一种用于变桨轴承中的双向预紧密封装置的制作方法

本实用新型提供了一种密封装置，尤其提供了一种用于变桨轴承中对密封腔进行密封且具有预紧效果的密封装置，属于机械密封技术领域。

背景技术：

变桨轴承的作用是旋转安装在轮毂上的叶片，其外圈通过螺栓与轮毂连接，内圈与叶片连接。当风速过高或过低时，通过调整桨叶桨距改变气流对叶片攻角，从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩，使功率输出保持稳定。同时风机的起动过程也需要通过变距来获得足够的起动转距。变桨轴承所处工况为低速摆动、振动冲击、微动磨损和锈蚀，工作时主要承受轴向力和倾覆力矩。研究发现，变桨轴承在受倾覆力矩时载荷分布并不完全符合余弦规律，在倾覆轴线附近出现理论接触压力为零的轻载区域，轻载区域的大小随游隙的增大而增大。为减小或消除轻载区域，滚动体为球结构的轴承可通过钢球与滚道之间轻微过盈实现负游隙，使载荷分布更为均匀。

我国目前的风力发电机很大一部分安装于海上，此类风力发电机长期工作于腐蚀性盐雾环境下，水或其他的易腐蚀物质进入滚道会造成滚道和滚动体的锈蚀；如果有尘埃等固体杂质进入滚道，会在滚道和滚动体之间形成磨粒，引起脱皮和剥落甚至产生凹坑；如果润滑脂流失，易导致干摩擦，会增大轴承回转阻力矩，也会加剧滚动体和滚道的磨损。因此，目前的变桨轴承采用双唇密封结构，该结构既有效地防止内部油脂流失，使轴承处于润滑状态，又阻止水和氧化性气体侵入滚道，污染润滑油脂。并能应对轴承套圈因负荷而变形以及轴承内部油脂压力过大的作用。然而，随着长期的使用，密封唇的唇面产生磨损，会导致密封性能大打折扣。

技术实现要素：

本实用新型针对背景技术中存在的缺陷，提供了一种用于变桨轴承中的双向预紧密封装置，该装置能够针对旋转轴与设备端盖之间含有润滑油脂的腔室进行密封，同时还能够在产生了磨损后仍然维持极佳的密封性能，使用寿命长久。

实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为：

一种用于变桨轴承中的双向预紧密封装置，安装于旋转轴和设备端盖之间，所述旋转轴安装于设备端盖内且从设备端盖中伸出，设备端盖内部与旋转轴之间的空隙为密封腔，所述双向预紧密封装置由卡箍、连接螺栓以及密封环组成，所述密封环由连接环、内密封唇、外密封唇、内预紧环和外预紧环组成，五者为一体式结构，连接环的截面呈u型，连接环套在旋转轴上，卡箍安装在连接环的u型凹陷处，卡箍通过连接螺栓箍紧从而将连接环固定于旋转轴上，密封环随旋转轴同步旋转；

内密封唇和外密封唇的端部固定于连接环中靠近密封腔一侧的侧壁上，设备端盖的侧壁上设置有环形的凹槽，外密封唇沿轴向设置并延伸至凹槽内，外密封唇的内圆面呈锯齿状，且外密封唇的内圆面与凹槽的内壁接触密封；内密封唇沿轴向设置并延伸至设备端盖与旋转轴之间的密封腔内，内密封唇的外圆面呈锯齿状，且内密封唇的外圆面与设备端盖的内壁接触密封；内预紧环和外预紧环均沿轴向倾斜设置，内预紧环中靠近密封腔的一端与内密封唇中靠近密封腔的一端连接固定，且两者连接固定呈“＜”形弹性结构，内预紧环的内圆面顶在旋转轴上；外预紧环中靠近密封腔的一端与外密封唇中靠近密封腔的一端连接固定，且两者连接固定呈“＜”形弹性结构，外预紧环的外圆面顶在凹槽的内壁上。

所述密封环中还设置有环形的弹簧片，弹簧片依次固定于内预紧环、内密封唇、连接环、外密封唇和外预紧环的内部，且弹簧片的截面呈“几”字型，在弹簧片的外扩弹性下外密封唇和外预紧环紧贴在凹槽内壁上，内密封唇紧贴在设备端盖上，内预紧环紧贴在旋转轴上。

所述连接环的内部嵌入设置有截面为u型的骨架。

与现有技术相比，本实用新型提供的用于变桨轴承中的双向预紧密封装置具有以下优点：1、本实用新型中采用多唇设置，外密封唇的内圆面与凹槽的内壁接触密封，内密封唇的外圆面与设备端盖的内壁接触密封；外密封唇和内密封唇相配合从而实现密封。同时在外密封唇和内密封唇上均设置有预紧环，预紧环能够产生径向的箍紧力使外密封唇和内密封唇保持紧贴，从而实现极佳的密封性能。2、密封环所设置有环形的弹簧片，在弹簧片的外扩弹性下外密封唇和外预紧环紧贴在凹槽内壁上，内密封唇紧贴在设备端盖上，内预紧环紧贴在旋转轴上。即便由于长期使用后导致密封唇产生了磨损，然而在弹簧片的弹性作用下上述结构依然能够保持紧贴，从而保证密封性。

附图说明

图1为本实用新型提供的用于变桨轴承中的双向预紧密封装置的整体结构示意图；

图中：1-设备端盖，2-旋转轴，3-密封腔，4-卡箍，5-连接螺栓，6-连接环，7-内密封唇，8-外密封唇，9-内预紧环，10-外预紧环，11-弹簧片，12-骨架。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做详细具体的说明。

本实施例提供的用于变桨轴承中的双向预紧密封装置的结构如图1所示，安装于旋转轴2和设备端盖1之间，所述旋转轴安装于设备端盖内且从设备端盖中伸出，设备端盖内部与旋转轴之间的空隙为密封腔3，所述双向预紧密封装置由卡箍4、连接螺栓5以及密封环组成，所述密封环由连接环6、内密封唇7、外密封唇8、内预紧环9和外预紧环10组成，五者为一体式结构，连接环的截面呈u型，所述连接环的内部嵌入设置有截面为u型的骨架12。连接环套在旋转轴上，卡箍安装在连接环的u型凹陷处，卡箍通过连接螺栓箍紧从而将连接环固定于旋转轴上，密封环随旋转轴同步旋转。

内密封唇和外密封唇的端部固定于连接环中靠近密封腔一侧的侧壁上，设备端盖的侧壁上设置有环形的凹槽，外密封唇沿轴向设置并延伸至凹槽内，外密封唇的内圆面呈锯齿状，且外密封唇的内圆面与凹槽的内壁接触密封；内密封唇沿轴向设置并延伸至设备端盖与旋转轴之间的密封腔内，内密封唇的外圆面呈锯齿状，且内密封唇的外圆面与设备端盖的内壁接触密封；内预紧环和外预紧环均沿轴向倾斜设置，内预紧环中靠近密封腔的一端与内密封唇中靠近密封腔的一端连接固定，且两者连接固定呈“＜”形弹性结构，内预紧环的内圆面顶在旋转轴上；外预紧环中靠近密封腔的一端与外密封唇中靠近密封腔的一端连接固定，且两者连接固定呈“＜”形弹性结构，外预紧环的外圆面顶在凹槽的内壁上。所述密封环中还设置有环形的弹簧片11，弹簧片依次固定于内预紧环、内密封唇、连接环、外密封唇和外预紧环的内部，且弹簧片的截面呈“几”字型，在弹簧片的外扩弹性下外密封唇和外预紧环紧贴在凹槽内壁上，内密封唇紧贴在设备端盖上，内预紧环紧贴在旋转轴上。

技术特征：

1.一种用于变桨轴承中的双向预紧密封装置，安装于旋转轴和设备端盖之间，所述旋转轴安装于设备端盖内且从设备端盖中伸出，设备端盖内部与旋转轴之间的空隙为密封腔，其特征在于：所述双向预紧密封装置由卡箍、连接螺栓以及密封环组成，所述密封环由连接环、内密封唇、外密封唇、内预紧环和外预紧环组成，五者为一体式结构，连接环的截面呈u型，连接环套在旋转轴上，卡箍安装在连接环的u型凹陷处，卡箍通过连接螺栓箍紧从而将连接环固定于旋转轴上，密封环随旋转轴同步旋转；

内密封唇和外密封唇的端部固定于连接环中靠近密封腔一侧的侧壁上，设备端盖的侧壁上设置有环形的凹槽，外密封唇沿轴向设置并延伸至凹槽内，外密封唇的内圆面呈锯齿状，且外密封唇的内圆面与凹槽的内壁接触密封；内密封唇沿轴向设置并延伸至设备端盖与旋转轴之间的密封腔内，内密封唇的外圆面呈锯齿状，且内密封唇的外圆面与设备端盖的内壁接触密封；内预紧环和外预紧环均沿轴向倾斜设置，内预紧环中靠近密封腔的一端与内密封唇中靠近密封腔的一端连接固定，且两者连接固定呈“＜”形弹性结构，内预紧环的内圆面顶在旋转轴上；外预紧环中靠近密封腔的一端与外密封唇中靠近密封腔的一端连接固定，且两者连接固定呈“＜”形弹性结构，外预紧环的外圆面顶在凹槽的内壁上。

2.根据权利要求1所述的用于变桨轴承中的双向预紧密封装置，其特征在于：所述密封环中还设置有环形的弹簧片，弹簧片依次固定于内预紧环、内密封唇、连接环、外密封唇和外预紧环的内部，且弹簧片的截面呈“几”字型，在弹簧片的外扩弹性下外密封唇和外预紧环紧贴在凹槽内壁上，内密封唇紧贴在设备端盖上，内预紧环紧贴在旋转轴上。

3.根据权利要求1所述的用于变桨轴承中的双向预紧密封装置，其特征在于：所述连接环的内部嵌入设置有截面为u型的骨架。

技术总结
本实用新型提供了一种用于变桨轴承中的双向预紧密封装置，由卡箍、连接螺栓以及密封环组成，所述密封环由连接环、内密封唇、外密封唇、内预紧环和外预紧环组成，连接环套在旋转轴上，卡箍安装在连接环处，卡箍通过连接螺栓箍紧从而将连接环固定于旋转轴上；内密封唇和外密封唇的端部固定于连接环上，外密封唇的内圆面与凹槽的内壁接触密封；内密封唇的外圆面与设备端盖的内壁接触密封；内预紧环与内密封唇中连接固定呈“＜”形弹性结构；外预紧环与外密封唇连接固定呈“＜”形弹性结构。该装置能够针对旋转轴与设备端盖之间含有润滑油脂的腔室进行密封，同时还能够在产生了磨损后仍然维持极佳的密封性能，使用寿命长久。

技术研发人员：刘欣;刘丽霞
受保护的技术使用者：武汉新置密封科技有限公司
技术研发日：2020.01.21
技术公布日：2020.10.27