CN102818031A - 矿用无油自润滑油封 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿用无油自润滑油封，外骨架(1)的两端均向内水平翻边，形成前挡片(1a)和后挡片(1b)，在外骨架(1)内沿轴向从前往后设置有第一内骨架(2)和第二内骨架(3)，外骨架(1)内还设有唇片(4)，在唇片(4)的轴向部与第一内骨架(2)及前挡片(1a)所围成的空间内设置有橡胶体(5)。本发明能够在-100℃～250℃的环境温度下抵御沙砾、碎石的撞击，并能适应无油干磨的工作状态，不仅密封效果可靠，而且使用寿命长。本发明不但可以用在矿用设备上，而且还能够满足石油开采、冶金、航海航天等特定环境要求，适应范围非常广泛。
Description
技术领域
本发明涉及一种密封件，特别涉及一种矿用无油自润滑油封。
背景技术
随着矿用设备的不断革新，现代机械除满足矿用条件的特定要求外，其稳定性，耐久性是行业追求的终极目标。油封作为矿用设备上重要的密封件，用于将传动部件中需要润滑的部件与出力部件隔离，不至于让润滑液泄漏。目前，矿用设备上安装的油封普遍采用常规的“油封加盘根”结构，该油封一般由骨架和橡胶体组成，骨架包裹在橡胶体内，并在橡胶体上形成有主唇和副唇；盘根是直接将轴“抱紧”做二次密封。由于矿用设备的工作环境极其恶劣，油封需要在高温、无油干磨状态下工作，受高温以及摩擦影响，油封的橡胶体容易发生变形或磨损；同时，油封还要受沙砾、碎石的撞击，沙砾、碎石对油封的橡胶体有刮剥作用，会依次破坏油封的副唇和主唇，从而造成密封失效，导致沙砾进入密封端润滑脂，形成研磨膏，会加速轴承损坏；沙砾突破油封的密封后，会迅速接触干磨状态下的第二次密封——盘根，由于盘根为石棉体，沙砾在石棉体的阻挠下，会有一部分钻进盘根与轴之间的缝隙，加剧了轴的磨损。现有的矿用设备通常5-10天就需要更换油封，不仅更换操作繁琐，会影响设备的使用效率，而且频繁的更换油封会极大地增加生产成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种适用于恶劣环境下工作的矿用无油自润滑油封。
本发明的技术方案如下：一种矿用无油自润滑油封，外骨架(1)为钢制圆环结构，该外骨架(1)的两端均向内水平翻边，形成前挡片(1a)和后挡片(1b)，在所述外骨架(1)内沿轴向从前往后固定设置有第一内骨架(2)和第二内骨架(3)，第一内骨架(2)和第二内骨架(3)均与外骨架(1)的内壁紧贴，在所述外骨架(1)内还设有唇片(4)，该唇片(4)由径向部和轴向部组成，唇片(4)的径向部夹持固定在第一内骨架(2)与第二内骨架(3)之间，唇片(4)的轴向部位于第一内骨架(2)内，在唇片(4)的轴向部与第一内骨架(2)及前挡片(1a)所围成的空间内设置有橡胶体(5)。
本发明采用三个骨架和唇片、橡胶体组合而成，外骨架将两个内骨架以及唇片和橡胶体包围在内，能够抵御沙砾、碎石的撞击。外骨架由钢材料制成，强度和刚度好，不易发生变形或损坏，这样外骨架前端的前挡片作为与沙砾、碎石直接接触的部分，不受沙砾、碎石刮剥作用的影响。唇片采用自润滑效果良好的材料制成，能够适应无油干磨的工作状态，并且不易发生磨损，还可以承受-100℃～250℃的环境温度；唇片的径向部夹持在第一内骨架与第二内骨架之间，唇片定位良好，安装既牢固又可靠。橡胶体隐藏在唇片的轴向部与第一内骨架及前挡片所围成的空间内，一方面橡胶体几乎不与沙砾、碎石接触，不会受沙砾、碎石的撞击以及刮剥影响；另一方面，橡胶体向唇片的轴向部提供弹力，使唇片的轴向部与转轴充分接触，并能填补转轴跳动的间隙，从而确保了密封的效果。
所述第一内骨架(2)和第二内骨架(3)均由径向部和轴向部组成，第一内骨架(2)的轴向部在前径向部在后，第二内骨架(3)的径向部在前轴向部在后，所述第一内骨架(2)的轴向部以及第二内骨架(3)的轴向部均与外骨架(1)的内壁紧贴。采用以上结构，两个内骨架的造型简单，加工制作容易，不仅内骨架在外骨架内安装的牢靠性好，而且能够确保唇片和橡胶体安装的牢靠性。
所述第一内骨架(2)和第二内骨架(3)均由钢材料制成，这样两个内骨架的强度及刚度可靠，不仅自身不易发生变形损坏，而且能够有效防止唇片和橡胶体发生松动。
所述唇片(4)的径向部夹持在第一内骨架(2)的径向部与第二内骨架(3)的径向部之间，在唇片(4)的径向部与第一内骨架(2)的径向部之间也填充有橡胶体(5)。以上结构一方面唇片与两个内骨架之间的接触面积大，能够提高唇片受夹持定位的可靠性；另一方面，采用橡胶体作用在唇片与第一内骨架之间，能够使两个内骨架与唇片结合更紧密。
所述第二内骨架(3)的径向部的内缘向前弯曲变形，形成一圈突起部(3a)，该突起部(3a)压迫在唇片(4)的径向部与轴向部之间的圆弧过渡处。以上结构能够防止唇片的径向部与轴向部之间的圆弧过渡处发生变形，使唇片密封转轴更可靠。
所述唇片(4)的轴向部的前端位于前挡片(1a)所形成的圆孔中，唇片(4)的轴向部的前端与前挡片(1a)的内沿之间具有间隙。以上结构不仅有利于橡胶体安装，而且橡胶体裸露在外的部分非常少，不会受沙砾、碎石的影响。
所述唇片(4)由聚四氟乙烯制成。聚四氟乙烯的自润滑效果极佳，并且可以承受-100℃～250℃的环境温度，由此确保了油封的使用性能及使用寿命。
所述橡胶体(5)由耐高温胶制成，这样一方面橡胶体取材方便、加工制作容易、成本低；另一方面，橡胶体在变温下不会因为疲劳而丧失弹性，能够确保唇片与转轴始终充分接合。
有益效果：本发明能够在-100℃～250℃的环境温度下抵御沙砾、碎石的撞击，并能适应无油干磨的工作状态，不仅密封效果可靠，而且使用寿命长，经实践验证，在矿用设备正常工作下，使用寿命长达1年，由此消除了背景技术需频繁更换油封的弊病。本发明不但可以用在矿用设备上，而且还能够满足石油开采、冶金、航海航天等特定环境要求，适应范围非常广泛。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，本发明由外骨架1、第一内骨架2、第二内骨架3、唇片4和橡胶体5等构成。其中，外骨架1为圆环结构，由钢制材料制成。外骨架1的前端向内(朝着外骨架轴心线的方向)水平翻边，形成前挡片1a；外骨架1的后端也向内水平翻边，形成后挡片1b。所述后挡片1b与前挡片1a相平行，后挡片1b所在的平面与外骨架1的轴心线相垂直，并且后挡片1b所围成的圆孔直径大于前挡片1a所围成的圆孔直径。
如图1所示，在外骨架1内设置第一内骨架2、第二内骨架3、唇片4和橡胶体5，所述第一内骨架2和第二内骨架3在外骨架1内沿轴布置，第一内骨架2位于第二内骨架3的前方，并且第一内骨架2和第二内骨架3均由钢材料制成。所述第一内骨架2和第二内骨架3均由径向部和轴向部组成，同一骨架的径向部与轴向部相垂直。第一内骨架2的轴向部在前径向部在后，第一内骨架2的轴向部的前端与前挡片1a贴靠；第二内骨架3的径向部在前轴向部在后，第二内骨架3的轴向部的后端与后挡片1b相贴靠，所述第一内骨架2的轴向部以及第二内骨架3的轴向部均与外骨架1的内壁紧贴，第二内骨架3的径向部所形成圆孔的直径小于第一内骨架2的径向部所形成圆孔的直径。
如图1所示，唇片4由自润滑效果极佳、可以承受-100℃～250℃环境温度的聚四氟乙烯制成，该唇片4包括相互垂直的径向部和轴向部，唇片4的径向部与轴向部之间通过圆弧过渡。所述唇片4的径向部夹持在第一内骨架2的径向部与第二内骨架3的径向部之间，在唇片4的径向部与第一内骨架2的径向部之间填充有橡胶体5。所述第二内骨架3的径向部的内缘向前弯曲变形，形成一圈突起部3a，该突起部3a压迫在唇片4的径向部与轴向部之间的圆弧过渡处。唇片4的轴向部的前端位于前挡片1a所形成的圆孔中，唇片4的轴向部的前端与前挡片1a的内沿之间具有间隙。在所述唇片4的轴向部与第一内骨架2及前挡片1a所围成的空间内设置有橡胶体5，所述橡胶体5由耐高温胶制成。
尽管以上结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但本发明不限于上述具体实施方式，上述具体实施方式仅仅是示意性的而不是限定性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以作出多种类似的表示，比如将唇片的材质改为其它具有自润滑功能的材料，或者将橡胶体的材质改为其它耐高温材料，或者改变内骨架的造型等等，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种矿用无油自润滑油封，其特征在于：外骨架(1)为钢制圆环结构，该外骨架(1)的两端均向内水平翻边，形成前挡片(1a)和后挡片(1b)，在所述外骨架(1)内沿轴向从前往后固定设置有第一内骨架(2)和第二内骨架(3)，第一内骨架(2)和第二内骨架(3)均与外骨架(1)的内壁紧贴，在所述外骨架(1)内还设有唇片(4)，该唇片(4)由径向部和轴向部组成，唇片(4)的径向部夹持固定在第一内骨架(2)与第二内骨架(3)之间，唇片(4)的轴向部位于第一内骨架(2)内，在唇片(4)的轴向部与第一内骨架(2)及前挡片(1a)所围成的空间内设置有橡胶体(5)。
2.根据权利要求1所述的矿用无油自润滑油封，其特征在于：所述第一内骨架(2)和第二内骨架(3)均由径向部和轴向部组成，第一内骨架(2)的轴向部在前径向部在后，第二内骨架(3)的径向部在前轴向部在后，所述第一内骨架(2)的轴向部以及第二内骨架(3)的轴向部均与外骨架(1)的内壁紧贴。
3.根据权利要求2所述的矿用无油自润滑油封，其特征在于：所述第一内骨架(2)和第二内骨架(3)均由钢材料制成。
4.根据权利要求2或3所述的矿用无油自润滑油封，其特征在于：所述唇片(4)的径向部夹持在第一内骨架(2)的径向部与第二内骨架(3)的径向部之间，在唇片(4)的径向部与第一内骨架(2)的径向部之间也填充有橡胶体(5)。
5.根据权利要求4所述的矿用无油自润滑油封，其特征在于：所述第二内骨架(3)的径向部的内缘向前弯曲变形，形成一圈突起部(3a)，该突起部(3a)压迫在唇片(4)的径向部与轴向部之间的圆弧过渡处。
6.根据权利要求5所述的矿用无油自润滑油封，其特征在于：所述唇片(4)的轴向部的前端位于前挡片(1a)所形成的圆孔中，唇片(4)的轴向部的前端与前挡片(1a)的内沿之间具有间隙。
7.根据权利要求5或6所述的矿用无油自润滑油封，其特征在于：所述唇片(4)由聚四氟乙烯制成。
8.根据权利要求4所述的矿用无油自润滑油封，其特征在于：所述橡胶体(5)由耐高温胶制成。
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