CN214500038U - 一种组合式旋转密封 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合式旋转密封，包括橡胶基体和金属骨架材料，金属骨架经过表面处理后，通过热硫化工艺与橡胶基体粘合到一起，起到支撑加强作用。本实用新型采用组合式结构，具有一个外环密封和一个内环密封，外环密封和内环密封之间共有四道防水密封唇口和一道油封唇口，可相对转动，形成“迷宫”式密封，具有优异的密封性能。外环密封具有一个油封唇口和两个防水密封唇口，内环密封具有两道防尘、防水密封唇口。通过合理的结构设计，在组合密封中同时实现了端面密封和径向密封，可有效防止因轴承径向跳动或端面跳动造成的泄露，提高了密封可靠性。本实用新型的防尘防水等级达到IP68，并经台架试验和实车验证，满足时速100km/h速度下的密封要求。

Description

一种组合式旋转密封

技术领域

本实用新型属于旋转密封技术领域，具体涉及一种组合式旋转密封。

背景技术

轮毂电机又称车轮内装电机，它的最大特点就是将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，因此将电动车辆的机械部分大大简化。由于轮毂电机具备单个车轮独立驱动的特性，因此无论是前驱、后驱还是四驱形式，它都可以比较轻松地实现，全时四驱在轮毂电机驱动的车辆上实现起来非常容易。同时轮毂电机可以通过左右车轮的不同转速甚至反转实现类似履带式车辆的差动转向，大大减小车辆的转弯半径，在特殊情况下几乎可以实现原地转向，对于特种车辆推广应用前景很大。

轮毂电机具有多种优势，但因其安装在轮胎部位，紧贴地面，时常面临阳光暴晒、臭氧老化、深度涉水、腐蚀性介质侵蚀、高湿高热、风沙灰尘、盐雾霉菌等多种环境因素的影响。由于轮毂电机结构紧凑，在车辆进行紧急制动、瞬间加速等动作时，电机的载荷不停的变化，轮毂内部温度因电机发热、齿轮传动摩擦等因素导致温度急剧升高，密封件要长期承受高温老化。同时轮毂电机内部装有转子和定子等要求高绝缘的电气元件，任何水分等导体的渗入均会对电机的功能性和使用寿命造成不可逆的损伤，甚至直接烧毁电机。所以轮毂电机密封的可靠性和稳定性制约着其在军用和民用车辆上的大规模应用。如何保证轮毂电机在上述复杂恶劣工况条件下的密封可靠性，是轮毂电机广泛应用前亟待解决的问题。

国内轮毂电机的密封主要针对民用轻型电动车或电动自行车进行研发，密封件所面临的转速、温度、载荷等工况条件相对简单，采用传统的油封或者防尘密封，基本能够满足目前的使用需求。而对于重型车辆或军用车辆的轮毂电机密封，由于该类型的轮毂电机整体尚处于研发阶段，与之配套的密封件多借用传统燃油车的轮毂密封件，因两种车辆的工况条件、对密封件的整体要求有一定差异，导致密封效果较差，不能满足目前的使用要求。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种组合式旋转密封，其一侧能够密封高温齿轮润滑油，一侧能够密封一定压力的水、泥浆以及砂尘等混合介质，解决上述问题。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种组合式旋转密封，包括橡胶基体和金属骨架，所述金属骨架经过表面处理后，通过热硫化工艺与橡胶基体粘合一体，所述橡胶基体包括一个外环密封和一个内环密封，外环密封和内环密封之间设置有四道防水密封唇口和一道油封唇口，外环密封和内环密封可相对转动，形成“迷宫”式结构。

进一步的，所述外环密封为半包胶结构，其外缘肩部有一个凸起，外环密封设置有油封唇口、第一防水密封唇口和第二防水密封唇口，油封唇口设置有预紧弹簧。

进一步的，所述内环密封为半包胶结构，设置有第一防尘防水密封唇口和第二防尘防水密封唇口，第二防尘防水密封唇口处有一个凹槽，用于存储润滑油，在内环密封设置三道内环密封内孔凸起。

进一步的，所述金属骨架与内环密封的接触面为内环密封摩擦面。

进一步的，所述金属骨架与第一防水密封唇口的接触面为外环第一道密封摩擦面；所述金属骨架与第一防水密封唇口油封唇口的接触面为外环密封摩擦面。

进一步的，所述橡胶基体选型包括氟橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、氟硅橡胶、氟醚橡胶。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的旋转密封可在-45℃～150℃内，保证良好的齿轮润滑油密封和防尘、防水密封效果，采用多级唇口的组合式密封结构，能同时分离密封高温齿轮润滑油和一定压力的水、泥浆以及砂尘等混合介质。

本实用新型外环密封和内环密封之间依靠多级唇口形成“迷宫”式结构，保证密封的可靠性；组合式密封，外环密封和内环密封可以相对转动，并且互为摩擦面，不直接作用在轴承上，可避免唇口摩擦导致的轴承损坏。同时轴承不作为摩擦面，对其表面粗糙度没有特殊要求，使用范围更广。

本实用新型通过组合式的结构设计，使得组合密封的四道防尘防水密封唇口，三道为径向密封，一道为端面密封，可有效的克服轴承的轴向跳动和端面跳动，保证密封的可靠性。

本实用新型旋转密封外环密封为半包式结构，包胶部分可以保证密封件与安装孔的可靠密封，外露骨架外缘部分可保证密封件在安装时与孔和轴承间的同心度，提高密封效果；骨架内缘部分可通过精密机加，提高其表面的光洁度，进而减小摩擦组合，延长密封寿命。

本实用新型旋转密封内环密封为半包式结构，包胶部分设计有三道凸起，可以保证密封件与轴承间的可靠密封性同时具有较小的安装阻力，骨架外缘部分可通过精密机加，提高其表面的光洁度，进而减小摩擦组合，延长密封寿命。

本实用新型旋转密封外缘肩部设计一个凸起，有效防止油、气从密封件与安装壳体间泄漏。

本实用新型内环密封的两道防水、防尘密封唇口，固定在轴承上不动，密封接触力不会因转速的升高或降低发生变化，保证密封的可靠性。

本实用新型在内环密封和外环密封间的“迷宫”处可以填满润滑脂，进而防止防水唇口的干摩擦，延长使用寿命。

本实用新型内外环旋转密封可以组合使用，也可根据安装空间和密封工况单独使用或者与其它密封件组合使用。

附图说明

图1是本实用新型实施例的组合旋转密封结构示意图；

图中，1-橡胶基体，2-金属骨架，3-外环密封，4-内环密封，5-内环密封摩擦面，6-凸起，7-油封唇口，8-第一防水密封唇口，9-第二防水密封唇口，10-预紧弹簧，11-外环第一道密封摩擦面，12-外环密封摩擦面，13-内环密封内孔凸起，14-第一防尘防水密封唇口，15-第二防尘防水密封唇口，16-凹槽。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参考图1所示的一种组合式旋转密封，包括橡胶基体1和金属骨架2；所述橡胶基体1为高耐磨氟橡胶；金属骨架2经过表面处理后，通过热硫化工艺与橡胶粘结在一起，起到支撑和加强作用。

图1所示，旋转密封为组合式结构，具有一个外环密封3和一个内环密封4，两者之间共有四道防水密封唇口和一道油封唇口，可相对转动，形成“迷宫”式结构。外环密封3为半包胶结构，外缘包胶部分有效防止油、气从密封件与壳体间泄漏；外缘外露骨架部分可保证外环密封与安装孔间具有良好的同心度；内缘外漏骨架部分内环密封的内环密封摩擦面5，可精确控制表面粗糙度。外环密封3的外缘肩部有一个凸起6，有效防止油、气从密封件与壳体间泄漏。外环密封3具有一个油封唇口7和第一防水密封唇口8和第二防水密封唇口9，第一防水密封唇口8有预紧弹簧10，增大唇口径向力，弹簧中心与油封唇口有一定距离，使得唇口具有良好的“泵吸”效应，保证第一防水密封唇口8的密封效果，两个防水密封唇口为无弹簧自紧式密封，在高压水推动下，第一防水密封唇口8贴紧外环第一道密封摩擦面11，第二防水密封唇口9抱紧外环密封摩擦面12，实现密封；无压力时，两个防水密封唇口向外张开，与轴承间的抱紧力减小，摩擦力随之减小，提高了传动效率，延长了密封件的使用寿命。外环密封3的第一防水密封唇口8的外环第一道密封摩擦面11为内环密封的下表面，两者间为端面密封；旋转密封外环密封的第二防水密封唇口9的外环密封摩擦面12为内环密封的外缘，两者间为径向密封。两种型式的密封可有效防止因轴承径向跳动或端面跳动造成的泄露。

旋转密封的内环密封4为半包胶结构，内环密封内孔凸起13共三道，在内环密封4与轴承间形成有效密封，同时减小安装时的阻力；外漏部分为外环密封摩擦面12，可通过机加工的方式提高其表面光洁度，进而减小摩擦阻力。内环密封3具有第一防尘防水密封唇口14和第二防尘防水密封唇口15，第二防尘防水密封唇口15处有一个凹槽16，可存储润滑油，减小摩擦阻力。

图1所述的组合式旋转密封，按照GB/T 4208-2017规定的试验方法进行测试，其防尘防水等级达到IP68，经台架试验和实车验证，满足时速100km/h速度下的密封要求。

用新型的具体实施例，但本实用新型的结构特征并不局限于此，本实用新型可以用于类似的产品上，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。

Claims (5)

1.一种组合式旋转密封，包括橡胶基体(1)和金属骨架(2)，所述金属骨架(2)与橡胶基体(1)粘合一体，其特征在于，所述橡胶基体包括一个外环密封(3)和一个内环密封(4)，外环密封(3)和内环密封(4)之间设置有四道防水密封唇口和一道油封唇口，外环密封(3)和内环密封(4)可相对转动，形成“迷宫”式结构。

2.根据权利要求1所述组合式旋转密封，其特征在于，所述外环密封(3)为半包胶结构，其外缘肩部有一个凸起(6)，外环密封(3)设置有油封唇口(7)、第一防水密封唇口(8)和第二防水密封唇口(9)，油封唇口(7)设置有预紧弹簧(10)。

3.根据权利要求1或2所述组合式旋转密封，其特征在于，所述内环密封(4)为半包胶结构，设置有第一防尘防水密封唇口(14)和第二防尘防水密封唇口(15)，第二防尘防水密封唇口(15)处有一个凹槽(16)，用于存储润滑油，在内环密封(4)设置三道内环密封内孔凸起(13)。

4.根据权利要求3所述组合式旋转密封，其特征在于，所述金属骨架(2)与内环密封(4)的接触面为内环密封摩擦面(5)。

5.根据权利要求4所述组合式旋转密封，其特征在于，所述金属骨架(2)与第一防水密封唇口(8)的接触面为外环第一道密封摩擦面(11)；所述金属骨架(2)与第一防水密封唇口(8)、油封唇口(7)的接触面为外环密封摩擦面(12)。

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