[發(fā)明專利]接觸式密封軸承

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410764293.0
• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號: CN105736582A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 柴仲冬;賀晨曦
• 申請（專利權(quán)）人: 舍弗勒技術(shù)有限兩合公司
• 主分類號: F16C33/76
• 分類號: F16C33/76
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 潘煒;王艷江

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軸承技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種接觸式密封軸承。

背景技術(shù)

現(xiàn)有軸承的密封方式分為接觸式密封和非接觸式密封兩種，下面對現(xiàn)有技術(shù)中一種常見的接觸式密封軸承的結(jié)構(gòu)作介紹。

如圖1所示，接觸式密封軸承包括：外圈1、內(nèi)圈2、以及位于外圈1和內(nèi)圈2之間的徑向間隙內(nèi)的密封結(jié)構(gòu)(未標(biāo)識)。所述密封結(jié)構(gòu)在軸承的軸向端部密封軸承，并包括第一密封環(huán)3和第二密封環(huán)4。

如圖2所示，第一密封環(huán)3具有：沿軸向延伸的第一固持部30，第一固持部30固設(shè)于內(nèi)圈2的外周面上；第一延伸部31，自第一固持部30的一端沿徑向向外方向延伸。

第二密封環(huán)4具有：彈性密封環(huán)40、以及支撐彈性密封環(huán)40的骨架環(huán)41。骨架環(huán)41具有：沿軸向延伸的第二固持部42，第二固持部42固設(shè)于外圈1的內(nèi)周面上；第二延伸部43，自第二固持部42的一端沿徑向向內(nèi)的方向延伸。彈性密封環(huán)40具有：密封唇44，自第二延伸部43的徑向內(nèi)端沿軸向突伸至第一延伸部31，且密封唇44與第一延伸部31之間具有過盈量。

由于密封唇44與第一延伸部31之間具有過盈量，故密封唇44與第一延伸部31之間存在一定的預(yù)緊力。所述預(yù)緊力能夠使密封唇44與第一延伸部31緊密接觸，防止了軸承內(nèi)的潤滑劑泄漏，也防止了外界污染物進入軸承。

軸承在工作狀態(tài)下，外圈1與第二密封環(huán)4靜止不動，內(nèi)圈2與第一密封環(huán)3一起相對第二密封環(huán)4轉(zhuǎn)動，密封唇44與第一密封環(huán)3之間因具有過盈量會產(chǎn)生摩擦力矩、以及磨損。所述過盈量越大，所述摩擦力矩、磨損越大。由于軸承工作時支撐密封唇44的骨架環(huán)41、以及第一延伸部31均沿軸承軸向不動，故所述過盈量恒定不變。

軸承的工作過程可以按照時間的先后分為啟動和運行兩個階段。定義在啟動階段用于驅(qū)使內(nèi)圈2轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)矩為啟動轉(zhuǎn)矩，在運行階段用于驅(qū)使內(nèi)圈2轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)矩為運行轉(zhuǎn)矩。所述啟動轉(zhuǎn)矩和運行轉(zhuǎn)矩中均有一部分轉(zhuǎn)矩是用來克服密封結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的摩擦力矩。

以上述軸承為輪轂軸承為例，所述啟動轉(zhuǎn)矩的平均值為1.35N·m，所述運行轉(zhuǎn)矩的平均值為0.61N·m。而將該軸承中的第一密封環(huán)3和第二密封環(huán)4去掉之后，所述啟動轉(zhuǎn)矩的平均值為0.43N·m、所述運行轉(zhuǎn)矩的平均值為0.29N·m。經(jīng)過計算得知，上述軸承的密封結(jié)構(gòu)在啟動階段所產(chǎn)生的摩擦力矩為0.92N·m，在運行階段所產(chǎn)生的摩擦轉(zhuǎn)矩為0.32N·m。比較得知，密封結(jié)構(gòu)在啟動階段所產(chǎn)生的摩擦力矩比較大，因此，需采用較大的啟動轉(zhuǎn)矩，即軸承啟動階段的啟動能耗較大。

密封結(jié)構(gòu)的性能包括：密封性、磨損、以及軸承啟動階段的啟動能耗。密封唇44與第一密封環(huán)3之間的過盈量越大，密封唇44與第一密封環(huán)3之間接觸越緊密，密封結(jié)構(gòu)的密封性越佳，密封唇44與第一密封環(huán)3之間的磨損越大，軸承啟動階段的啟動能耗越大。反之，所述過盈量越小，密封結(jié)構(gòu)的密封性越差、磨損越少、軸承啟動階段的啟動能耗越小。

由于軸承在工作狀態(tài)下，密封唇44與第一密封環(huán)3之間的過盈量恒定不變，故無法滿足軸承在不同轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時對密封結(jié)構(gòu)提出的不同性能要求。軸承在不同轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時對密封結(jié)構(gòu)提出的不同性能要求應(yīng)根據(jù)軸承的具體應(yīng)用需要來設(shè)定。

例如，在軸承的一種應(yīng)用需要下，軸承在不同轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時對密封結(jié)構(gòu)提出的不同性能要求為：軸承在高速運轉(zhuǎn)時密封結(jié)構(gòu)具有密封性佳的性能要求，軸承在低速運轉(zhuǎn)時密封結(jié)構(gòu)具有磨損少的性能要求，軸承在啟動階段時具有啟動能耗小的性能要求。

但是，對于上述軸承而言，當(dāng)密封結(jié)構(gòu)滿足在軸承高速運轉(zhuǎn)時密封性佳的性能要求時，則無法滿足在軸承低速運轉(zhuǎn)時磨損少的性能要求、以及在軸承啟動階段時啟動能耗小的性能要求，反之亦然。具體分析如下：

當(dāng)密封結(jié)構(gòu)滿足在軸承高速運轉(zhuǎn)時密封性佳的性能要求時，密封唇44與第一密封環(huán)3之間的過盈量會設(shè)置得稍大一些，但是，這會帶來以下問題：即使內(nèi)圈2在低速運轉(zhuǎn)密封唇44與第一密封環(huán)3之間仍具有較大的過盈量，造成密封結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較多磨損，無法滿足在軸承低速運轉(zhuǎn)時磨損少的性能要求；另外，在軸承啟動階段需克服密封唇44與第一密封環(huán)3之間產(chǎn)生的較大摩擦力矩，無法滿足在軸承啟動階段時啟動能耗小的性能要求。

當(dāng)密封結(jié)構(gòu)滿足在軸承低速運轉(zhuǎn)時磨損少的性能要求、以及在軸承啟動階段時啟動能耗小的性能要求時，密封唇44與第一密封環(huán)3之間的過盈量會設(shè)置得稍小一些，但是，這會造成密封唇44與第一密封環(huán)3之間無法緊密接觸，無法滿足在軸承高速運轉(zhuǎn)時密封性佳的性能要求。

發(fā)明內(nèi)容