CN113357270B - 一种轴承密封圈和包含该密封圈的密封回转系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种能够对回转轴承起到有效密封效果同时在向系统内部补充油液时控制回转轴承处油液的压力大小的轴承密封圈和包含有该轴承密封圈的密封回转系统，该轴承密封圈通过自身所形成的的环形唇结构，在内部油压过大时开启向外排出部分润滑油液以及间隙处所积累的灰尘杂质，防止润滑油液压力过大时导致油液粘度增大，使得转动部件在运动过程中所需克服的阻力变大的情况发生，进而保证回转轴承始终在合适的润滑油液压强下进行平稳可靠的运转工作。

Description

一种轴承密封圈和包含该密封圈的密封回转系统

技术领域

本发明涉及轴承密封防护领域，具体为一种密封圈和包含该密封圈的密封回转系统。

背景技术

轴承是“辅助物体旋转的零件”，它们支撑在机械内部的不停地进行旋转，使用轴承的机器包括汽车，飞机，发电机，甚至是我们每天都使用的家用电器，如冰箱，吸尘器和空调等。轴承支撑这些机器中的车轮，齿轮，涡轮机，转子等的旋转轴，保证各个零件旋转的更加平稳。在实际使用过程中，在回转轴承端面通常都会安装有相应带有防尘盖与密封圈密封装置，进行防尘和密封，保持轴承内部的润滑油脂在使用中不会向外流失，保证轴承的转动部分始终处于稳定的润滑状态同时保证轴承外部的尘埃或有害气体不会进入轴承内腔对轴承造成损伤。作为一种最为常见的轴承密封方式，在轴承的端面固定安装轴承密封圈被广泛应用于各种机械设备中，而针对不同的使用环境条件、使用需求，轴承密封圈又通过改进演变形成了各种各样不同的结构，以应对实际使用中的问题。

如授权公告号为CN203285858U的中国实用新型专利文件中公开的一种轴承密封圈，包括骨架、以及包覆在所述骨架周围的密封圈体，所述密封圈体包括包覆在所述骨架上的本体、以及设于该本体两端的外唇和内唇，所述外唇的一侧边上设有一迎向轴承外圈的斜面，所述内唇向下延伸有一向外倾斜凸出并与轴承内圈相接触的接触唇和一与轴承内圈不接触的非接触唇，该非接触唇与所述接触唇之间形成有缓冲槽。提高了密封圈的防尘、防水、防止油脂外泄性能，而且降低了密封圈摩擦力矩，延长了使用寿命；同时，简化了密封圈结构，使密封圈加工工艺更加简单，降低了生产成本。

又如申请号为CN201822214788.2的中国实用新型专利申请文件中公开的一种轴承密封圈，包括密封圈体和骨架，骨架嵌入密封圈体内；密封圈体一侧设有密封块，另一侧设有密封唇口，包括第一密封唇口、第二密封唇口和第三密封唇口，其中第一密封唇口向轴承方向凸起，第二密封唇口和第三密封唇口位于第一密封唇口下方，且通过腰部与第一密封唇口相连。该实用新型所述轴承密封圈采用3个密封唇口进行密封，其中第一密封唇口起到辅助密封效果，第二密封唇口和第三密封唇口与内圈形成过盈配合，起到主要密封效果；腰部的设计可以调整轴承的启动力矩，降低摩擦力矩，减小轴承的能量损耗；第三密封唇口末端加大加厚设计，可以加强密封效果，提高轴承的使用寿命。

对于一些不便于拆解更换零部件的轴承结构，在一定使用时间后，由于润滑油液发生挥发泄漏，轴承处的内部油液变少，此时就会出现润滑效果变差的情况，影响轴承内外圈之间的相对转动。常见的回转轴承通过向内部定期加注油液保证润滑油充满内部，而在该过程中，若是出现内部油压过大的情况，则会导致润滑油液的粘度变大，使安装轴承处的部件启动转矩变大，影响回转系统的正常工作甚至是导致轴承密封结构损坏的情况发生。所述的轴承密封圈以及相应的密封结构虽然实现了对轴承的有效密封效果，但无法实现对轴承内部油液的调节控制作用将轴承内部油液的压力大小控制在一定的合适范围内。

针对上述问题，本发明提供了一种能够在向轴承密封结构内部加注润滑油液时防止内部润滑油压力过大的轴承密封圈和包含该密封圈的密封回转系统。

发明内容

本发明提供了一种能够对轴承起到有效密封效果的同时控制轴承处润滑油液压力的轴承密封圈和包含该密封圈的密封回转系统。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种轴承密封圈，采用橡胶材质制成，其主体呈圆环形，包含有安装时远离轴承一侧的前端面和靠近轴承一侧的后端面，以及与内回转件相接触的内贴合面和与外回转件相接触的外贴合面，其特征在于：所述轴承密封圈上形成有环形唇，所述环形唇由密封圈上的所述外端面向外延伸凸起，环形唇的靠外侧形成有用于与安装在该轴承密封圈前侧的防护盖内表面相贴合的抵靠贴合部。

作为对本发明的优选，所述环形唇的内侧面呈一种由其与密封圈主体连接处向其外端径向尺寸逐渐变大的锥形面。

一种密封回转系统，包含有内回转件、外回转件以及安装于内、外回转件之间的回转轴承，还包含所述的轴承密封圈和安装于所述轴承密封圈前侧的防护盖，所述轴承密封圈上环形唇的抵靠端部与防护盖的内壁面相抵靠贴合并在抵靠作用力的效果下产生沿径向外翻扩大的形变，使得密封回转系统内部轴承密封圈与防护盖之间空间被分隔为靠内回转件一侧与回转轴承联通的内油液腔和靠外回转件一侧与外界联通的外油液腔；当所述内油液腔中的油液对环形唇的作用力足够克服环形唇形变所产生的弹性阻力时，所述环形唇的抵靠贴合部与防护盖的内表面相分离，此时内油液腔与外油液腔联通，油液由内向外流出，内油液腔内部的油液压力回落，此时环形唇的抵靠贴合部重新与防护盖相贴合接触并重新分隔内油液腔和外油液腔。

作为对本发明的优选，在所述内回转件上开设有用于向回转轴承处加注润滑油液的注油槽。

作为对本发明的优选，所述注油槽自内回转件的端部向内贯通直至回转轴承处，在所述注油槽靠外侧端部设置有球头柱塞。

作为对本发明的优选，在所述内回转件端部的外侧还套接固定安装有用于对球头柱塞起到包覆防护作用的保护套。

作为对本发明的优选，所述轴承密封圈的外贴合面与外回转件的内侧面相固定连接使轴承密封圈跟随外回转件运动，所述防护盖固定安装于内回转件上并跟随内回转件运动。

作为对本发明的优选，所述防护盖的外缘沿回转轴承中心轴线的轴向向回转轴承一侧弯折延伸形成环形凸起，所述外回转件的外表面向内凹陷形成有用于收容所述环形凸起的环形凹槽，所述环形凸起嵌入环形凹槽形成一种迷宫式密封结构。

作为对本发明的优选，所述轴承密封圈的内贴合面上形成有凹陷的引导槽，所述引导槽的截面靠回转轴承一侧为斜面。

作为对本发明的优选，所述回转轴承的前后两端均安装设置有所述轴承密封圈。

综上所述，本发明能够实现以下多项有益效果：

1. 本发明所述的轴承密封圈和包含该密封圈的密封回转系统能够对系统内部的油压进行控制，避免加注油液时因内部油压过大破坏轴承密封性或是轴承处的内部油液压力过大导致润滑油液粘度变大，导致回转系统所需的启动转矩和旋转过程中阻力变大的情况发生，能够将回转系统内部润滑油液的压力大小控制在一定范围以内。

2. 本发明所述的轴承密封圈和包含该密封圈的密封回转系统能够通过对密封圈上环形唇部的厚度、形状或是材料进行针对性的选择和调整，对应控制其发生弹性形变并在开启和关闭两种状态间进行切换时所需的压力大小，进而对系统内部油液的压力大小进行控制。

3. 本发明所述的轴承密封圈和包含该密封圈的密封回转系统能够在使用一定时间后向系统内部加注润滑油液的同时排出使用过程中部件磨损所形成的细微碎屑杂质或是由外向内进入的少量灰尘，对密封回转系统起到有效的清洁作用，保证回转系统工作的稳定性。

4. 本发明所述的轴承密封圈和包含该密封圈的密封回转系统中，轴承密封圈上开设的引导槽能够降低油液自回转轴承处流经轴承密封圈和内回转件之间间隙向内油液腔移动时的所受到的阻力，同时也减少了轴承密封圈内侧与内回转件之间的接触，减小回转系统在旋转工作时所受到的摩擦阻力。

5. 本发明所述的轴承密封圈和包含该密封圈的密封回转系统结构简单，安装方便，无需高成本的精密复杂部件即可实现对轴承内部油压的控制，同时也更加便于进行维护更换。

附图说明

图1为轴承密封圈外观示意图；

图2为轴承密封圈剖面结构示意图；

图3为轴承密封圈剖面结构局部放大示意图；

图4为密封回转系统剖面结构示意图；

图5为密封回转系统剖面结构局部放大示意图；

图6为轴承密封圈与其它部件配合结构关系放大示意图。

图中：

1——轴承密封圈，1a——前端面，1b——后端面，1c——内贴合面，1d——外贴合面，1ca——引导槽；

2——环形唇，2a——抵靠贴合部，2b——锥形面；

3——回转轴承；

4——内回转件，4a——注油槽；

5——外回转件；

6——防护盖；

7——外油液腔；

8——内油液腔；

9——迷宫式密封结构，9a——环形凹槽，9b——环形凸起；

10——球头柱塞；

11——保护套。

具体实施方式

以下具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

本方案是通过以下技术手段实现的：

实施例1：一种橡胶材质的轴承密封圈1，整体呈圆环形，与回转轴承3共同套接安装于内回转件4和外回转件5之间。轴承密封圈1安装于回转轴承3的一侧，沿自身径向形成有靠内侧用于与内回转件4相贴合的内贴合面1c以及靠外侧用于与外回转件5相贴合的外贴合面1d；沿回转件回转中心轴线的轴向，轴承密封圈1又形成有远离回转轴承3一侧的前端面1a和靠近回转轴承3一侧的后端面1b。自轴承密封圈1的前端面1a向前延伸凸起形成呈圆环形的环形唇2。所述环形唇2的一端与轴承密封圈1的主体相连接，另一端向前端延伸形成用于与安装在轴承密封圈1外侧的防护盖6相贴合的抵靠贴合部2a。环形唇2的内侧面呈一种锥形面2b，自所述环形唇2与轴承密封圈1主体相连接处向前端延伸的同时，环形唇2的径向尺寸逐渐变大。当所述环形唇2受到外侧防护盖6安装时沿中心轴线向内的挤压作用力时，由于轴承密封圈1采用橡胶材质制成，具有良好的弹性形变能力，因此环形唇2前端的抵靠贴合部2a会产生外翻扩大的变形并与防护盖6的内壁面紧密贴合并产生相应的抵靠作用力。

实施例2：一种密封回转系统，包含有实施例1中所述的轴承密封圈1，其内回转件4为一根固定的中心轴，外回转件5为套接安装于中心轴上进行旋转的转动轮。在中心轴和转动轮之间固定安装有回转轴承3，所述回转轴承3的外圈与转动轮的内侧面相固定连接并跟随转动轮进行旋转，回转轴承3的内圈与中心轴的外侧面相紧密贴合固定连接为一体。在中心轴上沿轴线方向回转轴承3的两侧面均安装有轴承密封圈1并且在轴承密封圈1的外侧安装有防护盖6，所述防护盖6在外侧压紧件的作用下与中心轴固定连接为一体同时不再沿中心轴的轴向发生移动。在安装防护盖6的同时，防护盖6内侧面对轴承密封圈1的环形唇2产生沿轴向向内的挤压作用力。由于轴承密封圈1的后端面1b与回转轴承3相抵靠固定不再沿轴向发生移动，因此环形唇2在挤压作用力的作用下产生向外扩大的弹性变形，其前端的抵靠贴合部2a与防护盖6的内侧面紧密贴合同时将轴承密封圈1与防护盖6之间的空间分隔为内油液腔8和外油液腔7。在中心轴的内部开设有用于向轴承加注润滑油液的注油槽4a，所述注油槽4a与外部相联通的开口处位于中心轴的端部，注油槽4a向内贯通至轴承处。

在对密封回转系统内部加注润滑油液时，自中心轴开口端部经注油槽4a向内加注润滑油液，润滑油液流经回转轴承3处后流动至内油液腔8，此时由于环形唇2的抵靠贴合部2a与防护盖6相抵靠贴合，润滑油液不再继续向前流动并在内油液腔8处不断累积。当内油液腔8内的油液压力大小上升至一定程度时，油液对环形唇2的作用力足以克服环形唇2的弹性力，此时环形唇2开启，润滑油液自内油液腔8向外油液腔7流动排出，使得内油液腔8以及回转轴承3处的润滑油液下降，环形唇2复位并且重新抵靠防护盖6的内侧面将内、外油液腔7相分隔。

在该过程中，通过带有环形唇2的密封圈的开启闭合，有效控制了回转轴承3处润滑油液的压力大小，避免了加注润滑油液时压力过大，导致润滑油液粘度上升，内外回转件5进行转动工作时所需克服的启动转矩上升的情况发生。在该过程中，由于外油液腔7与外界之间形成有极小的间隙通道，由内向外排出的油液能够将该间隙处残留的灰尘杂质同时向外挤压排出，防止了杂质进一步向内移动进入内部影响轴承的正常工作，同时对密封回转系统起到了有效的清洁防护作用。

对所述密封回转系统的结构进行优选，在作为内回转件4的中心轴靠外侧端部安装有球头柱塞10结构，在外部挤压力的作用下，球头柱塞10中的钢珠克服弹簧的作用力向内移动，球头柱塞10开启，实现由外向内加注润滑油液；而当撤去外部挤压力时，钢珠在弹簧的作用下重新向外移动并与中心轴的开口端内壁相抵靠贴合，实现对内部润滑油液的密封效果。

进一步优选，在安装所述球头柱塞10的中心轴端部外侧通过螺纹结构固定安装有保护套11，通过该保护套11对球头柱塞10起到包覆和保护作用，有效避免了外部零部件对球头柱塞10端部的误触或是碰撞导致柱塞开启使内部润滑油液向外泄漏进而导致密封回转系统内部油液压力值迅速下降的情况发生，保证了密封回转系统工作的稳定性。

进一步优选，在防护盖6和外回转件5之间还设置形成有迷宫式密封结构9。具体的，所述防护盖6内侧面的外缘向内弯折延伸形成环形凹槽9a部，所述外回转件5与防护盖6相对位置处向内凹陷形成用于收容环形凹槽9a部的环形凸起9b。将防护盖6固定安装于中心轴上后，环形凹槽9a部嵌入环形凸起9b内并且互相交错，形成曲折的间隙通道。该迷宫式密封结构9能够有效将内部油液和外部杂质限制于间隙通道内并互相分隔，同时对油液向外泄露和杂质向内移动起到了阻碍作用，进一步提升了密封回转系统的密闭性和耐用性。

进一步优选，在轴承密封圈1的内贴合面1c上开设形成向内凹陷的引导槽1ca，所述引导槽1ca的截面形状呈三角形并且靠回转轴承3一侧为斜面。在该结构的引导槽1ca作用下，密封回转结构内部的润滑油液便于自回转轴承3一侧流向内油液腔8，而对润滑油液的逆向流动产生阻碍，起到一定的控制润滑油液单向流动作用，进一步提升了阻止外部杂质进入回转轴承3处的密封效果。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种密封回转系统，包含有内回转件（4）、外回转件（5）以及安装于内、外回转件之间的回转轴承（3），还包含轴承密封圈（1）和安装于所述轴承密封圈（1）前侧的防护盖（6），其特征在于：

所述轴承密封圈（1）采用橡胶材质制成，其主体呈圆环形，包含有安装时远离轴承一侧的前端面（1a）和靠近轴承一侧的后端面（1b），以及与内回转件（4）相接触的内贴合面（1c）和与外回转件（5）相接触的外贴合面（1d），其特征在于：所述轴承密封圈（1）上形成有环形唇（2），所述环形唇（2）由密封圈上的所述前端面（1a）向外延伸凸起，环形唇（2）的前端形成有用于与安装在该轴承密封圈（1）前侧的防护盖（6）内表面相贴合的抵靠贴合部（2a）；

所述环形唇（2）的内侧面呈一种由其与密封圈主体连接处向其外端径向尺寸逐渐变大的锥形面（2b）；

所述轴承密封圈（1）上环形唇（2）的抵靠贴合部（2a）与防护盖（6）的内壁面相抵靠贴合并在抵靠作用力的效果下使环形唇（2）产生沿自身径向外翻扩大的形变，同时使密封回转系统内部轴承密封圈（1）与防护盖（6）之间空间被分隔为靠内回转件（4）一侧与回转轴承（3）联通的内油液腔（8）和靠外回转件（5）一侧与外界联通的外油液腔（7）；当所述内油液腔（8）中的油液对环形唇（2）的作用力足够克服环形唇（2）形变所产生的弹性阻力时，所述环形唇（2）的抵靠贴合部与防护盖（6）的内表面相分离，此时内油液腔（8）与外油液腔（7）联通，油液由内向外流出，内油液腔（8）内部的油液压力回落，此时环形唇（2）的抵靠贴合部（2a）重新与防护盖（6）相贴合接触并重新分隔内油液腔（8）和外油液腔（7）；

在所述内回转件（4）上开设有用于向回转轴承（3）处加注润滑油液的注油槽（4a）；

所述轴承密封圈（1）的内贴合面（1c）上形成有凹陷的引导槽（1ca），所述引导槽（1ca）的截面靠回转轴承（3）一侧为斜面。

2.根据权利要求1所述的密封回转系统，其特征在于：所述注油槽（4a）自内回转件（4）的端部向内贯通直至回转轴承（3）处，在所述注油槽（4a）靠外侧端部设置有球头柱塞（10）。

3.根据权利要求2所述的密封回转系统，其特征在于：在所述内回转件（4）端部的外侧还套接固定安装有用于对球头柱塞（10）起到包覆防护作用的保护套（11）。

4.根据权利要求1所述的密封回转系统，其特征在于：所述轴承密封圈（1）的外贴合面（1d）与外回转件（5）的内侧面相固定连接使轴承密封圈（1）跟随外回转件（5）运动，所述防护盖（6）固定安装于内回转件（4）上并跟随内回转件（4）运动。

5.根据权利要求1所述的密封回转系统，其特征在于：所述防护盖（6）的外缘沿回转轴承（3）中心轴线向回转轴承（3）一侧弯折延伸形成环形凸起（9b），所述外回转件（5）的外表面向内凹陷形成有用于收容所述环形凸起（9b）的环形凹槽（9a），所述环形凸起（9b）嵌入环形凹槽（9a）形成一种迷宫式密封结构（9）。

6.根据权利要求1所述的密封回转系统，其特征在于：在所述回转轴承（3）的前后两端均安装设置有所述轴承密封圈（1）。