CN112081900A - 一种齿轮箱密封装置 - Google Patents

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Abstract

一种齿轮箱密封装置，属于轨道交通技术领域，包括密封结构，所述密封结构包括非接触式迷宫密封、接触式密封、导水槽和外侧密封，所述非接触式迷宫密封设置在齿轮箱的轴承外侧，所述接触式密封封住非接触式迷宫密封的迷宫槽末端，所述接触式密封由压盖轴向压紧，与非接触式迷宫密封贴合，所述压盖与非接触式迷宫密封之间有间隙，形成外侧密封，所述外侧密封内侧腔体形成导水槽，所述压盖设有与导水槽连通的出水孔。本发明具有多重密封结构，结构紧凑，需求空间小，迷宫密封、接触密封、外侧密封和导水槽协同作用，密封效果好。

Description

一种齿轮箱密封装置
技术领域
本发明属于轨道交通技术领域，更具体地，涉及一种齿轮箱密封装置。
背景技术
轨道交通行业正处于高速发展期，特别是城市轨道交通和高铁呈快速增长趋势，齿轮箱作为车辆转向架关键部件，用于传递载荷，将牵引电机扭矩经一定传动比传递到轮对，为车辆提供前进的动力，对车辆运行安全和可靠性有至关重要的影响，因此对齿轮箱可靠性也提出了较高要求。
齿轮箱均采用油润滑，旋转件与箱体之间为动密封，一般采用非接触式迷宫密封方案，需要具有的功能是，使齿轮箱内的润滑油不外泄，同时阻止外界污染物的进入，为齿轮箱内部提供良好运行环境。齿轮箱运转时，在齿轮搅动下润滑油在齿轮箱内循环，由于齿轮转速高，润滑油会雾化成较浓的油液混合物充满齿轮箱内部。由于目前所使用的密封方案为非接触式，迷宫之间存在间隙，因此齿轮箱在应用中均存在不同程度的漏油、润滑油发黑、外界污染物侵入等现象，造成齿轮箱润滑性能下降，对齿轮和轴承寿命产生严重影响。车辆维护时，齿轮箱使用水冲洗，也可能从密封部位进水，使润滑油乳化，降低齿轮箱性能。
发明内容
针对上述技术问题，本发明公开一种齿轮箱密封装置，主要在于增加齿轮箱密封性能，解决漏油问题，从结构上完全防止外界污染物侵入齿轮箱内部。
本发明采取以下具体的技术方案：
一种齿轮箱密封装置，包括密封结构，所述密封结构包括非接触式迷宫密封、接触式密封、导水槽和外侧密封，所述非接触式迷宫密封设置在齿轮箱的轴承外侧，所述接触式密封封住非接触式迷宫密封的迷宫槽末端，所述接触式密封由压盖轴向压紧，与非接触式迷宫密封贴合，所述压盖与非接触式迷宫密封之间有间隙，形成外侧密封，所述外侧密封内侧腔体形成导水槽，所述压盖设有与导水槽连通的出水孔。
优选的，所述非接触式迷宫密封包括迷宫环和迷宫外端盖，所述迷宫环固定过盈安装在车轴上，所述迷宫外端盖一端安装在齿轮箱端面，迷宫外端盖另一端与迷宫环构成迷宫槽交错咬合的迷宫密封。
优选的，所述迷宫环外圆面经硬化与研磨处理，迷宫环旋转时，其外圆面与接触式密封表面始终接触，形成动密封。
优选的，所述所述非接触式迷宫密封与轴承之间形成回油腔，回油腔下部设有回油通道，连通到齿轮箱内部。
优选的，所述接触式密封包含接触密封件与迷宫环，与非接触式迷宫密封的迷宫外端盖紧密贴合。
优选的，所述接触密封件包含内圆唇口和外圆唇口，所述内圆唇口与迷宫环外圆表面接触，所述外唇口与压盖贴合。
优选的，所述接触密封件采用带自润滑功能的高分子材料。
优选的，所述压盖通过紧固件与迷宫外端盖固定连接。
优选的，所述压盖与非接触式迷宫密封的迷宫环外圆表面存在小间隙形成外侧密封，所述外侧密封用于阻挡外界水或污染物进入。
优选的，所述压盖与接触密封件两唇口间的空槽形成导水槽，用于将进入导水槽的外界水和污染物从压盖底部出水孔排出。
本发明的有益效果为：
(1)本发明具有多重密封结构，结构紧凑，需求空间小，迷宫密封、接触密封、外侧密封和导水槽协同作用，密封效果好；
(2)接触密封件采用带自润滑功能的高分子材料，润滑性能好，唇口有较大变形量，使用磨耗后可提供磨耗补偿量，持续保证密封性能，使用寿命长，满足使用要求；
(3)轴上安装迷宫环，迷宫环外圆面为接触密封摩擦面，磨损后可更换，保护轴不被磨损。
附图说明
图1为本发明齿轮箱密封装置结构示意图；
图2为图1密封结构处的局部放大图。
1、齿轮箱体；2、轴承；3、车轴；4、密封结构；5、迷宫环；6、接触密封件；7、导水槽；8、压盖；8-1、出水孔；9、迷宫外端盖；10、回油腔。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明。除非特别说明，本发明实施例中采用的原料和方法为本领域常规市购的原料和常规使用的方法。
实施例1
如图1所示，本实施例公开齿轮箱密封装置结构的组成部分，密封装置4安装在齿轮箱体1端面及轴承2外侧，与车轴3为过盈配合。
如图2所示，密封装置4包含迷宫环5、迷宫外端盖9、接触密封6、导水槽7、压盖8，由内到外构成多层密封结构，即：非接触式迷宫密封、接触式密封、导水槽7(出水孔8-1)、外侧密封，结构紧凑，每层密封结构都有相应功能，相互协同作用，增加整体密封性能，并在较小的空间内实现多层密封结构，达到良好的密封效果。
非接触式迷宫密封，由迷宫环5和迷宫外端盖9组成，迷宫环5过盈安装在车轴3上，迷宫外端盖9一端安装在齿轮箱体1端面，迷宫槽交错咬合，并与轴承2之间形成回油腔10，经过轴承2到回油腔10的大部分润滑油，从回油腔10底部的回油通道直接回到齿轮箱内部，部分润滑油形成雾状油液，进入迷宫间隙，附着在迷宫表面形成液滴，由于迷宫环5旋转，在离心力的作用下，将迷宫表面润滑油甩向回油腔10内，因此迷宫密封可阻挡大部分润滑油，从回油腔10的回油通道返回到齿轮箱内部进行循环。
接触式密封，由接触密封件6和迷宫环5组成，迷宫环5既是非接触式迷宫密封的组成部件，其外圆面也是接触式密封的接触摩擦面(对粗糙度的要求较高)。接触密封件6有两个唇口，内圆唇口与迷宫环5表面接触，形成动密封，迷宫环5旋转时，接触密封件6内圆唇口始终与迷宫环5外圆面接触，具有双向密封作用，既可防止齿轮箱内部润滑油向外泄漏，也可阻止外界水或污染物进入齿轮箱内部，具有较强密封性能；接触密封件6外圆唇口与压盖8贴合，压盖8通过紧固件(螺钉)与迷宫外端盖固定连接，由压盖8在轴向上压紧接触密封件6，使接触密封件6堵住了非接触式迷宫密封的迷宫槽末端口，与非接触式迷宫密封之间达到密封效果。接触式密封的设计增加了齿轮箱1的密封性能，解决漏油问题，并从结构上完全防止外界污染物侵入齿轮箱1内部，即使水冲洗齿轮箱也不会造成进水问题。
迷宫环5外圆面经过硬化处理，硬度大于45HRC，并经研磨工艺使粗糙度低于Ra0.8，减小了摩擦力和发热量，不易磨损。接触密封件6采用带自润滑功能的高分子材料，接触密封部位在缺少润滑油的情况下，也有良好润滑效果，接触密封件6有一定硬度，同时具有耐高温性能，耐磨性好，唇口在设计上有较大变形量，使用产生磨耗后可提供磨耗补偿量，持续保证密封性能，延长了使用寿命。此设计解决了接触密封易磨损，使用寿命低的问题，且迷宫环5磨损后可更换，防止车轴3被接触密封件6磨损。
外侧密封，由压盖8和迷宫环5组成，压盖8与迷宫环5设置较小间隙，其功能是阻挡大部分外界水或污染物进入，少部分通过外侧密封间隙进入，但只能进到导水槽7。
导水槽7，为迷宫环5、接触密封件6、压盖8形成的腔体，压盖8底部设置有一个或多个出水孔8-1，进入到导水槽7内的水或污染物最终从出水孔8-1排出。
实施例2
安装空间足够的话，实施例1中的非接触式迷宫密封和接触式密封可设计成独立结构，不共用迷宫环5(实施例1中迷宫环既有迷宫槽也为接触密封件6提供接触面)，再将两部分组合起来。
实施例3
将实施例1中的密封结构的非接触式迷宫密封去掉，只保留接触式密封与外侧密封也可以达到一定密封效果，并且密封性能优于仅有非接触式迷宫密封的密封装置。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种齿轮箱密封装置，包括密封结构，其特征在于，所述密封结构包括非接触式迷宫密封、接触式密封、导水槽和外侧密封，所述非接触式迷宫密封设置在齿轮箱的轴承外侧，所述接触式密封封住非接触式迷宫密封的迷宫槽末端，所述接触式密封由压盖轴向压紧，与非接触式迷宫密封贴合，所述压盖与非接触式迷宫密封之间有间隙，形成外侧密封，所述外侧密封内侧腔体形成导水槽，所述压盖设有与导水槽连通的出水孔。
2.根据权利要求1所述的齿轮箱密封装置，其特征在于，所述非接触式迷宫密封包括迷宫环和迷宫外端盖，所述迷宫环固定过盈安装在车轴上，所述迷宫外端盖一端安装在齿轮箱端面，迷宫外端盖另一端与迷宫环构成迷宫槽交错咬合的迷宫密封。
3.根据权利要求2所述的齿轮箱密封装置，其特征在于，所述迷宫环外圆面经硬化与研磨处理，迷宫环旋转时，其外圆面与接触式密封表面始终接触，形成动密封。
4.根据权利要求2所述的齿轮箱密封装置，其特征在于，所述非接触式迷宫密封与轴承之间形成回油腔，回油腔下部设有回油通道，连通到齿轮箱内部。
5.根据权利要求1所述的齿轮箱密封装置，其特征在于，所述接触式密封包含接触密封件与迷宫环，接触密封件与非接触式迷宫密封的迷宫外端盖紧密贴合。
6.据权利要求5所述的齿轮箱密封装置，其特征在于，所述接触密封件包含内圆唇口和外圆唇口，所述内圆唇口与迷宫环外圆表面接触，所述外唇口与压盖贴合。
7.根据权利要求5所述的齿轮箱密封装置，其特征在于，所述接触密封件采用带自润滑功能的高分子材料。
8.据权利要求1或6所述的齿轮箱密封装置，其特征在于，所述压盖通过紧固件与迷宫外端盖固定连接。
9.据权利要求8所述的齿轮箱密封装置，其特征在于，所述压盖与非接触式迷宫密封的迷宫环外圆表面存在小间隙形成外侧密封，所述外侧密封用于阻挡外界水或污染物进入。
10.据权利要求9所述的齿轮箱密封装置，其特征在于，所述压盖与接触密封件两唇口间的空槽形成导水槽，用于将进入导水槽的外界水和污染物从压盖底部出水孔排出。
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