CN214171146U - 一种轴承密封结构及其高速密封轴承 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种轴承密封结构及其高速密封轴承，轴承密封结构包括内圈、外圈以及设置于内圈与外圈之间的密封盖，所述内圈、外圈与密封盖形成密封空腔，所述密封盖包括依次连接的固定部、连接部以及唇边部，所述外圈上设置有供固定部穿设的固定槽，所述唇边部与内圈密封配合，所述固定部与外圈之间形成有环向的过渡通道，所述固定部沿密封盖的径向设置有连通过渡通道与密封空腔的进气通道，所述固定部上设置有连通过渡通道与外界的排气通道；所述进气通道、过渡通道以及排气通道依次连通形成连通密封空腔与外界的通气单元。本申请具有散热效果较好的效果，有效地保证了密封轴承所能保持的最高转速以及寿命。

Description

一种轴承密封结构及其高速密封轴承

技术领域

本申请涉及密封轴承的领域，尤其是涉及一种轴承密封结构及其高速密封轴承。

背景技术

密封轴承是一种在周向的内外圈之间加上密封盖的轴承，其主要目的是为了减少外界灰尘进入轴承内部，也为了减少轴承内部的润滑脂泄漏。

当密封轴承应用至高转速的场合中时，由于轴承在高速转动的过程中会产生大量的热气，但是由于密封盖的设置，导致热气无法从轴承内部的空腔中有效排出，进而使热气积压在轴承内部而使轴承整体具有较高的温度。

随着轴承转速的增大，热量积压的现象就显得尤为突出，为了提高轴承的转速上限，就需要降低轴承在高速运转下的温度，而随着轴承转速的升高，在常温下呈胶装的润滑脂会有部分被汽化，因而如何在提高密封轴承的散热效果下又尽可能减少润滑脂的泄漏是一个难以解决的难题。

实用新型内容

为了提高密封轴承的散热效果，本申请提供一种轴承密封结构及其高速密封轴承。

第一方面，本申请提供的一种轴承密封结构采用如下的技术方案：

一种轴承密封结构，包括内圈、外圈以及设置于内圈与外圈之间的密封盖，所述内圈、外圈与密封盖形成密封空腔，所述密封盖包括依次连接的固定部、连接部以及唇边部，所述外圈上设置有供固定部穿设的固定槽，所述唇边部与内圈密封配合，所述固定部与外圈之间形成有环向的过渡通道，所述固定部沿密封盖的径向设置有连通过渡通道与密封空腔的进气通道，所述固定部上设置有连通过渡通道与外界的排气通道；

所述进气通道、过渡通道以及排气通道依次连通形成连通密封空腔与外界的通气单元。

通过采用上述技术方案，在轴承高速转动的过程中，由于轴承的内部产生大量的热，导致密封空腔内的气体温度升高，使之相对于轴承外部的环境形成一个相对正压，而通气单元的设置连通了密封空腔与外界环境，使得空气会由于内外压差的存在而通过通气单元排至外界，并带走一部分的热量，避免热量堆积在轴承内部。而过渡通道的设置可以增大气体行进至轴承外部所需的路径长度，形成一个类似于迷宫式密封的结构，那么汽化的润滑脂会由于这一段过渡通道的设置而增大流动至外界所需的路径，从而随着气体流动而只能泄漏出非常少的润滑脂，在提高了轴承散热性能的前提下又尽可能的降低润滑脂泄漏的情况。

优选的，所述进气通道于密封盖的周向设置有至少两个。

通过采用上述技术方案，两个进气通道的设置可以增大气体进入至过渡通道中的气体量，进而提高轴承的散热效果。

优选的，所述排气通道于密封盖的周向设置有至少两个，且所述排气通道的数量与进气通道的数量相同。

通过采用上述技术方案，这种设置可以增多气体从过渡通道排出至外界的通路，通过与排气通道的数量相同的设置可以增大单位时间内热气体排出轴承的气体体积，提高了轴承的排气能力，从而进一步提高轴承的散热效果。

优选的，所述进气通道以及排气通道于密封盖的周向各自呈中心对称分布。

优选的，还包括有设置于固定部上且用于隔断过渡通道的隔断块，所述隔断块于密封盖的周向呈中心对称分布且所述隔断块的数量与进气通道的数量相同。

通过采用上述技术方案，如若不设置隔断块，通过多个进气通道进入过渡通道的气体可能会在同一个排气通道处产生汇流再从同一排气通道中排出，而两股气流的交汇会提高气流流动的阻碍程度，影响气体排出轴承的效率。而隔断块的设置使得轴承的周向形成了若干个相互独立而互不干涉的通气单元，使得气体在排出轴承的过程中不会在过渡通道中交汇，提高气体排出轴承的效率，从而进一步提高轴承的散热效果。

优选的，所述进气通道、排气通道以及隔断块均设置有两个，两个所述进气通道与两个所述排气通道于密封盖的周向呈均匀间隔设置。

优选的，两个所述隔断块位于任意相邻所述进气通道与所述排气通道的连线的垂直平分线上。

通过采用上述技术方案，这种设置使得密封盖的质量分布较为均匀，减小轴承在高速旋转过程中发生的振动。

优选的，所述固定部的外周向且位于朝向密封空腔的一侧设置有用于成型过渡通道的倾斜面，所述倾斜面与固定槽的两侧槽壁相互配合形成所述过渡通道。

通过采用上述技术方案，这种设置方式一方面方便过渡通道的成型，方便进行生产制造，同时，这种设置使得过渡通道的三侧槽壁相互呈横截面为三角形的结构，稳定性较佳、强度较高。由于在高速旋转的过程中密封盖会具有向外扩张的趋势而提高对外圈的压力，导致密封盖的固定部会受压而产生一定形变，在这种情况下，稳定性较佳的过渡通道的结构可以降低形变发生的程度，使气流仍能较佳的在过渡通道中进行流通，从而使得在高转速的情况下仍能保持较好的散热效果。

优选的，所述排气通道设置于固定部的外周壁上，所述排气通道的横截面呈半圆弧，所述排气通道的轴线方向与密封盖的厚度方向相同，所述排气通道于固定槽靠近密封空腔的一侧槽壁上的投影完全落入于过渡通道的侧壁上。

第二方面，本申请提供的一种高速密封轴承采用如下的技术方案：

一种高速密封轴承，采用上述的轴承密封结构。

综上所述，本申请可以有效地提高高速密封轴承的散热能力，同时润滑脂的泄漏率较低，可以使轴承维持在较高的转速下。

附图说明

图1是高速密封轴承的剖视图。

图2是高速密封轴承于进气通道处的剖视图。

图3是高速密封轴承于排气通道处的剖视图。

图4是一种实施方式中密封盖的结构示意图。

图5是实施方式1中密封盖的正视图。

图6是实施方式2中密封盖的正视图。

图7是实施方式3中密封盖的正视图。

图8是实施方式4中密封盖的正视图。

图9是实施方式5中密封盖的正视图。

附图标记说明：1、外圈；2、内圈；3、密封盖；4、滚动体；5、保持架；31、橡胶体；32、加固骨架；33、唇边部；34、连接部；35、固定部；11、固定槽；6、过渡通道；7、进气通道；8、排气通道；36、倾斜面；9、隔断块。

具体实施方式

以下结合附图1-9对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种高速密封轴承。参照图1，其包括外圈1、内圈2以及设置于外圈1与内圈2之间的密封盖3，外圈1与内圈2之间设置有滚动体4以及保持相邻滚动体4间隙的保持架5，外圈1、内圈2与密封盖3之间形成密封空腔。密封盖3包括橡胶体31以及嵌设于橡胶体31内的加固骨架32，密封盖3具有径向由内至外依次连接的唇边部33、连接部34以及固定部35，其中，连接部34相对于唇边部33以及固定部35向远离密封空腔的一侧凸出。外圈1上设置有供固定部35过盈安装的固定槽11，唇边部33与内圈2密封配合。其中，固定槽11的开设使得轴承的内侧壁形成两个内径不同的区域，其中，位于密封空腔内的一段内径较小，位于密封盖3外侧的一段内径较大。

参照图2和图3，固定部35穿设于固定槽11内的部分与外圈1之间形成有环向的过渡通道6，固定部35沿密封盖3的径向设置有连通过渡通道6与密封空腔的进气通道7，固定部35上设置有连通过渡通道6与外界的排气通道8。进气通道7、过渡通道6以及排气通道8依次连通形成连通密封空腔与外界的通气单元，而通气单元形成了一个类似于迷宫式的密封通道。随着密封空腔内的温度升高，密封空腔内会具有向正压转变的趋势，进而迫使密封空腔内的热流通过通气单元而排出至轴承外。

参照图1和图4，固定部35的外周向且位于朝向密封空腔的一侧设置有用于成型过渡通道6的倾斜面36，倾斜面36与固定槽11的两侧槽壁之间相互配合形成上述过渡通道6。其中，过渡通道6的横截面在倾斜面36的作用下呈三角形布置，这种结构上的设置使得过渡通道6能有较强的强度。

参照图2和图4，进气通道7的一侧开设至倾斜面36上，另一端向密封盖3的轴线处径向延长并贯穿固定部35的内侧以与密封空腔相连通。在本实施例中，进气通道7还贯穿于固定部35朝向密封空腔的一侧壁上。

参照图3和图4，排气通道8设置于固定部35的外周壁上。排气通道8的横截面呈半圆弧状设置，且其轴线方向与密封盖3的厚度方向相同。而为了避免排气通道8直接与密封空腔连通，排气通道8于固定槽11靠近密封空腔的一侧槽壁上的投影需完全落入于过渡通道6的侧壁上。

需要注意的是，气流需要依次通过进气通道7、过渡通道6以及排气通道8才可以排出轴承，因而，实际有效的过渡通道6需连接相邻的进气通道7以及排气通道8。其中，进气通道7以及排气通道8的数量与其分布方式对轴承的散热效果会具有一定的影响，因而具有多种实施方式。

参照图5，在实施方式1中，进气通道7与排气通道8均只设置有一个。此时，进气通道7与排气通道8之间有效的过渡通道6即对应成型有两个，从进气通道7进入的热流可以经过两侧的过渡通道6从同一排气通道8排出，即两个通气单元共用同一进气通道7以及排气通道8。

参照图6，在实施方式2中，进气通道7设置有两个，排气通道8设置有一个。此时，有效的过渡通道6也对应的被分割成两个，热流通过两个进气通道7进入两侧的过渡通道6并通过同一排气通道8排出，即两个通气单元共用同一排气通道8。

参照图7，在实施方式3中，进气通道7与排气通道8均设置有两个，其中，两个进气通道7连线的垂直平分线与两个排气通道8连线的垂直平分线相重合。此时，有效的过渡通道6共设置有两个，两个进气通道7与两个排气通道8分别与其对应的过渡通道6相互连通，构成了两个相对于密封盖3的直径呈对称设置的通气单元。

参照图8，在实施方式4中，进气通道7与排气通道8均设置有两个，其中，进气通道7以及排气通道8于密封盖3的周向各自呈中心对称分布。这种设置使得密封盖3的周向被分割而形成了四个有效的过渡通道6，进入任意一进气通道7的气流通过相邻两侧的过渡通道6并从两个排气通道8排至外界，同时，任意一排气通道8也接收相邻两侧过渡通道6的气流。

但是在该种实施方式下，以任意一个排气通道8为基准参考系，其相邻两侧过渡通道6的气流相向流动，因而在排气通道8处会发生汇聚而相互制约并造成一定的干扰，影响气流排出轴承的效率。

参照图4和图9，因此，为了屏蔽其中两个过渡通道6，使得任意一个排气通道8均只可以受到一侧的过渡通道6流动的气流，密封垫上且位于固定部35的周向设置有用于隔断过渡通道6的隔断块9，隔断块9设置于倾斜面36上且与过渡通道6的其他两个槽壁相抵紧并填充满过渡通道6，而两个隔断块9于密封盖3的周向呈中心对称分布。隔断块9的设置使得密封盖3的周向形成了两个完全独立且呈中心对称设置的通气单元，也可以看出，任意一个隔断块9的两侧即为两个完全独立的通气单元。

而作为优选，两个进气通道7与两个排气通道8于密封盖3的周向呈均匀间隔设置，即若将进气通道7与排气通道8均看做为独立的质点，那么四个质点与其圆心的连线大致处于相互垂直的状态。同时，两个隔断块9位于任意相邻进气通道7与排气通道8的连线的垂直平分线上。

因而基于该种实施方式，排气通道8以及进气通道7的数量还可以是大于二的任意自然数，但排气通道8与进气通道7的数量需相同，同样，隔断块9的数量也需与排气通道8的数量相同。但无论排气通道8与进气通道7设置有几个，通过隔断块9形成的若干独立的通气单元需于密封盖3的周向大致呈中心对称分布。

需要注意的是，通气单元的数量与散热效果在一定程度上呈正比，但润滑脂的泄漏效果又与过渡通道6的长度相关联，过渡通道6的长度越长，润滑脂就越不容易发生泄漏。因而，通气单元的数量不宜过多，较多的通气单元势必会缩短每一个通气单元中过渡通道6的长度，造成润滑脂的泄漏过多。通气单元的具体数量需根据实际应用环境进行配置，在本实施例中，优选通气单元的数量设置有两个且呈中心对称分布。

本申请实施例一种高速密封轴承的实施原理为：

当轴承高速旋转时，轴承内部会产生大量的热量而使密封空腔具有向正压转变的趋势，进而通过通气单元将热流排出至轴承外。此时，部分汽化的润滑脂会通过排气通道8而进入过渡通道6中，但由于过渡通道6的长度较长，形成了类似于迷宫密封的结构，润滑脂较不容易从排气通道8泄漏出较多。

而在当轴承冷却时，密封空腔内具有向负压转变的趋势，进而使气流会反向涌入轴承的密封空腔内。此时过渡通道6中的部分润滑脂也会随着轴承冷却而降温，使液化的润滑脂会向固态凝结。而此时会阻碍外界空气的倒流，并不会大量进入密封空腔中。

但是需要注意的是，本实施例中附图仅仅是为了方便描述而选用了深沟球式轴承。不脱离本发明的发明构思，其也可以应用至任意形式不同的密封轴承上，例如应用至圆锥滚子式轴承上。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轴承密封结构，包括内圈(2)、外圈(1)以及设置于内圈(2)与外圈(1)之间的密封盖(3)，所述内圈(2)、外圈(1)与密封盖(3)形成密封空腔，其特征在于：所述密封盖(3)包括依次连接的固定部(35)、连接部(34)以及唇边部(33)，所述外圈(1)上设置有供固定部(35)穿设的固定槽(11)，所述唇边部(33)与内圈(2)密封配合，所述固定部(35)与外圈(1)之间形成有环向的过渡通道(6)，所述固定部(35)沿密封盖(3)的径向设置有连通过渡通道(6)与密封空腔的进气通道(7)，所述固定部(35)上设置有连通过渡通道(6)与外界的排气通道(8)；

所述进气通道(7)、过渡通道(6)以及排气通道(8)依次连通形成连通密封空腔与外界的通气单元。

2.根据权利要求1所述的轴承密封结构，其特征在于：所述进气通道(7)于密封盖(3)的周向设置有至少两个。

3.根据权利要求2所述的轴承密封结构，其特征在于：所述排气通道(8)于密封盖(3)的周向设置有至少两个，且所述排气通道(8)的数量与进气通道(7)的数量相同。

4.根据权利要求3所述的轴承密封结构，其特征在于：所述进气通道(7)以及排气通道(8)于密封盖(3)的周向各自呈中心对称分布。

5.根据权利要求4所述的轴承密封结构，其特征在于：还包括有设置于固定部(35)上且用于隔断过渡通道(6)的隔断块(9)，所述隔断块(9)于密封盖(3)的周向呈中心对称分布且所述隔断块(9)的数量与进气通道(7)的数量相同。

6.根据权利要求5所述的轴承密封结构，其特征在于：所述进气通道(7)、排气通道(8)以及隔断块(9)均设置有两个，两个所述进气通道(7)与两个所述排气通道(8)于密封盖(3)的周向呈均匀间隔设置。

7.根据权利要求6所述的轴承密封结构，其特征在于：两个所述隔断块(9)位于任意相邻所述进气通道(7)与所述排气通道(8)的连线的垂直平分线上。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的轴承密封结构，其特征在于：所述固定部(35)的外周向且位于朝向密封空腔的一侧设置有用于成型过渡通道(6)的倾斜面(36)，所述倾斜面(36)与固定槽(11)的两侧槽壁相互配合形成所述过渡通道(6)。

9.根据权利要求1所述的轴承密封结构，其特征在于：所述排气通道(8)设置于固定部(35)的外周壁上，所述排气通道(8)的横截面呈半圆弧，所述排气通道(8)的轴线方向与密封盖(3)的厚度方向相同，所述排气通道(8)于固定槽(11)靠近密封空腔的一侧槽壁上的投影完全落入于过渡通道(6)的侧壁上。

10.一种高速密封轴承，其特征在于：采用如权利要求1-9任意一项所述的轴承密封结构。

Images