面积，可以减少与半轴的摩擦等不利的运动，从而主要实现接触后接触区域产生径向的运动。突起5与油封其它位置相连的两端实现圆滑过渡区，对油封腰部3的耐久有利，又可以避免产生可能的运动约束，从未对油封唇口产生轴向运动牵连，不会造成油膜的不稳定，甚至产生泄露。
所述弹性部件6位于所述突起5的外侧，弹性部件6的截面形状 为圆形、且弹性部件6的圆心与所述突起5的圆心重合、且所述突起5和弹性部件6的圆心与主唇2在半轴4轴向上的距离与腰部3在半轴4轴向上的距离的比值为0.4，这样的布置既不会增加整体腰部的刚度，以避免整体刚性大对密封性能的不利影响，又可以充分利用此结构局部刚性大的特点，在主唇面临超出临界径向位移后的状况时，增强主唇的随动性，避免了泄露。
本实用新型所述的油封采用硫化的方式一体成型，使得弹性部件6位于整个油封的内部，在腰部布置三个直径为d1的小孔，在圆周位置上均布，其中d1为弹性部件直径的0.7倍，目的是用于硫化时弹性部件的定位，实现生产时，通过专门设计的工装，穿过三个工艺孔对弹性部件实现支撑，以便固定在一个精确的位置，确保弹性部件的刚度能与橡胶刚度匹配合理。
本实用新型的油封可以避免过盈量设计的矛盾，在承受大的后桥载荷时，具有超出一般油封的密封性能。其主要工作原理如下，如图4中，在后桥不受载荷时，半轴所在位置为A，当后桥在受到向上的载荷时，半轴4产生向下的挠度变形振动，在瞬间变形后半轴4达到新的位置B，此时半轴上半部与油封唇口为分离趋势，油封唇口部分的橡胶材料处于释放过盈量的状态，因此随着有效过盈量的衰减，会造成压力的变小，对于现有结构的油封，如果半轴的变形超出临界值，将会在此部位造成密封不住、泄露的问题，但本实用新型的油封由于增加了突起5与弹性部件6，当半轴变形临界值及主唇压力的临界值出现时，半轴下方的突起间隙量将变为零，即突起5与变形后半轴（即位置B处的半轴）开始发生接触，此时，由于弹性部件6的圆心与所述突起5的圆心重合，且弹性部件6又具有合理的刚度，将会带动油封的腰部整体下移，从而有效的抑制半轴上半部与油封唇口的分离趋势，即增强了油封的随动性能，进而避免了漏油现象的发生。
本实用新型还提供了一种车辆后桥，该车辆后桥包括上述油封。
本实用新型还提供了一种车辆，该车辆包括上述车辆后桥。
综上所述，通过在油封的腰部上设有突起和弹性部件，以便在具有较大的半轴与桥壳之间的变形位移量时，能增加油封的随动性，使得在不增加过盈量的前提下，保证在大的变形时仍具有有效的过盈量，从而避免了过大的过盈量而产生油封主唇的磨损，保证了不会泄漏，且延长了油封的使用寿命。
以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种油封，包括主唇（2）及骨架，所述主唇（2）通过腰部（3）与所述骨架连接，其特征在于：在所述腰部（3）上设有突起（5）。
2.根据权利要求1所述的油封，其特征在于：所述突起（5）的截面形状为圆弧形。
3.根据权利要求2所述的油封，其特征在于：所述突起（5）的表面为齿状。
4.根据权利要求3所述的油封，其特征在于：所述突起（5）的表面为三角形齿状。
5.根据权利要求4所述的油封，其特征在于：所述三角形齿状的齿形夹角为50°-70°，齿数为3-10个。
6.根据权利要求2-5任一项所述的油封，其特征在于：还包括弹性部件（6），所述弹性部件（6）位于所述突起（5）的外侧，弹性部件（6）的截面形状为圆形、且弹性部件（6）的圆心与所述突起（5）的圆心重合。
7.根据权利要求6所述的油封，其特征在于：所述突起（5）和弹性部件（6）的圆心与主唇（2）在半轴（4）轴向上的距离与腰部（3）在半轴（4）轴向上的距离的比值为0.4。
8.根据权利要求6所述的油封，其特征在于：所述油封采用硫化的方式一体制成。
9.一种车辆后桥，其特征在于：包括如权利要求1-8任一项所述的油封。
10.一种车辆，其特征在于：包括如权利要求9所述的车辆后桥。
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