一種密封件及具備該密封件的密封結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種密封件及具備該密封件的密封結構，具體是適用于制鐵設備、例如連續鑄造機的輥子(尤其是搬運輥，例如搬運用分段輥等)的軸承部的密封件及具備該密封件的密封結構。
【背景技術】
[0002]現有的制鐵設備，例如連續鑄造機，主要是將液態金屬經過冷卻凝固后連續拉出以形成鑄坯，且該鑄坯經由搬運輥連續地輸送，進而繼續進行成型、冷卻等以形成所需的鑄件。該搬運輥包括各自由多個依次設置的輥子所組成的上下兩列搬運輥，各輥子的軸向大致垂直于鑄坯的輸送方向。上述鑄坯在各上下兩個輥子之間被連續地輸送。各輥子可以是在軸向上延伸的單一的輥子，也可以是由沿軸向設置的多個輥段所構成的分段輥等。
[0003]各輥子(包括上述單一的輥子或各分段輥等)從其兩端分別延伸出的頸部(相當于轉動軸部)各自通過軸承轉動自如地支持于連續鑄造機的固定部上。該固定部可以例如是連續鑄造機的用于支持轉動自如的輥子的殼體、軸箱、支承座等固定的部件。由此可以使各輥子相對于該固定部轉動，從而通過各輥子的轉動連續地輸送位于各上下兩個輥子之間的鑄坯。
[0004]在上述連續鑄造機那樣的制鐵設備中，由于其機械作業本身是在非常嚴酷的惡劣環境下進行的，例如:在高溫水蒸氣氛圍下，諸如300°C?1500°C的高溫；存在大量的冷卻液；及存在大量的鱗肩(scale)、粉末(powder)等的粉塵(dust);或者處于上述各種情況同時混合存在的狀態。
[0005]因此，上述制鐵設備存在以下主要缺陷:因為是在極端環境下使用輥子，上述這些高溫水蒸氣、冷卻液及粉塵等會侵入輥子的軸承部，尤其是從靠近輥子主體的一側集中地流入到輥子的軸承部。從而容易導致軸承破損，使輥子不能轉動，致使制鐵設備的機械作業停止。通常，導致輥子狀態不良的70%-80%的因素是由軸承的不良因素造成的。由此，可以說輥子的使用壽命取決于軸承的使用壽命。
[0006]為了改善軸承的使用壽命，通常在安裝于輥子的頸部上的各軸承的兩端，即靠近輥子主體的一側和靠近輥子頸部的端部的一側，分別設置有用于密封連續鑄造機的相對轉動的固定部與輥子之間的環狀間隙的密封件。
[0007]從而，一方面可以通過上述密封件防止高溫水蒸氣、冷卻液及粉塵等進入由該被密封的環狀間隙所形成的密封空間(即、密封對象側)以接觸其中的軸承(塵封功能);另一方面，在該密封空間內可供給并填充作為密封對象的諸如潤滑油等的潤滑材料(油封功能)，對軸承和輥子等部件進行潤滑。由此，通過設置具備上述塵封功能和油封功能的密封件以實現軸承、輥子等的使用壽命的延長。
[0008]由上可知，如何消除影響軸承的不良因素成為重要的問題，而該不良因素主要包括:由密封件的形狀和裝配形式引起的高溫水蒸氣、冷卻液及粉塵等進入密封空間；該密封空間內潤滑油泄漏導致的潤滑油不足以致引起潤滑不良；及由熱、高負荷引起的耐熱性及強度的不足等。其中，尤其是密封件中的油封結構，其較大程度地左右軸承的使用壽命。
[0009]在現有技術中，對于起塵封功能的密封件，通常采用可分別設置于上述軸承的兩端的金屬環那樣的密封件，例如采用spirolox金屬環(參照圖7和圖8 (a)、圖8 (b)中所示的金屬環密封件8)。或者，在軸承的靠近輥子主體側的一端處可以設有迷宮結構那樣的密封件(參照圖6的迷宮結構10)。但是，此類塵封型的密封件，只起到非接觸形的較大的粉塵類的防止板的作用，能夠阻止大小小于縫隙的鱗肩、粉末等進入密封空間，但不能阻止細小的粉塵、冷卻液等侵入軸承部。
[0010]而對于起油封功能的密封件，常用的密封件(參照圖7中所示的密封件200)可以包括與連續鑄造機的固定部抵接的主體部201以及從該主體部201向輥子頸部側延伸且與該輥子頸部抵接的唇部202。該唇部202的與輥子頸部抵接的梢端部形成為刀口(knifeedge)形狀，利用該刀口切斷油膜，因此該密封件200的與輥子頸部的表面抵接的唇部202的梢端部與該輥子之間形成為線密封結構，因此與該唇部接觸的表面所承受的壓力較大，一般會保持大約25kg/cm2左右的較大的密封壓力。由此在經過一定時間的使用后，會使與該梢端部202所抵接的輥子頸部的表面引起V形的磨損。由于該V形磨損，不但不能防止潤滑油泄漏，而且還會使高溫水蒸氣、冷卻液及粉塵等容易進入密封空間。因此，此類密封件作為連續鑄造機的輥子軸承部用密封件并不適合。
[0011]具體地，圖6和圖7是示出將現有技術中的密封件應用于連續鑄造機的軸承部的密封結構的示例的局部縱向剖視圖；又圖8 (b)是圖7所示的密封結構中的金屬環密封件8的磨損示意圖。其中，圖6和圖7分別示出了適用于連續鑄造機的軸承部的潤滑油回收式的密封結構及潤滑油排出式的密封結構。
[0012]如圖6所示，用于該連續鑄造機的軸承部的密封結構包括分別設置于安裝在輥子I的頸部11上的軸承14的軸向兩端側上以用于密封輥子I與通過軸承14支持該轉動自如的輥子I的殼體15之間的環狀間隙16的兩個相互對置的相同的密封件100。該密封件100是圓環形，安裝在該殼體15的密封件安裝部17中所形成的環狀安裝凹部18內。
[0013]該密封件100包括與該殼體15的安裝凹部18的內周面抵接的主體部101以及從該主體部101向輥子頸部11側及密封對象側延伸并與該輥子頸部11的外周面抵接的主唇部102。該主唇部102的與輥子頸部11的外周面抵接的梢端部形成為刀口形狀，利用該刀口切斷油膜形成線密封，從而起到油封功能。此外，該密封件100還包括從主唇部102向遠離密封對象側(即大氣側)延伸且與輥子頸部11的外周面線密封的輔助唇部104。可通過該輔助唇部104防止高溫水蒸氣、冷卻液及粉塵等進入密封空間。此外，在軸承14的靠近輥子主體12側的一端還設有用于防止較大的粉塵類進入密封空間的前述迷宮結構10。另夕卜，該密封結構包括設置于殼體15中對密封空間供給潤滑油的供給通道19，以及用于排出所供給的潤滑油進行回收利用的回收通道20。由此，該密封結構為潤滑油回收式的密封結構。
[0014]如圖7所示，用于該連續鑄造機的軸承部的密封結構包括設置于軸承14的靠近輥子頸部11的端部的一側的如圖6所示的密封件100，以及設置于軸承14的靠近輥子主體12的一側的如前所述的常用的密封件200。此外，在該密封件200與輥子主體12之間還設有用于防止較大的粉塵類進入密封空間的前述金屬環密封件8。圖7所示的密封結構不具備圖6所示的潤滑油回收通道20，當密封空間內的潤滑油的壓力比密封件200的唇部202與輥子I之間的接觸壓力大時，可如箭頭B4所示，從該密封件200的唇部202與輥子I之間流出，進而流經金屬環密封件8與輥子I之間的間隙后向外排出。由此，該密封結構為潤滑油排出式的密封結構。
[0015]如上所述，在圖6和圖7所示的現有技術的各種密封結構中，由于上述密封件100、200的主唇部102、202都是采用了線密封的結構，因而容易在輥子頸部的表面引起V形磨損，從而不但不能防止潤滑油泄漏，而且還會使高溫水蒸氣、冷卻液及粉塵等容易進入密封空間。此外，由于上述輔助唇部104也采用了線密封的結構，因此該輔助唇部104及上述主唇部102、202容易在遠離密封對象側形成使灰塵等卷入的引誘角。另外，在圖7所示的密封結構中所采用的金屬環密封件8，經過一定時間的使用后，會在密封件安裝部17的與金屬環密封件8相對的表面17a及該金屬環密封件8的表面上產生磨損(參照圖8 (b))。該磨損也會使高溫水蒸氣、冷卻液及粉塵等容易進入密封空間。由此，現有技術中的用于連續鑄造機的軸承部的密封結構的密封性能不甚理想。
[0016]并且，在極端高溫的環境下，輥子會因熱膨脹而引起拉伸。上述現有的密封件均不適用于此。由于軸承等因輥子的拉伸收縮的重復進行而形成栗吸作用，容易吸入水、灰塵等，會導致軸承的滾子等生銹等，進而發生輥子轉動不良，甚至可能導致輥子掉落。
【實用新型內容】
[0017]鑒于以上所述，本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種密封件及具備該密封件的密封結構，能夠有效防止水蒸氣、冷卻液及粉塵等進入密封空間，同時防止密封空間內的潤滑材料泄漏，從而延長密