CN212377228U - 滚珠丝杠密封装置及滚珠丝杠 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种滚珠丝杠密封装置及滚珠丝杠，所述滚珠丝杠密封装置包括第一密封件，所述第一密封件包括固定在滚珠丝杠的丝杠螺母的第一圆环部以及连接在所述第一圆环部的径向内侧并与所述滚珠丝杠的丝杠轴滑动接触的第一唇部；所述第一唇部包括封挡部及加强部，所述加强部设置在所述第一圆环部及所述封挡部之间，所述封挡部形成在所述第一唇部与所述丝杠轴的接触处，且所述封挡部的轴向尺寸小于所述加强部的轴向尺寸。本实用新型实施例通过设置第一密封件，既能保证密封效果，又能减小滑动接触面积，以减小摩擦所产生的发热量和减小滚珠丝杠的转动扭矩，并且还能缩减丝杠螺母的总长度，保证丝杠螺母在丝杠轴上的有效行程。

Description

滚珠丝杠密封装置及滚珠丝杠

技术领域

本实用新型涉及传动技术领域，更具体地说，涉及一种滚珠丝杠密封装置及滚珠丝杠。

背景技术

随着电气化进程的推进，越来越多的领域采用滚珠丝杠替代原有的液压设备作为传动、进给机构。滚珠丝杠具备传动速度快、定位精度高、传动负载大、节能环保等特点，能够满足于多数传动领域的较高要求，在机床、汽车、压力机、注塑设备、切边机以及一些特种加工设备上都有较广泛的应用。然而，由于滚珠丝杠的特殊结构，其在传动运行时必须满足良好的润滑条件，且滚珠丝杠的工作环境一般较复杂，因此密封设计成为了滚珠丝杠的设计要点之一，以防止润滑剂流失、以及避免细小颗粒异物进入滚珠丝杠影响滚珠丝杠内的钢球的正常运转。

如图1所示，是现有滚珠丝杠的局部剖面的结构示意图，该滚珠丝杠采用间隙密封结构，即是使密封件111与丝杠轴112之间存在间隙。但是，由于密封件111和丝杠轴112之间存在间隙，使得滚珠丝杠的密封性能的可优化性受限制，无法有效防止润滑剂流失、及细小颗粒的进入，密封效果相对较差。

另外，如图2所示，是另一现有滚珠丝杠的局部剖面的结构示意图，该滚珠丝杠通过在密封件121的外侧增设质地较软的密封圈122，使密封圈122与丝杠轴123的表面紧密接触，以密封滚珠丝杠，避免润滑剂流失、及细小颗粒异物的进入，保证密封效果。但是，由于密封圈122与滚珠丝杠123紧密接触，因此会使得发热量增大，同时增加滚珠丝杠的转动扭矩，进而影响滚珠丝杠的使用性能。

此外，由于密封件121和密封圈122相叠，且分别固定在滚珠丝杠的丝杠螺母上，因此会大大增大滚珠丝杠的丝杠螺母的总长度，从而缩减丝杠螺母在丝杠轴上的有效行程。

实用新型内容

本实用新型实施例针对上述现有采用间隙密封结构的滚珠丝杠的密封性能的可优化性受限制、密封效果差以及现有采用接触式密封结构的滚珠丝杠会增大转动扭矩、使得发热量增大的问题，提供一种滚珠丝杠密封装置及滚珠丝杠。

本实用新型实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种滚珠丝杠密封装置，包括第一密封件，所述第一密封件包括固定在滚珠丝杠的丝杠螺母的第一圆环部以及连接在所述第一圆环部的径向内侧并与所述滚珠丝杠的丝杠轴滑动接触的第一唇部；所述第一唇部包括封挡部及加强部，所述加强部设置在所述第一圆环部及所述封挡部之间，所述封挡部形成在所述第一唇部与所述丝杠轴的接触处，且所述封挡部的轴向尺寸小于所述加强部的轴向尺寸。

优选地，所述加强部与所述封挡部一体成型。

优选地，所述第一唇部包括第一封挡面和第一加强面，所述第一封挡面朝向所述丝杠螺母内到外或者外到内这两个方向中密封标准需求高的一面。

优选地，所述第一封挡面为垂向所述丝杠轴的第一垂向面，所述第一加强面为自所述加强部向所述封挡部方向轴向尺寸逐渐变小的第一圆锥面，且所述第一圆锥面与所述丝杠轴轴向的夹角为20°～75°。

优选地，所述第一圆环部包括由硬质材料构成的第一支撑部以及由弹性材料构成的第一包裹部，且所述第一包裹部包裹或部分包裹所述第一支撑部；所述第一唇部由所述第一包裹部向所述丝杠轴方向延伸形成。

优选地，所述第一唇部与所述丝杠轴的沟道壁滑动接触；

所述滚珠丝杠密封装置包括第二密封件，所述第二密封件包括固定在所述丝杠螺母的第二圆环部以及连接在所述第二圆环部的径向内侧并与所述滚珠丝杠的丝杠轴滑动接触的第二唇部所述第二唇部包括第二封挡部及第二加强部，所述第二加强部设置在所述第二圆环部及所述第二封挡部之间，所述第二封挡部形成在所述第二唇部与所述丝杠轴的接触处，且所述第二封挡部的轴向尺寸小于所述第二加强部的轴向尺寸；

所述第一密封件和第二密封件沿所述丝杠轴的轴向相叠设置。

优选地，所述第二唇部包括第二封挡面和第二加强面，所述第二封挡面为垂向所述丝杠轴的第二垂向面，所述第二加强面为自所述第二加强部向所述第二封挡部方向轴向尺寸逐渐变小的第二圆锥面，且所述第二圆锥面与所述丝杠轴轴向的夹角为20°～75°，所述第一封挡面朝向所述丝杠螺母内侧或者外侧中的一个方向，所述第二封挡面朝向所述丝杠螺母内侧或者外侧中另一个方向。

优选地，所述第二圆环部包括由硬质材料构成的第二支撑部以及由弹性材料构成的第二包裹部，且所述第二包裹部包裹或部分包裹所述第二支撑部；所述第二唇部由所述第二包裹部向所述丝杠轴方向延伸形成。

优选地，所述滚珠丝杠密封装置包括沿所述丝杠轴的轴向相叠设置的两个所述第一密封件和两个所述第二密封件，两个所述第一封挡面朝向所述丝杠螺母内侧或者外侧中的一个方向，两个所述第二封挡面朝向所述丝杠螺母内侧或者外侧中另一个方向。

本实用新型实施例还提供一种滚珠丝杠，包括丝杠轴和如上任一项所述的滚珠丝杠密封装置。

本实用新型实施例的滚珠丝杠密封装置及滚珠丝杠具有以下有益效果：通过使第一密封件的第一唇部与丝杠轴滑动接触，可有效密封第一密封件与丝杠轴之间的间隙，进而有利于优化滚珠丝杠密封装置的密封性能，以防止润滑剂流失、以及细小颗粒异物进入造成卡死，保证密封效果；由于封挡部的轴向尺寸小于加强部的轴向尺寸，因此可在保证密封性的同时减小第一唇部与丝杠轴之间滑动接触的接触面积，不仅可以减小第一唇部与丝杠轴滑动接触而产生的发热量，还能有效减少滚珠丝杠的转动扭矩，保证滚珠丝杠的使用性能；此外，由于第一密封件经第一圆环部固定到所述丝杠螺母，因此可有效避免增大丝杠螺母的总长度，保证丝杠螺母在丝杠轴上的有效行程。

附图说明

图1是现有滚珠丝杠的局部剖面结构示意图；

图2是另一现有滚珠丝杠的局部剖面的结构示意图；

图3是本实用新型第一实施例提供的滚珠丝杠密封装置的局部剖面的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的滚珠丝杠密封装置的第一密封件的结构示意图；

图5是本实用新型第二实施例提供的滚珠丝杠密封装置的局部剖面的结构示意图；

图6是本实用新型第三实施例提供的滚珠丝杠密封装置的局部剖面的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图3所示，是本实用新型实施例提供的滚珠丝杠密封装置的局部剖面的结构示意图，该滚珠丝杠密封装置可应用于传动技术领域，特别是在需要具备高密封性能的滚珠丝杠中。本实施例中的滚珠丝杠密封装置包括丝杠螺母3、丝杠轴4和第一密封件2，丝杠螺母3与丝杠轴4之间存在间隙，并由第一密封件2进行密封，以保证丝杠螺母3内的密封性。

结合图4所示，上述第一密封件2包括固定在丝杠螺母3的第一圆环部21、以及连接在第一圆环部21的径向内侧并与丝杠轴4滑动接触的第一唇部22。为保证第一密封件2的密封效果，优选将第一圆环部21与第一唇部22分别以垂直于丝杠轴4的轴向的方式设置，这样可以保证第一唇部22与丝杠轴4之间的可靠滑动接触。当然，第一圆环部21和第一唇部22与丝杠轴4之间的相对位置关系也可根据实际情况进行调整，以满足具体结构的实际设计需求。

进一步地，上述第一唇部22包括封挡部及加强部，且加强部位于第一圆环部21及封挡部之间，以保证封挡部与第一圆环部21之间的连接强度，保证封挡部的稳定性。并且，封挡部形成于第一唇部22与丝杠轴4的接触处，即第一唇部22通过封挡部与丝杠轴4滑动接触，因此可由封挡部对丝杠螺母3与丝杠轴4之间的间隙进行有效密封。

并且，上述封挡部的轴向尺寸小于加强部的轴向，从而不仅可以通过增设加强部的方式以增大封挡部的结构强度，还能有效缩减封挡部的轴向尺寸，从而可在保证封挡部与丝杠轴4之间接触的稳定性的同时，减小封挡部与丝杠轴4之间的有效滑动接触面积，以降低封挡部对丝杠轴4运行的影响(滑动接触存在摩擦力)。

上述滚珠丝杠密封装置通过使第一密封件2的第一唇部22与丝杠轴4滑动接触，可有效将第一密封件2与丝杠轴4之间进行密封，进而有利于优化滚珠丝杠密封装置的密封性能，以防止丝杠螺母3内的润滑剂流失、以及细小颗粒异物进入丝杠螺母3的内部造成卡死，保证密封效果。

由于第一唇部22与丝杠轴4滑动接触，且在丝杠轴4运行时存在摩擦力，因此将封挡部的轴向尺寸以小于加强部的轴向尺寸设置，由此能够有效减小第一唇部22与丝杠轴4之间的接触面积，以减小第一唇部22与丝杠轴4之间相互摩擦而产生的热量，同时减弱第一唇部22对丝杠轴4运转时所带来的影响，避免增大滚珠丝杠的转动扭矩，保证滚珠丝杠的使用性能。

此外，由于第一圆环部21呈圆环状，且第一密封件2经由第一圆环部21固定到丝杠螺母3，因此通过减小第一圆环部21的轴向尺寸，能够有效避免增大丝杠螺母3的总长度，保证丝杠螺母3在丝杠轴4上的有效行程。

在实际应用中，优选将上述第一圆环部21和第一唇部22的轴向尺寸以小于丝杠轴4的沟道的轴向尺寸设置，可保证第一唇部22能够始终与丝杠轴4的沟道接触，同时便于第一唇部22与丝杠轴4沟道相适配，使得第一唇部22始终与丝杠轴4的沟道滑动接触，并且能够可靠密封丝杠螺母3的内部，使得丝杠螺母3内部的润滑剂不易经由丝杠轴4的沟道穿过第一唇部22而流出至丝杠螺母3的外部。

由于第一唇部22在与丝杠轴4相滑动接触处的轴向尺寸小于第一唇部22在远离丝杠轴4处的轴向尺寸，因此既能提高第一唇部22在与丝杠轴4相滑动接触处的弹性，避免紧密接触，还能有效减小第一唇部22与丝杠轴4的沟道相互动接触的接触面积。

为便于加工，使得第一密封件2的加工效率能够满足实际需求，具体可将加强部与封挡部以一体成型的方式制成，且通过一体成型的加工方式还能有效提高加强部与封挡部之间的连接强度。

上述第一唇部22包括第一封挡面和第一加强面，且第一封挡面朝向丝杠螺母3内到外或外到内这两个方向中密封标准需求高的一面，即具体可根据实际情况调整第一封挡面的朝向(具体通过调换第一密封件2的安装方向实现调整)。当对防止丝杠螺母3的内部润滑剂流出至丝杠螺母3的外部具有较高的密封标准需求时(即丝杠螺母3内到外的方向)，使第一封挡面朝向丝杠螺母3的内侧，以保证对丝杠螺母3的内侧的密封效果。当对防止丝杠螺母3的外部灰尘或细小颗粒杂物进入丝杠螺母3的内部具有较高的密封标准需求时，使第一封挡面朝向丝杠螺母的外侧，提高密封防护效果。

在本实用新型的一个实施例中，第一圆环部21包括由硬质材料构成的第一支撑部211以及由弹性材料(例如橡胶、聚氨酯等等)构成的第一包裹部212，且第一包裹部212包裹或部分包裹第一支撑部211。上述第一支撑部211具体可由金属材料制成，硬度高，这样能够在缩减第一圆环部21厚度的同时保证第一圆环部21的结构强度。当然，第一支撑部211具体可由金属铝一体制成，成本低且重量轻，能够减小安装负载。另外，在实际应用中，上述第一包裹部212优选部分包裹第一支撑部211，可使得第一密封件2的总体加工厚度更小。

特别地，上述第一唇部22具体可由第一包裹部212向丝杠轴4的方向延伸形成，即第一唇部22与第一包裹部212一体成型，既能保证第一密封件2的整体连接强度，还有利于加工制作，提高加工效率。

为保证第一密封件2的结构的合理性、以及使得第一密封件2的外观更加美观，将上述第一唇部22的轴向尺寸由远离丝杠轴4至与丝杠轴4相滑动接触处的方向逐渐减小，这样还能够有效保证第一唇部22的结构强度，避免因存在台阶结构影响结构的稳定性，而致使容易断裂，保证第一密封件2的密封稳定性和可靠性。

由于上述第一唇部22与丝杠轴22的沟道壁滑动接触，因此能够防止丝杠螺母3的内部的润滑剂较容易的经由第一唇部22与丝杠轴22之间的间隙流出，有效避免润滑剂流出而造成污染及浪费。

如图5所示，在本实用新型的另一实施例中，上述滚珠丝杠密封装置还包括第二密封件5，该第二密封件5包括固定在丝杠螺母3的第二圆环部51、以及连接在第二圆环部51的径向内侧并与滚珠丝杠的丝杠轴4的沟道滑动接触的第二唇部52，因此第二密封件5可经由第二圆环部51固定在丝杠螺母3上、以及通过第二唇部52与丝杠轴4滑动接触进一步密封丝杠螺母3的内部。

具体地，第二圆环部51和第二唇部52位于垂直于丝杠轴4的轴向的圆柱形区域内，且第二圆环部51和第二唇部52的轴向尺寸小于丝杠轴4的沟道的轴向尺寸，以保证第二唇部52能够始终与丝杠轴4的沟道接触，且便于第二唇部52呈与丝杠轴4的沟道的相适配的形状与丝杠轴4的沟道滑动接触，以使得滚珠丝杠外的灰尘或细小颗粒异物不易经由丝杠轴4的沟道穿过第二唇部52进入到丝杠螺母3的内部，避免丝杠螺母3的内部的钢珠受灰尘或细小颗粒异物影响卡顿或卡死，确保丝杠螺母3在丝杠轴4上运行的顺畅性。

同样地，优选将第二唇部52在与丝杠轴4相滑动接触处的轴向尺寸以小于第二唇部52在远离丝杠轴4处的轴向尺寸的方式设置，以减小第二唇部52在与丝杠轴4相滑动接触处与丝杠轴4之间的滑动接触的接触面积，以减弱滑动接触产生摩擦力所带来的影响。

由于第一密封件2和第二密封件5沿丝杠轴4的轴向相叠设置，因此可对丝杠螺母3的内部进行双层密封，进而提高对丝杠螺母3的内部的密封效果。

在实际应用中，上述滚珠丝杠密封装置还可包括第三密封件，并使该第三密封件的结构与第一密封件2的结构适配对应，这样可将第一密封件2、第二密封件5和第三密封件沿丝杠轴4的轴向相叠设置，由此进行三层密封，使得滚珠丝杠密封装置具备高密封性能。当然，滚珠丝杠密封装置上的密封件的尺寸类型及数量具体可根据实际应用确定，防止密封件数量过多造成多余设计且增大丝杠螺母3的总长度，以避免缩减丝杠螺母3在丝杠轴4上的有效行程。

上述第二圆环部51包括由硬质材料(具体可为金属材料，例如金属铝)构成的第二支撑部511以及由弹性材料(例如橡胶、聚氨酯等等)构成的第二包裹部512，且第二包裹部512部分包裹第二支撑部511。并且，上述第二唇部52由第二包裹部512向丝杠轴4所在方向延伸形成，以使得第二唇部52与第二圆环部51一体制成，提高加工的方便性。

进一步地，第一封挡面为垂向丝杠轴4的第一垂向面221，第一加强面为自加强部向封挡部方向轴向尺寸逐渐变小的第一圆锥面222，且第一垂向面221与第一圆锥面221背向设置。第一圆锥面222与轴向的夹角为20°～75°。上述第一唇部22通过设置第一垂向面221和第一圆锥面222，可有效与丝杠轴4的沟道的外形相互适配对应，以在保证密封效果的同时避免产生较大压力挤压丝杠轴4的沟道而造成大摩擦力，防止增加滚珠丝杠的转动扭矩。在实际应用中，上述第一圆锥面222和第一密封件2的轴向之间夹角具体可根据实际情况确定。

另外，为保证第二唇部52与丝杠轴4滑动连接的密封效果，第二唇部52同样设有第二垂向面和第二圆锥面。第二垂向面和第二圆锥面背向设置，且第二圆锥面与轴向的夹角为20°～75°。当然，第二圆锥面和第二密封件5的轴向之间的夹角具体也应根据实际情况确定。

由于第一圆锥面222朝向第二密封件5、第二圆锥面朝向第一密封件2，且因为第二密封件5位于第一密封件2的外侧，因此可由第一唇部22密封丝杠螺母3的内部(第一唇部22背向第一圆锥面222的一侧不存在导向角，因此隔断密封效果高)，防止丝杠螺母3的内部的润滑剂流出；以及可由第二唇部52密封丝杠螺母3的外部，避免外部灰尘或细小颗粒异物进入丝杠螺母3。

结合图6所示，在本实用新型的又一实施例中，上述滚珠丝杠密封装置包括沿丝杠轴4的轴向相叠设置的两个第一密封件2和两个第二密封件5，且两个第二密封件5位于两个第一密封件2之间，两个第一密封件2的第一唇部22分别与丝杠轴4的相邻沟道的沟道壁滑动接触，即两个第一密封件2密封螺牙的顶部两端，从而能够有效分隔对应螺牙位置的顶端的两侧，以保证两端相对密封，使丝杠螺母3内的润滑剂更不容易流出，使密封效果更佳。

优选将两个第一密封件2的第一唇部22的第一圆锥面222分别朝向第二密封件5设置，这样能够避免两个第一密封件2的第一唇部22背向第一圆锥面222的一侧存在有利于导向移动的导向角，以防止丝杠螺母3内的润滑剂较容易的经由导向角流出，或丝杠螺母3外的灰尘及细小颗粒异物较容易进入丝杠螺母3的内部或堆积在所述导向角处。并且，由于第一垂向面221与第一圆锥面222背向设置，因此上述设置方式能够使得第一垂向面221朝向具有较高标准密封需求的一侧，以保证密封效果。

在实际应用中，上述两个第二密封件5的第二唇部52的第二圆锥面的朝向可根据实际应用进行确定。具体地，两个第二密封件5的第二唇部52的第二圆锥面可分别朝向同一个第一密封件2设置，或者两个第二密封件5的第二唇部52的第二圆锥面可分别背向相邻第一密封件2的方式设置。

本实用新型实施例还提供一种滚珠丝杠，包括丝杠轴和上述的滚珠丝杠密封装置。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种滚珠丝杠密封装置，其特征在于，包括第一密封件，所述第一密封件包括固定在滚珠丝杠的丝杠螺母的第一圆环部以及连接在所述第一圆环部的径向内侧并与所述滚珠丝杠的丝杠轴滑动接触的第一唇部；所述第一唇部包括封挡部及加强部，所述加强部设置在所述第一圆环部及所述封挡部之间，所述封挡部形成在所述第一唇部与所述丝杠轴的接触处，且所述封挡部的轴向尺寸小于所述加强部的轴向尺寸。

2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠密封装置，其特征在于，所述加强部与所述封挡部一体成型。

3.根据权利要求1所述的滚珠丝杠密封装置，其特征在于，所述第一唇部包括第一封挡面和第一加强面，所述第一封挡面朝向所述丝杠螺母内到外或者外到内这两个方向中密封标准需求高的一面。

4.根据权利要求3所述的滚珠丝杠密封装置，其特征在于，所述第一封挡面为垂向所述丝杠轴的第一垂向面，所述第一加强面为自所述加强部向所述封挡部方向轴向尺寸逐渐变小的第一圆锥面，且所述第一圆锥面与所述丝杠轴轴向的夹角为20°～75°。

5.根据权利要求1所述的滚珠丝杠密封装置，其特征在于，所述第一圆环部包括由硬质材料构成的第一支撑部以及由弹性材料构成的第一包裹部，且所述第一包裹部包裹或部分包裹所述第一支撑部；所述第一唇部由所述第一包裹部向所述丝杠轴方向延伸形成。

6.根据权利要求3或4所述的滚珠丝杠密封装置，其特征在于，所述第一唇部与所述丝杠轴的沟道壁滑动接触；

所述滚珠丝杠密封装置包括第二密封件，所述第二密封件包括固定在所述丝杠螺母的第二圆环部以及连接在所述第二圆环部的径向内侧并与所述滚珠丝杠的丝杠轴滑动接触的第二唇部所述第二唇部包括第二封挡部及第二加强部，所述第二加强部设置在所述第二圆环部及所述第二封挡部之间，所述第二封挡部形成在所述第二唇部与所述丝杠轴的接触处，且所述第二封挡部的轴向尺寸小于所述第二加强部的轴向尺寸；

所述第一密封件和第二密封件沿所述丝杠轴的轴向相叠设置。

7.根据权利要求6所述的滚珠丝杠密封装置，其特征在于，所述第二唇部包括第二封挡面和第二加强面，所述第二封挡面为垂向所述丝杠轴的第二垂向面，所述第二加强面为自所述第二加强部向所述第二封挡部方向轴向尺寸逐渐变小的第二圆锥面，且所述第二圆锥面与所述丝杠轴轴向的夹角为20°～75°，所述第一封挡面朝向所述丝杠螺母内侧或者外侧中的一个方向，所述第二封挡面朝向所述丝杠螺母内侧或者外侧中另一个方向。

8.根据权利要求7所述的滚珠丝杠密封装置，其特征在于，所述第二圆环部包括由硬质材料构成的第二支撑部以及由弹性材料构成的第二包裹部，且所述第二包裹部包裹或部分包裹所述第二支撑部；所述第二唇部由所述第二包裹部向所述丝杠轴方向延伸形成。

9.根据权利要求7所述的滚珠丝杠密封装置，其特征在于，所述滚珠丝杠密封装置包括沿所述丝杠轴的轴向相叠设置的两个所述第一密封件和两个所述第二密封件，两个所述第一封挡面朝向所述丝杠螺母内侧或者外侧中的一个方向，两个所述第二封挡面朝向所述丝杠螺母内侧或者外侧中另一个方向。

10.一种滚珠丝杠，其特征在于，包括丝杠轴和如权利要求1-9中任一项所述的滚珠丝杠密封装置。

Images