一种齿轮箱旋转轴机械与柔性组合密封结构的制作方法

本发明涉及机械密封技术领域，更具体地说，涉及一种齿轮箱旋转轴机械与柔性组合密封结构。

背景技术：

随着我国工业产业的高速发展，齿轮箱作为重要的调速变扭装置，应用范围不断扩大，与此同时应用环境越来越复杂、恶劣，这就对齿轮箱的各项性能要求的更加严格。齿轮箱旋转轴轴端的密封装置是防止齿轮箱内部的润滑油向外界泄漏的主要措施，其可靠性、维修性、成本等，直接影响整个机械系统的维护周期和维护成本。单纯使用机械密封，要想保证良好的密封效果，密封结构及加工工艺比较复杂，同时装配困难，价格也比较昂贵。使用油封，其与轴直接接触，环境中的粉尘、杂质对密封性能及使用寿命影响较大，并且密封件的磨损只能通过更换得以补偿。

技术实现要素：

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种齿轮箱旋转轴机械与柔性组合密封结构，该装置可以保证良好的密封效果，解决单纯使用机械密封的结构、工艺、安装等复杂问题及价格问题，同时也解决了使用油封的受环境影响及磨损补偿问题。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种齿轮箱旋转轴机械与柔性组合密封结构，包括旋转轴，所述的旋转轴的外圈装配有机械密封动环，机械密封动环的外侧设置有密封透盖，密封透盖的一侧设置有箱体轴承座，所述的箱体轴承座的内侧开设有箱体回油通道，密封透盖的表面还设置有集油腔，集油腔的一侧连通有密封透盖回油通道，所述的密封透盖回油通道的另一侧延伸至密封透盖与机械密封动环装配形成的空腔中，集油腔的另一侧与箱体回油通道连通，密封透盖的内侧安装有机械密封静环；

所述的密封端盖的内侧设置有密封圈控制环腔，密封圈控制环腔的一侧连通有轴密封圈控制油路通道，所述的轴密封圈控制油路通道分为两部分，一部分位于箱体轴承座上，通至箱体内部，与齿轮箱润滑系统相连，另一部分位于密封端盖上并与密封圈控制环腔连通，所述的密封透盖的表面开设有轴密封圈沟槽，轴密封圈沟槽内安装有轴密封圈，轴密封圈的内环面与旋转轴的表面接触，所述的轴密封圈的外环面与密封圈控制环腔中的压力油液接触，密封透盖的表面还开设有静密封沟槽，所述的静密封沟槽内安装有静密封圈，静密封圈垫装在箱体轴承座与密封端盖止口之间。

进一步地，所述的密封透盖采用剖分结构，由上半密封透盖和下半密封透盖组成，上半密封透盖和下半密封透盖的连接处设置有分面螺栓，分面螺栓的外圈依次套装有分面垫圈和螺母，分面螺栓依次贯穿上半密封透盖和下半密封透盖并与螺母装配。

进一步地，所述的密封透盖的外表面间隔开设有孔，孔的内圈插装有箱体连接螺栓，箱体连接螺栓与密封透盖的连接处垫装有连接垫圈，密封透盖通过箱体连接螺栓与箱体轴承座装配。

进一步地，所述的机械密封动环为焊接件，由甩油翅片和固定套固定焊接制成，固定套的外圈开设有拆卸卡槽，机械密封动环与旋转轴过盈配合。

进一步地，所述的箱体轴承座上的轴密封圈控制油路通道与密封透盖上的轴密封圈控制油路通道相互连通。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明采用机械与柔性组合密封形式，结构简单、加工工艺不复杂、成本较低、安装方便，采用机械密封在外、柔性密封在内，可以避免环境中的杂质进入柔性密封部位，避免柔性密封的过早失效，轴密封圈控制油路通道与齿轮箱润滑油路系统相连，使带有压力的润滑油进入密封圈控制环腔，作用于轴密封圈外环面，进而改变密封圈与旋转轴之间的比压，改变密封能力，也可对轴密封圈的磨损进行补偿，在保证良好密封效果的同时，简化密封结构，减少开箱维修频次，具有一定的经济效益。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的密封透盖结构图；

图3为本发明的a-a剖视图；

图4为本发明的机械密封动环结构图。

图中：1、轴密封圈控制油路通道；2、密封圈控制环腔；3、轴密封圈；4、密封透盖；5、机械密封动环；6、旋转轴；7、箱体轴承座；8、箱体回油通道；9、静密封圈；10、密封透盖回油通道；11、上半密封透盖；12、分面螺栓；13、分面垫圈；14、螺母；15、箱体连接螺栓；16、连接垫圈；17、下半密封透盖；18、静密封沟槽；19、轴密封圈沟槽；20、机械密封静环；21、集油腔；22、甩油翅片；23、固定套；24、拆卸卡槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述：

实施例1

从图1可以看出，本实施例的一种齿轮箱旋转轴机械与柔性组合密封结构，包括旋转轴6，旋转轴6的外圈装配有机械密封动环5，机械密封动环5的外侧设置有密封透盖4，如图4所示，机械密封动环5为焊接件，由甩油翅片22和固定套23固定焊接制成，固定套23的外圈开设有拆卸卡槽24，便于拆卸，机械密封动环5与旋转轴6过盈配合，机械密封动环5安装时通过旋转轴6上相应位置的台肩轴向定位，然后再安装密封透盖4，密封透盖4的一侧设置有箱体轴承座7，箱体轴承座7的内侧开设有箱体回油通道8，密封透盖4的表面还设置有集油腔21，集油腔21的一侧连通有密封透盖回油通道10，密封透盖回油通道10的另一侧延伸至密封透盖4与机械密封动环5装配形成的空腔中，集油腔21的另一侧与箱体回油通道8连通，密封透盖4的内侧安装有机械密封静环20。

密封端盖4的内侧设置有密封圈控制环腔2，密封圈控制环腔2的一侧连通有轴密封圈控制油路通道1，如图1所示，轴密封圈控制油路通道1分为两部分，一部分位于箱体轴承座7上，通至箱体内部，与齿轮箱润滑系统相连，另一部分位于密封端盖4上并与密封圈控制环腔2连通，箱体轴承座7上的轴密封圈控制油路通道1与密封透盖4上的轴密封圈控制油路通道1相互连通，密封透盖4的表面开设有轴密封圈沟槽19，轴密封圈沟槽19内安装有轴密封圈3，轴密封圈3的内环面与旋转轴6的表面接触，轴密封圈3的外环面与密封圈控制环腔2中的压力油液接触，密封透盖4的表面还开设有静密封沟槽18，静密封沟槽18内安装有静密封圈9，静密封圈9垫装在箱体轴承座7与密封端盖4止口之间。

如图2-3所示，密封透盖4采用剖分结构，由上半密封透盖11和下半密封透盖17组成，上半密封透盖11和下半密封透盖17的连接处设置有分面螺栓12，分面螺栓12的外圈依次套装有分面垫圈13和螺母14，分面螺栓12依次贯穿上半密封透盖11和下半密封透盖17并与螺母14装配，安装时，先将下半密封透盖17安装在箱体轴承座7的轴承孔内，再将上半密封透盖11安装在箱体轴承座7的轴承孔内，之后再利用分面螺栓12、分面垫圈13和螺母14将上半密封透盖11和下半密封透盖17连为一个整体，并通过定位保证箱体轴承座7上的轴密封圈控制油路通道1与密封端盖4上的轴密封圈控制油路通道1相连通，密封透盖4的外表面间隔开设有孔，孔的内圈插装有箱体连接螺栓15，箱体连接螺栓15与密封透盖4的连接处垫装有连接垫圈16，密封透盖4通过箱体连接螺栓15与箱体轴承座7装配。

齿轮箱开始运转时，旋转轴6带动机械密封动环5一起旋转，同时齿轮箱润滑系统也开始给齿轮箱提供带有一定压力的润滑油，轴密封圈控制油路通道1通过管路连至齿轮箱润滑系统，并配置调压阀，带有压力的润滑油通过轴密封圈控制油路通道1进入密封圈控制环腔2并作用到轴密封圈3的外环面，压缩轴密封圈3，使其发生径向变形，增加其与旋转轴6之间的比压，实现密封功能，还可以通过调压阀调节作用在轴密封圈3外环面的润滑油压力，改变其密封能力，当齿轮箱长期工作后，轴密封圈3与旋转轴6之间的摩擦必然使轴密封圈3发生磨损，通过带有压力的润滑油压缩作用，也能对磨损进行补偿，延长维修周期。

为了防止经由轴密封圈控制油路通道1的润滑油沿着箱体轴承座7与密封端盖4之间的缝隙外溢，在箱体轴承座7与密封端盖4之间加设有静密封圈9，当有少量的箱体内部润滑油经过轴密封圈3与旋转轴6构成的第一道密封或者轴密封圈3与旋转轴6构成的第一道密封失效时，机械密封将会发挥作用，当润滑油达到机械密封处，由于机械密封动环5随着旋转轴6一起旋转，在离心力的作用下，带有一定弯角的甩油翅片22会将润滑油甩向靠近箱体的一侧，同时被甩的润滑油将会汇集到密封透盖4底部，经由密封透盖回油通道10，进入集油腔21，之后经由箱体回油通道8流回箱体内部，实现了旋转轴6轴端密封功能。

本发明采用机械与柔性组合密封形式，较单纯的使用机械密封或使用柔性密封而言，结构简单、加工工艺不复杂、成本较低、安装方便，采用机械密封在外、柔性密封在内，可以避免环境中的杂质进入柔性密封部位，避免柔性密封的过早失效，同时，轴密封圈控制油路通道1与齿轮箱润滑油路系统相连，使带有压力的润滑油进入密封圈控制环腔2，作用于轴密封圈3外环面，通过润滑系统中的调节阀，调节作用于密封圈外环面的润滑油压力，进而改变轴密封圈3与旋转轴6之间的比压，改变密封能力，也可对轴密封圈3的磨损进行补偿，在保证良好密封效果的同时，简化密封结构，减少开箱维修频次，具有一定的经济效益。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。