一种密封件及具备该密封件的密封结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种密封件及具备该密封件的密封结构，具体是适用于制铁设备、例如连续铸造机的辊子(尤其是搬运辊，例如搬运用分段辊等)的轴承部的密封件及具备该密封件的密封结构。
【背景技术】
[0002]现有的制铁设备，例如连续铸造机，主要是将液态金属经过冷却凝固后连续拉出以形成铸坯，且该铸坯经由搬运辊连续地输送，进而继续进行成型、冷却等以形成所需的铸件。该搬运辊包括各自由多个依次设置的辊子所组成的上下两列搬运辊，各辊子的轴向大致垂直于铸坯的输送方向。上述铸坯在各上下两个辊子之间被连续地输送。各辊子可以是在轴向上延伸的单一的辊子，也可以是由沿轴向设置的多个辊段所构成的分段辊等。
[0003]各辊子(包括上述单一的辊子或各分段辊等)从其两端分别延伸出的颈部(相当于转动轴部)各自通过轴承转动自如地支持于连续铸造机的固定部上。该固定部可以例如是连续铸造机的用于支持转动自如的辊子的壳体、轴箱、支承座等固定的部件。由此可以使各辊子相对于该固定部转动，从而通过各辊子的转动连续地输送位于各上下两个辊子之间的铸坯。
[0004]在上述连续铸造机那样的制铁设备中，由于其机械作业本身是在非常严酷的恶劣环境下进行的，例如:在高温水蒸气氛围下，诸如300°C?1500°C的高温；存在大量的冷却液；及存在大量的鳞肩(scale)、粉末(powder)等的粉尘(dust);或者处于上述各种情况同时混合存在的状态。
[0005]因此，上述制铁设备存在以下主要缺陷:因为是在极端环境下使用辊子，上述这些高温水蒸气、冷却液及粉尘等会侵入辊子的轴承部，尤其是从靠近辊子主体的一侧集中地流入到辊子的轴承部。从而容易导致轴承破损，使辊子不能转动，致使制铁设备的机械作业停止。通常，导致辊子状态不良的70%-80%的因素是由轴承的不良因素造成的。由此，可以说辊子的使用寿命取决于轴承的使用寿命。
[0006]为了改善轴承的使用寿命，通常在安装于辊子的颈部上的各轴承的两端，即靠近辊子主体的一侧和靠近辊子颈部的端部的一侧，分别设置有用于密封连续铸造机的相对转动的固定部与辊子之间的环状间隙的密封件。
[0007]从而，一方面可以通过上述密封件防止高温水蒸气、冷却液及粉尘等进入由该被密封的环状间隙所形成的密封空间(即、密封对象侧)以接触其中的轴承(尘封功能);另一方面，在该密封空间内可供给并填充作为密封对象的诸如润滑油等的润滑材料(油封功能)，对轴承和辊子等部件进行润滑。由此，通过设置具备上述尘封功能和油封功能的密封件以实现轴承、辊子等的使用寿命的延长。
[0008]由上可知，如何消除影响轴承的不良因素成为重要的问题，而该不良因素主要包括:由密封件的形状和装配形式引起的高温水蒸气、冷却液及粉尘等进入密封空间；该密封空间内润滑油泄漏导致的润滑油不足以致引起润滑不良；及由热、高负荷引起的耐热性及强度的不足等。其中，尤其是密封件中的油封结构，其较大程度地左右轴承的使用寿命。
[0009]在现有技术中，对于起尘封功能的密封件，通常采用可分别设置于上述轴承的两端的金属环那样的密封件，例如采用spirolox金属环(参照图7和图8 (a)、图8 (b)中所示的金属环密封件8)。或者，在轴承的靠近辊子主体侧的一端处可以设有迷宫结构那样的密封件(参照图6的迷宫结构10)。但是，此类尘封型的密封件，只起到非接触形的较大的粉尘类的防止板的作用，能够阻止大小小于缝隙的鳞肩、粉末等进入密封空间，但不能阻止细小的粉尘、冷却液等侵入轴承部。
[0010]而对于起油封功能的密封件，常用的密封件(参照图7中所示的密封件200)可以包括与连续铸造机的固定部抵接的主体部201以及从该主体部201向辊子颈部侧延伸且与该辊子颈部抵接的唇部202。该唇部202的与辊子颈部抵接的梢端部形成为刀口(knifeedge)形状，利用该刀口切断油膜，因此该密封件200的与辊子颈部的表面抵接的唇部202的梢端部与该辊子之间形成为线密封结构，因此与该唇部接触的表面所承受的压力较大，一般会保持大约25kg/cm2左右的较大的密封压力。由此在经过一定时间的使用后，会使与该梢端部202所抵接的辊子颈部的表面引起V形的磨损。由于该V形磨损，不但不能防止润滑油泄漏，而且还会使高温水蒸气、冷却液及粉尘等容易进入密封空间。因此，此类密封件作为连续铸造机的辊子轴承部用密封件并不适合。
[0011]具体地，图6和图7是示出将现有技术中的密封件应用于连续铸造机的轴承部的密封结构的示例的局部纵向剖视图；又图8 (b)是图7所示的密封结构中的金属环密封件8的磨损示意图。其中，图6和图7分别示出了适用于连续铸造机的轴承部的润滑油回收式的密封结构及润滑油排出式的密封结构。
[0012]如图6所示，用于该连续铸造机的轴承部的密封结构包括分别设置于安装在辊子I的颈部11上的轴承14的轴向两端侧上以用于密封辊子I与通过轴承14支持该转动自如的辊子I的壳体15之间的环状间隙16的两个相互对置的相同的密封件100。该密封件100是圆环形，安装在该壳体15的密封件安装部17中所形成的环状安装凹部18内。
[0013]该密封件100包括与该壳体15的安装凹部18的内周面抵接的主体部101以及从该主体部101向辊子颈部11侧及密封对象侧延伸并与该辊子颈部11的外周面抵接的主唇部102。该主唇部102的与辊子颈部11的外周面抵接的梢端部形成为刀口形状，利用该刀口切断油膜形成线密封，从而起到油封功能。此外，该密封件100还包括从主唇部102向远离密封对象侧(即大气侧)延伸且与辊子颈部11的外周面线密封的辅助唇部104。可通过该辅助唇部104防止高温水蒸气、冷却液及粉尘等进入密封空间。此外，在轴承14的靠近辊子主体12侧的一端还设有用于防止较大的粉尘类进入密封空间的前述迷宫结构10。另夕卜，该密封结构包括设置于壳体15中对密封空间供给润滑油的供给通道19，以及用于排出所供给的润滑油进行回收利用的回收通道20。由此，该密封结构为润滑油回收式的密封结构。
[0014]如图7所示，用于该连续铸造机的轴承部的密封结构包括设置于轴承14的靠近辊子颈部11的端部的一侧的如图6所示的密封件100，以及设置于轴承14的靠近辊子主体12的一侧的如前所述的常用的密封件200。此外，在该密封件200与辊子主体12之间还设有用于防止较大的粉尘类进入密封空间的前述金属环密封件8。图7所示的密封结构不具备图6所示的润滑油回收通道20，当密封空间内的润滑油的压力比密封件200的唇部202与辊子I之间的接触压力大时，可如箭头B4所示，从该密封件200的唇部202与辊子I之间流出，进而流经金属环密封件8与辊子I之间的间隙后向外排出。由此，该密封结构为润滑油排出式的密封结构。
[0015]如上所述，在图6和图7所示的现有技术的各种密封结构中，由于上述密封件100、200的主唇部102、202都是采用了线密封的结构，因而容易在辊子颈部的表面引起V形磨损，从而不但不能防止润滑油泄漏，而且还会使高温水蒸气、冷却液及粉尘等容易进入密封空间。此外，由于上述辅助唇部104也采用了线密封的结构，因此该辅助唇部104及上述主唇部102、202容易在远离密封对象侧形成使灰尘等卷入的引诱角。另外，在图7所示的密封结构中所采用的金属环密封件8，经过一定时间的使用后，会在密封件安装部17的与金属环密封件8相对的表面17a及该金属环密封件8的表面上产生磨损(参照图8 (b))。该磨损也会使高温水蒸气、冷却液及粉尘等容易进入密封空间。由此，现有技术中的用于连续铸造机的轴承部的密封结构的密封性能不甚理想。
[0016]并且，在极端高温的环境下，辊子会因热膨胀而引起拉伸。上述现有的密封件均不适用于此。由于轴承等因辊子的拉伸收缩的重复进行而形成栗吸作用，容易吸入水、灰尘等，会导致轴承的滚子等生锈等，进而发生辊子转动不良，甚至可能导致辊子掉落。
【实用新型内容】
[0017]鉴于以上所述，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种密封件及具备该密封件的密封结构，能够有效防止水蒸气、冷却液及粉尘等进入密封空间，同时防止密封空间内的润滑材料泄漏，从而延长密