一种微流控仿生轴承双唇橡胶密封件

1.本实用新型涉及轴承密封技术领域，具体涉及一种微流控仿生轴承双唇橡胶密封件。


背景技术：

2.轴承是一个在机械系统中常见的零件，在机械工作中起着重要的作用。为了提高机械效率，需要对轴承进行润滑，进而为了保护轴承内部润滑脂、润滑油不泄露，外部环境的异物不进入轴承内部，需要对轴承进行密封。采用密封件对轴承进行密封的效果时常受到温度的影响，高温条件下轴承密封实现的效果往往不如人意。为提高机械效率，常采用润滑油或润滑脂对轴承进行润滑。
3.目前，机械密封采用的双唇密封件多为简单结构，比较单一，在高温环境下润滑油或润滑脂易发生氧化，流动性变强，容易发生溢流。在长时间的旋转工作下，密封件表面会发生磨损，导致密封失效。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种微流控仿生轴承双唇橡胶密封件，能够在工作过程中根据温度变化实现润滑油或润滑脂的储存和释放，对润滑油或润滑脂进行输送，保证了高效润滑，同时利用表面结构用来减小工作过程中的磨损，避免密封失效，解决了上述背景技术中提到的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种微流控仿生轴承双唇橡胶密封件，包括金属骨架、发泡氟橡胶、基体氟橡胶、储存结构；所述发泡氟橡胶粘接在金属骨架上侧，内部具有微流道结构；所述基体氟橡胶粘接在金属骨架的下侧；所述金属骨架由发泡氟橡胶与基体氟橡胶相互粘接包裹，共同形成了储存结构，所述基体氟橡胶和发泡氟橡胶表面具有鱼鳞状仿生结构，所述鱼鳞状仿生结构低凹处有微孔。
6.优选的，所述微流道结构横截面呈不规则孔状，微流道结构彼此交错纵横在发泡氟橡胶的内部。
7.优选的，所述微流道结构尺寸为微米级，纵横交错，相互贯通，并与所述储存结构相连通。
8.优选的，所述储存结构的横截面直径大于1/3密封件横截面尺寸，小于2/3密封件横截面尺寸；所述储存结构的横截面为圆形。
9.本实用新型的有益效果是：在本实用新型中，随着温度的升高，润滑油或润滑脂会发生部分氧化，流动性随温度升高而增强，温度引起的气压差变化可使润滑油或润滑脂可进入发泡氟橡胶内部微流道，微流道可对溢流的润滑油或润滑脂进行吸收和释放；储存结构对润滑油或润滑脂进行暂时储存；并且密封件的橡胶表面呈鱼鳞状仿生结构，可减少摩擦磨损对密封性的影响。
附图说明
10.图1为本实用新型密封件的密封效果图；
11.图2为本实用新型鱼鳞状仿生结构局部放大图；
12.图3为密封件横截面图；
13.图4为密封件与轴承滚子接触表面放大图；
14.图中，1-金属骨架；2-发泡氟橡胶；3-基体氟橡胶；4-储存结构；5-微流道结构；6-鱼鳞状仿生结构；7-滚子轴承；8-中挡圈；9-橡胶密封件；10-滚子。
具体实施方式
15.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
16.轴承是机械系统中常见的零件，本实施例以调心滚子轴承为例，如图1所示，调心滚子轴承7包括在内部的滚子10，以及用于限制滚子的中挡圈8，和用于对轴承进行密封的橡胶密封件9。
17.本实用新型提供了一种微流控仿生轴承双唇橡胶密封件，可减少摩擦磨损对密封性的影响，如图3所示，橡胶密封件具体包括发泡氟橡胶2、金属骨架1、基体氟橡胶3、储存结构4；所述发泡氟橡胶2通过硫化技术粘接在金属骨架1上侧，所述发泡氟橡胶内部具有特殊微流道结构5，所述微流道的尺寸为微米级，所述发泡氟橡胶和所述基体氟橡胶表面具有鱼鳞状仿生结构6，如图2所示。所述微流道与所述储存结构相连通，所述基体氟橡胶通过硫化技术粘接在金属骨架下侧，所述基体氟橡胶与所述发泡氟橡胶相粘接，所述金属骨架由所述发泡氟橡胶及所述基体氟橡胶包裹，所述储存结构,4由金属骨架1、发泡氟橡胶2及基体氟橡胶3共同形成。
18.进一步的，发泡氟橡胶和基体氟橡胶通过热熔技术分别与金属骨架表面粘接。
19.进一步的，所述发泡氟橡胶内部的微流道结构，如图4所示，微流道彼此纵横交错，相互贯通，随着温度的变化，微流道可进行收缩和膨胀，对润滑油或润滑脂进行输送，在图4发泡氟橡胶内部sem中，图中小箭头所在区域就为一部分微流道。微流道整体排布较为均匀。箭头所指方向就可为润滑油的流动方向。在高温条件下吸入溢流的润滑油或润滑脂，流入所述储存结构进行暂时储存，在温度下降后，存储的润滑油或润滑脂通过所述微流道持续缓慢地输出，实现润滑效果。
20.内部储存结构贯穿发泡氟橡胶、金属骨架及基体氟橡胶三部分。
21.进一步的，发泡氟橡胶及基体氟橡胶表面通过热压成型技术压制为鱼鳞状仿生微结构，在轴承滚子与密封圈接触工作时有效减小摩擦。
22.鱼鳞状仿生结构6低凹处有微孔。
23.进一步的，储存结构4的横截面直径大于1/3密封件横截面尺寸，小于2/3密封件横截面尺寸；所述储存结构4的横截面为圆形。
24.随着温度的升高，润滑油或润滑脂会发生部分氧化，流动性随温度升高而增强，温度引起的气压差变化可使润滑油或润滑脂可进入发泡氟橡胶内部微流道，微流道可对溢流
的润滑油或润滑脂进行吸收和释放；储存结构对润滑油或润滑脂进行暂时储存；并且密封件的橡胶表面呈鱼鳞状仿生结构，可减少摩擦磨损对密封性的影响。
25.进一步的，基体氟橡胶3包括如下重量份的组分：橡胶原料100～120份，活性轻质氧化镁3～4份，氢氧化钙5～7份，双酚af 2～3份，三苯基氯化磷bpp 0.5～1份，n990炭黑30～50份，二氧化硅3～6份。
26.进一步的，发泡氟橡胶4包括如下重量份的组分：氟橡胶20～30份、分子筛40～60份、白炭黑15～30份、caco
3 4～6份、高密度聚丁烯4～6份、氧化锌3～6份、硬脂酸1～2份、树脂c5 3～5份、硫磺4～6份、过氧化二异丙苯dcp 2～4份、发泡剂2～6份,合计100份。
27.一种微流控仿生轴承双唇橡胶密封件的制备方法，包括步骤如下：
28.s1、制备基体氟橡胶：
29.将开炼机温度升至30℃，将氟橡胶原料混炼5min后，依次加入氧化镁、氢氧化钙、双酚af、bpp、炭黑，薄通10次；再加入二氧化硅填料，混炼均匀后放置2h；
30.s2、制备发泡氟橡胶：
31.将氟橡胶在开炼机上破碎并薄通5次,依次加入氧化锌、硬脂酸、树脂c5、分子筛、白炭黑、caco3、高密度聚丁烯；然后加入硫磺、过氧化二异丙苯dcp混炼均匀,再加入发泡剂3～6份混炼均匀；
32.制备发泡氟橡胶的辊炼顺序对发泡氟橡胶会产生一定的影响的，首先我们加入多数的是一些较难混炼均匀的粒子填料,优先加入可以可以提高其均匀度。其次加入硫化剂、发泡剂等，这些物质发挥作用时间间隙较短，如果过早加入橡胶在未完成辊炼就发生硫化、出现发泡孔，这些都会影响发泡氟橡胶的品质。
33.s3、将金属骨架两侧打磨至表面光滑无明显凹凸即可；
34.s4、将发泡氟橡胶、基体氟橡胶和金属骨架放入硫化机进行热熔粘接，同时对氟橡胶进行硫化；
35.s5、对硫化后的氟橡胶进行修边，然后再进行二次硫化。
36.进一步的，所述的骤s2的混炼温度在25～35℃；步骤s4的硫化参数设置如下：硫化温度为175～180℃，时间8～12min,硫化压力为50～75mpa。
37.进一步的，所述步骤s5中二次硫化的温度为225～235℃，硫化时间为15～20h。
38.与现有技术相比，本实用新型能够在密封件工作过程中根据温度变化实现润滑油或润滑脂的储存和释放，当轴承内部温度较高时，密封件内部的微流道和储存结构膨胀，吸收润滑脂和润滑油，当轴承内部温度降低时，密封件内部的微流道和储存结构收缩，释放润滑脂和润滑油实现轴承的润滑。同时密封圈与轴承滚子接触的橡胶表面具有鱼鳞状仿生结构，可以有效的减少接触间摩擦，提高密封件的耐磨性。
39.尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。