新型盾构主轴密封的制作方法

本实用新型属于密封技术领域，涉及一种新型盾构主轴密封。

背景技术：

盾构机，简称盾构，全名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，广泛应用于城市轨道交通、公路和铁路施工。它是一个横断面外形与隧道横断面外形相同，尺寸稍大，利用回旋刀具开挖，内藏排土机具，自身设有保护外壳，用于暗挖隧道的机械。作为盾构机核心部件之一的主轴承起着支承盾构刀盘并使之回转破岩的作用，而密封系统是主轴承的一个关键部件，该系统位于主轴承的前端，阻止泥浆进入主轴承。由于是地下作业，该密封系统难以在隧道洞室内更换，如果在施工中因密封失效而造成主轴承齿轮油泄漏或泥浆颗粒进入齿轮箱，从而引起主轴承或齿轮损坏，将会对盾构机带来不可估量的损失。因此，主轴承密封的维护和调整对于延长密封的寿命、保证盾构机的正常使用起到重要的作用。

目前,盾构主轴密封主要有两种形式：

1)夹布橡胶密封：此种密封材质为夹布橡胶，强度和硬度很高，能有效阻止泥浆侵入，但缺点是对轴的摩擦较大，运行一段时间之后轴表面磨出沟槽，需要频繁更换轴套。

2)纯橡胶密封：此种密封材质为纯橡胶，硬度较低。优点是弹性好、不磨轴；但因为密封安装空间限制，易扭曲，安装困难；因密封较软、需要支撑板。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种对轴的磨损小，不易扭曲变形，密封可靠性强，可直接替换现有密封使用的新型盾构主轴密封。

本实用新型的技术方案如下：

一种新型盾构主轴密封，它是一种纯橡胶密封圈，它包括唇口、腰部、背部，在密封圈背部的一侧开有凹槽。

进一步地，该密封圈的腰部厚度尺寸比现有的纯橡胶密封圈的腰部厚度尺寸加厚30-40％。

进一步地，该密封圈的唇口两侧角度不同，唇口两侧角度分别为40-50度和15-25度。

更进一步地，该密封圈的唇口两侧角度分别是45度和20度。

进一步地，该密封圈的材料为90-95Shore A硬度的纯橡胶。

本实用新型的有益效果：

本实用新型针对传统盾构主轴密封磨轴、安装不便等缺点，做出了材料和结构方面的改进，密封材料改用90-95Shore A硬度的纯橡胶，避免了夹布橡胶易磨轴的缺点；同时改进了密封结构，与传统纯橡胶密封相比，使其易于安装，且不需要支撑板也可密封较高压力。密封结构改进部分包括：

1)唇口：唇口两侧角度不同，吸收了旋转轴唇形密封泵吸理论的成果，更易于形成稳定的油膜层，提高了密封可靠性和使用寿命。

2)腰部：腰部厚度尺寸加厚，安装时避免了扭曲变形，同时提高了耐压能力。

3)凹槽：在密封背部的一侧开有凹槽，在不同的安装沟槽中都可以直接替换现有密封。

本实用新型的新型盾构主轴密封，具有如下优点：

1)采用纯橡胶材质，硬度比夹布橡胶低，对轴的磨损小，不需频繁更换轴套。

2)和上述第2种纯橡胶密封相比，结构做了改进，不易扭曲，安装方便。

3)密封唇口吸收了转轴唇形密封的尺寸设计，在较高压力下也可不需要支撑板。

4)可以直接替换现有密封，而不需要更改安装沟槽设计。

附图说明

图1是本实用新型的新型盾构主轴密封的截面结构示意图；

图2是本实用新型的新型盾构主轴密封与主轴连接的示意图；

图3是本实用新型用于现有的夹布密封用的沟槽中的示意图；

图4是本实用新型用于现有的纯橡胶密封用的沟槽中的示意图。

其中：1、唇口 2、腰部 3、背部 4、凹槽

5、盾构主轴 6、阶梯

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型做进一步说明。

本实用新型的新型盾构主轴密封，它是一种纯橡胶密封圈，其正面形状为圆环形，其截面形状如图1所示，该密封圈包括唇口1、腰部2、背部3，在密封圈背部的一侧开有凹槽4。

该密封圈的腰部厚度尺寸t比现有的纯橡胶密封圈的腰部厚度尺寸加厚35％。

该密封圈的唇口1两侧角度不同，唇口两侧角度分别是45度和20度，是借鉴了常用的唇形油封的设计经验。常用的唇形油封的设计经验是基于泵吸理论。

该密封圈的材料为90Shore A硬度的纯橡胶，硬度比夹布橡胶低，对轴的磨损小，不需频繁更换轴套。

如图2所示，本实用新型的新型盾构主轴密封，在使用时套在盾构主轴5上，设在外侧的唇口1部分与盾构主轴5接触，唇口部分是主要起密封作用的部分，当密封圈背部受到径向挤压时，唇口部分产生径向力，和主轴产生过盈配合，起到密封的效果。唇口两侧角度设计成45度和20度的不同角度，主要是吸收了旋转轴唇形密封泵吸理论的成果，更易于形成稳定的油膜层，提高了密封可靠性和使用寿命。腰部厚度尺寸加厚35％，安装时避免了扭曲变形，同时提高了耐压能力。

如图3所示，现有的传统夹布密封用的安装沟槽是直的，安装沟槽上面没有阶梯。如图4所示，现有的传统纯橡胶密封用的安装沟槽上面设有阶梯6；其原因是传统的纯橡胶密封耐压能力不足，增加阶梯是为了提高耐压能力。从图3、图4中可以看出，本实用新型的新型盾构主轴密封，在以上两种安装沟槽中都可以使用，主要是由于在该密封圈背部的一侧开有凹槽4，使得该密封圈更能够被挤压，由此使得整个密封圈在以上两种不同的安装沟槽中都可以直接替换现有密封件进行使用。