一种轴端迷宫密封结构的制作方法

本实用新型涉及非接触式密封领域，具体涉及一种轴端迷宫密封结构。

背景技术：

随着我国风电事业与轨道交通事业的高速发展，对风电与轨道交通动力系统关键部件齿轮箱要求越来越高，齿轮箱的可靠性、维修性直接影响风电与轨道交通动力系统的维护周期与维护成本。

齿轮箱轴端密封通常采用骨架油封等接触式密封，解决在风电或轨道交通情境下，齿轮箱轴端杂质进入箱体内的问题。但在齿轮箱工作过程中，采用接触式密封会磨损发热，同时，密封件也会产生橡胶磨屑，磨屑将进入齿轮箱，导致需要频繁更换齿轮箱密封件。

中国专利文件CN205639569U公开了输出轴端密封结构、高速齿轮箱及应用其的轨道车辆，包括：挡水迷宫环、静迷宫密封端盖、动迷宫密封环、轴承衬套和圆锥轴承；所述挡水迷宫环安装在输出车轴上，所述静迷宫密封端盖安装在齿轮箱箱体上，所述动迷宫密封环安装在所述输出车轴上，所述动迷宫密封环与所述挡水迷宫环沿所述输出车轴的轴向方向并列设置，所述挡水迷宫环与所述静迷宫密封端盖之间能够用于形成挡水腔和排水腔，所述动迷宫密封环与所述轴承衬套、以及所述圆锥轴承之间能够用于形成挡油腔，所述动迷宫密封环与所述静迷宫密封端盖、以及所述轴承衬套之间能够用于形成减压回油腔。

在上述现有技术中，采用非接触式密封，解决了齿轮箱轴端密封采用骨架油封等接触式密封引起的齿轮箱发热问题。通过挡水迷宫环、迷宫封闭环、静迷宫封闭端盖共同构成迷宫封闭结构，一定程度上提高了齿轮箱密封性。但是，所述动迷宫密封环与所述轴承衬套直接配合，腔体内的润滑油可能随着动迷宫密封环的转动，流进所述减压回油腔，造成齿轮箱箱体内部的润滑油泄漏，密封效果不佳。同时，所述排水腔通过挡水迷宫环和静迷宫环密封端盖构成，腔外的进水进入到挡水腔无法排除腔体外，只能继续流入到排水腔中，该迷宫密封结构起到流入腔体中的水排出腔体外的效果，导致密封效果不佳的问题。

技术实现要素：

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的齿轮箱轴端密封效果不佳缺陷，从而提供一种防止齿轮箱内的润滑油泄漏，同时防止腔外的水和灰尘渗入的齿轮箱轴端密封结构。

为此，本实用新型的技术方案如下：一种轴端迷宫密封结构，包括：静迷宫密封环，所述静迷宫密封环与齿轮箱箱体连接；动迷宫密封环，所述动迷宫密封环与旋转轴连接，所述动迷宫密封环与所述静迷宫密封互相穿插配合设置；所述动迷宫密封环包括防水环和甩油环，所述防水环靠近所述旋转轴轴端设置，所述甩油环远离所述旋转轴轴端靠近齿轮箱轴承设置；所述甩油环包括与所述静迷宫密封环配合设置的第一级甩油环和第二级甩油环，所述第一级甩油环、第二级甩油环和防水环沿轴向依次固定于所述旋转轴上，并且所述第一级甩油环、第二级甩油环和防水环轴向互相固定连接。

进一步地，所述静迷宫密封环包括互相连接的内静环和外静环，所述内静环设置在所述第一级甩油环和所述第二级甩油环之间，所述外静环设置在所述第二级甩油环和所述防水环之间。

进一步地，至少一个所述甩油环上的径向外侧设置有甩油部，所述甩油部的直径沿向轴端延伸方向逐渐增大。

进一步地，所述第一甩油环与所述内静环和所述箱体围合形成有第一密封腔；所述内静环与所述第二甩油环和所述外静环围合形成有第二密封腔。

进一步地，所述第一级甩油环上有环形凹槽，所述凹槽开口方向为背对所述齿轮箱方向，所述内静环上设置有与所述环形凹槽相配合的环形凸缘，所述环形凹槽与所述环形凸缘之间形成有连通第一、第二密封腔的径向间隙密封和轴向间隙密封。

进一步地，所述第二甩油环沿径向布置有密封齿，所述外静环包括密封部，所述密封部为与所述密封齿配合的齿部，所述密封齿与所述齿部之间形成有连通第二密封腔与外部的径向间隙密封和轴向减压腔。

进一步地，所述外静环还包括与所述密封部连接的排水部，所述排水部包括设置于所述外静环下侧的连通外部的排水孔，以及与所述排水孔连通的排水部减压腔。

进一步地，所述防水环上设置有挡水部，所述挡水部与所述排水部之间形成有挡水部间隙密封，所述挡水部间隙密封连通外部与所述排水部减压腔。

进一步地，所述外静环上的所述密封部与所述排水部之间设置有径向减压腔，所述径向减压腔连通所述排水部减压腔与所述密封部的径向间隙密封。

进一步地，一种齿轮箱，其包括：齿轮组、旋转轴和箱体；所述箱体通过轴承支承安装于所述旋转轴上，所述旋转轴上位于所述箱体内安装有所述齿轮组；所述旋转轴的至少一端设置有轴端迷宫密封结构。

本实用新型提供的技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的轴端迷宫密封结构，包括：与齿轮箱箱体连接的静迷宫密封环和与旋转轴连接的动迷宫密封环，二者穿插配合设置；动迷宫密封环包括防水环和甩油环，所述防水环靠近所述旋转轴轴端设置，所述甩油环远离所述旋转轴轴端靠近齿轮箱轴承设置；所述甩油环包括与所述静迷宫密封环配合设置的第一级甩油环和第二级甩油环，所述第一级甩油环、第二级甩油环和防水环沿轴向依次固定于所述旋转轴上，并且所述第一级甩油环、第二级甩油环和防水环轴向互相固定连接。本实用新型设置有两级甩油环，有效防止腔内润滑油泄漏，使齿轮箱密封效果更好。

2.本实用新型提供的轴端迷宫密封结构，至少一个所述甩油环上的径向外侧设置有甩油部，所述甩油部的直径沿向轴端延伸方向逐渐增大。由于油雾耗散原理以及油雾流动方向，所述甩油环上形成的倾斜台面可以起到阻挡作用，有效防止已经进入到密封腔内的润滑油继续沿迷宫通道向轴端流动，从而有效防止内部润滑油泄漏，提高齿轮箱密封性能。

3.本实用新型提供的轴端迷宫密封结构，所述防水环上设置有挡水部，所述挡水部与所述排水部之间形成有挡水部间隙密封，所述挡水部间隙密封连通外部与所述排水部减压腔。所述挡水部间隙密封可以有效防止灰尘或水等其他杂质进入到齿轮箱腔内，提高齿轮箱的密封性能。

4.本实用新型提供的轴端迷宫密封结构，所述外静环还包括与所述密封部连接的排水部，所述排水部包括设置于所述外静环下侧的连通外部的排水孔，以及与所述排水孔连通的排水部减压腔。所述排水孔可以将从防水环和外静环形成的间隙进入的灰尘或水等其他杂质，在重力的作用下，从腔体外排出，从而提高齿轮箱的密封效果。所述排水孔连通的排水部减压腔可以使渗入从到减压腔内的水或灰尘等杂质，降低其动能，从而减小杂质继续进入到齿轮箱腔体内的可能，提高齿轮箱轴端密封效果。

5.本实用新型提供的轴端迷宫密封结构，所述外静环上的所述密封部与所述排水部之间设置有径向减压腔，所述径向减压腔连通所述排水部减压腔与所述密封部的径向间隙密封。所述径向减压腔可以使从排水部减压腔渗入到径向减压腔的灰尘或水等其他杂质，降低动能，从而降低杂质继续进入到齿轮箱腔体内的可能，从而提高齿轮箱轴端密封效果。

6.本实用新型提供的一种齿轮箱，其包括：齿轮组、旋转轴和箱体；所述箱体通过轴承支承安装于所述旋转轴上，所述旋转轴上位于所述箱体内安装有所述齿轮组；所述旋转轴的至少一端设置有上述任意一项所述的轴端迷宫密封结构。由于该装置采用了轴端迷宫密封结构，因此具有上述部件所述的任一项优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种迷宫密封结构与齿轮箱的组装结构示意图；

图2为图1所示的一种迷宫密封结构结构放大示意图；

附图标记说明：

1-第一级甩油环；2-内静环；3-第二级甩油环；4-外静环；5-防水环；6-旋转轴；7-箱体；

8-第一密封腔；9-第二密封腔；

10-第一减压腔；11-第二减压腔；12-第三减压腔；13-径向减压腔；14-排水部减压腔；

15-第一径向间隙密封；16-第一轴向间隙密封；17-第二径向间隙密封；18-第三径向间隙密封；19-第四径向间隙密封；20第五径向间隙密封；21-第六径向间隙密封；22-第七径向间隙密封；23-挡水部间隙密封；24-排水孔；

31-甩油部；41-密封部；42-排水部；51-挡水部。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种齿轮箱，其包括：齿轮组、旋转轴6和箱体7；所述箱体7通过轴承支承安装于所述旋转轴6上，所述旋转轴6上位于所述箱体内安装有所述齿轮组；本实施例所述的齿轮箱还设置有轴端迷宫密封结构，所述轴端密封结构至少设置在所述旋转轴6的一端。

如图2所示，所述轴端迷宫密封结构包括静迷宫密封环和动迷宫密封环。所述静迷宫密封环与齿轮箱箱体7连接；所述动迷宫密封环与旋转轴6连接，所述动迷宫密封环与所述静迷宫密封互相穿插配合设置。所述动迷宫密封环包括防水环5和甩油环，所述防水环5靠近所述旋转轴6轴端设置，所述甩油环远离所述旋转轴6轴端靠近齿轮箱轴承设置；所述甩油环包括与所述静迷宫密封环配合设置的第一级甩油环1和第二级甩油环3，所述第一级甩油环1、第二级甩油环3和防水环5沿轴向依次固定于所述旋转轴6上，并且所述第一级甩油环1、第二级甩油环3和防水环5轴向互相固定连接。所述静迷宫密封环包括内静环2和外静环4，所述内静环2设置在所述第一级甩油环1和所述第二级甩油环3之间，所述外静环4设置在所述第二级甩油环3和所述防水环5之间。本实施例中设置有两级甩油环，有效防止腔内润滑油泄漏，使齿轮箱密封效果更好。

本实施例所述的轴端迷宫密封结构，其中所述第一级甩油环1与所述内静环2和所述箱体7围合形成有第一密封腔8，所述第一密封腔8可以阻挡大量润滑油从第一密封腔8中泄漏；所述内静环2与所述第二级甩油环3和所述外静环4围合形成有第二密封腔9，所述第二密封腔9可以使润滑油再次回流至箱体7中，从而减少润滑油渗漏，提高密封效果。

本实施例所述的轴端迷宫密封结构，其中第一级甩油环1上有环形凹槽，所述凹槽开口方向为背对所述齿轮箱方向，所述内静环2上设置有与所述环形凹槽相配合的环形凸缘，所述环形凹槽与所述环形凸缘之间形成有第一径向间隙密封15、第一轴向间隙密封16和第二径向间隙密封17连通第一密封腔8和第二密封腔9。所述第一径向间隙密封15、所述第一轴向间隙密封16和所述第二径向间隙密封17可以防止第一密封腔8内的润滑油泄漏，从而提高齿轮箱密封效果。

本实施例所述的轴端迷宫密封结构，在所述第二级甩油环3上设有甩油部31，如图2所示，所述甩油部的直径沿向轴端延伸方向逐渐增大。由于油雾耗散原理以及油雾流动方向，所述甩油环上形成的倾斜台面可以起到阻挡作用，有效防止已经进入到密封腔内的润滑油继续沿迷宫通道向轴端流动，从而有效防止内部润滑油泄漏，提高齿轮箱密封性能。当然，也可以在第一级甩油环和第二级甩油环上均设置有甩油部以进一步防止润滑油泄露。

本实施例所述的轴端迷宫密封结构，其中所述第二级甩油环3沿径向布置有密封齿，所述外静环4包括密封部41，所述密封部41为与所述密封齿配合的齿部，所述密封齿与所述齿部之间形成有连通第二密封腔9与外部的第三径向间隙密封18、第四径向间隙密封19、第五径向间隙密封20和第六径向间隙密封21；以及第一减压腔10、第二减压腔11和第三减压腔12。

本实施例所述的轴端迷宫密封结构，其中所述外静环4还包括与所述密封部41连接的排水部42，所述排水部42包括设置于所述外静环4下侧的连通外部的排水孔24，以及与所述排水孔24连通的排水部减压腔14，本实施例中的下侧指外静环4的最低处，将排水孔24设置在最低处有利于其内部的水和杂质的排出。所述排水孔24可以将从防水环5和外静环4形成的间隙进入的灰尘或水等其他杂质，在重力的作用下，从排水孔24排出，从而提高齿轮箱的密封效果。所述排水部减压腔14可以使渗入从到减压腔内的水或灰尘等杂质，降低其动能，从而减小杂质继续进入到齿轮箱腔体内的可能，提高齿轮箱轴端密封效果。具体地，本实施例中排水孔24直径为3mm。需要说明的是，上述具体数值仅为便于本领域技术人员理解本实施例的方案而举的具体示例，上述具体数值不应当被理解为对本实施例技术方案构成的限制。

本实施例所述的轴端迷宫密封结构，其中所述防水环5上设置有挡水部51，所述挡水部51与所述排水部42之间形成有挡水部间隙密封23，所述挡水部间隙密封23连通外部与所述排水部减压腔14。所述挡水部51可以阻挡大量水或灰尘等其他杂质进入到腔体内。

本实施例所述的轴端迷宫密封结构，其中所述外静环4上的所述密封部41与所述排水部42之间设置有径向减压腔13，所述径向减压腔13连通所述排水部减压腔14与所述第二密封腔9。所述径向减压腔可以使从排水部减压腔渗入到径向减压腔的灰尘或水等其他杂质，降低动能，从而降低杂质继续进入到齿轮箱腔体内的可能，从而提高齿轮箱轴端密封效果。

本实用新型提供的轴端迷宫密封结构，其安装过程为：首先将第一级甩油环1安装在旋转轴6上；再将内静环2与第一级甩油环1和箱体7配合安装；其后，将第二级甩油环3与旋转轴6和配合安装，并与第一级甩油环1轴端一侧配合；然后外静环4与所述内静环2轴端侧壁配合固定，同时所述外静环4的密封部42与第二级甩油环3的密封齿配合安装；最后将防水环5安装在旋转轴6上，由此轴端迷宫密封结构组装完成。

本实用新型提供的一种齿轮箱可以使用在风电系统的风机上或者可以用在轨道交通动力系统设备上。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。