CN211423339U - 一种轮边减速器组合密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种轮边减速器组合密封结构，属于车辆传动技术领域。该结构包括固定与机架的静环和与之相对固连在扭力轴的动环，静环的端面径向由外至内具有至少三道环圈；最内层的环圈外圆具有嵌装盘根的卡槽，内圆紧配装有节流环和骨架油封，节流环具有一组轴向间隔的径向延伸梳齿；动环的端面径向外至内具有嵌入相邻环圈之间构成径向迷宫密封的环凸以及下沿内圈；与卡槽相对的环凸内周表面与盘根接触构成盘根密封；下沿内圈的外圆与骨架油封接触构成骨架油封密封；与节流环相对处构成节流环密封。本实用新型的四重密封结构不仅各司其职：有机结合，使骨架油封的唇缘始终处于稳定可靠的密封状态，有效避免了疲劳失效，长期使用也不易渗油。

Description

一种轮边减速器组合密封结构

技术领域

本实用新型涉及一种组合密封结构，尤其是一种轮边减速器组合密封结构，属于车辆传动技术领域。

背景技术

据申请人了解，矿产开采等行业电传动矿用自卸车之类的车辆驱动轮胎内装有轮边减速器，用于承担整车分配在后桥的重量及传递扭矩推动矿用自卸车行驶。由于轮边减速器内部注有一定量的润滑油，用于润滑内部齿轮及轴承等部件，因此需要借助动力输入端的静密封和动力输出端的动密封装置与外界隔离，实现可靠密封。

然而，动力输出端直接与轮面上方的大气接触，粉尘、水汽较多，且线速度高、振动大，且内部压力不均匀，密封条件非常恶劣，因此经常出现密封失效现象。而一旦密封失效，很容易导致轮边减速器的损坏，结果迫使整车停运、维修，造成较大经济损失。

检索可知，申请号为201210119760 .5的中国专利公开了一种用于与转矩管【20】（注：以下【】中的标号均为该专利文献中的零件标号）一起使用的密封体【32】，包括：第一部分【74】，其包括附连机构【78】，以将转矩管可释放地固定至所述第一部分；以及第二部分【76】，其被构造成结合所述第一部分，所述第二部分包括与所述转矩管的旋转轴线垂直的基本单平面的密封表面【80】，所述第二部分的所述基本单平面的密封表面限定了径向密封平面【P1】；以及在轴向上与所述第一部分和所述第二部分相对的第三部分【96】，所述第三部分被构造成用于与密封环【108】接合，并且包括至少一个环形凹槽【110】，每个环形凹槽具有由底部凹槽表面【124】限定的深度，所述第三部分具有限定径向端平面【P2】的轴向最外侧表面，所述底部凹槽表面【124】位于所述第二部分的所述径向密封平面【P1】和所述第三部分的所述径向端平面【P2】之间；其中，所述基本单平面的密封表面【80】延伸跨过所述转矩管的基本单平面的轴向端面 (“延伸跨过”的意思是，当转矩管被固定至第一部分时，第二部分的单平面的密封表面沿着密封体和转矩管的周边与转矩管的单平面的轴向端面对准，并且在轴向上邻接或位于其附近) 。然而，实践表明，该技术方案实现的密封长期运行后，容易出现渗油现象。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的缺陷，通过结构改进，提出一种可以有效避免渗油、显著提高密封可靠性的轮边减速器组合密封结构。

为了达到上述目的，申请人对以上专利的技术方案中进行了深入分析研究，其密封体的第一、第二部分主要用于防止外部污染物进入齿轮箱内部，第三部分内安装的密封环用接触密封的唇缘密封装置【112】防止齿轮箱内部润滑油外泄。然而，当齿轮箱工作时，其内部的轴承、齿轮等零件高速旋转，根据流体伯努利效应，必然导致靠近旋转零件区域产生相对负压，使齿轮箱内部压力不均匀、不稳定。其 “密封面【104】从周向壁【106】沿径向向内延伸至内部密封环【108】，该内部密封环【108】被装配在形成于第三部分96中的内部环形凹槽【110】中；在密封体【32】的第三部分【96】和油密封壳体【30】的密封面【104】之间，唇缘密封装置【112】被容纳在第三部分【96】的中间凹槽【114】中”——所实现的接触密封中的唇缘密封装置直接受齿轮箱内外不断变化差压的作用，不仅容易因形态变化密封不可靠，而且容易因反复变形疲劳失效导致渗油。

在此认知基础上，申请人提出了本实用新型避免压力波动导致密封失效的轮边减速器组合密封结构，其基本技术方案为：包括固定与机架的静环和与之相对固连在扭力轴的动环，所述静环的端面径向由外至内具有至少三道环圈；最内层的环圈外圆具有嵌装盘根的卡槽，内圆紧配装有节流环和骨架油封，所述节流环具有一组轴向间隔的径向延伸梳齿；所述动环的端面径向外至内具有嵌入相邻环圈之间构成径向迷宫密封的环凸以及下沿内圈；与所述卡槽相对的环凸内周表面与盘根接触构成盘根密封；所述下沿内圈的外圆与骨架油封接触构成骨架油封密封；与节流环相对处构成节流环密封。

上述四重密封结构不仅各司其职：迷宫密封主要起防尘作用，可以阻止外部大部分颗粒进入；接触式的盘根密封则不仅完全阻止颗粒物进入，而且起阻隔了外部水汽；骨架油封密封的主要作用是密阻轮边减速器内部的润滑油；节流环密封具有流体在通过梳齿曲折节流间隙时产生磨阻效应、降低对骨架油封压力的作用；而且，节流环的梳齿之间同时构成了一组膨胀空腔，即使齿轮箱内的负压使内部压力不均匀、不稳定，经过膨胀空腔缓冲抑制，对骨架油封的唇缘不再产生影响，加之骨架油封外侧的盘根密封完全阻隔了外界气流，从而使骨架油封的唇缘始终处于稳定可靠的密封状态，有效避免了疲劳失效，长期使用也不易渗油。

本实用新型进一步的完善是：所述动环的下沿内圈对应骨架油封处嵌装有耐磨带。这样工作时，油封唇口和耐磨带接触并周向相对旋转，避免了制造成本高昂的动环的磨损，运行一段时间（20000-25000小时）后，只需更换磨损的耐磨带即可，显著节省了运行成本。

本实用新型又进一步的完善是：所述静环通过其扣边与轮边减速器的机架固连，所述扣边的内止口与和机架上的外止口过渡配合，相互之间涂有密封胶。这样不仅便于维护时的拆装的，而且可以优先避免润滑油从静环与机架之间的配合间隙中泄露。

本实用新型再进一步的完善是：所述梳齿的厚度与梳齿之间隙宽度基本一致，所述梳齿的长度是梳齿厚度的2-2.5倍。试验证明该优化参数确保了轮边减速器内部压力不断变化的流体在节流腔内充分释放动能，从而有效抑制轮边减速器内部压力变化对骨架油封唇口的冲击。

本实用新型更进一步的完善是：所述动环远离静环的一端设有内周的动环安装面和端面的连接板安装座，并通过动环安装面与扭力管径向过渡配合限定动环的径向位置、通过连接板安装座安装卡在扭力管相应卡槽内的连接板限定动环轴向位置。结果将动环和扭力管柔性连接起来，隔离了扭力管扭动变形对动环的影响。

本实用新型还进一步的完善是：所述节流环邻近骨架油封的一端具有限位凸台，因而使骨架油封得以稳妥轴向限位，更有利于发挥其密封作用。

附图说明

以下结合附图给出的实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型一个实施例的应用结构示意图。

图2为图1中M处的局部放大图。

图3为图2中N处的局部放大图。

图4为图3各密封结构标记示意图。

具体实施方式

本实施例的轮边减速器组合密封结构应用在图1所示矿车轮边减速器扭矩输出端与车辆后桥连接的机架1和与车辆轮胎连接的扭力轴2之间。机架1和扭力轴2的相对处分别固定静环3和动环4，具体如图2和图3所示，静环3的扣边3-5通过静环安装螺栓5和防松垫片6与轮边减速器的机架1装配固定，扣边3-5的内止口与和机架1上的外止口过渡配合，静环3和机架1的装配面3-6——包括端面和止口配合面上涂有端面密封胶7，用于防止润滑油从装配面3-6处泄漏。

静环3的端面径向由外至内具有三道环圈3-1,最内层的环圈外圆具有嵌装盘根15的卡槽3-2，槽宽略小于盘根15的宽度，槽两端面和底面接触并压紧盘根15，并且盘根15与盘根安装槽3-2之间涂有紧固胶用于周向固定盘根，使其不会在工作过程中周向滑动。最内层环圈的内圆紧配装有节流环12和骨架油封13。节流环12具有一组四个轴向间隔的径向延伸梳齿12-1，梳齿厚度与梳齿之间隙宽度基本一致，梳齿长度是梳齿厚度的2-2.5倍；并且节流环12邻近骨架油封13的一端具有限位凸台12-2，可以起到防止与骨架油封内弹簧干涉的作用。

动环4的端面径向外至内具有嵌入相邻环圈之间构成径向迷宫密封A的环凸4-1以及下沿内圈4-7。与卡槽3-2相对的环凸内周表面与盘根接触构成盘根密封B。动环4远离静环3的一端设有动环安装面4-8和连接板安装座4-6，动环4通过动环安装面4-8与扭力管2径向过渡配合从而限定动环4的径向位置；动环4通过连接板安装座4-6与连接板9装配，一圈均布的连接板9（8-16个）通过动环安装螺栓11装配到动环4上，动环安装螺栓11下垫有锥形垫片10，用于提供充足的预紧力；连接板9卡在扭力管2上的连接板固定槽2-1内，从而固定了动环4与扭力管2之间的轴向位置；动环下沿4-7上有耐磨带安装槽4-5，槽外径与耐磨带14过盈配合，从而在下沿内圈4-7对应骨架油封13处嵌装有耐磨带14；连接板9卡在扭力管2上的槽内从而限定动环4轴向位置;动环安装面4-8上设有用于安装O型圈8的圈槽4-4。下沿内圈4-7的外圆与骨架油封13接触构成骨架油封密封C，且与节流环相对处构成节流环密封D。

总之，本实施例的上述结构形成了图4所示的防尘迷宫密封A、盘根密封B、骨架油封密封C、节流环密封D四个彼此有内在关联的密封环节：防尘迷宫密封A形成至少2道迷宫腔体，每道防尘迷宫腔体径向间隙1.5-2mm，之间填有润滑脂，这种非接触式的密封用于阻隔外部大尺寸颗粒物进入减速器内，并阻隔、减少部分小颗粒粉尘和水汽进入内部盘根处的接触密封面；盘根密封B的配合面4-2以一定压力接触，工作时产生相对滑动；间隙中的润滑脂为盘根配合面4-2提供充足的润滑，其作用主要是阻隔外部水汽和粉尘进入齿轮箱内；骨架油封密封C的耐磨带14表面硬度不小于 HRC 60，当轮边减速器运行时，骨架油封4与耐磨带14相对滑动，其密封唇口处为橡胶材料，具有良好的弹性，可以抵御减速器运行时由于车重变化及冲击载荷导致零件变形引起的动静件之间跳动值的变化对密封的影响；节流环密封D中，节流环梳齿下端与动环的配合面之间有0.5-0.8mm间隙，当轮边减速器工作时，由于输出端动静密封附近有齿轮啮合16及轴承转动17，导致齿轮箱密封处流体（润滑油和气体）压力不断变化，压力变化引起的流体冲击密封时，经过节流环的环形窄缝时，压力下降，速度增大，接着在一个环形腔室中突然膨胀，产生漩涡，使压力下降，能量消耗，经过多道梳齿再到达骨架油封处，流体的动能已消耗殆尽，不会对骨架油封唇口产生冲击，从而有效避免了泄漏。

总之，本实施例接触式与非接触式密封结构的组合，不仅形成了各具特点的四处密封环节：而且防尘迷宫密封A具有减少颗粒物进入盘根密封B的接触面、延缓其接触面磨损的作用，盘根密封 B具有阻隔外部水汽等进入骨架油封密封 C的作用，有助于其接触唇口不会被外部污染侵蚀、磨损；节流环密封 D形成的节流间隙和膨胀空腔可以有效抑制流体对骨架油封唇口的压力冲击，大大降低泄漏风险；这些密封环节在十分有限狭小的空间内相互之间形成了有机组合的关系，因此试验证明，其密封效果与现有技术相比，无论可靠性、长久性，均具有明显改善。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种轮边减速器组合密封结构，包括固定与机架（1）的静环（3）和与之相对固连在扭力轴（2）的动环（4），其特征在于：所述静环的端面径向由外至内具有至少三道环圈（3-1）；最内层的环圈外圆具有嵌装盘根（15）的卡槽（3-2），内圆紧配装有节流环（12）和骨架油封（13），所述节流环具有一组轴向间隔的径向延伸梳齿（12-1）；所述动环的端面径向外至内具有嵌入相邻环圈之间构成径向迷宫密封（A）的环凸（4-1）以及下沿内圈（4-7）；与所述卡槽相对的环凸内周表面与盘根接触构成盘根密封（B）；所述下沿内圈（4-7）的外圆与骨架油封（13）接触构成骨架油封密封（C）；与节流环相对处构成节流环密封（D）。

2.根据权利要求1所述的轮边减速器组合密封结构，其特征在于：所述动环的下沿内圈对应骨架油封处嵌装有耐磨带。

3.根据权利要求2所述的轮边减速器组合密封结构，其特征在于：所述静环通过其扣边与轮边减速器的机架固连，所述扣边的内止口与和机架上的外止口过渡配合，相互之间涂有密封胶。

4.根据权利要求3所述的轮边减速器组合密封结构，其特征在于：所述梳齿的厚度与梳齿之间隙宽度基本一致，所述梳齿的长度是梳齿厚度的2-2.5倍。

5.根据权利要求4所述的轮边减速器组合密封结构，其特征在于：所述动环远离静环的一端设有内周的动环安装面和端面的连接板安装座，并通过动环安装面与扭力管径向过渡配合限定动环的径向位置、通过连接板安装座安装卡在扭力管相应卡槽内的连接板限定动环轴向位置。

6.根据权利要求5所述的轮边减速器组合密封结构，其特征在于：所述节流环邻近骨架油封的一端具有限位凸台。

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