專利名稱：汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承，具體的講是一種汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封圈外徑嵌裝在軸承外圈上，密封圈內(nèi)徑處密封唇與旋轉(zhuǎn)的軸承內(nèi)圈相接觸，防止軸承內(nèi)部潤(rùn)滑材料外漏、硅油泄漏，阻止外部灰塵侵入。 汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承工作環(huán)境比較惡劣，通常汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承不能更換，所以其密封性能就顯得尤為重要。汽車，特別是大功率的商用汽車，風(fēng)扇消耗功率高；軸承的摩擦阻力過(guò)大時(shí)還會(huì)產(chǎn)生風(fēng)扇隨轉(zhuǎn)現(xiàn)象，所以對(duì)汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承提出了很高的要求。行業(yè)內(nèi)對(duì)提高汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封性能做了大量的工作。中國(guó)實(shí)用新型專利授權(quán)公告號(hào)CN 201866103 U《汽車硅油風(fēng)扇離合器高密封軸承》為了改善軸承密封不良造成的泄漏，將密封件壓裝進(jìn)入軸承內(nèi)圈密封槽內(nèi)；《軸承》雜志2009年第6期《汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)》提出主要密封部位在軸承內(nèi)圈的軸向方向側(cè)面接觸。在汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承行業(yè)里，甚至在整個(gè)軸承行業(yè)里，提高密封性能的手段主要集中在改進(jìn)軸承密封圈唇與軸承動(dòng)圈接觸密封的位置和接觸的數(shù)量上，對(duì)于與密封唇接觸的軸承動(dòng)圈部位結(jié)構(gòu)和形狀的理性研究還很欠缺，例如，中國(guó)實(shí)用新型專利授權(quán)公告號(hào)CN 201065891 Y《在深溝球軸承中的接觸式密封結(jié)構(gòu)》為了解決僅有一個(gè)密封圈密封唇口與軸承動(dòng)圈接觸密封，密封性能差的技術(shù)問(wèn)題，提出了兩個(gè)密封唇口接觸密封的技術(shù)方案。另外，現(xiàn)有汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承的密封唇凸起多在軸承內(nèi)圈擋邊上方，密封唇凸起阻礙軸承內(nèi)部填充潤(rùn)滑脂的流動(dòng)，容易導(dǎo)致潤(rùn)滑脂流失。由于軸承和硅油風(fēng)扇離合器結(jié)構(gòu)方面的原因，汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承，特別汽車硅油風(fēng)扇離合器單列深溝球軸承，使用過(guò)程中內(nèi)圈和外圈之間不可避免的會(huì)產(chǎn)生微小傾斜，在傾斜情況下，內(nèi)圈和外圈之間部分部位的距離加大，部分部位的距離變小，目前的軸承密封結(jié)構(gòu)會(huì)使軸承內(nèi)圈和密封圈的接觸密封唇之間接觸壓力隨之變化，造成泄漏或摩擦力矩增大、風(fēng)扇隨轉(zhuǎn)以及密封過(guò)度磨損。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明從對(duì)與密封唇接觸的軸承內(nèi)圈部位結(jié)構(gòu)和形狀的研究出發(fā)，解決在汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承內(nèi)圈和外圈傾斜情況下，軸承內(nèi)圈和密封圈的接觸密封唇之間接觸壓力隨之變化，造成泄漏或摩擦力矩過(guò)度增大、風(fēng)扇隨轉(zhuǎn)以及密封過(guò)度磨損的技術(shù)問(wèn)題，提供一種在汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承內(nèi)圈和外圈傾斜情況下，能克服硅油泄漏和使摩擦阻力變化小，密封壽命長(zhǎng)的汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封裝置。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封裝置，包括用于汽車硅油風(fēng)扇離合器的軸承外圈和軸承內(nèi)圈，密封圈的外徑端頭與
3軸承外圈上的溝槽過(guò)盈配合，軸承內(nèi)圈上有傾斜臺(tái)階，傾斜臺(tái)階呈漏斗狀，向軸承端面張開(kāi)，在過(guò)軸承軸線的剖面上，傾斜臺(tái)階與軸承軸線的夾角為5° 35° ；密封圈內(nèi)徑處的密封圈主唇與傾斜臺(tái)階接觸密封；密封圈內(nèi)徑處的密封圈副唇與軸承內(nèi)圈間隙密封。在過(guò)汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承軸線的剖面上，即在軸承的縱截面上，傾斜臺(tái)階與軸承軸線的夾角為5° 35°。密封圈主唇與傾斜臺(tái)階接觸配合，密封過(guò)盈在徑向方向，且與軸線呈一定的夾角，發(fā)揮徑向和軸向混合的密封作用，主要防止離合器內(nèi)部的硅油泄漏，密封圈主唇起主要密封作用。密封圈副唇與軸承內(nèi)圈形成一定的間隙密封，減小潤(rùn)滑脂的泄漏，在軸承高速旋轉(zhuǎn)時(shí)降低潤(rùn)滑材料對(duì)密封圈主唇的壓力，防止軸承內(nèi)部潤(rùn)滑材料的泄漏， 密封圈副唇起輔助密封作用。當(dāng)軸承內(nèi)、外圈之間由于離合器的力矩作用產(chǎn)生相對(duì)傾斜時(shí)， 軸承內(nèi)圈的端面產(chǎn)生傾斜，軸承內(nèi)、外圈之間部分部位的距離加大，部分部位的距離減小。 軸承內(nèi)、外圈之間的距離發(fā)生加大部位處的軸承內(nèi)圈端面突出，使密封圈主唇與傾斜臺(tái)階接觸點(diǎn)向軸承內(nèi)移動(dòng)，傾斜臺(tái)階愈向軸承內(nèi)愈高，傾斜臺(tái)階與軸承軸線的夾角在5° 35°范圍內(nèi)，能夠有效防止傾斜產(chǎn)生的密封圈主唇與軸承內(nèi)圈接觸壓力過(guò)度降低，避免發(fā)生泄漏； 軸承內(nèi)、外圈之間的距離發(fā)生減小部位處的軸承內(nèi)圈端面后縮，使密封圈主唇與傾斜臺(tái)階接觸點(diǎn)向軸承外移動(dòng)，傾斜臺(tái)階愈向軸承外愈低，傾斜臺(tái)階與軸承軸線的夾角在5° 35°范圍內(nèi)，能夠有效防止傾斜產(chǎn)生的密封圈主唇與軸承內(nèi)圈接觸壓力過(guò)度增高，摩擦力矩過(guò)度增大，避免風(fēng)扇隨轉(zhuǎn)以及密封過(guò)度磨損。本發(fā)明密封性能好，壽命長(zhǎng)，進(jìn)而提高了汽車硅油風(fēng)扇離合器的使用壽命。過(guò)軸承軸線的剖面上，傾斜臺(tái)階與軸承軸線的夾角為15° 25°。這是優(yōu)選的夾角。傾斜臺(tái)階從軸承端面起向軸承內(nèi)部延伸，連接垂直的傾斜臺(tái)階內(nèi)側(cè)壁；傾斜臺(tái)階內(nèi)側(cè)壁連接平形臺(tái)階，平形臺(tái)階是與軸承內(nèi)圈同軸線的圓柱面；平形臺(tái)階連接垂直的平形臺(tái)階內(nèi)側(cè)壁，平形臺(tái)階內(nèi)側(cè)壁連接軸承內(nèi)圈擋邊。密封圈副唇與平形臺(tái)階和平形臺(tái)階內(nèi)側(cè)壁間隙密封。密封圈副唇在徑向和軸向分別形成間隙密封，構(gòu)成迷宮結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)潤(rùn)滑材料的引導(dǎo)作用。密封圈主唇連接在主唇支撐臂的下部；密封圈副唇在主唇支撐臂內(nèi)側(cè)，密封圈副唇密封部位的最高點(diǎn)低于軸承內(nèi)圈擋邊0 0. 35mm。密封圈副唇向軸承內(nèi)部方向延伸，低于軸承內(nèi)圈擋邊0 0. 35mm，有效地減小對(duì)軸承潤(rùn)滑脂運(yùn)動(dòng)的阻擋，增強(qiáng)潤(rùn)滑材料的引導(dǎo)作用，消除潤(rùn)滑脂流失的隱患。主唇支撐臂的內(nèi)側(cè)面與傾斜臺(tái)階內(nèi)側(cè)壁的間隙為0. 25 0. 5mm。間隙小于0. 25 mm，當(dāng)內(nèi)、外圈之間產(chǎn)生相對(duì)傾斜時(shí)，主唇支撐臂容易與傾斜臺(tái)階內(nèi)側(cè)壁接觸，使軸承的啟動(dòng)力矩增大；間隙大于0. 25 mm，泄漏明顯增加。主唇支撐臂的長(zhǎng)度與主唇支撐臂的厚度之比是1. 5 4。在過(guò)軸承軸線的剖面上， 從密封圈上主唇支撐臂根部至主唇支撐臂與密封圈主唇連接處的距離是主唇支撐臂的長(zhǎng)度。密封圈主唇與傾斜臺(tái)階是一條環(huán)形帶的面接觸。接觸面積增大，密封性好，但密封接觸壓力增大，導(dǎo)致摩擦力矩增大，軸承的能耗大，甚至風(fēng)扇隨轉(zhuǎn)。主唇支撐臂的長(zhǎng)度與主唇支撐臂的厚度之比控制在1. 5 4范圍內(nèi)，依靠連接密封圈主唇的主唇支撐臂的彈性，能夠保證密封圈主唇對(duì)傾斜臺(tái)階的密封和壓力雙重要求，重要的是在軸承內(nèi)、外圈之間產(chǎn)生相對(duì)傾斜時(shí)，密封圈主唇能夠輕便的沿傾斜臺(tái)階的軸線方向移動(dòng)，且保持良好的密封。主唇支撐臂的長(zhǎng)度與主唇支撐臂的厚度之比小于1. 5，主唇支撐臂彈性差，密封接觸壓力大，軸承的能耗大；大于4，密封圈主唇與傾斜臺(tái)階接觸密封的穩(wěn)定性差，特別是密封圈主唇沿傾斜臺(tái)階的軸線方向移動(dòng)時(shí)更易發(fā)生泄漏。傾斜臺(tái)階的表面的粗糙度Ra值為1. 6 0. Ium0傾斜臺(tái)階的表面質(zhì)量對(duì)密封壽命有比較大的影響，較大的表面粗糙度會(huì)對(duì)密封圈主唇產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損。傾斜臺(tái)階表面粗糙度Ra為0. 8 0. 2um。這是傾斜臺(tái)階優(yōu)選的表面粗糙度。密封圈主唇與傾斜臺(tái)階接觸過(guò)盈量為0. 05 0. 4mm。密封圈主唇與傾斜臺(tái)階配合起主要密封作用，主要防止離合器內(nèi)部的硅油泄漏。過(guò)盈量小于0.05mm，密封效果急劇下降，硅油極易產(chǎn)生泄漏；過(guò)盈量大于0. 4mm，軸承的啟動(dòng)力矩急劇變大，能耗大幅提高，密封圈的磨損劇烈，密封壽命極度降低，硅油風(fēng)扇產(chǎn)生隨轉(zhuǎn)現(xiàn)象。密封圈主唇與軸承內(nèi)圈傾斜臺(tái)階接觸過(guò)盈量為0. 1 0. 25mm。這是優(yōu)選的數(shù)據(jù)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是密封圈內(nèi)徑處的密封圈主唇與軸承內(nèi)圈上的傾斜臺(tái)階接觸密封，控制傾斜臺(tái)階的傾斜角度、主唇支撐臂的長(zhǎng)度與主唇支撐臂的厚度之比以及密封圈主唇與軸承內(nèi)圈傾斜臺(tái)階接觸過(guò)盈量等，當(dāng)軸承內(nèi)、外圈之間產(chǎn)生相對(duì)傾斜時(shí)，能夠有效防止密封圈主唇與軸承內(nèi)圈接觸壓力過(guò)度降低和過(guò)度增高，避免發(fā)生泄漏、風(fēng)扇隨轉(zhuǎn)以及密封過(guò)度磨損。本發(fā)明密封性能好，壽命長(zhǎng)，進(jìn)而提高了汽車硅油風(fēng)扇離合器的使用壽命。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖面示意圖； 圖2是圖1的局部放大圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合

。圖1和圖2所示的是一種用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)硅油風(fēng)扇離合器的單列深溝球軸承的密封裝置，它包括汽車發(fā)動(dòng)機(jī)硅油風(fēng)扇離合器的單列深溝球軸承的軸承外圈1，軸承內(nèi)圈2， 密封圈5。軸承外圈1和軸承內(nèi)圈2之間有鋼球3和保持架4。橡膠材質(zhì)的密封圈內(nèi)部鑲嵌有鋼板骨架7，以增強(qiáng)密封圈5的強(qiáng)度。橡膠密封圈5的外徑端頭16壓入軸承外圈1上的溝槽6，外徑端頭16在徑向和軸向方向產(chǎn)生變形，與溝槽6產(chǎn)生緊密的接觸，過(guò)盈配合。圖1和圖2為沿軸承軸線的剖面圖，即過(guò)軸承軸線的剖面圖。在過(guò)軸承軸線的剖面上，傾斜臺(tái)階12與軸承軸線的夾角a為23°，密封圈主唇14與傾斜臺(tái)階12接觸密封，參見(jiàn)圖2，密封圈主唇14與傾斜臺(tái)階12是一條以主唇接觸點(diǎn)15為中心的環(huán)形帶的面接觸，漏斗狀的傾斜臺(tái)階12向軸承端面張開(kāi)。傾斜臺(tái)階12從軸承端面起向軸承內(nèi)部延伸，連接垂直的傾斜臺(tái)階內(nèi)側(cè)壁11，傾斜臺(tái)階內(nèi)側(cè)壁11連接平形臺(tái)階10，平形臺(tái)階10是與軸承內(nèi)圈 2同軸線的圓柱面，平形臺(tái)階10連接垂直的平形臺(tái)階內(nèi)側(cè)壁9，平形臺(tái)階內(nèi)側(cè)壁9連接軸承內(nèi)圈擋邊17。密封圈主唇14連接在密封圈主唇支撐臂13的下部，偏向軸承的端面；密封圈副唇8在主唇支撐臂13內(nèi)側(cè)，密封圈副唇8密封部位的最高點(diǎn)低于軸承內(nèi)圈擋邊17是 0. 15mm。密封圈副唇8與平形臺(tái)階10、平形臺(tái)階內(nèi)側(cè)壁9之間有間隙，密封圈副唇8分別在徑向和軸向間隙密封。主唇支撐臂13的內(nèi)側(cè)面與傾斜臺(tái)階內(nèi)側(cè)壁11的間隙D為0. 30mm。 主唇支撐臂13的長(zhǎng)度S與主唇支撐臂13的厚度B之比是2. 3。傾斜臺(tái)階12的表面的粗糙度Ra值為0. 5um。密封圈主唇14與傾斜臺(tái)階12接觸過(guò)盈量C為0. 20mm。密封圈主唇14變形部位的長(zhǎng)度L與主唇支撐臂13厚度B之比是2. 5，圖2中從主唇支撐臂13與密封圈主唇14的連接處至主唇接觸點(diǎn)15的距離是密封圈主唇14變形部位的長(zhǎng)度L。
在軸承內(nèi)、外圈相對(duì)傾斜0. 5 °時(shí)，本實(shí)施例密封過(guò)盈增加量為0. 005mm,現(xiàn)有汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封裝置密封過(guò)盈增加量在0. 045mm以上；在軸承內(nèi)、外圈相對(duì)傾斜 0. 9。時(shí)，本實(shí)施例密封過(guò)盈增加為0. 010mm，現(xiàn)有汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封裝置密封過(guò)盈增加量在0. 080mm以上；在軸承內(nèi)、外圈相對(duì)傾斜_0. 5 °時(shí)，本實(shí)施例密封過(guò)盈減小量為0. 005mm，現(xiàn)有汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封裝置密封過(guò)盈減小量在0. 045mm以上；在軸承內(nèi)外圈相對(duì)傾斜-0. 9 °時(shí)，本實(shí)施例密封過(guò)盈減小量為0. 010mm，現(xiàn)有汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封裝置密封過(guò)盈減小量在0. 080mm以上。在軸承內(nèi)、外圈相對(duì)傾斜0. 5 °時(shí)，本實(shí)施例啟動(dòng)力矩為4. 2cN. m，現(xiàn)有汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封裝置啟動(dòng)力矩在5. IcN. m以上； 在軸承內(nèi)、外圈相對(duì)傾斜0. 9。時(shí)，本實(shí)施例啟動(dòng)力矩為4. 6cN. m，現(xiàn)有汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封裝置啟動(dòng)力矩在6. 2cNm以上?？梢钥闯?，本發(fā)明克服了現(xiàn)有汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封裝置的缺點(diǎn)，當(dāng)軸承內(nèi)、外圈之間產(chǎn)生相對(duì)傾斜時(shí)，無(wú)論是密封圈主唇密封過(guò)盈量，還是啟動(dòng)力矩，本發(fā)明密封裝置的波動(dòng)很小，能夠有效防止密封圈主唇14與軸承內(nèi)圈2 接觸壓力過(guò)度降低和過(guò)度增高，避免發(fā)生泄漏和摩擦力矩增大、風(fēng)扇隨轉(zhuǎn)以及密封過(guò)度磨損。
權(quán)利要求
1.一種汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封裝置，包括用于汽車硅油風(fēng)扇離合器的軸承外圈(I)和軸承內(nèi)圈(2)，密封圈(5)的外徑端頭(16)與軸承外圈(1)上的溝槽(6)過(guò)盈配合， 其特征在于軸承內(nèi)圈(2)上有傾斜臺(tái)階(12)，傾斜臺(tái)階(12)呈漏斗狀，向軸承端面張開(kāi)，在過(guò)軸承軸線的剖面上，傾斜臺(tái)階(12)與軸承軸線的夾角為5° 35° ；密封圈內(nèi)徑處的密封圈主唇(14)與傾斜臺(tái)階(12)接觸密封；密封圈內(nèi)徑處的密封圈副唇(8)與軸承內(nèi)圈(2)間隙密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封裝置，其特征在于過(guò)軸承軸線的剖面上，傾斜臺(tái)階(12)與軸承軸線的夾角為15° 25°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封裝置，其特征在于傾斜臺(tái)階(12)從軸承端面起向軸承內(nèi)部延伸，連接垂直的傾斜臺(tái)階內(nèi)側(cè)壁(11)；傾斜臺(tái)階內(nèi)側(cè)壁(II)連接平形臺(tái)階(10)，平形臺(tái)階(10)是與軸承內(nèi)圈(2)同軸線的圓柱面；平形臺(tái)階(10) 連接垂直的平形臺(tái)階內(nèi)側(cè)壁(9)，平形臺(tái)階內(nèi)側(cè)壁(9)連接軸承內(nèi)圈擋邊(17)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封裝置，其特征在于密封圈副唇 (8)與平形臺(tái)階(10)和平形臺(tái)階內(nèi)側(cè)壁(9)間隙密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封裝置，其特征在于密封圈主唇 (14)連接在主唇支撐臂(13)的下部；密封圈副唇(8)在主唇支撐臂(13)內(nèi)側(cè)，密封圈副唇 (8)密封部位的最高點(diǎn)低于軸承內(nèi)圈擋邊(17) 0 0. 35mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封裝置，其特征在于主唇支撐臂 (13)的內(nèi)側(cè)面與傾斜臺(tái)階內(nèi)側(cè)壁(11)的間隙為0. 25 0. 5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封裝置，其特征在于主唇支撐臂(13)的長(zhǎng)度與主唇支撐臂(13)的厚度之比是1.5 4。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封裝置，其特征在于傾斜臺(tái)階(12)表面粗糙度Ra為0. 8 0. 2um。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封裝置，其特征在于密封圈主唇(14)與傾斜臺(tái)階(12)接觸過(guò)盈量為0.05 0. 4mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封裝置，其特征在于密封圈主唇(14)與軸承內(nèi)圈傾斜臺(tái)階(12)接觸過(guò)盈量為0. 1 0. 25mm。
全文摘要
一種汽車硅油風(fēng)扇離合器軸承密封裝置，軸承內(nèi)圈上有傾斜臺(tái)階，傾斜臺(tái)階呈漏斗狀，向軸承端面張開(kāi)，在過(guò)軸承軸線的剖面上，傾斜臺(tái)階與軸承軸線的夾角為5o～35o；密封圈內(nèi)徑處的密封圈主唇與傾斜臺(tái)階接觸密封；密封圈內(nèi)徑處的密封圈副唇與軸承內(nèi)圈間隙密封。當(dāng)軸承內(nèi)、外圈之間產(chǎn)生相對(duì)傾斜時(shí)，能夠有效防止密封圈主唇與軸承內(nèi)圈接觸壓力過(guò)度降低和過(guò)度增高，避免發(fā)生泄漏、風(fēng)扇隨轉(zhuǎn)以及密封過(guò)度磨損。本發(fā)明密封性能好，壽命長(zhǎng)，進(jìn)而提高了汽車硅油風(fēng)扇離合器的使用壽命。
文檔編號(hào)F16C33/78GK102434590SQ20111031162
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者連杰, 陳升儒 申請(qǐng)人:青島泰德汽車軸承有限責(zé)任公司