HDPE托辊变形自复位补偿密封装置的制作方法

本实用新型涉及一种托辊的补偿密封装置，尤其涉及一种用于HDPE托辊上的变形自复位补偿密封装置。

背景技术：

托辊是皮带输送机的重要组成部分，应用十分广泛。托辊的质量与寿命主要取决于托辊两端的密封件，密封件对托辊的旋转阻力、防水及防尘等重要指标起决定性作用。

高密度聚乙烯托辊，简称HDPE托辊，与传统的金属制托辊相比，HDPE托辊的使用寿命长，耐磨性好，具有摩擦系数小，耐低温、低噪音、化学稳定性高、耐酸、耐碱、耐盐腐蚀、比重轻、抗冲击强度高等优点。但HDPE托辊由于其材料的特殊性，在温度变化较大时，HDPE材料容易热胀冷缩，当出现热胀冷缩时，由于设置在HDPE托辊中心的辊体轴为金属辊轴，与HDPE托辊的材料不同，变形量也有差异；当温度变化越大时，HDPE辊体的轴向长度变形量越大，直接影响着密封件之间的配合，会造成干涉现象，导致托辊不能正常工作，影响托辊的使用寿命。因此对具有变形补偿功能的密封装置的研究具有重要意义，以期望该装置能自动复位补偿由于温度差而造成的轴向变形量，且具有良好的密封效果，可以保证不受温度变化而影响HDPE托辊的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能自动复位补偿由于温度差而造成轴向变形量的HDPE托辊变形自复位补偿密封装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：HDPE托辊变形自复位补偿密封装置，包括HDPE辊体，所述HDPE辊体的中心设有辊轴，所述HDPE辊体的两端分别固定安装有轴承座，所述轴承座内固定安装有轴承，所述轴承的内圈轴向可滑动安装在所述辊轴上，所述轴承外侧的所述辊轴上卡装有轴承挡圈，所述轴承与所述轴承挡圈之间设有轴承移动间隙；

所述轴承外侧的所述轴承座内固定安装有一体成型的中间迷宫密封件，所述辊轴上固定安装有与所述中间迷宫间隙配合的轴密封装置，所述轴密封装置包括一体成型的内迷宫密封件和外迷宫密封件，所述内迷宫密封件和所述外迷宫密封件分别安装在所述中间迷宫密封件的两侧，所述内迷宫密封件固定安装在所述辊轴上；

所述外迷宫密封件轴向可滑动安装在所述辊轴上，所述外迷宫密封件上环布设有间隔排列的弹性复位爪，所述辊轴上设有卡接所述弹性复位爪的自复位槽；所述弹性复位爪外周设有环形凹槽，所述辊轴上安装有橡胶外盖；所述橡胶外盖内侧设有与所述环形凹槽对应的环形凸起，所述环形凸起紧密挤压入所述环形凹槽内。

作为优选的技术方案，所述内迷宫密封件和所述中间迷宫密封件的相向面上均设有若干相向延伸且交错间隙配合的环形密封齿，所述外迷宫密封件和所述中间迷宫密封件的相向面上均设有若干相向延伸且交错间隙配合的环形密封齿。

作为优选的技术方案，所述外迷宫密封还与所述轴承座之间间隙配合。

作为优选的技术方案，所述外迷宫密封与所述轴承座的相向面上均设有相向延伸且交错间隙配合的环形密封齿。

作为优选的技术方案，所述自复位槽为V形槽或弧形槽。

作为优选的技术方案，所述弹性复位爪上设有与所述自复位槽接触的弧形接触面。

由于采用了上述技术方案，HDPE托辊变形自复位补偿密封装置，包括HDPE辊体，所述HDPE辊体的中心设有辊轴，所述HDPE辊体的两端分别固定安装有轴承座，所述轴承座内固定安装有轴承，所述轴承的内圈轴向可滑动安装在所述辊轴上，所述轴承外侧的所述辊轴上卡装有轴承挡圈，所述轴承与所述轴承挡圈之间设有轴承移动间隙；

所述轴承外侧的所述轴承座内固定安装有一体成型的中间迷宫密封件，所述辊轴上固定安装有与所述中间迷宫间隙配合的轴密封装置，所述轴密封装置包括一体成型的内迷宫密封件和外迷宫密封件，所述内迷宫密封件和所述外迷宫密封件分别安装在所述中间迷宫密封件的两侧，所述内迷宫密封件固定安装在所述辊轴上；

所述外迷宫密封件轴向可滑动安装在所述辊轴上，所述外迷宫密封件上环布设有间隔排列的弹性复位爪，所述辊轴上设有卡接所述弹性复位爪的自复位槽；所述弹性复位爪外周设有环形凹槽，所述辊轴上安装有橡胶外盖；所述橡胶外盖内侧设有与所述环形凹槽对应的环形凸起，所述环形凸起紧密挤压入所述环形凹槽内；

本实用新型的有益效果是：由于中间迷宫密封件与内迷宫密封件和外迷宫密封件之间均为间隙配合，中间迷宫密封件的两侧均具有一定的移动间隙，使得中间迷宫密封件可以沿轴向方向往里往外均具有一定的变形位移量；当产生温差时，HDPE辊体的轴向长度发生变化，轴承座会跟随一起沿轴向移动，从而带动中间迷宫密封件移动，不论HDPE辊体的轴向长度是伸长还是缩短，由于左右两侧的移动间隙存在，都可以补偿由于温差而造成的轴向长度变形量；当HDPE辊体向外移动变化量很大时，自复位槽与弹性复位爪之间的极限补偿与自动复位过程使中间迷宫密封件可以继续往外移动，保证托辊不受温度变化而影响使用寿命。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是图1中I处的放大图，图中示出了本实用新型实施例在额定工作温度范围内的基本补偿工作状态示意图；

图3是本实用新型实施例弹性复位爪的结构示意图；

图4是本实用新型实施例超过最高额定工作温度范围时的极限补偿工作状态示意图；

图5是本实用新型实施例在额定工作温度范围下限内的基本补偿工作状态示意图；

图中：1-HDPE辊体；11-定位凹槽；2-辊轴；21-自复位槽；22-锥面；23-V形尖端；3-轴承座；31-定位凸起；4-轴承；5-轴承挡圈；6-中间迷宫密封件；7-内迷宫密封件；8-外迷宫密封件；81-弹性复位爪；82-环形凹槽；83-弧形接触面；9-橡胶外盖；91-环形凸起；10-环形密封齿。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1和图2所示，HDPE托辊变形自复位补偿密封装置，包括HDPE辊体1，所述HDPE辊体1的中心设有辊轴2，所述HDPE辊体1的两端分别固定安装有轴承座3，所述轴承座3的外周设有定位凸起31，所述HDPE辊体1的内壁上设有与所述定位凸起31对应安装的定位凹槽11，使所述轴承座3具有轴向定位当所述HDPE辊体1的轴向长度发生变化时，会带动所述轴承座3一起沿轴向移动。

所述轴承座3内固定安装有轴承4，所述轴承4的内圈轴向可滑动安装在所述辊轴2上，所述轴承4外侧的所述辊轴2上卡装有轴承挡圈5，所述轴承4与所述轴承挡圈5之间设有轴承移动间隙，所述轴承移动间隙的设置使所述轴承4具有沿轴向移动的位移量，当所述轴承座3向外移动时，所述轴承4被带动沿轴向向外移动，因此，当所述HDPE辊体1发生变形时不影响所述轴承4的正常工作。

所述轴承4外侧的所述轴承座3内固定安装有一体成型的中间迷宫密封件6，所述辊轴2上固定安装有与所述中间迷宫密封件6间隙配合的轴密封装置；所述轴密封装置包括一体成型的内迷宫密封件7和外迷宫密封件8，所述内迷宫密封件7和所述外迷宫密封件8分别安装在所述中间迷宫密封件6的两侧，由于所述中间迷宫密封件6与所内迷宫密封件7和所外迷宫密封件8之间均为间隙配合，所述中间迷宫密封件6的两侧均具有一定移动间隙，使得所述中间迷宫密封件6可以在轴向方向具有一定位移量；所述内迷宫密封件7固定安装在所述辊轴2上用于限制所述内迷宫密封件7的位置。

所述外迷宫密封件8轴向可滑动安装在所述辊轴2上，所述外迷宫密封件8上环布设有间隔排列的弹性复位爪81，具体请参见图3；所述辊轴2上设有卡接所述弹性复位爪81的自复位槽21，在本实施例中，所述自复位槽21为V形槽，当然所述自复位槽21也可以为弧形槽，所述弹性复位爪81上设有与所述自复位槽21接触的弧形接触面83；所述弹性复位爪81具有弹性，当所述外迷宫密封件8沿轴向向外移动时，所述弹性复位爪81可以发生弹性变形；所述V形槽内具有相对的两锥面22，两所述锥面22中间具有V形尖端23，由于所述锥面22的角度作用，所述弧形接触面83会自然接触在所述V形尖端23内。

所述弹性复位爪81外周设有环形凹槽82，所述辊轴2上安装有橡胶外盖9；所述橡胶外盖9内侧设有与所述环形凹槽82对应的环形凸起91，所述环形凸起91紧密挤压入所述环形凹槽82内，所述橡胶外盖9的设置主要用于密封所述外迷宫密封件8以及用于将所述弹性复位爪81压紧在所述自复位槽21内。

所述内迷宫密封件7和所述中间迷宫密封件6的相向面上均设有若干相向延伸且交错间隙配合的环形密封齿10，所述外迷宫密封件8和所述中间迷宫密封件6的相向面上均设有若干相向延伸且交错间隙配合的环形密封齿10；所述中间迷宫密封件6、所述内迷宫密封件7和所述外迷宫密封件8的交错设置，形成多级密封，密封效果好，各个密封之间相互间隙配合，不会影响托辊的转动。

所述外迷宫密封7还与所述轴承座3之间间隙配合，所述外迷宫密封7与所述轴承座3的相向面上均设有相向延伸且交错间隙配合的环形密封10，增加的所述环形密封齿10使所述外迷宫密封件8与所述轴承座3之间的密封效果变得更好。

工作原理是：如图4所示，当温度升高到超过最高额定工作温度范围时，HDPE辊体1由于热胀导致轴向长度向两端伸长，同时带动轴承座3一起沿轴向向外移动，而与轴承座3紧密配合的轴承4同样被带动沿轴向向外移动，由于轴承4具有轴承移动间隙，因此，当发生轴向移动时不会影响到轴承4的正常工作；由于轴承座3与中间迷宫密封件6之间为固定连接，而中间迷宫密封件6的两侧均具有一定的移动间隙，当轴承座3沿轴向向外移动时，会带动中间迷宫密封件6一起沿轴向向外移动，直到中间迷宫密封件6接触到外迷宫密封件8为止，此过程为基本变形补偿过程。但当HDPE辊体1沿轴向移动距离大于中间迷宫密封件6与外迷宫密封件8之间的移动间隙时，如图4所示，中间迷宫密封件6会向外挤压外迷宫密封件8，此时弹性复位爪81的弧形接触面83会沿着V形槽的锥面22上移动，带动外迷宫密封件8沿轴向向外继续移动，此过程为极限补偿过程；当温度恢复后，HDPE辊体1会带动中间迷宫密封件6向里运动，此时中间迷宫密封件6不再挤压外迷宫密封件8，由于锥面22角度与橡胶外盖9上的环形凸起91的压紧力共同作用下使弧形接触面83会沿着V形槽的锥面22自动下滑，带动外迷宫密封件8沿轴向往回运动，直到接触到V形槽的V形尖端23为止，自动完成复位过程。

由于HDPE托辊的工作状态与工作环境主要处于高温情况下，因此，HDPE辊体1主要受温度升高而产生较大变型量，而温度降低的情况发生的相对较少，且温度降低的温差也相对较小，因此，在本实施例中，HDPE辊体1冷缩时导致轴向长度缩短的变型量也相对较小；如图5所示，当温度降低到额定工作温度范围下限时，HDPE辊体1因为冷缩导致轴向长度缩短，由于中间迷宫密封件6与内迷宫密封件7之间具有一定的移动间隙，因此轴承座3会带动中间迷宫密封件6会沿轴向向里运动，直到满足冷缩时轴向长度缩短的变型量，而此时中间迷宫密封件6与内迷宫密封件7之间仍具有一定的移动间隙，用于保证密封件的正常工作，此过程为基本变形补偿过程；由于轴承挡圈5的设置使内迷宫密封件7保持固定不动，而中间迷宫密封件6与内迷宫密封件7之间又必须具有一定的移动间隙，因此冷缩时不具有极限补偿过程，即中间迷宫密封件6与内迷宫密封件7之间的移动间隙大于HDPE辊体1冷缩时的最大变形量，而此移动间隙的大小根据实际冷缩变形量的需要进行设计。

由于中间迷宫密封件6的两侧均具有一定的移动间隙，因此中间迷宫密封件6可以在轴向方向往里往外均具有一定变形位移量，使得不论HDPE辊体1的轴向长度是伸长还是缩短，都可以自动补偿由于温差而造成的轴向长度变变形量，当HDPE辊体1的向外移动变化量很大时，自复位槽21与弹性复位爪81之间的极限补偿与自动复位过程使中间迷宫密封件6可以继续往外移动，保证托辊不受温度变化而影响使用寿命。

本实用新型是我公司最新研制出的新型变形补偿密封装置，经多次实验，该变形补偿密封装置可以自动复位补偿由于温度差而造成的变形量，保证不受温度变化而影响托辊的使用寿命，是值得大力推广、发展的新型变形补偿密封装置。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。