双弹簧双环组成的剖分式油封的制作方法

1.本发明涉及用于轴承润滑保护的密封件，并且具体涉及一种双弹簧双环组成的剖分式油封。


背景技术：

2.在各种具有转动构造的机械设备中，轴承需要在润滑条件下工作。在很多情况下，润滑剂的泄漏和外界污染物的进入都会导致轴承的损坏，因此需要采用轴承保护措施，油封作为轴承保护器是维护轴承和润滑剂免受外来污染或流失的屏障。传统的骨架油封多为整体式结构，需要从轴的一端进行安装，这种油封具有密封性较好的优点，但是在维修使用过程中存在拆装不方便等问题。也就是说，在轴上装有其它零件的情况下，它们有可能会妨碍轴承密封的拆装。
3.为此，有一种剖分式轴承保护器已被提出，其中该轴承保护器的圆环结构在某一点处是断开的，即存在切口。通过该切口，可以将保护器直接安装到轴上或从轴上拆下，而不会受到其他零件的干扰。中国专利cn200620132712.x公开了一种“双环剖分式轴承保护器”，其保护器圆环上的一点处设有切口，可通过该切口将保护器从安装轴上灵活拆下，在内环的切口处采用的是平直切口，内环密封唇的剖分处的泄漏通道为直线式，在设备轴窜动剧烈的情况下，剖分处经常会存在错位和松开的可能性，影响密封性能。中国专利cn203257896u公开了一种“具有交错楔形接口形式的剖分式油封”，通过将油封内环剖分处切口设计改变成交错楔形结构，可以使内环被外环抱紧，有效避免内环密封唇剖分处在工作过程中产生错位，但剖分处还是存在松开的可能性；由于存在切口，内环在设备轴振动、摆动较大的情况下，密封唇切口松开的现象仍然会出现，导致保护器的密封性和可靠性会有所下降，影响安全生产和环境保护的要求。
4.因此，仍然存在对于一种拆装方便且防脱能力强的剖分式油封的需求。


技术实现要素：

5.本发明旨在解决现有技术中的这些问题，也就是提供一种拆装方便且防脱能力强的剖分式油封。
6.为此，本发明提供了一种双弹簧双环组成的剖分式油封，其包括弹性的外环以及由该外环保持的弹性的内环，外环具有外环切口并且内环具有内环切口，其还包括径向施力元件和周向施力元件，径向施力元件在外环和内环的径向方向上指向二者的外圆周和内圆心的双向上施加张力，并且周向施力元件对内环施加周向闭合力。
7.可选地，外环与内环之间形成镶嵌式过盈配合。
8.可选地，径向施力元件是指状弹簧。
9.可选地，外环具有径向方向上位于最外面的外周部以及从该外周部径向向内延伸的延伸部，延伸部的末端形成有轴向延伸并且在径向方向上突出于延伸部的突出部，由此在外周部、延伸部和突出部之间形成内环容槽。
10.可选地，内环具有容置在内环容槽中的外缘部和连接部，以及从连接部延伸的旨在紧贴待密封的部件的密封唇。
11.可选地，指状弹簧被卡固在外环与内环之间。具体来说，指状弹簧具有卡固在外环的突出部与内环的外缘部之间的第一片材、贴合在内环的密封唇的径向向外的一侧上的第二片材以及连接两个片材并且布置在外环的突出部与内环的连接部之间的过渡片材。
12.可选地，指状弹簧的第二片材的末端形成为卷起的钩状构造，周向施力元件被部分地容纳并保持在该钩状构造中。
13.可选地，周向施力元件是轴型弹簧。
14.可选地，指状弹簧和轴型弹簧各自在某处断开，并且轴型弹簧的两端通过钩环或相匹配的螺旋接口连接。
15.可选地，本发明的双弹簧双环组成的剖分式油封还包括嵌入设置在外环与内环之间的刚性支撑环。
16.可选地，外环切口处形成有嵌插式接头，该嵌插式接头包括外环的一端形成的插入部和外环的另一端形成的与该插入部的形状相匹配的容置部。
17.可选地，插入部形成为梯形、v形、齿形或半球形。
18.可选地，外环切口与内环切口在360度的圆周中错开10度以上的距离。
19.可选地，径向施力元件为v型弹簧，内环形成有容纳并保持v型弹簧的第一弹簧容纳槽以及用于容纳并保持轴型弹簧的第二弹簧容纳槽。
20.可选地，本发明的双弹簧双环组成的剖分式油封包括两个或更多个径向施力元件和/或两个或更多个周向施力元件。
21.可选地，为了适应不同的径向和周向施力需求，可以方便地更换所使用的指状弹簧、v型弹簧以及轴型弹簧。例如，可以选择不同材质或尺寸(厚度、长度等)的弹簧以满足所需的径向力和周向力。
22.利用本发明的双弹簧双环组成的剖分式油封，组合使用径向施力元件和周向施力元件实现增加弹力补偿范围、增强内环和外环切口的闭合力，有效防止剖分式油封因内环或外环切口松开而导致密封性能下降的问题，因此大大提高了密封的安全性、可靠持久性，从而实现在待密封的设备轴振动、摆动较大的情况下，内环和外环切口密封不松开、密封性能较好的效果。并且本发明的双弹簧双环组成的剖分式油封还具有便于拆装、操作可靠和更利于广泛使用的优点。
附图说明
23.图1是根据本发明的第一实施例的双弹簧双环组成的剖分式油封的右视图；
24.图2是根据本发明的第一实施例的双弹簧双环组成的剖分式油封的左视图；
25.图3是根据本发明的第一实施例的双弹簧双环组成的剖分式油封的轴向剖视图；
26.图4是根据本发明的第二实施例的双弹簧双环组成的剖分式油封的轴向剖视图；
27.图5是根据本发明的外环切口形成的嵌插式接头从油封外侧看时的视图；
28.图6是根据本发明的双弹簧组合的局部放大图；
29.图7是根据本发明的第三实施例的双弹簧双环组成的剖分式油封的轴向剖视图。
30.附图标记说明：
31.10、100
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外环
32.12
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外环切口
33.14
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外周部
34.16
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延伸部
35.18
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突出部
36.20、200
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内环
37.22
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内环切口
38.23
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钩部
39.24
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外缘部
40.25
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凹槽
41.26
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连接部
42.28、208
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密封唇
43.30
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指状弹簧
44.32
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第一片材
45.34
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第二片材
46.36
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过渡片材
47.38
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钩状构造
48.40
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轴型弹簧
49.50
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支撑环
50.60
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v型弹簧
51.101
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径向凹部
52.103
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轴向凹部
53.201
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径向凸部
54.203
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轴向凸部
55.205
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第一弹簧容纳槽
56.207
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第二弹簧容纳槽
具体实施方式
57.下面参照附图详细描述根据本发明的双弹簧双环组成的剖分式油封的优选实施例。
58.图1至图3示出根据发明的双弹簧双环组成的剖分式油封的第一实施例，该剖分式油封1旨在放置于轴承箱或齿轮箱外侧的腔体中起密封作用。首先参见图1和图2，其分别示出第一实施例的双弹簧双环组成的剖分式油封1的右视图和左视图。可以看出，该剖分式油封1包括弹性的外环10和保持在外环内的弹性的内环20。
59.外环10由弹性材料例如橡塑材料制成，在使用中被静止地安装在轴承箱或齿轮箱外侧的腔体(未示出)中。外环10可以被直接安装在该腔体中，或是通过辅助元件安装在该腔体中。
60.内环20的外侧被部分地容纳在外环10的内侧中，使得内环20被外环10保持。外环10和内环20之间采用镶嵌式过盈配合，由此加强外环10对内环20的保持效果。例如，外环10
在二者的界面处的周长可以略小于内环20在二者的界面处的周长，由此使得外环10和内环20之间存在过盈配合。并且，外环10的内侧可以设有适于保持内环20的形状。例如，外环10的内侧开设有与内环20的外周形状相匹配的内环容槽，以将内环20紧凑地保持在内环容槽中。外环10形成内环容槽并与内环20形成镶嵌式过盈配合的具体方式将在下文中参照图3详细描述。
61.外环10并非连续的环，而是具有外环切口12的剖分环。也就是说，在外环切口12处，外环10断开。外环切口12可以是平直的切口。或者，更为优选的是，外环切口12形成嵌插式接头13，如下文中参照图5详细描述。
62.内环20在使用中旨在被套装在设备的转轴上，其也由弹性材料例如橡塑材料制成。内环20和外环10所用的材料可以相同，也可以不同。
63.与外环10类似，内环20也并非连续的环，而是具有内环切口22的剖分环。也就是说，在内环切口22处，内环20断开。内环切口22可以是平直的切口。或者，也可以如外环切口12一样形成嵌插式接头。
64.从图1还可以看出，外环切口12与内环切口22的位置不是对齐布置，而是在360度的圆周中错开10度以上的距离。通过这种错开的切口布置可以提高剖分式油封1的密封能力。
65.图2示出第一实施例的双弹簧双环组成的剖分式油封1除了外环10和内环20外还包括径向施力元件30和周向施力元件40。径向施力元件和周向施力元件均被布置在外环10与内环20之间。径向施力元件可以在外环10和内环20的径向方向上指向二者的外圆周和内圆心的双向上施加张力。周向施力元件对内环20施加周向闭合力。由于组合使用径向施力元件和周向施力元件，实现增加弹力补偿范围、增强内环20和外环10的切口的闭合力，有效防止剖分式油封1因内环20或外环10的切口松开而导致密封性能下降的问题。
66.图3示出第一实施例的双弹簧双环组成的剖分式油封1的轴向剖视图，其示出了外环10与内环20之间的镶嵌式过盈配合。可以看出，外环10具有径向方向上位于最外面的外周部14以及从该外周部14径向向内延伸的延伸部16，延伸部16的末端形成有轴向延伸并且在径向方向上突出于延伸部16的突出部18，由此在外周部14、延伸部16和突出部18之间形成内环容槽。内环20具有容置在内环容槽中的外缘部24、旨在紧贴待密封的部件的密封唇28以及连接外缘部24和密封唇28的连接部26。为了加强外环10对内环20的保持，内环20的外缘部24可以形成有钩部23和凹槽25并且外环10形成有与该钩部23和凹槽25互补的形状。
67.图3还示出外环10的外周部14的外表面设有环状排列突起的密封线，从而当外环10被安装在轴承箱或齿轮箱外侧的腔体中时，加强了与外环10的外周部14的外表面接触的部件与外环10之间的密封。
68.图3还示出了根据第一实施例的径向施力元件和周向施力元件的轴向横截面。在该实施例中，径向施力元件是指状弹簧30，该指状弹簧30被卡固在外环10与内环20之间。具体来说，指状弹簧30具有卡固在外环10的突出部18与内环20的外缘部24之间的第一片材32、贴合在内环20的密封唇28的径向向外的一侧上的第二片材34以及连接两个片材并且布置在外环10的突出部18与内环20的连接部26之间的过渡片材36。通过指状弹簧30与外环10和内环20之间的这种布置方式，其可以在外环10和内环20的径向方向上指向二者的外圆周和内圆心的双向上施加张力。
69.尽管图3中没有示出，但是指状弹簧30不是沿着内环20的整个圆周的连续指状弹簧，而是在某处断开的，从而便于拆卸组装好的剖分式油封而不会被轴上的其它零件干扰。
70.从图3还可以看出，指状弹簧30的第二片材34的末端形成为卷起的钩状构造38，周向施力元件被部分地容纳并保持在该钩状构造38中。
71.在该实施例中，周向施力元件是轴型弹簧40。在组装好的剖分式油封中，该轴型弹簧40对内环20的切口22施加周向闭合力。
72.轴型弹簧40也不是沿着内环20的整个圆周的连续轴型弹簧，而是至少在某处断开的。由于轴型弹簧40与指状弹簧30相比具有较大的弹性，为了保持轴型弹簧40对内环20的切口22施加更加稳定的周向闭合力，优选的是断开的轴型弹簧40两端通过钩环或相匹配的螺旋接口连接。利用具有这种构造的轴型弹簧40，在保持稳定的周向闭合力的同时也可方便拆装。
73.图4示出第二实施例的双弹簧双环组成的剖分式油封的轴向剖视图。其与图3相比的区别在于嵌入设置在外环10与内环20之间的刚性支撑环50，具体地是嵌入设置在外环10的突出部18、内环20的外缘部24以及指状弹簧30所围界的空间中。刚性支撑环50是双弹簧双环组成的剖分式油封中的可选部件。根据实际的应用场景，例如当剖分式油封内部存在微小压力或者剖分式油封外部不存在诸如压板的刚性支撑构件时，嵌入设置刚性支撑环50可以对剖分式油封提供所需要的刚性支撑作用。
74.图5示出外环切口12处形成有嵌插式接头13。也就是说，在外环切口12处，外环10的一端具有沿周向突出的插入部，并且外环10的另一端具有与该插入部的形状相匹配的容置部。当插入部被插入容置部后二者形成紧密配合的嵌插式接头13，使外环10形成一个整体的圆环。
75.图5示出插入部为梯形，但是其也可以形成为v形、齿形、半球形等形状或不同形状的组合等，并且容置部的形状可以根据插入部的形状适应性地改变。利用嵌插式接头13代替平直切口，可以提高外环乃至整个剖分式油封的整体性，从而确保剖分式油封更可靠地工作。
76.图6示出第一和第二实施例中使用的双弹簧组合的局部放大图，其示出双弹簧即如前所述的指状弹簧30和轴型弹簧40的结构细节。轴型弹簧40被容纳并保持在指状弹簧30的钩状构造38中，当指状弹簧30如图3和图4所示被进一步卡固在外环10与内环20之间时，该指状弹簧30就可以在外环10和内环20的径向方向上指向二者的外圆周和内圆心的双向上施加张力，并且轴型弹簧40对内环20进一步施加周向闭合力。
77.图7示出第三实施例的双弹簧双环组成的剖分式油封的轴向剖视图。其中，代替指状弹簧，使用v型弹簧60作为径向施力元件，并且仍然使用轴型弹簧40作为周向施力元件。
78.为了牢固保持v型弹簧60和轴型弹簧40，外环100和内环200的构造相对于第一实施例做出了相应的调整。具体来说，外环100形成大体上u形的轴向横截面以接收内环200。内环200也形成为大体上u形的轴向横截面，并且内环200除了密封唇208之外的部分贴合于外环100的内表面布置并被外环100保持。为了加强外环100对内环200的保持，内环200可以形成有如图7所示的径向凸部201和轴向凸部203，并且外环100形成有分别用于接收该径向凸部201和轴向凸部203的径向凹部101和轴向凹部103。
79.从图7中还可以看出，内环200还形成有用于容纳并保持v型弹簧60的第一弹簧容
纳槽205以及用于容纳并保持轴型弹簧40的第二弹簧容纳槽207。第一弹簧容纳槽205例如具有方形的轴向横截面以将v型弹簧60卡固在其中，使得v型弹簧60在外环100和内环200的径向方向上指向二者的外圆周和内圆心的双向上施加张力，并且防止该v型弹簧60相对于内环200不期望地移位。第二弹簧容纳槽207例如具有半球形轴向横截面以将轴型弹簧40容纳并保持在其中，使得轴型弹簧40对内环200进一步施加周向闭合力，同时防止该轴型弹簧40相对于内环200不期望地移位。
80.根据第三实施例的外环100和内环200分别具有与第一实施例中描述的外环和内环相同的切口，根据第三实施例的v型弹簧60具有与第一实施例中描述的指状弹簧30相同的断开构造，并且根据第三实施例的轴型弹簧40具有与第一实施例中描述的轴型弹簧40相同的断开构造以及优选地也具有通过钩环或相匹配的螺旋接口连接的两端。另外，根据第三实施例的双弹簧双环组成的剖分式油封也可以具有第一实施例中描述的嵌入设置在外环与内环之间的刚性支撑环以提供对剖分式油封的刚性支撑。与第一实施例相同的这些构造在此不再赘述。
81.根据本发明的双弹簧双环组成的剖分式油封的实际应用场景可以选择使用指状弹簧或v型弹簧作为径向施力元件。从图3可以看出指状弹簧30的第一片材32被紧紧卡固在外环10的突出部18与内环20的外缘部24之间，并且轴型弹簧40被保持在指状弹簧30的钩状构造38中，这样的布置导致组装好的剖分式油封可以适用于待密封的轴具有较大的跳动或者待密封的轴具有较大轴径的情形，使得剖分式油封的内环切口和外环切口不易松开并且指状弹簧和轴型弹簧不易移位。从图7则可以看出v型弹簧60和轴型弹簧40分别被保持在内环200的第一弹簧容纳槽205和第二弹簧容纳槽207中，这样的方式非常易于组装，但是更适合于待密封的轴具有较小的跳动或者待密封的轴具有较小轴径的情形。
82.以上仅描述了径向施力元件为一个指状弹簧或v型弹簧以及周向施力元件为一个轴型弹簧的情形。但是，根据实际应用需求也可以采取不同的变型。例如，为了施加所期望的径向力或周向力，可以采用两个或更多个径向施力元件和/或两个或更多个周向施力元件。例如，可以采用一个或多个指状弹簧加上一个或多个轴型弹簧，采用一个或多个v型弹簧加上一个或多个轴型弹簧，甚至采用指状弹簧、v型弹簧与轴型弹簧三者的组合，只要满足既能在外环和内环的径向方向上指向二者的外圆周和内圆心的双向上施加张力又能对内环施加周向闭合力即可。
83.为了适应不同的径向和周向施力需求，可以方便地更换所使用的指状弹簧、v型弹簧以及轴型弹簧。例如，可以选择不同材质或尺寸(厚度、长度等)的弹簧以满足所需的径向力和周向力。
84.利用本发明的双弹簧双环组成的剖分式油封，组合使用径向施力元件和周向施力元件实现增加弹力补偿范围、增强内环和外环切口的闭合力，有效防止剖分式油封因内环或外环切口松开而导致密封性能下降的问题，因此大大提高了密封的安全性、可靠持久性，从而实现在待密封的设备轴振动、摆动较大的情况下，内环和外环切口密封不松开、密封性能较好的效果。并且本发明的双弹簧双环组成的剖分式油封还具有便于拆装、操作可靠和更利于广泛使用的优点。
85.以上借助于附图详细描述了根据本发明的双弹簧双环组成的剖分式油封的可行但非限制性的实施例。对于本领域普通技术人员来说，在不偏离如下面的权利要求所阐述
的本发明的范围和实质的情况下，对技术和结构的修改和补充以及对各实施例中的特征的重新组合显然都应视为包括在本发明的范围内。因此，在本发明的教导下所能够设想到的这些修改和补充都应被视为本发明的一部分。本发明的范围通过以下所附的权利要求限定，并且包括在本发明的申请日时已知的等效技术和尚未预见的等效技术。