CN203656199U - 组合式唇形迷宫密封圈 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的一种组合式唇形迷宫密封圈，包括内油封体和外油封体，内油封体以反向L形金属骨架（3）作为支撑，硫化成型在反向L形金属骨架上，其中竖立在反向L形金属骨架水平臂的双钩防尘唇（2）橡胶体向下延伸，沿反向L形金属骨架底平面围绕反向L形垂直臂背部连接为一整体；外油封体以倒U形金属骨架（4）作为支撑，硫化成型橡胶体沿倒U形金属骨架外形末端平段向上延伸成绕环形弹簧的钩形密封唇口，内、外油封体相互独立，内油封体竖立双钩防尘唇橡胶体通过锁口（6）自由转动配合在外油封体倒U形金属骨架倒U形型腔中，组合连成一类似迷宫式的几何形状整体。本实用新型高防尘效果好，外界污物不易入侵，转动灵活、不卡涩不偏摆，更换方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种主要用于重型卡车及石油钻采行业对旋转轴有保护要求，以及工况环境恶劣所需要的密封圈。
背景技术
在现有技术中，密封可分为相对静止接合面间的静密封和相对运动接合面间的动密封两大类，静密封主要有垫密封、胶密封和接触密封三大类。动密封可以分为旋转密封和往复密封两种基本类型。按密封件与其作相对运动的零部件是否接触，可以分为接触式密封和非接触式密封。一般说来，接触式密封的密封性好，但受摩擦磨损限制，适用于密封面线速度较低的场合。非接触式密封的密封性较差，适用于较高速度的场合。在接触式密封中，按密封件的接触位置又可分为圆周(径向)密封和端面(轴向)密封。动密封中有自封式压紧型密封(O型密封圈、滑环组合密封圈、异形密封圈等)，自封式自紧型密封(U型密封圈、组合U型密封圈、V型组合密封圈、复合唇形密封圈、双向组合唇形密封圈等)，油封(旋转骨架油封、高压油封、黄油封等)，防尘密封(防尘圈、骨架防尘圈)。非接触动密封有迷宫密封和动力密封等。前者是利用流体在间隙内的节流效应限漏，泄漏量较大，通常用在级间密封等密封性要求不高的场合。非接触式密封，由于密封面不直接接触，起动功率小"，寿命长。如果设计得合理，泄漏量也不会太大。但这类密封是利用流体力学的平衡状态而工作的，如果运转条件发生变化，就会引起泄漏量很大的波动。目前一般油封技术参照GB9877，安装在设备中的旋转轴端，在压差不超过0.03Mpa的条件下，对流体和润滑脂起密封作用，以及防尘作用，可以广泛适用于各种旋转密封场合。随着密封技术的发展各种不同需求，不同指向的密封形式不断增加。密封结构更趋专业，更系统，如机械组合密封，聚四氟乙烯与金属骨架组合密封，O型圈与聚四氟乙烯组合密封等等，形成了系统化、专业化、标准化等形式多样的密封结构，不但可以密封，还能承受28Mpa以上的高压力。但对于汽车驱动桥密封，由于唇口直接接触旋转轴，而且防尘效果不佳，若有泥砂介入，在旋转轴的高速运转下加快旋转轴磨损，使用寿命缩短，造成返修成本加大，轴和密封圈需同时拆换。因此不适合对不易拆换的组件以及对寿命有要求和返修成本大的组件需求。迷宫密封是转动零件和固定零件之间有许多曲折的小室使泄漏减小的密封。迷宫密封不受旋转速度和温度的限制，摩擦功耗极小。迷宫有多种形式，有梳齿迷宫密封、蜂窝面迷宫密封、阶梯型迷宫密封、切头锯迷宫密封等。密封气体时常用篦齿迷宫密封、用若干迷宫式曲折通道限制流体泄漏的非接触式动密封。篦齿迷宫密封气体从高压侧以极高的流速流经节流窄缝，再进入迷宫腔膨胀，以消耗气体流经窄缝形成的速度能,如此经过多次节流和膨胀产生阻力,阻止气体向外泄漏而达到密封。现有技术迷宫密封通常是利用槽与槽的原理，将机体的隔套及端盖上加工成相互配合的槽，槽与槽之间留有很小的间隙，润滑油液不易流出机械迷宫密封或在转轴周围设若干个依次排列的环行密封齿，齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔，被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而阻漏。迷宫密封机理很复杂。在转轴周围设置的若干个依次排列的环行密封，齿间距一般为5～9mm，密封齿薄,并带锐角，齿尖先磨损而脱离接触，迷宫密封斜齿角度和三角齿型对迷宫密封流场和泄漏量有一定的的影响，随着密封齿倾斜角度α由小增大,泄漏量由大到小再增大。齿强度低，存在高防尘效果差，外界污物易入侵。接触面会产生干磨现象，环行密封齿变形后相互干涉，导致转动不灵活、卡涩和偏摆，维护过程中需更换油封，拆换驱动桥。轴侧迷宫密封由于接触会使轴发生弯曲，如有热膨胀差会松弛。一般的迷宫密封往往会使高速旋转机械产生气流激振问题，出现振动噪声大、碰磨等问题，严重时甚至会使整个机组失效。
发明内容
本实用新型针对现有技术存在的不足之处，提供一种防尘效果好，外界污物不易入侵，转动灵活、不卡涩不偏摆，更换方便，既能保护旋转轴，又能提高使用寿命，并能降低返修成本的组合式唇形迷宫密封圈。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种组合式唇形迷宫密封圈，包括直面与旋转轴接触固定配合的内油封体和外油封体，其特征在于：内油封体以反向L形金属骨架3作为支撑，并采用硫化成型在反向L形金属骨架3上，其中竖立在反向L形金属骨架3水平臂的平行弯钩状双钩防尘唇2橡胶体向下延伸，沿反向L形金属骨架3底平面围绕反向L形垂直臂背部连接为一整体；外油封体以倒U形金属骨架4作为支撑，并采用硫化成型橡胶体沿倒U形金属骨架外形末端平段向上延伸，形成一个绕环形弹簧的钩形密封唇口，内、外油封体相互独立，内油封体竖立双钩防尘唇2橡胶体通过锁口6自由转动配合在外油封体倒U形金属骨架4倒U形型腔中，组合连成一类似迷宫式的几何形状整体，驱动轴带动内油封体运转与外油封形成相对旋转运动。
所述反向L形垂直臂背部上制有环形贮油槽1。
本实用新型相比于现有技术具有如下有益效果。
本实用新型将密封圈相互独立的内外油封体组合结构，避开了唇口直接接触旋转轴，内油封体面与驱动轴接触配合，形成一定迷宫形式密封特性，杜绝了密封体与车桥轮毂和驱动轴的相对运动，避免造成磨损延长其偶件的使用寿命。采用内外油封体共同组成的密封结构形式，构成了组合式骨架油封系在同一腔体中，防止外界污物入侵的附加密封的组合；寿命长，更换方便。类似迷宫式的两道密封防尘，通过密封唇和防尘唇的最佳定位达到高防尘效果。增加环行贮油槽1改善零件与驱动桥的润滑及摩擦力，通过后续加工的方式使骨架粗糙度达到1.6改善唇口密封,双钩防尘唇2增加密封和防尘效果.
保护驱动轴。本实用新型可以不改变现有的装配模式，采用设计安装尺寸沿用现有安装尺寸；将与驱动轴接触的部位设计为直面接触配合，内油封直面接触驱动桥11驱动轴接触的部位，有效保护驱动桥11不被磨损损坏，保证了接触面不产生干磨现象。采用的内外独立油封组合，通过锁口连成一整体，内油封体可以沿外油封体骨架内壁自由转动，不相互干涉，通过驱动轴的转动带动内油封体运转。运转过程油液和粉尘被内外油封体适时隔离，从而达到密封防尘作用，不会损失密封功能；由于内油封体采用直面与驱动轴接触固定配合，不会形成直接接触，不会损坏驱动轴，大大延长了轮毂轴承的使用寿命，降低返修成本。
车辆维护过程中只需更换油封，不必拆换驱动桥。大大延长了轮毂轴承的使用寿命，降低返修成本组合式唇形迷宫密封圈内油封体金属骨架3作为支撑与橡胶采用硫化成型的特殊方式连接为一整体；增加环行贮油槽1改善零件与驱动桥的润滑及摩擦力，通过后续加工的方式使骨架粗糙度达到1.6改善唇口密封,双钩防尘唇2增加密封和防尘效果。
试验证明，流体通过迷宫产生阻力并使其流量减少综合反应为“迷宫效应”。内油封体涂抹润滑脂7放置在外油封体内自由落下，手动转动灵活，不卡涩，不偏摆，锁口后内油封体依然手动转动灵活，不卡涩，力矩扳手检测力矩在8-12N。
本实用新型适用于所有高转速高防尘，甚至野外泥浆的应用中工作，如越野车驱动轴，要
求密封性很高的回转部件。
附图说明
图1是本实用新型组合式唇形迷宫密封圈与驱动桥密封装配结构剖视示意图。
图2是图1组合式唇形迷宫密封圈半剖视局部放大示意图。
图3是图2的内油封结构示意图。
图4图2的外油封结构示意图。
图中：1环形贮油槽，2防尘唇，3反向L形金属骨架，4倒U形金属骨架，5环形弹簧，6锁口，7润滑脂，8轮毂，9轴承，10组合式唇形迷宫密封圈，11驱动桥。
具体实施方式
图1中，采用内外油封体共同组成的径向旋转轴唇形密封圈10，构成了组合式密封结构形式。组合式唇形迷宫密封圈骨架油封系在同一腔体中，驱动轴接触的部位设计为直面接触配合，内部油液被密封，通过专用夹具装入驱动桥8与轮毂9，驱动桥11旋转运动带动内油封旋转，与外油封形成相对旋转运动，将外部粉尘隔离。
图2中，组合式唇形迷宫密封圈包括：直面与旋转轴接触固定配合的内油封体和外油封体。图3所示内油封体以反向L形金属骨架3作为支撑，并采用硫化成型在反向L形金属骨架3上，其中竖立在反向L形金属骨架3水平臂的平行弯钩状双钩防尘唇2橡胶体向下延伸，沿反向L形金属骨架3底平面围绕反向L形垂直臂背部连接为一整体，且反向L形垂直臂背部上制有环形贮油槽1。图4所示外油封体以倒U形金属骨架4作为支撑，并采用硫化成型橡胶体沿倒U形金属骨架外形末端平段向上延伸，形成一个绕环形弹簧5的钩形密封唇口。内、外油封体相互独立，内油封体竖立在反向L形金属骨架3水平臂的平行弯钩状双钩防尘唇2橡胶体通过机械加工的锁口6自由转动配合在外油封体倒U形金属骨架4倒U形型腔中，组合连成一类似迷宫式的几何形状整体。外油封体的钩形密封唇口采用环形弹簧5加压，环形弹簧5装配在钩形密封唇口内。
在图3所示内油封体和图4所示外油封体配合组成的旋转轴唇形密封圈中，外油封体钩形密封唇口与内油封体反向L形金属骨架3反向L垂直立臂间形成的三角环形腔室区域和内油封体双钩防尘唇2环形空间区域，填充有润滑脂7，内部油液被密封在迷宫空间型腔内。钩形密封唇口和双钩防尘唇2与各自骨架的偶合间隙为±0.2mm。内油封体涂抹润滑脂7放置在外油封体内自由落下。驱动轴带动内油封体运转，与外油封形成相对旋转运动。内油封体双钩防尘唇2沿外油封体骨架倒U形内壁自由转动，不相互干涉，通过驱动轴的转动带动内油封体运转，与外油封形成相对旋转运动，将外部粉尘隔离。
Claims (6)
1.一种组合式唇形迷宫密封圈，包括直面与旋转轴接触固定配合的内油封体和外油封体，其特征在于：内油封体以反向L形金属骨架（3）作为支撑，并采用硫化成型在反向L形金属骨架（3）上，其中竖立在反向L形金属骨架（3）水平臂的平行弯钩状双钩防尘唇（2）橡胶体向下延伸，沿反向L形金属骨架（3）底平面,围绕反向L形垂直臂背部连接为一整体；外油封体以倒U形金属骨架（4）作为支撑，并采用硫化成型橡胶体沿倒U形金属骨架外形末端平段向上延伸，形成一个绕环形弹簧的钩形密封唇口，内、外油封体相互独立，内油封体竖立双钩防尘唇（2）橡胶体，通过锁口（6）自由转动配合在外油封体倒U形金属骨架（4）倒U形型腔中，组合连成一类似迷宫式的几何形状整体，驱动轴带动内油封体运转与外油封形成相对旋转运动。
2.如权利要求1所述的组合式唇形迷宫密封圈，其特征在于：所述反向L形垂直臂背部上制有环形贮油槽（1）。
3.如权利要求1所述的组合式唇形迷宫密封圈，其特征在于：外油封体的钩形密封唇口采用环形弹簧（5）加压，环形弹簧（5）装配在钩形密封唇口内。
4.如权利要求1所述的组合式唇形迷宫密封圈，其特征在于：钩形密封唇口和双钩防尘唇（2）与各自骨架的偶合间隙为±0.2mm。
5.如权利要求1所述的组合式唇形迷宫密封圈，其特征在于：内油封体双钩防尘唇（2）沿外油封体骨架倒U形内壁自由转动，互不干涉。
6.如权利要求1～5任意一项所述的组合式唇形迷宫密封圈，其特征在于：在内油封体和外油封体配合组成的旋转轴唇形密封圈中，外油封体钩形密封唇口与内油封体反向L形金属骨架（3）反向L垂直立臂间形成的三角环形区和内油封体双钩防尘唇（2）环形空间区域，填充有润滑脂（7），内部油液被密封在迷宫空间型腔内。
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