密封装置的制作方法

1.本发明涉及密封技术领域。具体地，本发明涉及一种用于对转动部件进行动态密封的密封装置。


背景技术：

2.当前，浮动密封装置主要应用于各种建筑和工程机械中，比如挖掘机、推土机、隧道掘进机、采矿机械、农业机械、重型卡车等。这些机械的运行条件非常严苛，可能造成严重的磨损。
3.浮动密封装置由两个在独立的腔中沿轴向相互抵接的金属浮环构成，两个弹性密封圈分别分配在各自的腔中。这种浮动密封装置例如见于cn101479509a等专利文献中。弹性密封圈的弹性对浮环产生了均匀的轴向负载。弹性密封圈的内外侧面均进行静态密封，防止浮环随着轴转动，并且通过端面的滑动配合来防止扭矩在两个浮环之间传递。两个浮环中只有一者进行转动，而另一者是静止的，从而形成防泄漏密封件。这可以有效地防止外部污染物侵入，并且防止内部油脂泄漏。
4.浮动密封装置的安装必须确保弹性密封圈不发生扭曲，否则将会引起弹性密封圈泄漏甚至损坏，从而使其过早失效。在两个浮环工作一段时间以后，用于抵接的端面将会发生磨损，使得配合不再紧密，由此引发泄漏。此外，两个金属浮环之间的摩擦扭矩也会增加，导致静态的浮环被迫转动，使得安装在静态浮环上的弹性密封圈发生扭曲甚至损坏，从而在静态浮环与弹性密封圈之间引发泄漏。


技术实现要素：

5.因此，本发明需要解决的技术问题是，提供一种具有改进性能的密封装置。
6.上述技术问题通过根据本发明的一种密封装置而得到解决。该密封装置用于在能够相对转动的第一转动部件与第二转动部件之间进行动态密封，该密封装置包括围绕转动轴线布置的浮环和弹性密封圈。其中，该密封装置还包括围绕转动轴线布置的骨架、弹性密封体和密封盖，骨架用于固定在径向外侧的第一转动部件上，弹性密封体固定在骨架上并且包括朝向径向内侧延伸来密封第二转动部件的至少一个密封唇，密封盖固定在弹性密封体上，使得弹性密封体的一部分在轴向上支撑在骨架与密封盖之间，浮环在与骨架相反的一侧沿轴向抵接密封盖，并且能够相对于密封盖转动，浮环沿径向向外并且在背向密封盖的轴向方向上抵接弹性密封圈。这种密封装置采用固定密封结构与浮动密封结构相结合的设计，由骨架、弹性密封体和密封盖组成的固定密封结构可以为浮动密封结构提供稳定的轴向支撑，确保浮动密封结构的密封效果。
7.根据本发明的一个优选实施例，弹性密封体可以包括沿轴向支撑在骨架与密封盖之间的支撑部，该支撑部可以具有比弹性密封体的其余部段的厚度更大的轴向厚度。弹性的支撑部支撑在密封盖与骨架之间，密封盖沿轴向抵接浮环，当浮动密封圈发生偏移或磨损时，支撑部可以通过弹性变形来为浮动密封结构提供补偿。
8.根据本发明的另一优选实施例，密封盖可以包括径向部段和轴向部段，径向部段可以沿轴向抵接支撑部的朝向浮环的端面，轴向部段可以沿径向向内抵接支撑部的径向外侧面。轴向部段用于为浮环提供轴向支撑，而径向部段可以确保密封盖相对于弹性密封体的径向定位，并且防止密封盖从弹性密封体脱落。
9.根据本发明的另一优选实施例，骨架可以包括用于沿径向抵接第一转动部件的固定部，固定部可以在轴向部段的径向外侧沿轴向延伸并且与轴向部段沿径向间隔开。可以通过固定部与第一转动部件的过盈配合来将骨架固定在第一转动部件上。优选地，弹性密封体可以包覆固定部的径向外侧面，使得固定部经由弹性密封体间接地抵接第一转动部件。
10.根据本发明的另一优选实施例，密封盖可以包括密封盖涂覆层，浮环和密封盖涂覆层可以分别由低摩擦材料制成，密封盖可以经由密封盖涂覆层沿轴向抵接浮环，从而降低密封盖与浮环的磨损。优选地，这种低摩擦材料例如可以是聚四氟乙烯。
11.根据本发明的另一优选实施例，该密封装置还可以包括弹簧，该至少一个密封唇可以包括主密封唇，弹簧可以安装在密封唇的径向外侧并且向内挤压主密封唇，从而确保主密封唇紧密贴合并且密封径向内侧的第二转动部件。优选地，该至少一个密封唇还可以包括副密封唇，副密封唇在轴向上比主密封唇更靠近浮环。
12.根据本发明的另一优选实施例，主密封唇可以具有由低摩擦材料制成的密封唇涂覆层，主密封唇能够经由密封唇涂覆层接触第二转动部件，从而减少对主密封唇的磨损。
13.根据本发明的另一优选实施例，该密封装置还可以包括防转动销，防转动销的一部分可以插入浮环中而另一部分可以用于插入第二转动部件中。通过防转动销可以可靠地防止浮环相对于第二转动部件转动。
附图说明
14.以下结合附图进一步描述本发明。图中以相同的附图标记来代表功能相同的元件。其中：
15.图1示出根据本发明的一个实施例的密封装置在安装到轴承中时的剖视图；
16.图2示出图1所示的密封装置的立体剖视图；
17.图3示出根据本发明的另一实施例的密封装置在安装到轴承中时的剖视图；和
18.图4示出图3所示的密封装置的立体剖视图。
具体实施方式
19.以下将结合附图描述根据本发明的密封装置的具体实施方式。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的保护范围由权利要求书限定。
20.根据本发明的实施例，提供了一种用于动态密封的密封装置。这种密封装置用于在两个能够相对转动的部件之间进行密封，例如用在轴承的外圈与内圈之间。
21.图1和图2示出了根据本发明的密封装置的一个示例性实施例。在图1中，该密封装置安装在轴承中。在该实施例中，由该密封装置来密封的两个转动部件中的一者是轴承的外圈2以及与外圈2固定连接的部件，例如以过盈配合的方式支撑在外圈2的径向外侧的毂1
等，而另一者是内圈3以及与内圈3固定连接的部件，例如以过盈配合的方式安装在内圈3的径向内侧的轴和固定在内圈3的轴向端部之外的端盖5等。轴承的多个滚动体4布置在外圈2与内圈3之间，使得外圈2与内圈3之间能够围绕轴承的转动轴线进行相对转动。
22.密封装置包括固定密封部分和浮动密封部分。图2示出了固定密封部分的立体剖视图。如图2所示，固定密封部分包括骨架6、弹性密封体7、密封盖8和弹簧9，这些部件均为围绕密封装置的转动轴线布置的环形结构。如图1所示，骨架6的外侧部分例如以过盈配合的方式固定在外圈2的径向外侧，因此，外圈2的轴向长度相对于现有技术有所延长。骨架6的其余部分越过外圈2的端部向径向内侧延伸。骨架6例如可以由金属等刚性材料制成，以便为弹性密封体7提供支撑。
23.弹性密封体7例如通过硫化工艺固定在骨架6上。弹性密封体7例如由橡胶等弹性材料制成。弹性密封体7的径向内缘从骨架6向内继续延伸，从而形成至少一个环形的密封唇。在本实施例中，弹性密封体7具有主密封唇16。主密封唇16的径向外侧设置有环形的弹簧9，弹簧9向径向内侧挤压主密封唇16，从而使主密封唇16沿径向紧密地抵接在内圈3的外侧表面上。此外，弹性密封体7还可以具有环形的副密封唇17，副密封唇17在主密封唇16的远离滚动体4的一侧倾斜延伸。副密封唇17的自由端可以接触或不接触内圈3。
24.密封盖8是环形部件，其在轴向上安装在骨架6的远离外圈2的一侧。弹性密封体7的一部分沿轴向支撑在骨架6与密封盖8之间，这部分称为支撑部13。支撑部13由此在轴向上位于骨架6的远离外圈2的一侧。支撑部13优选地具有比弹性密封体7的其余部段的厚度更大的轴向厚度。特别是，支撑部13的轴向厚度可以远远大于密封唇的厚度。优选地，支撑部13可以在径向上覆盖从骨架6的中间位置到径向外侧的区域，特别是可以向径向外侧越过骨架6的用于与内侧的外圈2过盈配合的轴向部段，并且从径向外侧包覆该轴向部段。
25.密封盖8例如可以通过硫化或其他工艺与弹性密封体7固定在一起。密封盖8例如可以由金属等刚性材料制成。密封盖8可以具有沿径向延伸的径向部段，该径向部段沿轴向抵接支撑部13的背向外圈2的端面。此外，密封盖8还可以具有从径向部段的外边缘朝向外圈2沿轴向延伸的轴向部段，该轴向部段位于支撑部13的径向外侧并且沿径向向内抵接支撑部13的径向外侧面。密封盖8的轴向部段可以使密封盖8在径向上相对于弹性密封体7定位，降低密封盖8脱落的风险。
26.浮动密封部分包括浮环10和弹性密封圈11。浮环10和弹性密封圈11都是围绕转动轴线布置的环形结构。当密封装置安装在轴承中时，浮环10沿轴向抵接密封盖8的背向骨架6的一侧，特别是抵接在密封盖8的径向部段上。浮环10的用于抵接密封盖8的端面形成为垂直于转动轴线延伸的平坦并且光滑的表面，由此可以平坦地与密封盖8接触。
27.弹性密封圈11例如可以由橡胶等弹性材料制成。浮环10沿径向向外并且在背向密封盖8的轴向方向上抵接弹性密封圈11，从而将弹性密封圈11倾斜地挤压到端盖5上。为了实现这种倾斜的挤压方向，浮环10可以在背向密封盖8的一侧形成有倾斜定向的环形凹部。
28.当密封装置安装在轴承中时，固定密封部分的部件相对于外圈2及毂1保持静止，浮动密封部分的部件则相对于内圈3及端盖5保持静止。因此，当外圈2与内圈3之间存在相对转动时，固定密封部分与浮动密封部分之间也存在相对转动。具体而言，密封盖8与浮环10能够相对转动，并且因此在相互抵接的轴向端面上发生滑动摩擦。为了减少这种摩擦力，可以在密封盖8上形成密封盖涂覆层15，密封盖涂覆层15和浮环10都可以由低摩擦材料制
成，例如由聚四氟乙烯(ptfe)制成。此类材料可以减少摩擦，而且具有足够的硬度和强度。类似地，还可以在主密封唇16上也形成由ptfe等低摩擦材料制成的密封唇涂覆层18，主密封唇16可以经由密封唇涂覆层18接触内圈3。
29.图3和图4示出了根据本发明的密封装置的另一实施例。该实施例改变了安装轴承的毂1和端盖5的结构。与图1和图2所示的实施例相比，本实施例的差别主要在于骨架6还包括固定部14。固定部14在密封盖8的轴向部段的径向外侧沿轴向延伸并且与密封盖8的轴向部段沿径向间隔开。固定部14沿径向抵接毂1，从而例如可以以过盈配合的方式固定在毂1的径向内侧。在这种情况下，骨架6不需要直接固定在外圈2上，因此外圈2的轴向长度可以缩短。优选地，弹性密封体7可以包覆固定部14的径向外侧面，使得固定部14经由弹性密封体7的材料抵接毂1，从而可以加强密封效果。在这部分弹性密封体7的材料上还可以另外形成环槽。此外，还可以设置防转动销12，防转动销12的一部分插入浮环10中，另一部分插入端盖5中。通过防转动销12可以确保浮环10相对于第二转动部件保持静止。此外，还可以改变端盖5与毂1的配合表面，使其形成如图3所示的相互配合的台阶状截面轮廓，从而进一步防止外部污染物进入密封装置内部。
30.根据本发明的密封装置将固定密封部分与浮动密封部分相结合，通过固定在骨架上的弹性密封体的一部分为密封盖提供轴向支撑。弹性密封体的支撑部受到轴向压缩，因此向密封盖施加反向的弹性力，使得密封盖与浮环紧密地抵接在一起。由于密封盖固定在弹性密封体上，弹性密封体固定在骨架上，骨架固定在第一转动部件上，因此密封盖的安装位置不易偏移。当浮动密封部分的弹性密封圈或浮环发生磨损时，弹性密封体的支撑部能够通过弹性变形来提供补偿，从而确保浮动密封部分的密封效果。此外，这种密封装置易于生产和安装，有助于降低加工成本。
31.虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应当理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。
32.附图标记表
[0033]1ꢀꢀꢀꢀ
毂
[0034]2ꢀꢀꢀꢀ
外圈
[0035]3ꢀꢀꢀꢀ
内圈
[0036]4ꢀꢀꢀꢀ
滚动体
[0037]5ꢀꢀꢀꢀ
端盖
[0038]6ꢀꢀꢀꢀ
骨架
[0039]7ꢀꢀꢀꢀ
弹性密封体
[0040]8ꢀꢀꢀꢀ
密封盖
[0041]9ꢀꢀꢀꢀ
弹簧
[0042]
10
ꢀꢀꢀ
浮环
[0043]
11
ꢀꢀꢀ
弹性密封圈
[0044]
12
ꢀꢀꢀ
防转动销
[0045]
13
ꢀꢀꢀ
支撑部
[0046]
14
ꢀꢀꢀ
固定部
[0047]
15
ꢀꢀꢀ
密封盖涂覆层
[0048]
16
ꢀꢀꢀ
主密封唇
[0049]
17
ꢀꢀꢀ
副密封唇
[0050]
18
ꢀꢀꢀ
密封唇涂覆层