专利名称：汽车水泵轴承密封装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车水泵轴承密封装置，具体涉及一种
背景技术：
常用汽车水泵轴承密封装置如图1所示水泵轴承在旋转轴3和轴承外圈Ia之间 均勻安装多个滚动体Ib (即钢球)，其作用为承受载荷；一个保持架Ic用于固定上述滚动 体，并将其隔开。一个密封件2由橡胶密封体2a和金属骨架2b构成，其中橡胶密封体2a 过盈安装于轴承外圈Ia的密封槽Id中，以防止密封件的窜动；橡胶密封体2a的唇部靠近 轴分布，其主唇2d与旋转轴3表面过盈配合，防止润滑脂的泄漏以及外界异物的渗入；“Z” 字形金属骨架2b起支撑和加强作用。
这样的密封结构虽然能够在一定程度上实现水泵轴承润滑脂的密封，但由于只有 两个密封唇，密封效果不够理想。此外，汽车水泵轴承在工作过程中，密封件2的右侧直 接与水接触，由于水是有压力的，会向轴承内渗透，导致轴承润滑效果下降。为了改善这 一现象，目前出现了具有甩水环结构的水泵轴承密封，比如专利“Hydrogenated nitrile rubber seal for water pump bearing (GB2332714A) ”，“水泵轴承密封装置(Cm485544A) ” 等，这些专利通过使用甩水环结构，在很大程度上提高了水泵轴承的密封效果，然而这些结 构所实现的效果并未达到最佳，如专利“水泵轴承密封装置(CN1485544A)”具有四个密封 唇，结构过于复杂，通过两个密封件的嵌套配合实现密封，其中第二密封件(即甩水结构) 通过与其粘接的弹性密封唇口与第一密封件接触，当甩水环与轴一起旋转时，由于离心力 的作用，将使密封效果和甩水效果降低。近年来，随着水泵中所使用的发动机性能的改善，对轴承密封件密封性能的要求 也日益增加。轴承密封的可靠性和耐久性都将直接影响轴承的使用性能，因此，有效地提高 密封轴承的密封性能是提高轴承寿命的前提和关键。鉴于水泵轴承密封的重要性，以及目前的轴承密封结构仍然存在效果不是最佳的 现状，开发新型的具有更好密封效果和甩水效果的汽车水泵轴承密封结构十分必要。
发明内容本实用新型提供一种用于密封汽车水泵轴承的带有甩水环的密封装置，旨在解决 上述问题。该装置可大幅改善防止水分、异物微粒及其混合物等侵入轴承内部的功能，从而 改善轴承的耐久性。本实用新型的技术方案如下一种汽车水泵轴承密封装置，包括一个安装于旋转轴40上的轴承10，多个均勻 安装在旋转轴40和轴承外圈IOa之间的滚动体10b，一个在各滚动体之间保持预定间隔的 保持架10c，一个密封件20安装于旋转轴40与轴承10之间所形成空间的开口端部接合处， 所述的密封件20包括密封体20a以及与密封体20a紧密锲合粘结的金属骨架20b，其特征 在于，所述的密封体20a沿径向朝轴承40方向延伸出一个三唇结构，分别是主唇20e、第一副唇20d、第二副唇20c，密封体20a靠近轴承10的一个端部过盈安装于密封槽IOd内，金属 骨架20b的一个端部插入密封体20a，另一端部弯曲地嵌入主唇20e和第二副唇20c的接合 处；所述的密封件2 0还包括一个甩水环30，甩水环30包括一个紧密安装于旋转轴40表面 的内圈30c、一个与内圈30c同轴且围绕内圈30c的外圈30a，和连接内、外圈的凸缘30b，外 圈30a与密封体20a之间间隙配合，外圈30a的内表面与第二副唇20c弹性压紧，内圈30c 的外表面与主唇20e弹性压紧，第一副唇20d与旋转轴40保持符合动配合要求的间隙。进一步优化的技术方案为第一副唇20d与主唇20e之间的夹角α (0° < α <180° )，主唇20e与第二副唇 20c之间的夹角β (90° < β < 180° )，第二副唇20c与金属骨架20b的径向夹角γ (0° < Y < 90° )；有益效果与现有技术相比，本发明能避免密封件主唇与外界环境的直接接触，同时在轴旋 转过程中充分排除密封件周围的水分，从而有效地防止轴承内部润滑脂的泄漏以及外界水 分、异物杂质等的浸入。同时，该发明可避免以下现象的发生轴承运行至高温时轴承内部 由于受热压力升高，造成润滑脂泄漏；轴承停转时由高温冷却至室温，轴承内部压力急剧下 降，吸收外界水蒸气及灰尘。
图1是现有技术的水泵轴承密封装置剖面视图，该装置为轴对称分布。其中，1为 轴承，Ia为轴承外圈，Ib为滚动体，Ic为保持架，Id为密封槽，2为密封件，2a为密封体，2b 为金属骨架，2d为主唇，2c为副唇，4为旋转轴；图2是本发明装置的剖面视图，该装置为轴对称分布。其中，10为轴承，IOa为轴 承外圈，IOb为滚动体，IOc为保持架，IOd为密封槽，20为密封件，20a为密封体，20b为金属 骨架，20e为主唇，20d为第一副唇，20c为第二副唇，30为甩水环，30a为甩水环外圈，30c为 甩水环内圈，30b为连接内、外圈的凸缘，30d为甩水环30与密封件20之间的安装间隙，40 为旋转轴，50为第二副唇20c与甩水环30外圈30a形成的腔体，60为主唇20e、第二副唇 20c与甩水环30凸缘30b形成的腔体，70为主唇20e、第一副唇20d与甩水环30内圈30c 形成的腔体，α为第一副唇20d与主唇20e之间的夹角，β为主唇20e与第二副唇20c之 间的夹角，Y为第二副唇20c与金属骨架20b的径向夹角；
具体实施方式
下面将结合附图与具体实施方式
对本发明进行进一步详细说明根据本发明的设计，汽车水泵轴承密封圈20的轴向横截面如图2所示。轴承内部 充满润滑脂，而轴承本体由外圈10a，安装于轴承外圈IOa和旋转轴40之间的滚子10b，以 及支撑并均勻分隔滚子IOb的保持架IOc组成。轴承密封圈由密封件20和甩水环30构成。 密封件20固定于轴承外圈IOa的密封槽IOd上。密封件20包括金属骨架20b和弹性密封 体20a两部分，其中弹性密封体20a为三唇结构主唇20e，第一副唇20d和第二副唇20c， 金属骨架20b固定后的横截面图呈改进的“Z”字形，为一环形薄板，其外表面与密封体20a 紧密粘接，尾部伸进主唇20e和第二副唇20c的接合处，增加了整个密封圈的强度，避免了密封圈的压装变形。 弹性密封体20a由氟橡胶制成，横截面呈三分叉形(如图2)。α为第一副唇20d 与主唇20e之间的夹角，β为主唇20e与与第二副唇20c之间的夹角，γ为第二副唇20c 与金属骨架20b的径向夹角(0° < γ <90° )。甩水环30材料为不锈钢，安装于旋转轴40上靠近叶轮一侧。甩水环30由一个紧 密安装于旋转轴40表面的内圈30c，一个与内圈30c同轴且围绕内圈的外圈30a，连接内、 外圈的凸缘30b组成。在结构上弹性密封体20a的第二副唇20c与甩水环30的外圈30a的内表面弹性 过盈接触，主唇20e与内圈30c的外表面弹性过盈接触，而第一副唇20d则与旋转轴40的 外表面接触，其中，每一个接触都构成一个密封结构。
权利要求1.一种汽车水泵轴承密封装置，包括一个安装于旋转轴GO)上的轴承(10)，多个均 勻安装在旋转轴00)和轴承外圈(IOa)之间的滚动体(10b)，一个在各滚动体之间保持预 定间隔的保持架(10c)，一个密封件00)安装于旋转轴00)与轴承(10)之间所形成空间 的开口端部接合处，所述的密封件00)包括密封体QOa)以及与密封体(20a)紧密锲合 粘结的金属骨架OOb)，其特征在于，所述的密封体(20a)沿径向朝轴承00)方向延伸出 一个三唇结构，分别是主唇OOe)、第一副唇QOd)、第二副唇QOc)，密封体(20a)靠近轴 承(10)的一个端部过盈安装于密封槽(IOd)内，金属骨架QOb)的一个端部插入密封体 OOa)，另一端部弯曲地嵌入主唇(20e)和第二副唇(20c)的接合处；所述的密封件QO)还 包括一个甩水环(30)，甩水环(30)包括一个紧密安装于旋转轴G0)表面的内圈(30c)、一 个与内圈(30c)同轴且围绕内圈(30c)的外圈(30a)，和连接内、外圈的凸缘(30b)，外圈 (30a)与密封体(20a)之间间隙配合，外圈(30a)的内表面与第二副唇(20c)弹性压紧，内 圈(30c)的外表面与主唇(20e)弹性压紧，第一副唇(20d)与旋转轴00)保持符合动配合 要求的间隙。
2.如权利要求1所述的汽车水泵轴承密封装置，其特征在于，所述的第二副唇(20c)与 金属骨架(20b)之间的有一径向夹角Y，Y为0° < γ <90°，所述的第一副唇(20d)与 主唇(20e)之间有一夹角α，α为0° < α < 180°，所述的主唇(20e)与第二副唇(20c) 之间有夹角β，β为90° < β < 180°。
专利摘要本实用新型涉及一种汽车水泵轴承密封装置，其特征为，密封件20包括密封体20a、金属骨架20b及甩水环30，密封体20a通过压力作用安装于轴承外圈10a上的密封槽10d中，密封体20a为三唇结构，分别通过主唇20e、第二副唇20c与甩水环30弹性压紧以及第一副唇20d与轴的接触实现密封。甩水环30在转动过程中产生离心甩水效应，可有效的阻止水汽等浸入轴承内部。本实用新型具有防水、防尘和防油脂泄漏的特点。
文档编号F04D29/08GK201874875SQ201020600820
公开日2011年6月22日 申请日期2010年11月11日 优先权日2010年11月11日
发明者周琼, 唐建平, 安琦, 徐泽民 申请人:华东理工大学, 江苏容天乐机械股份有限公司