防止流體從外圈密封槽口滲漏的防塵密封組件和軸承的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及特種防塵密封組件和特種滾動軸承技術領域，特別涉及防止流體從外圈密封槽口滲漏的防塵密封組件和軸承。
[0002]
【背景技術】
[0003]如果軸承密封不當，潤滑劑大量泄漏，軸承在貧油或無油潤滑狀態下工作，軸承將很快失效;如果軸承防塵不當，外部異物進入軸承內腔，污染軸承潤滑劑，將大幅度降低軸承的潤滑壽命，從而顯著降低軸承的疲勞壽命，因此說，防塵和密封對滾動軸承的運行可靠度和運行壽命具有決定性的影響。
[0004]在軸承的防塵密封方面，相關領域的理論研究者和工程技術人員已經做了大量的努力，通過設計迷宮結構、多唇密封、接觸式乃至重接觸式密封，基本能夠避免潤滑劑從防塵密封件與軸承內圈組成的密封副處泄漏。但隨著主機向更高速、極限化方向發展，工程實際中，發現潤滑脂從軸承外圈密封槽口滲漏的案例越來越多，尤以外圈旋轉軸承、高加/減速環境下工作的軸承為甚，在這樣苛刻工況下工作的軸承，相比正常工況，潤滑劑受到更大的離心力并因此向外圈密封槽口集聚，潤滑劑從外圈密封槽口處泄漏的風險急劇升高。現行技術金屬防塵蓋和骨架式橡膠密封圈都不能顯著降低甚至完全避免潤滑劑從外唇口泄漏的風險，這已經被工程實際所證實，原因也不難理解。金屬防塵蓋，依靠沖壓時外緣卷邊部位的彈性變形和外圈密封槽口實現接觸配合，但這是金屬材料和金屬材料之間的接觸配合，且防塵蓋材質遠比軸承外圈材質軟，接觸配合的過盈量不大，過盈接觸面積也比較小，而且，為了使沖壓鉚合容易和不引起防塵蓋處卷邊以外部位的異常變形，在卷邊圓周等分開槽，所有這些，都為潤滑劑從外圈密封槽口泄露埋下隱患；骨架式橡膠密封圈，依靠外唇口橡膠的彈性變形和外圈密封槽口實現過盈配合，但是，由于橡膠的彈性很大，柔韌性很好，也使潤滑劑從外圈密封槽口的泄漏成為可能;針對微小型軸承的金屬擋圈加金屬卡圈的2件組合式密封組件，潤滑劑同樣存在從外圈密封槽口泄露的隱患，具體原因與金屬防塵蓋類似。
[0005]由于流體，尤其是存在一定黏度的潤滑油和潤滑脂，在金屬表面的爬附效應很強，如上分析原因，在軸承外圈旋轉、高加/減速等特殊工況下，現行防塵密封組件金屬防塵蓋、骨架式橡膠密封圈、金屬擋圈加金屬卡圈組合件等都難以阻擋其從軸承外圈密封槽口處往外滲漏，這也已經被工程實踐所證實。滲漏的潤滑劑不僅污染主機和在制品，而且大幅度降低了軸承的運行可靠度、成幾倍、幾十倍地縮短了軸承的使用壽命。因此，發明一種能夠阻止流體從軸承外圈密封槽口滲漏的防塵密封組件和軸承具有非常重要的工程實際意義。
[0006]圖1是典型的軸承外圈密封槽形狀，由三個面組成，底面、頂面和前面(又稱斜坡面)，現行技術防塵蓋、骨架式橡膠密封圈、卡圈就是通過與這三個面的彈性接觸從而與外圈固定在一起，與軸承內圈擋邊或內圈上的密封槽形成非接觸式或接觸式密封副，從而使整套軸承具有一定的防塵密封效果。但由于外緣處不帶彈性材料(如防塵蓋、卡圈等)或雖帶彈性材料但非常柔軟，沒有外力強迫其壓牢在密封槽的三個面上，因此，都沒有與外圈密封槽形成有效的彈性過盈接觸。
[0007]圖2A為現有技術防塵蓋，大體可分為外緣、內緣和介于兩者之間的中部，外緣又可以細分為底面、頂面及前面，分別對應于外圈防塵槽的底面、頂面和前面，將防塵蓋沖壓入軸承外圈密封槽中，形成如圖2B所示的帶防塵蓋密封軸承，該軸承由外圈21、內圈22、滾動體23、保持器24、潤滑劑25、防塵蓋26所組成，可以看出防塵蓋外緣卷邊的底面、頂面和前面分別與軸承外圈密封槽的底面、頂面和前面形成接觸，從而將防塵蓋26與軸承外圈21固定在一起。由于防塵蓋26與軸承外圈21—般都是金屬材料，它們在密封槽底面、頂面、前面的接觸，其接觸區域并不會很大，接觸也不會非常實落，其接觸并非彈性過盈，再加上制造誤差的存在，沿圓周方向總體呈現接觸的情況下，在局部極有可能存在間隙，而且在軸承旋轉過程中，由于離心力和熱脹冷縮效應，非工作狀態下相接觸的這些部位，在工作狀態下也極有可能出現脫離接觸，形成間隙，由于注入軸承內腔的流體潤滑劑比如潤滑脂，其基礎油具有黏性，爬附性很強，就會從這些微小間隙中不斷滲漏，嚴重危及軸承的運行可靠度、運行壽命、在制品和主機的性能，對電梯等某些主機，這種滲漏還有可能危及運行及人身安全。
[0008]圖3A為現有技術骨架式橡膠密封圈，圖3B為裝此密封圈的軸承，骨架式橡膠密封圈頭部的橡膠通過與外圈密封槽底面、頂面和前面的接觸安裝在軸承外圈上，這個接觸由于橡膠是彈性體，是彈性過盈接觸，但由于密封圈的金屬骨架并沒有延伸到頭部(因為延伸到頭部的話，整個密封圈就無法從密封槽槽口進入密封槽里面了)，所以，密封圈頭部與密封槽形成的彈性過盈接觸的接觸力是不大的，在運轉過程中，受離心力和熱脹冷縮因素的影響，彈性過盈接觸就會變成接觸力很小的彈性過盈，甚至變為微小間隙，流體潤滑劑就會乘隙而入，滲漏出來。
[0009]圖4A為現有技術微小型軸承采用的卡圈、擋圈組合密封，圖4B為帶該組合密封的微小型軸承。為防止沖壓防塵蓋和骨架式橡膠密封圈時的力導致微小型軸承的外圈變形和精度變化，故而采用此組合密封。不難想象，同圖2B帶防塵蓋的軸承一樣，由于組合密封和外圈防塵槽之間并沒有形成彈性過盈接觸，軸承內腔流體潤滑劑從外圈密封槽口的泄露在一些特殊工況條件下，就變得不可避免。
[0010]因此，提供一種防止流體從外圈密封槽口滲漏的防塵密封組件和軸承，使得軸承在任何苛刻的工況條件下密封在內的流體潤滑劑都不會從外圈密封槽口泄露，軸承周邊的流體介質也不會從外圈密封槽口滲入軸承內腔，就顯得十分迫切和必要。
[0011]
【發明內容】
[0012]本發明的第一目的在于提供一種防止流體從軸承外圈密封槽口滲漏的防塵密封組件，以解決現行金屬防塵蓋、骨架式橡膠密封圈等防塵密封組件不能阻止潤滑劑從軸承外圈密封槽滲漏的技術問題。
[0013]本發明的第二目的在于提供一種防止流體從軸承外圈密封槽口滲漏的滾動軸承，以解決現行滾動軸承在一定工況條件下存在的潤滑劑從外圈密封槽滲漏以及由此引發的滲漏潤滑劑污染在制品和主機、軸承運行可靠度和運行壽命成幾倍、幾十倍降低的技術質量問題和安全問題。
[0014]本發明是一種防止流體從軸承外圈密封槽口滲漏的防塵密封組件，其特征在于:所述防塵密封組件是由金屬防塵蓋外緣粘結彈性材料組成的單體復合結構，或是由兩個或兩個以上零件軸向同心組合而成的組合結構，其中一個零件完全由彈性材料制成或該零件由金屬材料制成但在其外緣粘結彈性材料，靠內布置，另一個零件為卡圈，靠外布置，剩余零件居中布置。
[0015]所述的防塵密封組件，其特征是:所述的單體復合結構的防塵密封組件，金屬防塵蓋包括內緣為“L”型卷邊的純金屬防塵蓋和內緣不帶金屬卷邊而是通過硫化工藝粘結橡膠密封唇的帶橡膠密封唇金屬防塵蓋，金屬防塵蓋外緣粘結的彈性材料，較優地，為耐油橡膠，通過硫化工藝粘結。
[0016]所述的防塵密封組件，其特征是:所述的組合結構的防塵密封組件，包括彈性材料制成的平墊圈和金屬防塵蓋兩個零件，平墊圈靠內防塵蓋靠外軸向同心布置，較優地，所選彈性材料為耐油橡膠。
[0017]所述的防塵密封組件，其特征是:所述的組合結構的防塵密封組件，包括卡圈和外邊緣處粘結彈性材料的金屬擋圈兩個零件，擋圈靠內卡圈靠外軸向同心布置，較優地，所選彈性材料為耐油橡膠，通過硫化工藝粘結。
[0018]所述的防塵密封組件，其特征是:所述的組合結構的防塵密封組件，包括卡圈、金屬擋圈和彈性材料制成的平墊圈三個零件，平墊圈靠內、擋圈居中、卡圈靠外軸向同心布置，較優地，所選彈性材料為耐油橡膠。