一种用于密封轴箱轴温探测孔的密封装置及货车轴箱的制作方法

本发明涉及铁路车辆转向架轴箱，尤其涉及一种用于密封轴箱轴温探测孔的密封装置及货车轴箱。

背景技术：
我国研发中的160km/h快捷货车速度已达到传统铁路客车的速度范围，因铁路货车无电力供应，必须采用地面红外轴温探测系统监测轴承温度，避免轴承失效造成切轴。由于快捷货车轴承采用轴箱结构，为保证监测准确性，在轴箱底部设置了周向角度96°、横向宽135mm的轴温探测孔，使探测系统可以直接扫描轴承外圈。由于轴箱有密封要求，在轴箱上沿轴温探测孔周边设置密封槽，密封槽底部到对应的轴承外圈必须安装密封装置进行密封，以防止外部的粉尘、水等进入到轴箱内部造成轴箱内孔和轴承外表腐蚀。现有密封装置普遍采用橡胶密封圈，其组装后具有一定的预压缩量，实现密封效果。但快捷货车温度探测孔密封要求有其特殊性，现有橡胶密封圈无法满足密封要求：第一，快捷货车轴温探测孔密封槽为空间槽型结构，为保证可加工性，槽内圈没有挡边；同时，轴承在使用过程中相对轴箱会发生转动。如采用纯橡胶密封圈，容易因周向摩擦力作用导致密封圈从密封槽内脱出，失去密封效果。第二，轴承外圈与轴箱内径面为小间隙配合，预压缩式密封的橡胶密封圈将会把该配合转变为局部过盈配合，增加轴箱组装难度，并在轴承外圈施加额外的径向载荷，影响轴承使用性能；如采用小尺寸密封圈，又会引起密封不良问题。第三，限于结构及加工精度，密封槽深度基本尺寸小、公差大，其公差范围超出橡胶压缩比极限；同时，轴承外圈带有凹槽，使待密封空间高度不一，进一步加剧了该问题。现有轴承装置内部普遍采用密封唇式密封圈，但是其结构也不能满足快捷货车温度探测孔密封要求：第一，轴承密封圈为环形结构，无法用于温度探测孔密封槽。第二，轴承密封圈被密封物与密封圈的相对转动位于同一平面内，不会导致密封圈脱落；而快捷货车中，轴承转动方向与密封装置的两条边垂直，如不采取有效措施，密封装置将会发生脱落。第三，轴承密封圈金属骨架部分外露，形成卡扣接口。即使简单的改变外形并取消卡扣，也会发生密封圈金属部分与轴箱密封槽金属部分无法密封的问题。

技术实现要素：
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供了一种用于密封轴箱轴温探测孔的密封装置，该密封装置具备不受橡胶压缩比限制，不易因轴承转动脱出、不影响轴箱组装、容易安装的特点，以及一种带轴温探测孔的货车轴箱。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于密封轴箱轴温探测孔的密封装置，沿轴温探测孔周边设有密封槽，该密封装置位于密封槽与轴承外圈之间，密封装置的形状与密封槽的形状相匹配，该密封装置包括密封垫，在密封垫的中部或上表面设有骨架，在密封垫的上表面设有与密封垫相交的密封唇；密封唇在装入到密封槽后，密封垫底层与密封槽贴紧，在与轴承外圈配合时，密封垫上层的密封唇发生倾斜贴在轴承外圈上，产生密封效果；骨架的折弯刚度小，保证密封装置的拉伸和压缩刚度大，确保了密封装置与密封槽的有效贴合。进一步地，所述密封槽与轴承外圈之间的高度为密封空间。进一步地，所述密封垫的厚度、所述骨架的厚度和所述密封唇的高度之和大于所述密封空间的高度，这样的设置使得密封紧密。进一步地，所述密封垫的厚度和所述骨架的厚度小于所述密封槽的最小深度，这样不会导致过盈配合而影响组装。进一步地，所述密封唇的上表面设有与轴承外圈形状配合的凹槽。进一步地，所述骨架的厚度小于0.5mm，这个厚度具备折弯刚度小，拉伸和压缩刚度大的特点。进一步地，所述密封唇是弹性的，这样在密封唇与轴承外圈接触时，能发生倾斜实现密封。进一步地，所述密封垫是弹性的。一种带轴温探测孔的货车轴箱，包括轴箱、前盖、后盖和轴承，轴箱体底部设有轴温探测孔，在轴温探测孔的圆周边上设有密封槽，在密封槽与轴承外圈之间设有所述的密封装置。本发明的工作原理是：轴箱组装后，密封装置底层贴紧密封槽底部，橡胶密封唇发生倾斜并贴在轴承外圈上，产生密封效果；骨架在保证支撑效果的前提下，骨架不影响密封装置随密封槽半径变形弯曲，保证贴合密封性；轴承转动时，密封唇传递的摩擦力小，且由于骨架支撑，密封装置端部不会因周向摩擦力作用脱出密封槽。与现有技术相比，本发明具有以下优点：1)因密封唇与密封垫相交或垂直设置，使得密封装置在与轴承外圈配合时，密封唇能产生倾斜并与轴承外圈贴合，解决了小尺寸传统预压缩式密封圈造成的密封不良问题；而且不会导致密封装置整个从密封槽内随意脱出。2)通过设置骨架来支撑密封装置，骨架凭借其较大的压缩刚度，支撑密封装置，防止密封装置从密封槽脱出。3)密封垫的厚度和所述骨架的厚度小于所述密封槽的最小深度，这样不会导致过盈配合而影响密封装置的组装。附图说明图1为快捷货车轴箱体示意图；图2为快捷货车轴箱待密封空间横向剖面示意图；图3为快捷货车轴箱待密封空间纵向剖面示意图；图4为本发明的结构侧视图；图5为本发明的结构俯视图；图6为图4中局部Ⅰ的剖视视图；图7为图6的B-B旋转剖视图；图8为密封装置在密封槽内的组装示意图；其中，1.密封装置，2.轴箱体，3.轴承外圈，4.待密封空间，11.外层密封垫，12.骨架，13.内层密封垫，131.内层橡胶板，132.密封唇，21.密封槽，22.轴温探测孔，31.轴承外圈凹槽。具体实施方式下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。如图1所示，快捷货车轴箱体2底部开出轴温探测孔22，沿轴温探测孔22周边设置密封槽21，密封槽21为环槽形，相应地，密封装置1为密封槽21的形状相同，从侧面看，密封装置1为半个圆弧。如图2所示，本发明应用部位位于密封槽21与轴承外圈3之间，由于轴承外圈3上设有轴承外圈凹槽31，故待密封空间4高度不一致。如图3所示，在密封槽21纵向端部，由于密封槽21内侧无挡边，采用传统的橡胶垫直接密封时，轴承外圈3转动时，橡胶垫将从密封槽21中脱出。如图4及图5所示，密封装置1为与密封槽21形状匹配的环带形。如图6所示，密封装置1包括外层密封垫11、骨架12、内层密封垫13，骨架12是金属制成的，骨架12的形状与外层密封垫11的形状相同，外层密封垫、内层密封垫均是弹性的，是橡胶材料制成的。所述外层密封垫11、骨架12、内层密封垫13硫化为一体，骨架12设置在外层密封垫11与内层密封垫13之间，保证了密封装置1上表面与下表面的密封。所述内层密封垫13包括内层橡胶板131和密封唇132，密封唇132设置在内层橡胶板131的中部，密封唇132与骨架12垂直设置，密封唇132具有设定的高度，并且密封唇132的顶部设有凹槽，这样实现与轴承外圈3密切配合。如图7所示，在轴箱体2横向上，所述密封唇132高度随待密封空间4变化而变化。所述骨架12厚度小于0.5mm，因厚度薄而具备折弯刚度小，拉伸和压缩刚度大的特性。所述密封唇132厚度小于0.7mm。所述外层密封垫11厚度、骨架12厚度、内层橡胶板131厚度与密封唇132高度之和大于被密封空间4高度；所述外层密封垫11、骨架12、内层橡胶板131与密封唇132厚度之和小于密封槽21最小深度。如图8所示，轴箱密封装置1装入密封槽21后，外层密封垫11贴紧密封槽21底部，密封唇132发生倾斜并贴在轴承外圈3上，产生密封效果；骨架12不影响密封装置1随密封槽21半径变形弯曲，保证了贴合密封性；轴承外圈3转动时，密封唇132随之变形，隔绝大部分摩擦力的传递，同时骨架12凭借其较大的压缩刚度，支撑密封装置1，防止脱出；轴箱2装卸时，密封唇132倾斜，同时，密封装置1总厚度小于密封槽21最小深度，不会产生过盈配合影响组装拆卸。一种带轴温探测孔的货车轴箱，包括轴箱体2、前盖、后挡和轴承，轴箱体2底部设有轴温探测孔22，在轴温探测孔22的周边设有密封槽21，在密封槽21与轴承外圈3之间设有所述的密封装置1。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。