一种转轴密封结构及转轴密封用密封圈的制作方法

本发明涉及旋转部件密封技术领域，尤其是涉及一种转轴密封结构及转轴密封用密封圈。

背景技术：

一些工业应用的动力设备或者在户外使用的动力设备，因为处在比较恶劣的工作环境，对这些动力设备的防水防尘性能一般都有较高的要求。

以电动机为例，电动汽车在暴雨天行驶，或者电动汽车行驶过低洼积水的地方，其驱动电机有可能短暂浸泡到水中，因此，为了保证驱动电机的安全，要求电机的防护等级在IP67以上。

然而，目前大部分工业应用场合的电机的防护等级在IP54或者以下，电机整体防护性能要达到IP67以上，关键在于轴伸出端的动密封保护，而其他位置的静密封相对而言容易达到要求。传统的轴伸出端的密封一般为非接触的迷宫密封，然而该种密封方式无法有效的防止从轴伸出端进入的水和粉尘等有害杂质，因此该种密封结构无法满足IP54以上的密封防护等级。

可见，如何能够实现转轴伸出位置更高等级的密封防护等级是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的之一是提供一种转轴密封用密封圈，以期能够实现转轴伸出位置更高等级的密封。

本发明的另一目的还在于提供一种采用上述密封圈的转轴密封结构。

为达到上述目的，本发明所提供的转轴密封用密封圈，用于安装在转轴上并嵌设在壳体的密封圈槽内，包括：

橡胶主体，所述橡胶主体的中心开设有供转轴过盈套入的套装孔；

根部与所述橡胶主体相连，且沿所述橡胶主体的轴向间隔设置的第一圆形密封唇和第二圆形密封唇，所述第一圆形密封唇和所述第二圆形密封唇的唇面与所述橡胶主体的轴线的夹角均为锐角，所述第一圆形密封唇的外缘为用于与所述密封圈槽的槽底挤紧配合的第一密封部，所述第二圆形密封唇的外缘为用于与所述密封圈槽的侧壁挤紧配合的第二密封部。

优选的，所述第一圆形密封唇外缘与所述橡胶主体的中心线之间的距离为L₁，所述第二圆形密封唇外缘与所述橡胶主体的中心线之间的距离为L₂，并且L₁＜L₂。

优选的，所述第一圆形密封唇和所述第二圆形密封唇均朝向所述密封圈槽的槽底倾斜。

优选的，所述第一圆形密封唇和所述第二圆形密封唇的唇面与所述橡胶主体的轴线的夹角在60°至85°之间。

优选的，所述第一圆形密封唇与所述橡胶主体的轴线夹角，和所述第二圆形密封唇与所述橡胶主体的轴线夹角相等。

优选的，还包括位于所述第一圆形密封唇与所述第二圆形密封唇之间，且与所述橡胶主体相连的中间圆形密封唇，所述中间运行密封唇的外缘为用于与所述密封圈槽的侧壁挤紧配合的中间密封部。

优选的，所述中间密封唇包括多个，且沿所述橡胶主体的轴向间隔设置。

优选的，所述第一密封部、第二密封部以及所述中间密封部均至少包括两个分开设置的密封子唇片，且在任意一个所述密封部中，密封子唇片的密封端均位于和密封面平行的同一平面内。

优选的，所述橡胶主体、第一圆形密封唇以及所述第二圆形密封唇至少一者中还设置有支撑骨架。

本发明中所公开的转轴密封结构，包括壳体和伸出所述壳体的转轴，所述壳体在所述转轴的伸出位置设置有用于安装密封圈的密封圈槽，还包括：

如上任意一项所述的转轴密封用密封圈，所述转轴用密封圈过盈套装在所述转轴上，并嵌设在所述壳体的密封圈槽内；

轴向压紧件，所述轴向压紧件与所述转轴配合，且将所述第一密封部挤紧在所述密封圈槽的槽底，将所述第二密封部挤紧在所述密封圈槽的侧壁上。

优选的，所述第一密封部与所述密封圈槽的槽底之间，以及所述第二密封部与所述密封圈槽的侧壁之间还涂设有润滑脂层。

优选的，当所述转轴密封用密封圈包括中间圆形密封唇时，所述中间密封部与所述密封圈槽的侧壁之间也涂覆有所述润滑脂层。

优选的，当所述第一圆形密封唇外缘与所述橡胶主体的中心线之间的距离为L₁，小于所述第二圆形密封唇外缘与所述橡胶主体的中心线之间的距离L₂时，所述第一圆形密封唇外缘与所述密封圈槽的侧壁之间具有间隙。

优选的，所述橡胶主体的轴向长度大于所述密封圈槽的深度，且两者的差值为1mm-1.5mm。

转轴密封用密封圈的橡胶主体过盈套设在转轴上之后，可跟随转轴一起转动，在完成安装后，第一圆形密封唇外缘的第一密封部将与密封圈槽的槽底挤紧密封，第二圆形密封唇外缘的第二密封部将与密封圈槽的侧壁挤紧密封，静止状态下，两个密封位置足以保证该位置的密封等级达到IP67及以上；而当转轴转动时，橡胶主体带动第一圆形密封唇和第二圆形密封唇跟随转轴转动，在离心力的作用下，第一圆形密封唇和第二圆形密封唇均有与橡胶主体的轴线垂直的运动趋势，这会导致第一密封部与密封圈槽的槽底压力减弱，该位置的密封性变差，但是第二密封部与密封圈槽的侧壁将会挤压的更紧，该位置的密封性将显著提高，这使得两个密封位置的密封等级依然可以保持在IP67及以上。

由此可见，本发明中所公开的转轴密封用密封圈，以及转轴密封结构可以有效提高转轴伸出位置的密封防护等级，因此可以满足更高密封等级的使用要求。

附图说明

图1为本发明实施例中所公开的转轴密封用密封圈的整体结构示意图；

图2为图1中所示的转轴密封用密封圈的剖视示意图；

图3为本发明实施例所公开的转轴密封结构的示意图；

图4为图3中转轴密封位置的放大示意图；

图5为包括两个子密封唇的密封唇与密封面的配合示意图。

其中，1为橡胶主体，2为第一圆形密封唇，3为第二圆形密封唇，4为转轴，5为壳体，6为密封面。

具体实施方式

本发明的核心之一是提供一种转轴密封用密封圈，以期能够实现转轴伸出位置更高等级的密封。

本发明的另一核心还在于提供一种采用上述密封圈的转轴密封结构。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本发明实施例中所公开的转轴密封用密封圈的整体结构示意图，图2为图1中所示的转轴密封用密封圈的剖视示意图。

本发明所公开的转轴密封用密封圈，用于安装在转轴上并嵌设在壳体5的密封圈槽里面，该转轴密封用密封圈包括橡胶主体1、第一圆形密封唇2和第二圆形密封唇3，如图1和图2中所示，橡胶主体1的中心开设有供转轴过盈套入的套装孔，第一圆形密封唇2和第二圆形密封唇3在与橡胶主体1的外圆相连，并且这两个圆形密封唇间隔设置，第一圆形密封唇2和第二圆形密封唇3的唇面与橡胶主体1的轴线夹角均为锐角(即大于0°，小于90°的夹角)，如图2中所示，第一圆形密封唇2的外缘为用于与密封圈槽的槽底挤紧配合的第一密封部，第二圆形密封唇3的外缘为用于与密封圈槽的侧壁挤紧配合的第二密封部。

转轴密封用密封圈的橡胶主体1过盈套设在转轴上之后，可跟随转轴一起转动，在完成安装后，第一圆形密封唇2外缘的第一密封部将与密封圈槽的槽底挤紧密封，第二圆形密封唇3外缘的第二密封部将与密封圈槽的侧壁挤紧密封，静止状态下，两个密封位置足以保证轴伸出位置的密封等级达到IP67及以上；而当转轴转动时，橡胶主体1带动第一圆形密封唇2和第二圆形密封唇3跟随转轴转动，在离心力的作用下，第一圆形密封唇2和第二圆形密封唇3均有与橡胶主体1的轴线垂直的运动趋势，这会导致第一密封部与密封圈槽的槽底压力减弱，该位置的密封性变差，但是第二密封部与密封圈槽的侧壁将会挤压的更紧，该位置的密封性将显著提高，这使得两个密封位置的密封等级依然可以保持在IP67及以上。

由此可见，上述实施例中所公开的转轴用密封圈可以有效提高转轴伸出位置的密封防护等级，从而满足更高密封等级的使用要求。

请参考图2，在本实施例中，第一圆形密封唇2外缘与橡胶主体1的中心线之间的距离为L₁，第二圆形密封唇3外缘与橡胶主体1的中心线之间的距离为L₂，为了在保证密封性的同时降低摩擦阻力，本实施例中优选的时L₁＜L₂，这可以避免第一圆形密封唇2与密封圈槽底部挤紧的同时与密封圈槽的侧壁接触，从而避免整个密封圈与密封圈槽产生过大的摩擦力。

本领域技术人员容易理解的是，为了保证第一圆形密封唇2与密封圈槽的槽底挤紧密封，第一圆形密封唇2应当朝向密封圈槽的槽底倾斜，而第二圆形密封唇3的倾斜方向则不受限制，其可以朝向密封圈槽的槽底倾斜，也可朝向与密封圈槽的槽底相反的方向倾斜，考虑到设计和制造的方便，本实施例中第二圆形密封唇3的倾斜方向与第一圆形密封唇2的倾斜方向一致。

为了在保证密封性的同时，避免过分增大转轴密封用密封圈的轴向尺寸，本实施例中第一圆形密封唇2和第二圆形密封唇3的唇面与橡胶主体1的轴线夹角均保持在60°至85°之间，包括60°和85°两个端点值，同样是考虑设计和制造方便，第一圆形密封唇2与橡胶主体1的轴线夹角β，和第二圆形密封唇3与橡胶主体1的轴线夹角α相等，本实施例中推荐的角度为80°或85°。

为了进一步提高密封效果，本领域技术人员可以理解的改进是，在第一圆形密封唇2与第二圆形密封唇3之间还设置有中间圆形密封唇，中间圆形密封唇可以为一个也可为多个，当中间圆形密封唇设置多个时，中间圆形密封唇应当沿橡胶主体1的轴向间隔设置，中间圆形密封唇的外缘为与密封圈槽的侧壁挤紧配合的中间密封部。

第一密封部、第二密封部以及中间密封部可以为单唇密封，也可为双唇或者多唇密封，为了提高密封效果，本实施例中所公开的技术方案中，上述几个密封部每一个均至少包括两个分开设置的密封子唇片，如图5中所示，任意一个密封部中，密封子唇片的密封端均位于和密封面6平行的同一平面内，以避免有些密封子唇片与密封面6的压力过大，而有些密封子唇片尚未与密封面6接触的情况出现。需要进行说明的是，本实施例中的密封面6具体是指与密封子唇片直接接触的密封圈槽的底面或者侧壁。

根据不同的需要，还可以在橡胶主体1、第一圆形密封唇2和第二圆形密封唇3的至少一者中添加支撑骨架，以满足不同应用场合对转轴密封用密封圈的刚度需求。

除此之外，本发明实施例中还公开了一种转轴密封结构，尤其是电机的轴伸出端的密封结构，如图3和图4中所示，该转轴密封结构包括壳体5和伸出壳体5的转轴，壳体5在转轴的伸出位置还设置有用于安装密封圈的密封圈槽，另外，该转轴密封结构还包括：

上述任意一实施例中所公开的转轴密封用密封圈，该转轴密封用密封圈过盈套装在转轴上，并嵌设在壳体5的密封圈槽内，对转轴密封用密封圈进行轴向限位是通过在设置在转轴上的轴肩实现的；

轴向压紧件，该轴向压紧件与转轴配合，并将第一密封部挤紧在密封圈槽的槽底，将第二密封部挤紧在密封圈槽的侧壁上。

转轴密封用密封圈的橡胶主体1过盈套设在转轴上之后，可跟随转轴一起转动，在完成安装后，第一圆形密封唇2外缘的第一密封部将与密封圈槽的槽底挤紧密封，第二圆形密封唇3外缘的第二密封部将与密封圈槽的侧壁挤紧密封，静止状态下，两个密封位置足以保证轴伸出位置的密封等级达到IP67及以上；而当转轴转动时，橡胶主体1带动第一圆形密封唇2和第二圆形密封唇3跟随转轴转动，在离心力的作用下，第一圆形密封唇2和第二圆形密封唇3均有与橡胶主体1的轴线垂直的运动趋势，这会导致第一密封部与密封圈槽的槽底压力减弱，该位置的密封性变差，但是第二密封部与密封圈槽的侧壁将会挤压的更紧，该位置的密封性将显著提高，这使得两个密封位置的密封等级依然可以保持在IP67及以上。

由此可见，上述实施例中所公开的转轴密封结构可以有效提高转轴伸出位置的密封防护等级，从而满足更高密封等级的使用要求。

轴向压紧件与转轴可以为螺纹连接或者螺钉连接，本实施例中的周向压紧件优选的通过螺纹与转轴连接，旋转轴向压紧件后可将转轴密封用密封圈压紧，为了确保转轴密封用密封圈能够被压紧，本实施例中的密封圈槽的深度略小于橡胶主体1的轴向长度，两者的差值在1mm至1.5mm为宜。

不难理解的是，由于上述转轴密封结构中的密封方式为接触式密封，因此第一密封部和第二密封部与密封圈槽之间必然存在摩擦，为了降低接触位置的摩擦同时降低运行噪音，本实施例中在第一密封部与密封圈槽的槽底之间，以及第二密封部与密封圈槽的侧壁之间还涂设有润滑脂层。

更进一步的，出于同样的目的，当转轴密封用密封圈包括中间圆形密封唇时，中间密封部与密封圈槽的侧壁之间也涂覆有润滑脂层。

第一圆形密封唇2外缘与橡胶主体1的中心线之间的距离为L₁，第二圆形密封唇3外缘与橡胶主体1的中心线之间的距离为L₂，为了在保证密封性的同时降低摩擦阻力，本实施例中优选的时L₁＜L₂，这使得完成安装后第一圆形密封唇2外缘与密封圈槽的侧壁之间具有间隙，从而避免第一圆形密封唇2与密封圈槽底部挤紧的同时与密封圈槽的侧壁接触，降低摩擦力。

以上对本发明中的转轴密封结构及转轴密封用密封圈进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。