密封组件的制作方法

本发明涉及密封技术。具体地，本发明涉及密封组件，其能够对在具有大量的尘土和泥浆等的恶劣环境下工作的设备的轴承、轴承箱、齿轮箱等进行密封。

背景技术

如所知的，在具有大量的尘土和泥浆的非常恶劣的环境下工作的设备中，轴承等的密封是非常大的挑战。以掘进机切割头轴承的密封为例，由于密封的高要求，通常是利用多种不同密封件的组合来进行密封。

图1示出一种传统的掘进机切割头的轴承的密封示意图。如图1所示，掘进机切割头采用了在不同位置处的浮动密封件、v型密封件、边缘密封件等多个密封件来进行密封。基于这样的密封方式，由于密封件较多，因此需要较大的安装空间。此外，由于各个密封件具有不同的安装位置和安装方法，因此安装难度较大，并且很难确保每个密封件都能安装在正确的位置处，从而使得很难确保密封效果。此外，由于采用的密封件较多，成本也很高。

技术实现要素：

因此，需要提供一种能够克服以上缺点的至少一者的密封组件。

本发明的一个目的是提供一种密封组件，其结构紧凑，能够节省安装空间，降低成本并且减少安装步骤。

本发明的另一个目的是提供一种密封组件，该具有良好的抗磨损性能。

本发明的又一个目的是提供一种密封组件，其具有更好的密封性能。

可以通过以下技术方案来实现上述目的中的至少一个目的。

根据本发明的一个方面，提供了一种密封组件，其用于密封第一构件的内表面和第二构件的外表面之间的环形空间，其中，所述第一构件和所述第二构件能够相对转动，所述密封组件包括第一密封件和第二密封件，所述第一密封件能够相对于第一构件的内表面固定安装，并且所述第二密封件能够相对于所述第二构件的外表面固定安装，所述密封组件的特征在于，所述第一密封件包括骨架和与所述骨架相连接的多个唇，其中所述骨架和所述多个唇均具有环形形状，所述多个唇包括第一唇，并且所述第一唇包括由金属或陶瓷制成的接触部；以及所述第二密封件包括径向延伸部，其中，在所述密封组件的组装状态下，所述第一密封件的第一唇从所述骨架朝向所述第二密封件的径向延伸部延伸，并且所述第一唇的接触部与所述第二密封件的径向延伸部相互密封接触。

优选地，所述第一唇还包括用于支撑所述接触部的支撑部，并且所述第一唇经由所述支撑部连接到所述骨架。

优选地，所述骨架由金属制成，所述第一唇的支撑部由弹性材料制成，所述第一唇通过所述弹性材料的固化连接到所述骨架。

优选地，所述第一密封件的所述多个唇还包括第二唇和主唇，并且所述第二密封件还包括轴向延伸部，在所述密封组件的组装状态下，所述第一密封件的第二唇和主唇从所述骨架朝向所述第二密封件的轴向延伸部延伸，并且与所述第二密封件的轴向延伸部相互密封。

优选地，所述第二唇和所述主唇在轴向方向上间隔布置，其中所述第二唇和所述主唇中的任一者布置在外部环境一侧。

优选地，所述第一唇的接触部形成有多个槽，并且所述多个槽从所述接触部的径向外表面的至少一部分延伸到所述接触部的轴向外表面的一部分。

优选地，所述多个槽是螺旋槽。

优选地，所述多个槽为单向螺旋形状或双向螺旋形状。

优选地，所述第二密封件是单独的部件，或者所述第二密封件形成为所述第二构件的一部分。

优选地，所述第二密封件形成为抛油环。

根据本发明的上述实施例的密封组件，与现有技术相比，第一密封件利用由金属或陶瓷制成的接触部与第二密封件的径向延伸部相互密封接触，因此具有良好的抗磨损性能。

附图说明

下面，将结合附图对本发明的示例性实施例的特征、优点和技术效果进行描述，附图中相似的附图标记表示相似的元件，其中：

图1示出了一种传统的掘进机切割头的轴承的密封示意图。。

图2示出了根据本发明的实施例的密封组件的截面的一部分的示意图。

图3示出了根据本发明的另一实施例的密封组件的一部分的立体图。

图4示出了根据本发明的又一实施例的密封组件的截面的一部分的示意图。

具体实施方式

下文中，参照附图描述本发明的实施例。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的范围由权利要求书限定。

在附图中，为了清楚起见，一些结构、部件或元素可能已经被省略，一些部件或构件的尺寸可能被缩小或放大。因此，附图中的尺寸或比例关系是示例性的，不用于限制本发明。另外，为了清楚起见，同一组件的不同组成部分或者同一部件或构件在不同附图中的尺寸和/或比例关系可能不一致，这不用于限制本发明。

本发明涉及一种密封组件，其能够密封第一构件的内表面和第二构件的外表面之间的环形空间，其中第一构件和第二构件能够相对转动。密封组件包括第一密封件和第二密封件，并且第一密封件能够相对于第一构件的内表面固定安装，并且第二密封件能够相对于第二构件的外表面固定安装。在示例性实施例中，第一构件可以是具有内部空间和至少一个环形开口的箱体构件，并且第二构件可以是至少一部分插入到箱体构件的环形开口中的轴构件。例如，第一构件和第二构件可以分别是齿轮箱箱体和至少一部分插入到齿轮箱箱体的环形开口中的轴。在另一示例性实施例中，第一构件和第二构件可以分别是轴承的外圈和内圈。

图2示出了根据本发明的实施例的密封组件的一部分的截面图。如图2所示，根据本发明的实施例的密封组件包括第一密封件1和第二密封件2。其中，第一密封件1包括骨架11以及与骨架11连接的多个唇。在优选实施例中，第一密封件1还包括弹簧12。第二密封件2包括沿其径向方向向外延伸的径向延伸部21和沿其轴线方向延伸的轴向延伸部22。优选地，第二密封件2形成为图2所示的抛油环的形式。但是，本发明不限于此，第二密封件也可以是其他适合形式的部件。抛油环2可以由各种金属或合金制成。

需要注意的是，图2仅示出了密封组件的各个部分沿着密封组件的轴线的截面的一部分(一半)，实际上密封组件的各个部分(第一密封件1的骨架11、多个唇和弹簧12，以及抛油环2的径向延伸部21和轴向延伸部22)均具有围绕密封组件的轴线的环状形状。

下面，将具体地描述密封组件的各个部分在图2中所示的截面的形状。本领域技术人员可以基于截面的形状想到各个部分的整体形状和结构。

第一密封件1的骨架11包括大致沿着密封组件的轴线方向延伸的轴向延伸部111以及大致沿着密封组件的径向方向向内延伸的径向延伸部112。骨架11可以由各种金属或合金制成。此外，骨架11也可以由硬质塑料制成。当然，骨架11的材料不限于此，只要能够提供足够的支撑强度的材料均可用于制造骨架11。

第一密封件1的多个唇至少包括第一唇13。第一唇13可以布置成从骨架11大致沿着密封组件的轴线方向向外延伸。在优选实施例中，第一唇13的轴向端部131由金属或陶瓷制成。金属材料具体地可以包括钢等单一金属材料以及各种合金。第一唇13的轴向端部131用作接触部，其在密封组件的组装状态下与抛油环2的径向延伸部21相互接触，以实现密封。

第一唇13还包括用于支撑轴向端部131的支撑部132，并且第一唇13通过该支撑部132连接到骨架11。支撑部132优选地由橡胶、弹性塑料等弹性材料制成。由此，通过构成支撑部132的弹性材料的固化，第一唇13的轴向端部131可以连接到支撑部132，并且支撑部132可以连接到骨架11，由此将第一唇13连接到骨架11。当然，轴向端部131也可以通过胶黏等适合的方式连接到支撑部132。

第一密封件1的多个唇还包括第二唇14、15。第二唇14、15可以布置成从骨架11大致沿着密封组件的径向方向向内延伸。在密封组件的组装状态下，第二唇14、15可以与抛油环2的轴向延伸部22接触或靠近，以实现密封。此外，第二唇14、15可以包括多个唇部(图中示出为两个)。该多个唇部可以在密封组件的组装状态下，在多个部位处与抛油环2的轴向延伸部22接触或靠近，从而形成迷宫密封。

第一密封件1的多个唇还包括主唇16。与第二唇14、15类似，主唇16也布置成从骨架11大致沿着密封组件的径向方向向内延伸。在密封组件的组装状态下，主唇16可以与抛油环2的轴向延伸部22接触以形成密封。在优选实施例中，弹簧12可以布置在主唇16的径向外侧。例如，弹簧12可以卡在主唇16的径向外侧的凹槽中，以防止弹簧12从第一密封件1滑脱。在密封组件的组装状态下，弹簧12可以沿第一密封件1的径向方向向内压迫主唇16，使主唇16与抛油环2的轴向延伸部22紧密接触，以形成良好的密封。弹簧12可以由各种金属或合金制成。

第二唇14、15和主唇16可以由橡胶、弹性塑料等弹性材料制成。在优选实施例中，第二唇14、15和主唇16可以采用相同的材料一体地形成。例如，第二唇14、15和主唇16可以均采用橡胶制成，两者可以通过橡胶的固化一体地连接到骨架11上。在又一优选实施例中，第一唇13的支撑部132可以与第二唇14、15和主唇16采用相同的材料而一体地形成。例如，第一唇13的支撑部132与第二唇14、15和主唇16可以均采用橡胶制成，三者可以通过橡胶的固化一体地连接到骨架11上。

下面，将详细描述根据本发明的密封组件在组装状态下进行密封的原理。在下面的描述中，以具有内部空间且具有至少一个环形开口的轴承箱壳体作为第一构件，并且以能够至少部分插入到轴承箱壳体的环形开口中的轴作为第二构件。但是，本发明不限于此。第一构件和第二构件也可以是其他类似的箱体构件和轴构件，并且还可以是轴承的外圈和内圈。

具体地，根据本发明的密封组件可以组装在轴承箱壳体与轴之间，以密封轴承箱壳体的环形开口与轴之间形成的环形空间。在组装状态下，第一密封件1固定安装到轴承箱壳体的端部的内表面上，并且抛油环2固定安装在(套在)轴上。例如，第一密封件1可以通过骨架11的轴向延伸部111嵌合(过盈配合)于轴承箱壳体的端部内表面，并且抛油环2的轴向延伸部22可以与轴压力配合(过盈配合)。此外，在图2中，第一密封件1一侧朝向轴承箱壳体的内侧，即，轴承侧，并且抛油环2一侧朝向轴承箱壳体的外侧，即，外部环境侧。抛油环2随轴的旋转可以将来自外部环境的尘土和泥浆等甩出，有利于密封组件的密封。

此外，在组装状态下，第一密封件1的第一唇13从骨架11朝向抛油环2的径向延伸部21延伸，并且第一唇13的轴向端部131与抛油环2的径向延伸部21相互接触以形成密封。由于第一唇13的轴向端部131由金属或陶瓷制成，而抛油环2通常由金属或合金制成。由此，即使在尘土、泥浆等较多的恶劣环境中本发明的密封组件也具有良好的抗磨损性能。

此外，在将第一密封件1固定安装到轴承箱壳体的端部内表面时，使第一唇13的支撑部132压缩。由于支撑部132由弹性材料制成，因此能够提供足够的弹性力确保第一唇13的轴向端部131与抛油环2的径向延伸部21紧密接触，从而提供良好的密封性能。

此外，在组装状态下，第一密封件1的第二唇14、15从骨架11朝向抛油环的轴向延伸部22延伸，并且与抛油环2的轴向延伸部22接触或靠近，以形成密封。此外，由于第二唇14、15包括多个唇部(图中示出为两个)，因此可以在多个部位与抛油环2的轴向延伸部22接触或靠近，从而形成迷宫密封，进一步确保密封性能。

此外，在组装状态下，第一密封件1的主唇16从骨架11朝向抛油环2的轴向延伸部22延伸，并且与抛油环2的轴向延伸部22接触，以形成密封。由于弹簧12在主唇16的径向外侧朝向抛油环2的轴向延伸部22压迫主唇16，主唇16可以与抛油环2的轴向延伸部22紧密接触。因此，在轴承采用液体油润滑的情况下能够提供良好的密封，防止润滑油的泄露，进一步确保密封性能。

此外，在上述实施例中，在组装状态下，第一密封件1的第二唇14、15和主唇16与抛油环2的轴向延伸部22接触或靠近。但是，本发明不限于此。第一密封件1的第二唇14、15和主唇16可以直接与轴接触或靠近来形成密封，或者第二唇14、15与抛油环2的轴向延伸部22接触或靠近，而主唇16直接与轴接触来形成密封。这里，轴的一部分起到了抛油环2的轴向延伸部22的功能。

由此，根据本发明的密封组件可以通过第一密封件的第一唇与第二密封件的径向延伸部的接触形成第一密封，通过第一密封件的第二唇与第二密封件的轴向延伸部的接触或靠近形成第二密封，并且通过第一密封件的主唇与第二密封件的轴向延伸部的接触形成第三密封。由此，本发明的密封组件可用于进行有效地密封。

根据上述实施例的本发明的密封组件集成了用于实现浮动环密封、边缘密封、迷宫密封和油密封的多个部分，与现有技术相比，结构紧凑，能够节省安装空间，降低成本并且减少安装步骤。

此外，根据上述实施例的本发明的密封组件，第一密封件采用由金属或陶瓷制成的接触部与由金属或合金等制成的第二密封件的径向延伸部相互密封接触且相对旋转，因此，即使在尘土、泥浆等较多的恶劣环境中也具有良好的抗磨损性能。

图3示出了根据本发明的另一实施例的密封组件的一部分的立体图。如图3所示，第一密封件1还可以在第一唇13的轴向端部131上形成多个槽133。该多个槽133从轴向端部131的径向外表面的至少一部分延伸到轴向端部131的轴向外表面的一部分。这里，轴向端部131的轴向外表面是在密封组件的组装状态下与第二密封件2进行密封接触的表面。该多个槽133可以在第一密封件1转动时利用离心力将尘土和泥浆等泵送离开密封组件，从而减少密封组件的磨损，延长密封组件寿命。

该多个槽133可以为螺旋槽。此外，考虑到第一密封件1的单向旋转或双向旋转，该多个槽133可以是单向螺旋槽或双向螺旋槽。此外，该多个槽133的截面可以是v型、半圆形等。

此外，在图2所示的第一密封件1中，第二唇14、15和主唇16沿密封组件的轴线方向间隔布置，并且第二唇14、15沿轴线方向位于外部环境侧，而主唇16位于轴承侧。但是，本发明不限于此，第一密封件1的第二唇14、15和主唇16沿密封组件的轴线方向的位置可以根据实际需要而对调。图4示出了根据本发明的又一实施例的密封组件的截面的一部分的示意图。在图4所示的实施例中，第一密封件1的第二唇14、15位于轴承侧，而主唇16位于外部环境侧。这在轴承采用油脂润滑时尤其有利。当轴承采用油脂润滑时，第二唇14、15足以起到密封油脂的作用。而具有更好密封效果的主唇16可以在外部环境侧阻挡外部环境中的尘土和泥浆等进入轴承侧。这对于在尘土、泥浆较多的恶劣环境中的密封尤其有利。

以上描述了根据本发明的密封组件的各个实施例。在上述实施例中，第二密封件是能够相对于第二构件的外表面固定安装的单独的部件，例如，第二密封件可以是如上文所述的抛油环。但是，本发明不限于此，第二密封件也可以形成为第二构件的一部分。例如，第二构件可以一体地形成有与第二密封件的轴向延伸部和径向延伸部形状和功能相似的部分，这些部分可以与第一密封件的对应唇接触或靠近而形成密封。此外，第二密封件的一部分可以由第二构件上的一部分构成。例如，其上安装有第二密封件的轴的一部分可以用作第二密封件的轴向延伸部的一部分。

尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明并不限于上述实施例的构造和方法。相反，本发明意在覆盖各种修改例和等同配置。另外，尽管在各种示例性结合体和构造中示出了所公开发明的各种元件和方法步骤，但是包括更多、更少的元件或方法的其它组合也落在本发明的范围之内。