密封组件和轴承装置的制作方法

1.本发明涉及轴承密封技术领域。具体地，本发明涉及一种用于静态密封的密封组件和包括这种密封组件的轴承装置。


背景技术：

2.轴承是各种工业领域中常见的一种支撑构件，由于其中需要使用润滑油来降低摩擦，因此常常需要安装各种密封件来防止润滑油泄漏。密封件既有用于安装在内圈与外圈之间进行动态密封的类型，也有用于安装在并排的轴承圈之间进行静态密封的类型。例如，在圆锥滚子轴承(trb)中就常常需要安装用于静态密封的密封件。圆锥滚子轴承用于承受来自径向和轴向的组合负载，常成对组装来实现其功能，或者直接制造成双列、四列或多列的形式。在多列式圆锥滚子轴承中通常存在轴向对齐并抵接在一起的多个轴承内圈或轴承外圈。在相互抵接的两个内圈或外圈之间需要安装密封圈来防止外部物质侵入轴承圈内部的空间或者防止内部的润滑油泄漏到外部。
3.例如，cn 202732689u公开了一种典型的密封型圆锥滚子轴承。该圆锥滚子轴承具有双列内圈，两个内圈的端部上形成有相对应的台阶部并且二者相互对接，使得在两个台阶部之间形成环形的凹部，在该凹部中安装有弹性的密封件，该密封件通过过盈配合的方式固定在凹部中。
4.在上述的传统密封方式中，密封件的横截面为简单的矩形，仅通过两个内圈从轴向两侧相对挤压来进行固定并实现密封。但是，例如在卡车车轮所使用的圆锥滚子轴承中，当轴承所受到的负载增加时，两个轴承圈之间可能产生间隙，并且间隙会随着负载增大而增大，使得密封件受到的挤压力减小，从而发生松脱和密封失效。


技术实现要素：

5.因此，本发明需要解决的技术问题是，提供一种具有更好的密封性能的密封组件和轴承装置。
6.上述技术问题通过根据本发明的一种用于静态密封的密封组件而得到解决。该密封组件包括密封圈和多个环形件，多个环形件沿轴向对齐布置，多个环形件中的两个相邻环形件分别具有在轴向端部的径向一侧上形成的相对应的凸台部，并且两个相邻环形件的轴向端部相互抵接，使得在凸台部之间形成用于安装密封圈的环形安装槽，其中，密封圈包括弹性密封体以及与弹性密封体固定连接的环形的骨架，弹性密封体具有环形的主体部和从主体部分别向轴向两侧延伸的至少两个密封唇，骨架从主体部的背向安装槽的一侧沿径向插入主体部中。密封圈可以借助弹性密封体轴向两侧的密封唇来形成密封配合，从而强化密封效果，同时，骨架可以为弹性密封体提供支撑，防止弹性密封体向着安装槽外侧沿径向移动或变形，从而避免密封圈脱落。因此，骨架优选地可以由例如金属等刚性材料制成，以便更好地为弹性密封体提供支撑。
7.根据本发明的一个优选实施例，骨架可以部分地沿径向插入到主体部中，使得骨
架具有沿径向突出于主体部之外的部分。换句话说，骨架的一部分沿径向插入主体部中，而另一部分突出于主体部分之外。这使得便于将骨架安装到弹性密封体上。
8.根据本发明的另一优选实施例，骨架可以是在垂直于轴向方向的平面中延伸的环形板件。因此，在过密封组件的中心轴线的截面中观察，骨架的轴向尺寸远小于径向尺寸。
9.根据本发明的另一优选实施例，在过密封组件的中心轴线的截面中观察，密封唇可以具有三角形横截面。这使得密封唇的与主体部连接的根部区域具有更高的强度，密封唇整体更不易于变形，从而为密封圈提供较高的支撑力，防止密封圈偏斜或错位。
10.根据本发明的另一优选实施例，在过密封组件的中心轴线的截面中观察，位于主体部轴向两侧的密封唇的形状和数量可以相互对称。在轴向两侧相互对称的密封唇有助于使得密封圈在安装槽中易于定位和保持平衡。
11.根据本发明的另一优选实施例，密封唇可以分别接触相应的凸台部。由于密封唇的端部可以形成贴合接触面，当相互抵接的两个环形件之间因负载等原因而产生轴向间隙、径向偏离或相对转动时，密封唇可以继续伸展变形而保持接触密封，因此这种密封圈具有更可靠的密封效果。
12.根据本发明的另一优选实施例，在过密封组件的中心轴线的截面中观察，主体部的径向长度大于安装槽的径向深度，安装槽的口部的轴向长度小于底部的轴向长度，并且主体部的轴向长度大于口部的轴向长度，使得当密封圈安装在安装槽中时，口部在轴向两侧挤压主体部，从而通过过盈配合的方式将密封圈固定在安装槽中。
13.根据本发明的另一优选实施例，当密封圈安装在安装槽中时，在安装槽径向内侧的区域与主体部之间存在轴向间隙，密封唇分别在轴向间隙中延伸。这种轴向间隙为密封唇保留了延伸和变形的空间。
14.根据本发明的另一优选实施例，多个环形件是轴承装置的内圈或外圈，轴承装置包括安装在多个环形件的径向一侧的滚子，安装槽形成在相邻两个环形件的用于朝向滚子的径向一侧上。这意味着密封圈安装在轴承装置的内部，因此密封圈不会突出到轴承圈的径向外侧，从而避免与轴承外部的构件形成干涉。
15.上述问题还通过根据本发明的一种轴承装置而得到解决，该轴承装置包括具有上述特征的密封组件。
附图说明
16.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：
17.图1是包含根据本发明的一个实施例的密封组件的多列式圆锥滚子轴承的局部剖视图；
18.图2是图1中的密封组件的局部放大图；和
19.图3是根据本发明的另一实施例的密封组件的局部放大图。
具体实施方式
20.以下将结合附图描述根据本发明的密封组件及轴承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。
21.根据本发明的实施例，提供了一种具有改进的密封效果的密封组件，该密封组件例如构成多列式圆锥滚子轴承的一部分。
22.图1和图2示出了该密封组件的一个实施例。图1示出了包含该密封组件的多列式圆锥滚子轴承的局部轴向剖视图。如图1所示，该多列式圆锥滚子轴承包括外圈1、第一内圈2、第二内圈3和多个滚子4。其中，外圈1、第一内圈2、第二内圈3分别为具有相同的旋转轴线的环形结构，而滚子4为圆锥体结构。在本实施例中，将多列式圆锥滚子轴承示意性地示出为具有两列滚子4，每列滚子4分别对应于一个独立的内圈2或3，但共用同一个外圈1，同一列中的多个滚子4沿周向均匀分布地安装在外圈1与第一内圈2或第二内圈3之间。第一内圈2与第二内圈3沿轴向对齐并且在轴向端部上相互抵接。第一内圈2和第二内圈3分别构成了该密封组件的两个相邻的环形件。
23.图2示出了图1的多列式圆锥滚子轴承的局部放大图。如图2所示，在两个内圈相互抵接的轴向端部的径向内侧上分别形成有凸台部，即第一内圈2上的第一凸台部21和第二内圈3上的第二凸台部31。两个凸台部是分别在相应的轴向端部处向径向内侧收缩相同的尺寸而形成的环形凸台，因此当两个轴向端部相互抵接时，二者的表面大致平齐(但是允许在各自的边缘处存在过渡的倒角，并且两个凸台部的轴向长度也可以相同或不同)，在两个凸台部之间形成环形的凹槽，这里称为安装槽6。在过密封组件的中心轴线的截面中观察，第一凸台部21和第二凸台部31各自的径向表面并非直线延伸，而是形成相互对应的弧线，使得安装槽6具有的大致对称的两侧侧壁轮廓，并且其口部的轴向长度小于底部的轴向长度。
24.该密封组件还包括安装在安装槽6中的密封圈5。密封圈5包括弹性密封体51和骨架52。弹性密封体51和骨架52都是同轴布置的环形结构。其中，弹性密封体51由例如橡胶的弹性材料制成，而骨架52由例如金属的刚性材料制成。
25.弹性密封体51具有环形的主体部53以及分别从主体部53向轴向两侧延伸的两个环形片状的密封唇54、55。在过密封组件的中心轴线的截面中观察，主体部53具有大致矩形的形状，并且密封唇54和密封唇55在主体部53的轴向两侧相互对称地关于轴向方向倾斜地延伸。主体部53的径向长度大于安装槽6的径向深度，主体部53的轴向长度大于安装槽6的口部的轴向长度，但小于安装槽6的底部的轴向长度，使得安装槽6的口部在轴向两侧挤压主体部53，但在靠近底部的区域中，主体部53与安装槽6的侧壁之间存在轴向间隙，两个密封唇54、55可以分别在两侧的轴向间隙中延伸，并且其末端分别抵接在安装槽6的两个侧壁上，从而形成接触密封面。
26.骨架52是在垂直于轴向方向的平面中延伸的环形板件，因此在图2所示的截面中，骨架52的径向尺寸远大于轴向尺寸。但在其他实施例中，骨架52也可以具有其他形状的横截面。骨架52的外侧部分从弹性密封体51的径向内侧沿径向插入主体部53中，并通过例如硫化工艺与弹性密封体51固定在一起，而骨架52的内侧部分则沿径向突出于主体部53之外。这种设计使得便于将骨架52与弹性密封体51组装在一起。
27.在该密封组件中，当两个内圈2、3相互抵接时，通过密封槽6的口部对弹性密封体51进行挤压，从而形成过盈配合来固定弹性密封体51，两个密封唇54、55通过接触密封可以进一步强化密封效果。当轴承受到较大负载而在两个内圈2、3之间产生轴向间隙或径向偏
离或者发生轻微的相对转动时，主体部53与口部的过盈配合可能削弱甚至失效，但密封唇54、55仍然能够在一定程度上继续变形伸展，从而保持贴合接触轴向两侧的安装槽6的表面，因此能够确保密封效果。此外，两侧的密封唇54、55的对称构造还可以起到定位和平衡密封圈5在安装槽6中的安装位置的作用。同时，刚性的骨架52在径向内侧固定在弹性密封体51上，为弹性密封体51起到径向支撑作用，使得弹性密封体51不会向着安装槽6的外侧发生径向的移动或变形，从而将弹性密封体51稳定地保持在安装槽6中。骨架52沿径向插入弹性密封体51中，使得骨架52与弹性密封体51之间的连接面不易受到弹性密封体51变形的影响，从而有效防止骨架52从弹性密封体51脱离。
28.图3示出了根据本发明的另一实施例的密封组件。该密封组件与图1和图2所示的密封组件的差别仅在于两个密封唇的形状。如图3所示，在过密封组件的中心轴线的截面中观察，该实施例的两个密封唇54'和55'分别具有近似三角形的横截面，使得密封唇在与主体部53连接的根部处的厚度远远大于尖端处的厚度。这种设计使得密封唇的结构强度大大增加，密封唇在抵接安装槽6的侧壁时发生的弹性变形较小，对密封圈5提供的支撑力更大，使得整个密封圈5能够更好地在安装槽6中保持平衡。
29.需要注意的是，在本发明的上述各个实施例中，弹性密封体51轴向两侧的密封唇的具体形状和数量并无具体的限制，只要在轴向两侧相互对称即可。例如，弹性密封体51也可以具有四个密封唇，每侧各有两个密封唇沿径向排列。在安装空间允许的情况下，更多数量的密封唇也是可行的。此外，根据具体的密封需要和安装空间条件，也可以将安装槽形成在内圈的径向内侧上，或者形成在两个相邻的外圈上。这种轴承装置的列数也是示例性的，本发明也适用于具有三列、四列或更多列滚子的圆锥滚子轴承或其他类型的轴承。
30.根据本发明的又一实施例，还提供了一种轴承装置，该轴承装置包含根据上述实施例的密封组件。
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
外圈
[0034]2ꢀꢀꢀꢀ
第一内圈
[0035]
21
ꢀꢀꢀ
第一凸台部
[0036]3ꢀꢀꢀꢀ
第二内圈
[0037]
31
ꢀꢀꢀ
第二凸台部
[0038]4ꢀꢀꢀꢀ
滚子
[0039]5ꢀꢀꢀꢀ
密封圈
[0040]
51
ꢀꢀꢀ
弹性密封体
[0041]
52
ꢀꢀꢀ
骨架
[0042]
53
ꢀꢀꢀ
主体部
[0043]
54
ꢀꢀꢀ
密封唇
[0044]
54'
ꢀꢀ
密封唇
[0045]
55
ꢀꢀꢀ
密封唇
[0046]
55'
ꢀꢀ
密封唇
[0047]6ꢀꢀꢀꢀ
安装槽