防止流体从外圈密封槽口渗漏的防尘密封组件和轴承的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及特种防尘密封组件和特种滚动轴承技术领域，特别涉及防止流体从外圈密封槽口渗漏的防尘密封组件和轴承。
[0002]
【背景技术】
[0003]如果轴承密封不当，润滑剂大量泄漏，轴承在贫油或无油润滑状态下工作，轴承将很快失效;如果轴承防尘不当，外部异物进入轴承内腔，污染轴承润滑剂，将大幅度降低轴承的润滑寿命，从而显著降低轴承的疲劳寿命，因此说，防尘和密封对滚动轴承的运行可靠度和运行寿命具有决定性的影响。
[0004]在轴承的防尘密封方面，相关领域的理论研究者和工程技术人员已经做了大量的努力，通过设计迷宫结构、多唇密封、接触式乃至重接触式密封，基本能够避免润滑剂从防尘密封件与轴承内圈组成的密封副处泄漏。但随着主机向更高速、极限化方向发展，工程实际中，发现润滑脂从轴承外圈密封槽口渗漏的案例越来越多，尤以外圈旋转轴承、高加/减速环境下工作的轴承为甚，在这样苛刻工况下工作的轴承，相比正常工况，润滑剂受到更大的离心力并因此向外圈密封槽口集聚，润滑剂从外圈密封槽口处泄漏的风险急剧升高。现行技术金属防尘盖和骨架式橡胶密封圈都不能显著降低甚至完全避免润滑剂从外唇口泄漏的风险，这已经被工程实际所证实，原因也不难理解。金属防尘盖，依靠冲压时外缘卷边部位的弹性变形和外圈密封槽口实现接触配合，但这是金属材料和金属材料之间的接触配合，且防尘盖材质远比轴承外圈材质软，接触配合的过盈量不大，过盈接触面积也比较小，而且，为了使冲压铆合容易和不引起防尘盖处卷边以外部位的异常变形，在卷边圆周等分开槽，所有这些，都为润滑剂从外圈密封槽口泄露埋下隐患；骨架式橡胶密封圈，依靠外唇口橡胶的弹性变形和外圈密封槽口实现过盈配合，但是，由于橡胶的弹性很大，柔韧性很好，也使润滑剂从外圈密封槽口的泄漏成为可能;针对微小型轴承的金属挡圈加金属卡圈的2件组合式密封组件，润滑剂同样存在从外圈密封槽口泄露的隐患，具体原因与金属防尘盖类似。
[0005]由于流体，尤其是存在一定黏度的润滑油和润滑脂，在金属表面的爬附效应很强，如上分析原因，在轴承外圈旋转、高加/减速等特殊工况下，现行防尘密封组件金属防尘盖、骨架式橡胶密封圈、金属挡圈加金属卡圈组合件等都难以阻挡其从轴承外圈密封槽口处往外渗漏，这也已经被工程实践所证实。渗漏的润滑剂不仅污染主机和在制品，而且大幅度降低了轴承的运行可靠度、成几倍、几十倍地缩短了轴承的使用寿命。因此，发明一种能够阻止流体从轴承外圈密封槽口渗漏的防尘密封组件和轴承具有非常重要的工程实际意义。
[0006]图1是典型的轴承外圈密封槽形状，由三个面组成，底面、顶面和前面(又称斜坡面)，现行技术防尘盖、骨架式橡胶密封圈、卡圈就是通过与这三个面的弹性接触从而与外圈固定在一起，与轴承内圈挡边或内圈上的密封槽形成非接触式或接触式密封副，从而使整套轴承具有一定的防尘密封效果。但由于外缘处不带弹性材料(如防尘盖、卡圈等)或虽带弹性材料但非常柔软，没有外力强迫其压牢在密封槽的三个面上，因此，都没有与外圈密封槽形成有效的弹性过盈接触。
[0007]图2A为现有技术防尘盖，大体可分为外缘、内缘和介于两者之间的中部，外缘又可以细分为底面、顶面及前面，分别对应于外圈防尘槽的底面、顶面和前面，将防尘盖冲压入轴承外圈密封槽中，形成如图2B所示的带防尘盖密封轴承，该轴承由外圈21、内圈22、滚动体23、保持器24、润滑剂25、防尘盖26所组成，可以看出防尘盖外缘卷边的底面、顶面和前面分别与轴承外圈密封槽的底面、顶面和前面形成接触，从而将防尘盖26与轴承外圈21固定在一起。由于防尘盖26与轴承外圈21—般都是金属材料，它们在密封槽底面、顶面、前面的接触，其接触区域并不会很大，接触也不会非常实落，其接触并非弹性过盈，再加上制造误差的存在，沿圆周方向总体呈现接触的情况下，在局部极有可能存在间隙，而且在轴承旋转过程中，由于离心力和热胀冷缩效应，非工作状态下相接触的这些部位，在工作状态下也极有可能出现脱离接触，形成间隙，由于注入轴承内腔的流体润滑剂比如润滑脂，其基础油具有黏性，爬附性很强，就会从这些微小间隙中不断渗漏，严重危及轴承的运行可靠度、运行寿命、在制品和主机的性能，对电梯等某些主机，这种渗漏还有可能危及运行及人身安全。
[0008]图3A为现有技术骨架式橡胶密封圈，图3B为装此密封圈的轴承，骨架式橡胶密封圈头部的橡胶通过与外圈密封槽底面、顶面和前面的接触安装在轴承外圈上，这个接触由于橡胶是弹性体，是弹性过盈接触，但由于密封圈的金属骨架并没有延伸到头部(因为延伸到头部的话，整个密封圈就无法从密封槽槽口进入密封槽里面了)，所以，密封圈头部与密封槽形成的弹性过盈接触的接触力是不大的，在运转过程中，受离心力和热胀冷缩因素的影响，弹性过盈接触就会变成接触力很小的弹性过盈，甚至变为微小间隙，流体润滑剂就会乘隙而入，渗漏出来。
[0009]图4A为现有技术微小型轴承采用的卡圈、挡圈组合密封，图4B为带该组合密封的微小型轴承。为防止冲压防尘盖和骨架式橡胶密封圈时的力导致微小型轴承的外圈变形和精度变化，故而采用此组合密封。不难想象，同图2B带防尘盖的轴承一样，由于组合密封和外圈防尘槽之间并没有形成弹性过盈接触，轴承内腔流体润滑剂从外圈密封槽口的泄露在一些特殊工况条件下，就变得不可避免。
[0010]因此，提供一种防止流体从外圈密封槽口渗漏的防尘密封组件和轴承，使得轴承在任何苛刻的工况条件下密封在内的流体润滑剂都不会从外圈密封槽口泄露，轴承周边的流体介质也不会从外圈密封槽口渗入轴承内腔，就显得十分迫切和必要。
[0011]
【发明内容】
[0012]本发明的第一目的在于提供一种防止流体从轴承外圈密封槽口渗漏的防尘密封组件，以解决现行金属防尘盖、骨架式橡胶密封圈等防尘密封组件不能阻止润滑剂从轴承外圈密封槽渗漏的技术问题。
[0013]本发明的第二目的在于提供一种防止流体从轴承外圈密封槽口渗漏的滚动轴承，以解决现行滚动轴承在一定工况条件下存在的润滑剂从外圈密封槽渗漏以及由此引发的渗漏润滑剂污染在制品和主机、轴承运行可靠度和运行寿命成几倍、几十倍降低的技术质量问题和安全问题。
[0014]本发明是一种防止流体从轴承外圈密封槽口渗漏的防尘密封组件，其特征在于:所述防尘密封组件是由金属防尘盖外缘粘结弹性材料组成的单体复合结构，或是由两个或两个以上零件轴向同心组合而成的组合结构，其中一个零件完全由弹性材料制成或该零件由金属材料制成但在其外缘粘结弹性材料，靠内布置，另一个零件为卡圈，靠外布置，剩余零件居中布置。
[0015]所述的防尘密封组件，其特征是:所述的单体复合结构的防尘密封组件，金属防尘盖包括内缘为“L”型卷边的纯金属防尘盖和内缘不带金属卷边而是通过硫化工艺粘结橡胶密封唇的带橡胶密封唇金属防尘盖，金属防尘盖外缘粘结的弹性材料，较优地，为耐油橡胶，通过硫化工艺粘结。
[0016]所述的防尘密封组件，其特征是:所述的组合结构的防尘密封组件，包括弹性材料制成的平垫圈和金属防尘盖两个零件，平垫圈靠内防尘盖靠外轴向同心布置，较优地，所选弹性材料为耐油橡胶。
[0017]所述的防尘密封组件，其特征是:所述的组合结构的防尘密封组件，包括卡圈和外边缘处粘结弹性材料的金属挡圈两个零件，挡圈靠内卡圈靠外轴向同心布置，较优地，所选弹性材料为耐油橡胶，通过硫化工艺粘结。
[0018]所述的防尘密封组件，其特征是:所述的组合结构的防尘密封组件，包括卡圈、金属挡圈和弹性材料制成的平垫圈三个零件，平垫圈靠内、挡圈居中、卡圈靠外轴向同心布置，较优地，所选弹性材料为耐油橡胶。