CN203560407U - 齿轮箱用非接触密封结构及齿轮箱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种齿轮箱用非接触密封结构及齿轮箱，包括套设在齿轮箱中转动轴上且随所述转动轴转动的动环以及相对所述齿轮箱箱体固定不动的静环；所述静环套设在所述动环的外缘，以使所述动环及所述静环之间按油液外泄的方向依次形成用以容纳润滑油的油腔、用以阻止所述油腔中的油液外泄的第一迷宫结构、用以使所述第一迷宫结构泄漏的油液流回所述齿轮箱内的回油腔以及阻止所述回油腔中的油液外泄的第二迷宫结构。本实用新型提供的齿轮箱用非接触密封结构及齿轮箱，通过设置动环及静环，形成油腔、第一迷宫结构、回油腔及第二迷宫结构，使齿轮箱既具有较好的密封效果，也便于拆装及维护。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械结构的密封技术，尤其涉及一种齿轮箱用非接触密封结构及齿轮箱。
背景技术
随着铁路动车、城轨车辆的时速逐步提高，它们的驱动齿轮箱已由脂润滑改为飞溅式油润滑，为防止箱体内的润滑油外漏以及箱体外的水灰进入齿轮箱箱体，在齿轮箱箱体与转动轴之间常采用一定的密封结构进行密封，现有技术中，随着转动轴转速的提高，转动轴与齿轮箱之间的密封结构普遍采用无磨损的非接触式密封结构。
但是，目前存在的各种非接触式密封结构中，有些密封效果好但装配和拆装较为困难、给维护带来不便，而有些装配和拆装方便，但密封效果不好，存在泄漏问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种齿轮箱用非接触密封结构及齿轮箱，使齿轮箱具有较好的密封效果，又便于拆装及维护。
本实用新型提供一种齿轮箱用非接触密封结构，包括套设在齿轮箱中转动轴上且随所述转动轴转动的动环以及相对所述齿轮箱箱体固定不动的静环；
所述静环套设在所述动环的外缘，以使所述动环及所述静环之间按油液外泄的方向依次形成用以容纳润滑油的油腔、用以阻止所述油腔中的油液外泄的第一迷宫结构、用以使所述第一迷宫结构泄漏的油液流回所述齿轮箱内的回油腔以及阻止所述回油腔中的油液外泄的第二迷宫结构。
如上所述的齿轮箱用非接触密封结构中，与所述油腔连通设置有进油孔，用于使润滑油通过所述进油孔进入所述油腔；
与所述回油腔连通设置有回油通道，用以使所述回油腔中的油液通过所述回油通道回流到所述齿轮箱的油箱内。
如上所述的齿轮箱用非接触密封结构中，所述齿轮箱箱体上用于穿设所述转动轴的轴孔内设置有轴承套，用于安装所述转动轴上轴承的外环；
所述进油孔设置在所述轴承套的上部位置，所述回油通道设置在所述轴承套的下部位置。
如上所述的齿轮箱用非接触密封结构中，所述轴孔外侧设置有端盖，所述端盖与所述轴承套固定连接；
所述静环包括所述端盖及所述端盖上所设置的固定环。
如上所述的齿轮箱用非接触密封结构中，所述轴承套与所述端盖之间设置有密封环，以防止油液从所述轴承套与所述端盖之间的间隙泄漏；
所述轴承套与所述端盖之间还设置有间隙调整垫，用于调整所述轴承的轴向间隙。
如上所述的齿轮箱用非接触密封结构中，所述油腔内，所述动环上设置有第一锥面，用以通过所述第一锥面旋转所产生的离心导引效应使所述油腔中的油液甩溅到待润滑结构上。
如上所述的齿轮箱用非接触密封结构中，所述第一迷宫结构包括所述动环及所述静环之间形成的第一缝隙及扩容腔；
所述扩容腔内，所述动环上靠近所述第一缝隙的位置设置有第二锥面，用以通过所述第二锥面旋转所产生的离心导引效应形成的油雾墙封堵所述第一缝隙；
所述扩容腔内，所述动环上设置有与所述第二锥面相对的第三锥面，用以使所述扩容腔中的油液通过所述第三锥面的旋转抛射到所述回油腔的预设位置。
如上所述的齿轮箱用非接触密封结构中，所述回油腔内设置有使油液能够通过所述回油通道顺利流回到所述齿轮箱内的第一油槽和第二油槽，所述扩容腔内的油液通过所述第三锥面旋转所产生的离心导引效应抛射到所述第一油槽及所述第二油槽中。
所述回油腔内，所述动环上靠近所述扩容腔的位置设置有第四锥面，用以通过所述第四锥面旋转所产生的离心导引效应形成的油雾墙阻止所述第一迷宫结构的油液向所述回油腔内泄漏。
如上所述的齿轮箱用非接触密封结构中，所述第二迷宫结构包括所述动环与所述静环之间形成的第二缝隙及迂回缝隙；以便所述回油腔中通过所述第二缝隙泄漏的油液进入到所述迂回缝隙，所述迂回缝隙中的油液能够流回到所述回油腔；
所述第二缝隙中，所述动环上设置有第五锥面，用以通过所述第五锥面旋转所产生的离心导引效应形成的油雾墙封堵所述第二缝隙。
如上所述的齿轮箱用非接触密封结构中，所述静环与所述动环之间还形成有用以阻止所述齿轮箱外侧的杂质进入到所述齿轮箱内的第三迷宫结构。
如上所述的齿轮箱用非接触密封结构中，所述第三迷宫结构包括所述静环与所述动环之间形成的第三缝隙及隔离腔，所述齿轮箱外侧的杂质通过所述第三缝隙能够进入到所述隔离腔中，并从所述隔离腔的底部设置的排灰通道排出。
如上所述的齿轮箱用非接触密封结构中，所述动环上靠近所述第三缝隙的位置设置有第六锥面，用以通过所述第六锥面旋转所产生的离心导引效应形成的气雾墙封堵所述第三缝隙。
本实用新型还提供一种齿轮箱，包括如上所述的齿轮箱用非接触密封结构。
本实用新型提供的齿轮箱用非接触密封结构及齿轮箱，通过设置动环及静环，形成油腔、第一迷宫结构、回油腔及第二迷宫结构，使齿轮箱既具有较好的密封效果，也便于拆装及维护。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的齿轮箱用非接触密封结构的结构示意图；
图2为图1中A处的放大图；
图3为用本实用新型实施例提供的齿轮箱用非接触密封结构进行密封的示意图；
图4为图3中B处的放大图。
具体实施方式
本实用新型实施例提供一种齿轮箱用非接触密封结构，如图1及图2所示，该齿轮箱用非接触密封结构包括套设在齿轮箱中转动轴3上且随所述转动轴3转动的动环1以及相对所述齿轮箱箱体（图中未示）固定不动的静环2；静环2套设在动环1的外缘，以使动环1及静环2之间按油液外泄（向齿轮箱外侧泄漏）的方向依次形成用以容纳润滑油的油腔10、用以阻止所述油腔10中的油液外泄的第一迷宫结构20、用以使从第一迷宫结构20泄漏的油液流回齿轮箱内的回油腔30以及阻止回油腔30中的油液外泄的第二迷宫结构40。
本实施例中，与油腔10连通设置有进油孔11，用于使润滑油通过进油孔11进入到油腔10；与回油腔30连通设置有回油通道33，用以使回油腔30中的油液通过回油通道33回流到齿轮箱的油箱内。
本实施例中，齿轮箱箱体上用于穿设所述转动轴3的轴孔内设置有轴承套4，用于安装所述转动轴3上轴承7的外环，进油孔11设置在轴承套4的上部位置，回油通道33设置在轴承套4的下部位置。
本实施例中，用以穿设转动轴3的齿轮箱箱体的轴孔外侧设置有端盖5，端盖5与轴承套4固定连接，且轴承套4及端盖5通过螺栓固定在齿轮箱的箱体上。
本实施例中，静环2包括端盖5及端盖5上所设置的固定环6，具体的，固定环6固定在端盖5的内侧，端盖5与固定环6形成的结构的内缘部分制做出预设的形状，并安装在动环1的外缘，固定环6与动环1之间在靠近轴承7的位置形成用以润滑轴承7的油腔10，紧邻油腔10是动环1与固定环6之间形成的用以防止油腔10中的油液外泄的第一迷宫结构20，在固定环6的另一侧与端盖5以及动环1之间形成回油腔30，紧邻回油腔30，在端盖5与第一动环1之间形成用以防止回油腔30中的油液外泄的第二迷宫结构40。本实施例通过在端盖5上固定设置固定环6，可便于获得较大的回油腔空间。
本实施例中，如图2所示，在轴承套4与所述端盖5之间设置有O形密封环8，以防止油液从轴承套4与端盖5之间的间隙泄漏，另外，在轴承4与端盖5之间还设置有间隙调整垫9，用以调整轴承7的轴向间隙。
本实施例中，如图2所示，在油腔10内，动环1上设置有第一锥面101，用以通过第一锥面101的旋转使所述油腔10中的油液甩溅到待润滑结构（即轴承7）上。齿轮箱工作时，油池中的润滑油被浸在油池中的齿轮轮齿带起，飞溅到箱体上的油槽后，从进油孔11进入到油腔10中，一部分油液积聚到油腔10腔底润滑轴承7的滚子和滚道，一部分油液通过第一锥面101的旋转甩溅到轴承7上，对轴承7进行润滑。第一锥面101是根据锥面的离心导引效应（旋转的锥体在垂直于转轴的离心力的分力总是由小端指向大端，使得油液由小端向大端移动），使油液沿第一锥面101的小端向大端移动并沿大端的切向被甩到轴承7上。
本实施例中，第一迷宫结构20包括动环1及静环2之间形成的第一缝隙21及扩容腔22；扩容腔22内，动环1上靠近第一缝隙21的位置设置有第二锥面102，用以通过第二锥面102旋转产生的离心导引效应而形成的反向气流及液流（油雾墙）封堵所述第一缝隙21，使尽量少的油液从第一缝隙21泄漏；扩容腔22内，动环1上设置有与第二锥面102相对的第三锥面103，用以使扩容腔22中的油液通过第三锥面103的旋转抛射到回油腔30的预设位置，使油液在回油腔30的预设位置能够快速回流。其中，第二锥面102及第三锥面103同样是利用锥面的离心导引效应，使气流及液流在锥面的旋转过程中从小端到大端移动。
本实施例中，回油腔30内设置有使油液能够通过回油通道33顺利回流到齿轮箱内的第一油槽31第二油槽32，扩容腔22内的油液通过第三锥面103的旋转抛射到第一油槽31及第二油槽32中，油液从第一油槽31及第二油槽32中可顺利进入到回油通道33中。
本实施例中，回油腔30内，动环1上靠近扩容腔22的位置设置有第四锥面104，用以通过第四锥面104旋转产生的离心导引效应形成的油雾墙，使产生的气流及液流阻止第一迷宫结构20的油液向回油腔30内泄漏。
本实施例中，第二迷宫结构40包括动环1与静环2之间形成的第二缝隙及41迂回缝隙42，以便回油腔30中通过第二缝隙41泄漏的油液进入到迂回缝隙42，迂回缝隙42中的油液能够流回到回油腔30，而不使油液外泄；
其中，第二缝隙41中，动环1上设置有第五锥面105，用以通过第五锥面105旋转产生的离心导引效应形成的油雾墙，使产生的气流与液流封堵第二缝隙41，使尽量少的油液进入到第二缝隙41。
本实施例中，如图1及图2所示，动环1与静环2之间还形成有用以阻止齿轮箱外侧的杂质进入到齿轮箱内的第三迷宫结构50，该第三迷宫结构50包括动环1与静环2之间形成的第三缝隙51及隔离腔52，为封堵第三缝隙51，动环1上靠近第三缝隙51的位置设置有第六锥面106，隔离腔52中的水、灰及气体等通过第六锥面106旋转产生的离心导引效应形成的气雾墙可封堵第三缝隙51，使尽量少的水、灰等进入到隔离腔52；而通过第三缝隙51进入到隔离腔52中的水、灰等杂质，由于容积的增大被减速，落向隔离腔52上部的沟槽及下部的沟槽中，然后移动到隔离腔52的下部，从隔离腔52下部设置的水灰通道53（图1）排出齿轮箱箱体外。
下面通过图3及图4（同时结合图2）对用本实施例提供的齿轮箱用非接触密封结构进行密封的具体过程进行描述。（以下描述中提及的锥面均利用了旋转产生的离心导引效应，不再赘述）。
润滑油油液通过进油孔11进入到油腔10中，油腔10中的油液一部分积聚到腔底润滑轴承7，一部分油液通过动环1上的第一锥面101的旋转将该部分油液甩溅到轴承7上，使轴承7进行充分润滑，因此，该油腔10中的油液一部分用于润滑，润滑后通过轴承7流回油箱，一部分留在油腔10中，而留在油腔10中的油液有一小部分通过第一迷宫结构20中的第一缝隙21进入到扩容腔22中，而扩容腔22中的气体及油液通过第一动环1上第二锥面102的旋转，产生向第一缝隙21泄漏方向的反方向移动的气流和液流，形成密封油雾墙，对第一缝隙21进行封堵，而小部分进入到扩容腔22中的油液通过第三锥面103的旋转，抛射到回油腔30中的第一油槽31及第二油槽32中，再从第一油槽31及第二油槽32顺利流入到回油腔30底部设置的回油通道33中。同时，回油腔30中的气体及油液通过第四锥面104的旋转产生密封油雾墙，来防止第一迷宫结构20中的油液泄漏进入到回油腔30中。
回油腔30中部分油液进一步外泄进入到第二迷宫结构40中，首先进入到第二迷宫结构40的第二缝隙41中，而第二缝隙41中的油液及气体可通过动环1上第五锥面105的旋转，封堵第二缝隙41，而仍通过第二缝隙41进入到迂回缝隙42中的油液，可通过迂回缝隙42流回到回油腔30中，从而防止了油液的外泄。
在齿轮箱箱体外侧的水、灰等通过第三迷宫结构50的第三缝隙51进入到隔离腔52中时，隔离腔52中的气流、水灰等可通过动环1上的第六锥面106的旋转来封堵第三缝隙51，使尽量少的水、灰等进入到隔离腔52中，而进入到隔离腔52中的水、灰等杂质可通过隔离腔52底部设置的水灰通道53排出齿轮箱外。
下面结合图1对本实施例提供的齿轮箱用非接触密封结构的拆装过程进行描述。
装配时，分别将轴承7的内环及动环1装配到转动轴3（转动轴3上还装有齿轮等零部件）上，成为转动轴组件，轴承7的内环及动环1与转动轴5之间为过盈配合，轴承7的外环装配到轴承套4中，成为轴承套组件，在固定有固定环6的端盖5上装入O形密封圈8及间隙调整垫9，成为端盖组件，将轴承套组件与转动轴组件装到一起，放到齿轮箱的箱体所设置的轴孔中，由定位销定位，再将端盖组件装配到轴承套组件，也用定位销定位，最后用螺栓将轴承套和端盖固定在箱体上。在拆卸时，拆卸螺钉，依次取出端盖组件、轴承套组件，然后取出转动轴组件，如需再拆卸，可使用工装将动环1及轴承7的内环从转动轴3上拆下。
本实施例提供的齿轮箱用非接触密封结构通过设置动环及静环，形成油腔、第一迷宫结构、回油腔及第二迷宫结构，使齿轮箱既具有较好的密封效果，也便于拆装及维护。
本实用新型另一实施例还提供一种齿轮箱，包括有本实用新型任意实施例提供的齿轮箱用非接触密封结构。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (13)
1.一种齿轮箱用非接触密封结构，其特征在于，包括套设在齿轮箱中转动轴上且随所述转动轴转动的动环以及相对所述齿轮箱箱体固定不动的静环；
所述静环套设在所述动环的外缘，以使所述动环及所述静环之间按油液外泄的方向依次形成用以容纳润滑油的油腔、用以阻止所述油腔中的油液外泄的第一迷宫结构、用以使所述第一迷宫结构泄漏的油液流回所述齿轮箱内的回油腔以及阻止所述回油腔中的油液外泄的第二迷宫结构。
2.根据权利要求1所述的齿轮箱用非接触密封结构，其特征在于，与所述油腔连通设置有进油孔，用于使润滑油通过所述进油孔进入所述油腔；
与所述回油腔连通设置有回油通道，用以使所述回油腔中的油液通过所述回油通道回流到所述齿轮箱的油箱内。
3.根据权利要求2所述的齿轮箱用非接触密封结构，其特征在于，所述齿轮箱箱体上用于穿设所述转动轴的轴孔内设置有轴承套，用于安装所述转动轴上轴承的外环；
所述进油孔设置在所述轴承套的上部位置，所述回油通道设置在所述轴承套的下部位置。
4.根据权利要求3所述的齿轮箱用非接触密封结构，其特征在于，所述轴孔外侧设置有端盖，所述端盖与所述轴承套固定连接；
所述静环包括所述端盖及所述端盖上所设置的固定环。
5.根据权利要求4所述的齿轮箱用非接触密封结构，其特征在于，所述轴承套与所述端盖之间设置有密封环，以防止油液从所述轴承套与所述端盖之间的间隙泄漏；
所述轴承套与所述端盖之间还设置有间隙调整垫，用于调整所述轴承的轴向间隙。
6.根据权利要求2所述的齿轮箱用非接触密封结构，其特征在于，所述油腔内，所述动环上设置有第一锥面，用以通过所述第一锥面旋转所产生的离心导引效应使所述油腔中的油液甩溅到待润滑结构上。
7.根据权利要求2所述的齿轮箱用非接触密封结构，其特征在于，所述第一迷宫结构包括所述动环及所述静环之间形成的第一缝隙及扩容腔；
所述扩容腔内，所述动环上靠近所述第一缝隙的位置设置有第二锥面，用以通过所述第二锥面旋转所产生的离心导引效应形成的油雾墙封堵所述第一缝隙；
所述扩容腔内，所述动环上设置有与所述第二锥面相对的第三锥面，用以使所述扩容腔中的油液通过所述第三锥面旋转所产生的离心导引效应抛射到所述回油腔的预设位置。
8.根据权利要求7所述的齿轮箱用非接触密封结构，其特征在于，所述回油腔内设置有使油液能够通过所述回油通道顺利流回到所述齿轮箱内的第一油槽和第二油槽，所述扩容腔内的油液通过所述第三锥面旋转所产生的离心导引效应抛射到所述第一油槽及所述第二油槽中，
所述回油腔内，所述动环上靠近所述扩容腔的位置设置有第四锥面，用以通过所述第四锥面旋转所产生的离心导引效应形成的油雾墙阻止所述第一迷宫结构的油液向所述回油腔内泄漏。
9.根据权利要求2所述的齿轮箱用非接触密封结构，其特征在于，所述第二迷宫结构包括所述动环与所述静环之间形成的第二缝隙及迂回缝隙，以便所述回油腔中通过所述第二缝隙泄漏的油液进入到所述迂回缝隙，所述迂回缝隙中的油液能够流回到所述回油腔；
所述第二缝隙中，所述动环上设置有第五锥面，用以通过所述第五锥面旋转所产生的离心导引效应形成的油雾墙封堵所述第二缝隙。
10.根据权利要求1-9任一所述的齿轮箱用非接触密封结构，其特征在于，所述静环与所述动环之间还形成有用以阻止所述齿轮箱外侧的杂质进入到所述齿轮箱内的第三迷宫结构。
11.根据权利要求10所述的齿轮箱用非接触密封结构，其特征在于，所述第三迷宫结构包括所述静环与所述动环之间形成的第三缝隙及隔离腔，所述齿轮箱外侧的杂质通过所述第三缝隙进入到所述隔离腔中，并从所述隔离腔的底部设置的水灰通道排出。
12.根据权利要求11所述的齿轮箱用非接触密封结构，其特征在于，所述动环上靠近所述第三缝隙的位置设置有第六锥面，用以通过所述第六锥面旋转产生的离心导引作用而形成的气雾墙封堵所述第三缝隙。
13.一种齿轮箱，其特征在于，包括权利要求1-12任一所述的齿轮箱用 非接触密封结构。
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