[发明专利]用于重载齿轮箱高速轴的组合式密封结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿轮箱主轴的密封结构，尤其涉及用于重载的齿轮箱高速主轴组合式密封结构。

背景技术

齿轮箱主轴密封结构通常以骨架油封实现接触式密封，一般称静密封，静密封是靠橡胶的弹性作用，将旋转的金属(如主轴)环抱住，消除旋转体和固定零件间的间隙，将润滑油挡在箱体内，一般密封圈的设计寿命为半年，在低速、高温、工作环境恶劣的密封效果并不好，需经常停产维修，影响生产，又由于和外部相通，灰尘、水气易进入箱体内部。单纯接触式的骨架油封密封由于是通过与轴抱紧方式密封，其密封唇口非常容易磨损，也造成使用寿命短的另一原因。还有一种采用非接触式迷宫密封的动密封，动密封是靠旋转的动环(包油环)和静环(引流槽)将润滑油挡在箱体内部，动环的作用是当甩油环旋转时，利用离心作用将附着在环上的润滑油甩走；静环的作用是通过引流槽将润滑油引回箱内。这种密封的特点是当齿轮箱工作时，甩油环起作用，当齿轮箱停止运转时，甩油环就不起作用了，而联合齿轮箱中的齿轮、轴承是靠强制喷油润滑的，一旦停机，油位迅速上升，从动环和静环间的缝隙冒油。特别是对于工况环境恶劣、所处环境温度高、灰尘多、水气大的用于重载的轧钢机来说，就暴露出其弱点，由于输入转速高，特别是精轧区齿轮箱，连续运转，入轴处轴承又采用稀油强制润滑，因种种原因造成此处回油不充分或密封方式结构设计不合理而容易造成渗漏，造成环境污染。单纯非接触式的迷宫密封靠甩油方式挡住油路，由于非接触式，所以不会磨损，但在进油量过大或静止状态时容易渗漏。

发明内容

本发明的发明目的在于弥补现有技术的不足而提供一种兼顾两种密封方式优点于一身、达到互补一体、扬长避短效果、彻底改善渗漏、优化环境的尤其是用于重载齿轮箱高速轴的组合式密封结构。

根据上述目的，本发明的技术措施是：

一种用于重载齿轮箱高速轴的组合式密封结构，包括主轴、过盈配装在主轴上的衬套、安装在衬套和端盖之间的密封构件，其特征在于所述的密封构件包括复合双重密封组成的接触式密封和非接触式密封。

所述的接触式密封为骨架油封密封，骨架油封的开口朝外或开口朝内。

所述的非接触式密封是在衬套与端盖的结合部位设有连通箱体回油孔的集油沟和迷宫台阶，形成了油膜间隙H。

所述的集油沟呈锯齿状，由直边和斜边组成，其夹角为45～60°。

所述的油膜间隙H＝0.2～0.5毫米。

所述的锯齿状集油沟的直边靠箱体外侧，斜边斜向箱体内侧。

与现有技术相比，本发明采用了骨架油封接触式密封和非接触式迷宫密封于一体的复合双重密封结构，因此也集两种密封方式的优点于一身，使不足之处互补，比单纯骨架油封密封可承受更大的内外压力差，且成本低廉，实际使用情况良好，具有使用寿命长、防尘防水性能好、不易渗漏、优化环境等特点。

附图说明

图1为本发明结构示意图(左侧为箱体外，右侧为箱体内)。

图2为图1的A处放大图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明之实施例再进行详细说明。

用于重载齿轮箱高速轴的组合式密封结构参见图1～2，在主轴1上套装过盈配合的衬套5，该衬套采用优质中碳合金钢(42CrMo)材质调质而成，表面氮化处理，由于该衬套经过表面硬化处理，又隔离了骨架油封3与主轴1的直接接触，可以消除油封唇口对主轴表面造成的早期磨损，同时防止润滑油从它们间渗漏，衬套5的设置有利于主轴寿命提高，调换衬套比起调换主轴来说更容易、更省钱。

接触式密封采用骨架油封3，由压板2固定压紧在衬套与端盖之间，形成接触式密封结构，骨架油封3的开口朝外，该密封主要起防尘防水作用，同时也起辅助密封作用。根据不同应用场合还有开口朝内，主要起密封作用。

非接触式迷宫密封是在动环衬套5与静环端盖4结合部位即衬套尾部设有锯齿状集油沟7和迷宫台阶8，锯齿状集油沟7由直边和斜边组成，其夹角为45～60°，本发明直边靠箱体外侧，斜边斜向箱体内侧，该迷宫台阶形成了0.2～0.5毫米的油膜间隙H，巧妙与端盖组成机械迷宫密封结构，密封的动静环由机加工而成，保证尺寸精度，因而动静环的油膜间隙H可以很小，使主轴1在运转过程中易于在它们之间形成油膜防护层，阻止大部分润滑油涌到骨架油封3接触密封处，衬套5上的锯齿状集油沟7可以收集少量润滑油从斜边流向直边进入箱体回油腔，并通过箱体回油孔6流回箱体内。

接触式密封和非接触式密封组成复合双重密封，达到互补目的，具有两者的优点，克服单纯密封的缺点，起到了扬长避短的效果，更能满足工况环境条件恶劣的用于重载轧机齿轮箱高速主轴的密封要求，净化了环境污染。