高速油封结构、变速箱及减速机制造技术

本实用新型专利技术提供的一种高速油封结构，包括横截面为L型的桶状骨架和横截面为V型的环形弹簧；弹簧套设在骨架中，弹簧的连接端与骨架的顶部接触，第一弹簧片的自由端与骨架的内侧壁接触；骨架的外壁和第二弹簧片的外壁上包覆有橡胶层，第二弹簧片上部的橡胶层上设置有用于防尘的副唇，第二弹簧片下部的橡胶层上设置有用于密封的主唇，主唇的密封面上涂覆有一层耐磨层。该高速油封将氟橡胶材料的优点与PTFE材料特性有效结合，选取不同材料性能及结构优势，实现性能最优化，降低了油封磨耗，增加了产品使用寿命，满足了目前高速系列产品的使用需求。

High speed oil seal structure, gearbox and reducer

【技术实现步骤摘要】
高速油封结构、变速箱及减速机
本技术涉及机械密封领域，具体为一种高速油封结构，以及安装有该高速油封的变速箱和减速机。
技术介绍
随着国内汽车行业的高速发展，传统的汽车产业已无法满足市场需求，同时环保要求的不断提高，也带动了汽车行业的新一轮革命，即新能源汽车产业。减速机作为大部分新能源汽车标配零部件，担负着传递动能，提高扭矩的作用，随着新能源汽车的快速发展，其产品性能要求不断刷新，同时车用电机输出转速的不断提高，对减速机输入转速要求同步提高。针对减速机产品，因输入轴转速与电机输出转速同步，速比较大，故输入轴油封要求远高于其他位置密封类产品。目前国内减速机转速要求集中于10000rpm-12000rpm，且旋向要求多为双向旋转。同时减速机产品需满足在高温、极寒、高海拔等特殊工况情况下使用，且其本身在工作过程中油温较高(正常温度80℃-120℃)，极限温度约为140℃，外加使用过程中存在的高转速、介质油等因素，实际对减速机油封性能要求更高。目前国内外的主流油封产品依然为传统的纯橡胶类骨架旋转油封，其为1929年由德国人技术使用，至今已有80年历史，主要以氟橡胶、丁腈橡胶等橡胶材料作为主密封材料，再通过模压、硫化等工艺流程制作而成。目前绝大部分高速油封产品使用传统氟橡胶油封或者新型PTFE油封作为主要密封手段。普通氟橡胶本身使用温度范围为-20℃-200℃，考虑到氟橡胶材料在超出其使用温度要求后，密封性能会有所改变，特别是目前大规模在使用的氟橡胶骨架油封在-40℃的环境下，产品变硬导致密封失效，影响变速箱的正常使用。当然特殊氟橡胶材料使用温度可以满足目前使用要求，但是其高昂的层本不适合大规模推广使用。而PTFE材料油封随轴性差，在轴进行高速旋转情况下唇片回复能力不足，追随性差，无法满足高速旋转所带来的高频振动。综上所述，目前大部分的高速油封产品，无法满足长时间高速运转，无法满足市场需要。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术提供一种高速油封结构。解决了减速机油封在高转速、高温、超长时间运转过程中所出现的漏油故障。本技术是通过以下技术方案来实现：一种高速油封结构，包括横截面为L型的桶状骨架和横截面为V型的环形弹簧；弹簧包括由外而内依次设置的环形第一弹簧片和环形第二弹簧片，环形第一弹簧片和环形第二弹簧片的上端固连；弹簧套设在骨架中，弹簧的连接端与骨架的顶部接触，第一弹簧片的自由端与骨架的内侧壁接触；骨架的外壁和第二弹簧片的外壁上包覆有橡胶层，第二弹簧片上部的橡胶层上设置有用于防尘的副唇，第二弹簧片下部的橡胶层上设置有用于密封的主唇，主唇的密封面上涂覆有一层耐磨层。可选的，所述耐磨层为PTFE涂层。可选的，所述橡胶层为氟橡胶层。可选的，所述副唇的数量为多个，多个副唇沿轴向间隔设置。可选的，所述骨架外侧壁的橡胶层的表面为沿轴向设置的波纹面。可选的，所述主唇的底部依次设置有环形的切边槽和环形的切唇面。可选的，所述切唇面的角度为45°。可选的，所述骨架的底部设置倒角。本申请还提供了一种变速箱，该变速箱的传动轴上设置有上述高速油封。本申请还提供了一种减速机，该减速机的传动轴上均设置有上述高速油封。与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：该高速油封，采用截面为V型的弹簧，V型弹簧作用力方向为沿轴的径向方向，与轴的跳动方向一致，V型弹簧在轴高速运转跳动过程中，能够快速提供油封唇口径向的预紧力补偿，使主唇口拥有良好的跟随性，提高油封唇口与轴的追随性。同时在主唇口涂覆耐磨层，提高油封的耐磨性能，延长使用寿命。耐磨涂层采用PTFE材料，该材料摩擦系数小，摩擦系数可以达到0.11-0.17，远低于普通橡胶材料的摩擦系数，主唇的密封面喷涂的PTFE材料可以有效的降低磨耗，降低热量产生，减少对轴表面磨损，提高传动效率。进一步橡胶层采用氟橡胶，氟橡胶作为主体材料，弹性较好，且与轴的随动性能较好，耐偏心及抗高频振动能力较强，将氟橡胶与PTFE两种材料优点结合，使该高速油封可以承受10000rpm-12000rpm转速下长时间运转，增加主唇的耐磨性，进而提高油封的使用寿命。进一步采用三个副唇，有效的防止了外界杂质进入油封内部对油封唇口造成损伤，大大增强高速油封防尘能力。进一步，高速油封的外侧壁采用波纹面及下端采用倒角设计，降低油封压入力，降低油封装配风险，且避免油封产生切边。附图说明图1为本技术高速油封的结构示意图；图2为本技术高速油封的受力分析图；图3为本技术现有油封的受力分析图。图中：1、主唇；2、弹簧；3、切边槽；4、副唇；5、波纹面；6、骨架。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，所述是对本技术的解释而不是限定。一种高速油封，包括横截面为L型的桶装环形骨架6和横截面为V型的环形弹簧2。如图1所示，骨架6的L型截面的水平端位于垂直端的上部，且水平端的延伸端向骨架6的中心延伸，弹簧2套设在骨架的内部。弹簧2包括由外而内依次设置的环形的第一弹簧片和环形的第二弹簧片，第一弹簧片和第二弹簧片的上端连接，其连接端与骨架的内顶面接触，第一弹簧片的下端与骨架6的内壁接触。如图1中，骨架6的外壁和第二弹簧片的外壁上包覆有橡胶层，骨架6的内壁和第一弹簧片的外壁之间的空间中填充有橡胶层。包覆的橡胶层和填充的橡胶层均为氟橡胶。第二弹簧片的橡胶层的上部设置有用于防止灰尘的副唇组，副唇组包括多个自上而下间隔设置的环形副唇4，优选为3个。三个副唇有效的防止了外界杂质进入油封内部对油封唇口造成一定损伤。保证了高速油封内部清洁性，增强高速油封使用寿命。第二弹簧片的橡胶层的下部设置有环形主唇1，主唇1的密封面上喷涂有PTFE涂层，用于增加耐磨性能。主唇1的底部依次设置环形的切边槽3和环形的切唇面，切唇面的角度为45°，刀具在对高速油封的下端切边时，刀具的端部沿切唇面深入切边槽中，切边槽防止修边时避免刀具直接与唇口接触，以免因切边异常造成唇口部位存在缺陷。骨架6的垂直侧壁的外壁上设置有沿轴向的连续环形波纹，连续的环形波纹自上而下设置，采用环形波纹进行密封，将高速油封的正面密封，采用多个连续的线密封，能够承受更大的压力。骨架6的下端设置倒角结构，形成导向段，方便高速油封的安装，同时提高油封在修边过程中的效率。骨架油封是油封的典型代表。油封的作用是将传动部件中需要润滑的部件与出力部件隔离，不至于让润滑油渗漏。骨架就如同混凝土构件里面的钢筋，起到加强的作用，并使油封能保持形状及张力。通常，在自由状态下的骨架油封，其内径比轴径小，即具有一定的过盈量。因此，当油封装入油封座和轴上之后，油封的主唇片的压力和自有的恢复特性对轴产生一定的抱轴力，其唇片良好的跟随性及补偿性保证了油封的抱轴力，本申请的高速油封结构将氟橡胶主唇口的跟随性和PTFE涂层的自润滑性及低磨耗、耐高温等性能完美结合。油封高速运转过程中，润滑油在飞溅润滑状态下会在油封唇片上生成油膜，油膜的刚度恰好使油膜与空气接触端形成一个新月面，防止了工作介质的泄漏，从而实现旋转轴的密封。本申请的高速油封主要为了解决目前实际所遇到的减速机产品油封在高转速、高温、超长时间运转过程中所出现的漏油故障。特别针对在一些特殊工况、特殊条件下，满足产品密封性能需求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速油封结构，其特征在于，包括横截面为L型的桶状骨架(6)和横截面为V型的环形弹簧(2)；弹簧(2)包括由外而内依次设置的环形第一弹簧片和环形第二弹簧片，环形第一弹簧片和环形第二弹簧片的上端固连；弹簧(2)套设在骨架(6)中，弹簧(2)的连接端与骨架(6)的顶部接触，第一弹簧片的自由端与骨架(6)的内侧壁接触；骨架(6)的外壁和第二弹簧片的外壁上包覆有橡胶层，第二弹簧片上部的橡胶层上设置有用于防尘的副唇(4)，第二弹簧片下部的橡胶层上设置有用于密封的主唇，主唇(1)的密封面上涂覆有一层耐磨层。

【技术特征摘要】
1.一种高速油封结构，其特征在于，包括横截面为L型的桶状骨架(6)和横截面为V型的环形弹簧(2)；弹簧(2)包括由外而内依次设置的环形第一弹簧片和环形第二弹簧片，环形第一弹簧片和环形第二弹簧片的上端固连；弹簧(2)套设在骨架(6)中，弹簧(2)的连接端与骨架(6)的顶部接触，第一弹簧片的自由端与骨架(6)的内侧壁接触；骨架(6)的外壁和第二弹簧片的外壁上包覆有橡胶层，第二弹簧片上部的橡胶层上设置有用于防尘的副唇(4)，第二弹簧片下部的橡胶层上设置有用于密封的主唇，主唇(1)的密封面上涂覆有一层耐磨层。2.根据权利要求1所述高速油封结构，其特征在于，所述耐磨层为PTFE涂层。3.根据权利要求1所述高速油封结构，其特征在于，所述橡胶层为氟橡胶层。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：严鉴铂，田沛，宋楠，古婷，
申请(专利权)人：陕西法士特汽车传动集团有限责任公司，陕西法士特齿轮有限责任公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61