一种密封装置及轴承箱系统的制作方法

本发明实施例涉及密封技术领域，尤其涉及一种密封装置及轴承箱系统。

背景技术：

在工程机械技术领域中，具有轴承箱的设备的使用越来越普遍，这种设备中通常具有轴承腔。目前，轴承腔内部一般采用普通的机械密封方式进行密封，但是，这种密封方式的密封效果较差，容易产生泄漏，这样会对环境造成污染，危害到人体健康。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种密封装置及轴承箱系统，以解决现有技术中轴承腔的密封方式的密封效果差的问题。

一方面，本发明实施例提供一种密封装置，安装于具有轴、轴承和轴套的轴承腔内，所述轴承和所述轴套分别套设在所述轴外，所述轴套抵靠于所述轴承的端面，且所述轴套采用导磁材料制成；所述装置包括：

第一磁导体、永磁体和第二磁导体；

其中，所述第一磁导体、所述永磁体和所述第二磁导体均套设在所述轴套外，所述第一磁导体抵靠于所述端面，所述永磁体夹设在所述第一磁导体和所述第二磁导体之间，所述永磁体、所述第一磁导体、所述轴套和所述第二磁导体配合形成闭合磁力线；

所述轴套的外壁与所述第一磁导体的内壁和所述第二磁导体的内壁之间均具有间隙，所述第一磁导体的内壁和所述第二磁导体的内壁均设置有极齿，所述间隙和所述极齿中均充满磁流体。

可选地，所述极齿满足以下至少一项：

所述极齿的齿宽为1毫米至3毫米；

所述极齿的齿高为1毫米至3毫米；

所述第一磁导体的内壁设置有至少两个所述极齿，且所述第一磁导体上的相邻所述极齿的间距为0.8毫米至1.5毫米。

可选地，所述间隙的径向尺寸为0.8毫米至1.2毫米。

可选地，所述第一磁导体开设有第一卡接槽；

所述第二磁导体开设有第二卡接槽；

所述永磁体的一端卡接于所述第一卡接槽，所述永磁体的另一端卡接于所述第二卡接槽。

可选地，所述永磁体的一端与所述第一卡接槽之间为间隙配合；

所述永磁体的另一端与所述第二卡接槽之间为间隙配合。

另一方面，本发明实施例提供一种轴承箱系统，包括：

固定连接的轴承箱和轴承压盖，由所述轴承箱至所述轴承压盖开设有轴承腔；

上述的密封装置，所述密封装置安装于所述轴承腔内。

可选地，所述密封装置的数量为两个，两个所述密封装置分设于所述轴承腔中的轴承的两端。

可选地，所述轴承腔中的轴承的转速为每分钟3000转至每分钟8000转。

可选地，所述轴承箱的进油压力为0.2兆帕至0.4兆帕。

可选地，所述轴承腔中的轴和轴套之间安装有密封圈。

本发明实施例中，密封装置包括第一磁导体、永磁体和第二磁导体，永磁体、第一磁导体、轴套和第二磁导体配合形成闭合磁力线，也就是说，对于永磁体产生的磁力线，其能够在依次经过第一磁导体、轴套和第二磁导体后，回到永磁体。那么，在闭合的磁力线的作用下，轴套与第一磁导体和第二磁导体之间的间隙，以及第一磁导体和第二磁导体上的极齿中的磁流体能够被紧紧地吸附，磁流体能够承受沿轴向方向的推力，这样能够在通过油气给高速旋转的轴承降温的同时，实现轴套与第一磁导体和第二磁导体之间的动密封，从而有效地降低轴承腔发生泄漏的可能性，保证轴承腔的健康环保运行，并且提高轴承的可靠性，保证轴承的使用寿命。

可见，本发明实施例中，轴承腔内部是通过磁流体密封方式实现密封的。一般而言，磁流体密封方式具有以下优良性能：(1)几乎无泄漏，泄漏量最高小于10-12米3/(帕·秒)；(2)结构简单，占用空间小；(3)磁流体的载液一般具有较高的稳定性和较低的蒸汽压，它们的挥发量极低，且更换添加磁流体后还，可继续使用，因此，磁流体密封的使用寿命一般长达10年以上；(4)磁流体能够通过形变来适应部件的各种表面状况和配合间隙，能够补偿一定的轴的偏心量和径向跳动量，因此，密封处对各个部件的粗糙度没有要求，且允许较大的尺寸误差；(5)磁流体载液的饱和蒸汽压极低，即便在高真空的工况下也不会产生污染，因此，磁流体密封的污染极小；(6)由于磁流体密封为非接触式密封，内部永磁体和磁极等部件与转轴无接触，磨损小，所需的运转扭矩小，发热量少，因此，磁流体密封具有低摩擦、低磨损、低发热性能；(7)磁流体密封在压力过高时瞬间击穿，当介质压力降低到磁流体密封的耐压能力以下时，磁流体就会“自愈”，仍然具有密封效果，因此，磁流体密封的可靠性高。因此，与现有技术相比，本发明实施例能够通过一种结构简单，易于加工、占用空间小、价格低廉、使用寿命长的密封装置，有效地保证对轴承腔的密封效果，从而避免对环境造成污染，以及避免对人体健康造成危害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。

图1是本发明实施例提供的密封装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的密封装置的又一结构示意图；

图3是图2中位置a的局部放大图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面首先对本发明实施例提供的密封装置进行说明。

参见图1、图2，图中示出了本发明实施例提供的密封装置的结构示意图。如图1、图2所示，该密封装置安装于具有轴11、轴承13和轴套15的轴承腔内，轴承13和轴套15分别套设在轴11外，轴套15抵靠于轴承13的端面，且轴套15采用导磁材料制成。

可选地，轴承13的转速为每分钟3000转至每分钟8000转。

这里，轴承13的转速可以为每分钟3000转、每分钟4000转、每分钟5000转、每分钟6000转或者每分钟8000转，当然，轴承13的转速并不局限于此，具体可以根据实际情况来确定，本发明实施例对此不做任何限定。

需要说明的是，轴承腔可以由轴承箱31至轴承压盖33开设，轴承压盖33可以采用非导磁材料制成，轴承箱31的进油压力可以为0.2兆帕至0.4兆帕。轴承箱31可以设置有油气入口311和油气出口313，从油气发生器产生并进入油气入口311的油气的压力即为轴承箱31的进油压力，通过油气的持续供应，可以降低高速旋转的轴承13的温度。这里，轴承箱31的进油压力可以为0.2兆帕、0.3兆帕或者0.4兆帕，当然，轴承箱31的进油压力的取值并不局限于此，具体可以根据实际情况来确定，本发明实施例对此不作任何限定。

需要说明的是，轴套15的数量可以为两个，一个轴套15可以抵靠于轴承13的左端面，另一个轴套15可以抵靠于轴承13的右端面，为了便于理解，本发明实施例中均仅针对抵靠于轴承13的右端面的轴套15，以及这个轴套15所相关的密封装置结构进行说明。

本发明实施例中，该密封装置可以包括：第一磁导体21、永磁体23和第二磁导体25；其中，第一磁导体21、永磁体23和第二磁导体25均套设在轴套15外，第一磁导体21抵靠于端面(其具体可以为轴承13的右端面)，永磁体23夹设在第一磁导体21和第二磁导体25之间，永磁体23、第一磁导体21、轴套15和第二磁导体25配合形成闭合磁力线；如图3所示，轴套15的外壁与第一磁导体21的内壁和第二磁导体25的内壁之间均具有间隙100，第一磁导体21的内壁和第二磁导体25的内壁均设置有极齿200，间隙100和极齿200中均充满磁流体。

这里，永磁体23可以为仅轴向具有磁性，径向不具有磁性的环性磁铁；第一磁导体21和第二磁导体25可以沿轴向间隔设置，第一磁导体21和第二磁导体25的轴向间距可以为1毫米、1.5毫米、2毫米或者其他取值；磁流体可以采用注入的方式填充至间隙100和极齿200中，例如采用滴管滴入的方式进行注入。

需要指出的是，永磁体23、第一磁导体21、轴套15和第二磁导体25配合形成闭合磁力线是指：对于永磁体23产生的磁力线，其能够在依次经过第一磁导体21、轴套15和第二磁导体25后，回到永磁体23。

可选地，轴11与轴套15之间可以安装有密封圈，例如安装有o形密封圈27和o形密封圈29，以提高密封性能。

本发明实施例中，密封装置包括第一磁导体21、永磁体23和第二磁导体25，永磁体23、第一磁导体21、轴套15和第二磁导体25配合形成闭合磁力线，也就是说，对于永磁体23产生的磁力线，其能够在依次经过第一磁导体21、轴套15和第二磁导体25后，回到永磁体23。那么，在闭合的磁力线的作用下，轴套15与第一磁导体21和第二磁导体25之间的间隙100，以及第一磁导体21和第二磁导体25上的极齿200中的磁流体能够被紧紧地吸附，磁流体能够承受沿轴向方向的推力，这样能够在通过油气给高速旋转的轴承13降温的同时，实现轴套15与第一磁导体21和第二磁导体25之间的动密封，从而有效地降低轴承腔发生泄漏的可能性，保证轴承腔的健康环保运行，并且提高轴承13的可靠性，保证轴承13的使用寿命。

可见，本发明实施例中，轴承腔内部是通过磁流体密封方式实现密封的。一般而言，磁流体密封方式具有以下优良性能：(1)几乎无泄漏，泄漏量最高小于10-12米3/(帕·秒)；(2)结构简单，占用空间小；(3)磁流体的载液一般具有较高的稳定性和较低的蒸汽压，它们的挥发量极低，且更换添加磁流体后还，可继续使用，因此，磁流体密封的使用寿命一般长达10年以上；(4)磁流体能够通过形变来适应部件的各种表面状况和配合间隙，能够补偿一定的轴的偏心量和径向跳动量，因此，密封处对各个部件的粗糙度没有要求，且允许较大的尺寸误差；(5)磁流体载液的饱和蒸汽压极低，即便在高真空的工况下也不会产生污染，因此，磁流体密封的污染极小；(6)由于磁流体密封为非接触式密封，内部永磁体和磁极等部件与转轴无接触，磨损小，所需的运转扭矩小，发热量少，因此，磁流体密封具有低摩擦、低磨损、低发热性能；(7)磁流体密封在压力过高时瞬间击穿，当介质压力降低到磁流体密封的耐压能力以下时，磁流体就会“自愈”，仍然具有密封效果，因此，磁流体密封的可靠性高。因此，与现有技术相比，本发明实施例能够通过一种结构简单，易于加工、占用空间小、价格低廉、使用寿命长的密封装置，有效地保证对轴承腔的密封效果，从而避免对环境造成污染，以及避免对人体健康造成危害。

可选地，极齿200可以满足以下至少一项：

极齿200的齿宽为1毫米至3毫米；

极齿200的齿高为1毫米至3毫米；

第一磁导体21的内壁设置有至少两个极齿200，且第一磁导体21上的相邻极齿200的间距为0.8毫米至1.5毫米。

这里，每个极齿200的齿宽可以为1毫米、1.5毫米、2毫米、2.5毫米或者3毫米，每个极齿200的齿高可以为1毫米、1.5毫米、2毫米、2.5毫米或者3毫米，当然，每个极齿200的齿宽和齿高地取值并不局限于此，具体可以根据实际情况来确定，本实施例对此不做任何限定。

这里，在第一磁导体21的内壁设置有至少两个极齿200的情况下，第一磁导体21上的相邻极齿200的间距可以为0.8毫米、1.0毫米、1.2毫米、1.3毫米或者1.5毫米，当然，第一磁导体21上的相邻极齿200的间距的取值并不局限于此，具体可以根据实际情况来确定，本实施例对此不做任何限定。

需要说明的是，在第二磁导体25的内壁设置有至少两个极齿200的情况下，第二磁导体25上的相邻极齿200的间距也可以为0.8毫米、1.0毫米、1.2毫米、1.3毫米、1.5毫米等，在此不再一一列举。

本实施例中，极齿200的齿宽和齿高均为1毫米至3毫米，第一磁导体21上的相邻极齿200的间距为0.8毫米至1.5毫米，那么，极齿200的相关尺寸均处于较为合理的范围内，这样能够起到较好的密封效果。

可选地，间隙100的径向尺寸为0.8毫米至1.2毫米。

这里，间隙100的径向尺寸为0.8毫米、0.9毫米、1.0毫米、1.1毫米或者1.2毫米，当然，间隙100的径向尺寸的取值并不局限于此，具体可以根据实际情况来确定，本发明实施例对此不做任何限定。

本实施例中，间隙100的径向尺寸为0.8毫米至1.2毫米，那么，间隙100的径向尺寸处于较为合理的范围内，这样不仅能够避免间隙100的径向尺寸过小而影响到磁流体向间隙100中的注入，还能够避免间隙100的径向尺寸过大而对密封性能造成不良的影响。

可选地，第一磁导体21开设有第一卡接槽；

第二磁导体25开设有第二卡接槽；

永磁体23的一端(图1、图2中所示的右端)卡接于第一卡接槽，永磁体的另一端(图1、图2中所示的左端)卡接于第二卡接槽。

本实施例中，只需将永磁体23的两端分别卡接于相应卡接槽内，即可便捷地实现永磁体23的安装，因此，永磁体23的安装操作实施起来非常便捷。

可选地，永磁体23的一端与第一卡接槽之间可以为间隙配合；

永磁体23的另一端与第二卡接槽之间可以为间隙配合。

具体地，永磁体23的一端与第一卡接槽之间，以及永磁体23的另一端与第二卡接槽之间的配合公差均可以选择h7/f6。

本实施例中，永磁体23的两端与相应卡接槽之间均可以为间隙配合，这样能够方便永磁体23的安装。

需要指出的是，永磁体23的安装方式并不局限于卡接，例如为螺接等也是可行的。

综上，与现有技术相比，本实施例能够通过一种结构简单，易于加工、占用空间小、价格低廉、使用寿命长的密封装置，有效地保证对轴承腔的密封效果，从而避免对环境造成污染，以及避免对人体健康造成危害。

下面对本发明实施例提供的轴承箱系统进行说明。

本发明实施例提供了一种轴承箱系统，如图1、图2所示，该轴承箱系统包括：固定连接的轴承箱31和轴承压盖33，以及上述的密封装置；其中，由轴承箱31至轴承压盖33开设有轴承腔，密封装置安装于轴承腔内。

这里，轴承箱31和轴承压盖33可以通过焊接、螺接、铆接或者本领域技术人员所熟知的其他方式固定连接，在此不再一一列举。具体地，轴承箱31和轴承压盖33可以通过紧定螺钉35固定连接。

需要说明的是，密封装置的具体实施过程参照上述密封装置实施例中的说明即可，本发明实施例对此不做任何限定。

由于密封装置具有上述效果，包括该密封装置的轴承箱系统也具有相应的技术效果，在此不再赘述。

可选地，密封装置的数量为两个，两个密封装置分设于轴承腔中的轴承13的两端。

本实施例中，分设于轴承腔中的轴承13的两端的密封装置能够分别实现密封功能，这样能够进一步保证对轴承腔的密封效果。

可选地，轴承腔中的轴承13的转速为每分钟3000转至每分钟8000转。

可选地，轴承箱31的进油压力为0.2兆帕至0.4兆帕。

可选地，轴承腔中的轴11和轴套15之间安装有密封圈。

综上，与现有技术相比，本实施例能够通过一种结构简单，易于加工、占用空间小、价格低廉、使用寿命长的密封装置，有效地保证对轴承腔的密封效果，从而避免对环境造成污染，以及避免对人体健康造成危害。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。