專利名稱：汽車水泵軸承密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種汽車水泵軸承密封裝置，具體涉及一種
背景技術(shù)：
常用汽車水泵軸承密封裝置如圖1所示水泵軸承在旋轉(zhuǎn)軸3和軸承外圈Ia之間 均勻安裝多個(gè)滾動(dòng)體Ib (即鋼球)，其作用為承受載荷；一個(gè)保持架Ic用于固定上述滾動(dòng) 體，并將其隔開。一個(gè)密封件2由橡膠密封體2a和金屬骨架2b構(gòu)成，其中橡膠密封體2a 過盈安裝于軸承外圈Ia的密封槽Id中，以防止密封件的竄動(dòng)；橡膠密封體2a的唇部靠近 軸分布，其主唇2d與旋轉(zhuǎn)軸3表面過盈配合，防止?jié)櫥男孤┮约巴饨绠愇锏臐B入；“Z” 字形金屬骨架2b起支撐和加強(qiáng)作用。
這樣的密封結(jié)構(gòu)雖然能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)水泵軸承潤(rùn)滑脂的密封，但由于只有 兩個(gè)密封唇，密封效果不夠理想。此外，汽車水泵軸承在工作過程中，密封件2的右側(cè)直 接與水接觸，由于水是有壓力的，會(huì)向軸承內(nèi)滲透，導(dǎo)致軸承潤(rùn)滑效果下降。為了改善這 一現(xiàn)象，目前出現(xiàn)了具有甩水環(huán)結(jié)構(gòu)的水泵軸承密封，比如專利“Hydrogenated nitrile rubber seal for water pump bearing (GB2332714A) ”，“水泵軸承密封裝置(Cm485544A) ” 等，這些專利通過使用甩水環(huán)結(jié)構(gòu)，在很大程度上提高了水泵軸承的密封效果，然而這些結(jié) 構(gòu)所實(shí)現(xiàn)的效果并未達(dá)到最佳，如專利“水泵軸承密封裝置(CN1485544A)”具有四個(gè)密封 唇，結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，通過兩個(gè)密封件的嵌套配合實(shí)現(xiàn)密封，其中第二密封件(即甩水結(jié)構(gòu)) 通過與其粘接的彈性密封唇口與第一密封件接觸，當(dāng)甩水環(huán)與軸一起旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心力 的作用，將使密封效果和甩水效果降低。近年來，隨著水泵中所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)性能的改善，對(duì)軸承密封件密封性能的要求 也日益增加。軸承密封的可靠性和耐久性都將直接影響軸承的使用性能，因此，有效地提高 密封軸承的密封性能是提高軸承壽命的前提和關(guān)鍵。鑒于水泵軸承密封的重要性，以及目前的軸承密封結(jié)構(gòu)仍然存在效果不是最佳的 現(xiàn)狀，開發(fā)新型的具有更好密封效果和甩水效果的汽車水泵軸承密封結(jié)構(gòu)十分必要。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種用于密封汽車水泵軸承的帶有甩水環(huán)的密封裝置，旨在解決 上述問題。該裝置可大幅改善防止水分、異物微粒及其混合物等侵入軸承內(nèi)部的功能，從而 改善軸承的耐久性。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種汽車水泵軸承密封裝置，包括一個(gè)安裝于旋轉(zhuǎn)軸40上的軸承10，多個(gè)均勻 安裝在旋轉(zhuǎn)軸40和軸承外圈IOa之間的滾動(dòng)體10b，一個(gè)在各滾動(dòng)體之間保持預(yù)定間隔的 保持架10c，一個(gè)密封件20安裝于旋轉(zhuǎn)軸40與軸承10之間所形成空間的開口端部接合處， 所述的密封件20包括密封體20a以及與密封體20a緊密鍥合粘結(jié)的金屬骨架20b，其特征 在于，所述的密封體20a沿徑向朝軸承40方向延伸出一個(gè)三唇結(jié)構(gòu)，分別是主唇20e、第一副唇20d、第二副唇20c，密封體20a靠近軸承10的一個(gè)端部過盈安裝于密封槽IOd內(nèi)，金屬 骨架20b的一個(gè)端部插入密封體20a，另一端部彎曲地嵌入主唇20e和第二副唇20c的接合 處；所述的密封件2 0還包括一個(gè)甩水環(huán)30，甩水環(huán)30包括一個(gè)緊密安裝于旋轉(zhuǎn)軸40表面 的內(nèi)圈30c、一個(gè)與內(nèi)圈30c同軸且圍繞內(nèi)圈30c的外圈30a，和連接內(nèi)、外圈的凸緣30b，外 圈30a與密封體20a之間間隙配合，外圈30a的內(nèi)表面與第二副唇20c彈性壓緊，內(nèi)圈30c 的外表面與主唇20e彈性壓緊，第一副唇20d與旋轉(zhuǎn)軸40保持符合動(dòng)配合要求的間隙。進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案為第一副唇20d與主唇20e之間的夾角α (0° < α <180° )，主唇20e與第二副唇 20c之間的夾角β (90° < β < 180° )，第二副唇20c與金屬骨架20b的徑向夾角γ (0° < Y < 90° )；有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能避免密封件主唇與外界環(huán)境的直接接觸，同時(shí)在軸旋 轉(zhuǎn)過程中充分排除密封件周圍的水分，從而有效地防止軸承內(nèi)部潤(rùn)滑脂的泄漏以及外界水 分、異物雜質(zhì)等的浸入。同時(shí)，該發(fā)明可避免以下現(xiàn)象的發(fā)生軸承運(yùn)行至高溫時(shí)軸承內(nèi)部 由于受熱壓力升高，造成潤(rùn)滑脂泄漏；軸承停轉(zhuǎn)時(shí)由高溫冷卻至室溫，軸承內(nèi)部壓力急劇下 降，吸收外界水蒸氣及灰塵。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的水泵軸承密封裝置剖面視圖，該裝置為軸對(duì)稱分布。其中，1為 軸承，Ia為軸承外圈，Ib為滾動(dòng)體，Ic為保持架，Id為密封槽，2為密封件，2a為密封體，2b 為金屬骨架，2d為主唇，2c為副唇，4為旋轉(zhuǎn)軸；圖2是本發(fā)明裝置的剖面視圖，該裝置為軸對(duì)稱分布。其中，10為軸承，IOa為軸 承外圈，IOb為滾動(dòng)體，IOc為保持架，IOd為密封槽，20為密封件，20a為密封體，20b為金屬 骨架，20e為主唇，20d為第一副唇，20c為第二副唇，30為甩水環(huán)，30a為甩水環(huán)外圈，30c為 甩水環(huán)內(nèi)圈，30b為連接內(nèi)、外圈的凸緣，30d為甩水環(huán)30與密封件20之間的安裝間隙，40 為旋轉(zhuǎn)軸，50為第二副唇20c與甩水環(huán)30外圈30a形成的腔體，60為主唇20e、第二副唇 20c與甩水環(huán)30凸緣30b形成的腔體，70為主唇20e、第一副唇20d與甩水環(huán)30內(nèi)圈30c 形成的腔體，α為第一副唇20d與主唇20e之間的夾角，β為主唇20e與第二副唇20c之 間的夾角，Y為第二副唇20c與金屬骨架20b的徑向夾角；
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)，汽車水泵軸承密封圈20的軸向橫截面如圖2所示。軸承內(nèi)部 充滿潤(rùn)滑脂，而軸承本體由外圈10a，安裝于軸承外圈IOa和旋轉(zhuǎn)軸40之間的滾子10b，以 及支撐并均勻分隔滾子IOb的保持架IOc組成。軸承密封圈由密封件20和甩水環(huán)30構(gòu)成。 密封件20固定于軸承外圈IOa的密封槽IOd上。密封件20包括金屬骨架20b和彈性密封 體20a兩部分，其中彈性密封體20a為三唇結(jié)構(gòu)主唇20e，第一副唇20d和第二副唇20c， 金屬骨架20b固定后的橫截面圖呈改進(jìn)的“Z”字形，為一環(huán)形薄板，其外表面與密封體20a 緊密粘接，尾部伸進(jìn)主唇20e和第二副唇20c的接合處，增加了整個(gè)密封圈的強(qiáng)度，避免了密封圈的壓裝變形。 彈性密封體20a由氟橡膠制成，橫截面呈三分叉形(如圖2)。α為第一副唇20d 與主唇20e之間的夾角，β為主唇20e與與第二副唇20c之間的夾角，γ為第二副唇20c 與金屬骨架20b的徑向夾角(0° < γ <90° )。甩水環(huán)30材料為不銹鋼，安裝于旋轉(zhuǎn)軸40上靠近葉輪一側(cè)。甩水環(huán)30由一個(gè)緊 密安裝于旋轉(zhuǎn)軸40表面的內(nèi)圈30c，一個(gè)與內(nèi)圈30c同軸且圍繞內(nèi)圈的外圈30a，連接內(nèi)、 外圈的凸緣30b組成。在結(jié)構(gòu)上彈性密封體20a的第二副唇20c與甩水環(huán)30的外圈30a的內(nèi)表面彈性 過盈接觸，主唇20e與內(nèi)圈30c的外表面彈性過盈接觸，而第一副唇20d則與旋轉(zhuǎn)軸40的 外表面接觸，其中，每一個(gè)接觸都構(gòu)成一個(gè)密封結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求1.一種汽車水泵軸承密封裝置，包括一個(gè)安裝于旋轉(zhuǎn)軸GO)上的軸承(10)，多個(gè)均 勻安裝在旋轉(zhuǎn)軸00)和軸承外圈(IOa)之間的滾動(dòng)體(10b)，一個(gè)在各滾動(dòng)體之間保持預(yù) 定間隔的保持架(10c)，一個(gè)密封件00)安裝于旋轉(zhuǎn)軸00)與軸承(10)之間所形成空間 的開口端部接合處，所述的密封件00)包括密封體QOa)以及與密封體(20a)緊密鍥合 粘結(jié)的金屬骨架OOb)，其特征在于，所述的密封體(20a)沿徑向朝軸承00)方向延伸出 一個(gè)三唇結(jié)構(gòu)，分別是主唇OOe)、第一副唇QOd)、第二副唇QOc)，密封體(20a)靠近軸 承(10)的一個(gè)端部過盈安裝于密封槽(IOd)內(nèi)，金屬骨架QOb)的一個(gè)端部插入密封體 OOa)，另一端部彎曲地嵌入主唇(20e)和第二副唇(20c)的接合處；所述的密封件QO)還 包括一個(gè)甩水環(huán)(30)，甩水環(huán)(30)包括一個(gè)緊密安裝于旋轉(zhuǎn)軸G0)表面的內(nèi)圈(30c)、一 個(gè)與內(nèi)圈(30c)同軸且圍繞內(nèi)圈(30c)的外圈(30a)，和連接內(nèi)、外圈的凸緣(30b)，外圈 (30a)與密封體(20a)之間間隙配合，外圈(30a)的內(nèi)表面與第二副唇(20c)彈性壓緊，內(nèi) 圈(30c)的外表面與主唇(20e)彈性壓緊，第一副唇(20d)與旋轉(zhuǎn)軸00)保持符合動(dòng)配合 要求的間隙。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車水泵軸承密封裝置，其特征在于，所述的第二副唇(20c)與 金屬骨架(20b)之間的有一徑向夾角Y，Y為0° < γ <90°，所述的第一副唇(20d)與 主唇(20e)之間有一夾角α，α為0° < α < 180°，所述的主唇(20e)與第二副唇(20c) 之間有夾角β，β為90° < β < 180°。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種汽車水泵軸承密封裝置，其特征為，密封件20包括密封體20a、金屬骨架20b及甩水環(huán)30，密封體20a通過壓力作用安裝于軸承外圈10a上的密封槽10d中，密封體20a為三唇結(jié)構(gòu)，分別通過主唇20e、第二副唇20c與甩水環(huán)30彈性壓緊以及第一副唇20d與軸的接觸實(shí)現(xiàn)密封。甩水環(huán)30在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中產(chǎn)生離心甩水效應(yīng)，可有效的阻止水汽等浸入軸承內(nèi)部。本實(shí)用新型具有防水、防塵和防油脂泄漏的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F04D29/08GK201874875SQ201020600820
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者周瓊, 唐建平, 安琦, 徐澤民 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué), 江蘇容天樂機(jī)械股份有限公司