[发明专利]密封装置

说明书

本发明涉及一种密封装置，其包括环绕转动轴的弹性密封体，所述弹性密封体具有第一弹性主体(2)和第二弹性主体(6)，所述第一弹性主体(2)的刚度小于所述第二弹性主体(6)，其中，所述第一弹性主体(2)具有朝向径向内侧延伸的第一密封唇(7)，所述第二弹性主体(6)具有朝向径向内侧延伸的第二密封唇(8)，所述第一密封唇(7)与所述第二密封唇(8)共同作用于所述转动轴上，以便对所述转动轴形成动态密封。

技术领域

本发明涉及一种用于动态密封的密封装置，尤其涉及用于高速转动轴的密封装置。

背景技术

众所周知，对于电动汽车，电机和变速箱之间设有高速旋转的转动轴，轴速约为16000rpm或更高，线速度约为30～40m/s。为了防止外部油脂和灰尘进入电机，在这种高速转动轴上通常设有密封装置。现有的密封装置主要由密封体构成，密封体由例如橡胶的弹性材料构成。在密封体中常设有加强骨架，使得密封体能够保持其形状和张力。此外，在用于密封轴件的密封圈中，还常常设置有弹簧件，用于提供将密封体的密封唇压紧到转向轴的径向力。

在中国实用新型专利CN 203686152 U中公开了一种这种内置螺旋弹簧的密封圈。但是这种密封圈并不能适用于高速转动的转动轴。由于现有技术中的密封装置通常主要由橡胶构成，在高转速的情况下，通常润滑条件不太好，高转速意味着高摩擦热，最终会导致橡胶老化和失效、以及造成密封唇磨损和高泄漏风险。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种密封装置，该密封装置密封性能好，特别能够用于高速转动轴的动态密封。

所述技术问题通过一种密封装置所解决。该密封装置包括环绕转动轴的弹性密封体，所述弹性密封体具有第一弹性主体和第二弹性主体，第一弹性主体的刚度小于第二弹性主体，其中，第一弹性主体具有朝向径向内侧延伸的第一密封唇，第二弹性主体具有朝向径向内侧延伸的第二密封唇，所述第一密封唇与所述第二密封唇共同作用于高速转动轴上，以便对所述转动轴形成动态密封。

在设计密封装置的密封唇时，通常会考虑使用刚度较小的材料，例如橡胶材料，或者使用刚度较大的材料，例如PTFE。这两种材料各有优缺点，对于刚度较小的材料，摩擦系数和摩擦热高，易磨损和易发生渗漏现象，但非常柔软易变形，在转动轴跳动时，能更好地贴合在转动轴上保持密封；对于刚度较大的材料，磨损较小，但当转动轴在跳动时，主唇会短时间远离转动轴，因此在密封唇和转动轴之间会出现间隙，容易导致发生泄漏。根据本发明的设计方案，综合使用两种材料作为密封唇，即密封装置的整体主唇由两部分组成(以橡胶和PTFE材料为例，但并不限制密封唇的材料选择)，一个是橡胶密封唇唇，一个是PTFE密封唇，所以当转动轴高速运转时，橡胶材料主要起到密封作用，并且当橡胶主唇严重磨损时，PTFE主唇仍能密封。由于PTFE和橡胶材料相互粘合共同作用在转动轴上，这意味着橡胶材料可以降低密封唇的整体刚度，使含有PTFE材料的密封唇更容易变形。因此，以成本低廉且结构简单的方式提高了密封装置的密封效果。

根据本发明优选的实施方式，第一弹性主体由KFM橡胶、ACM橡胶或AEM橡胶构成，和/或第二弹性主体由PTFE构成。当然，第一弹性主体和第二弹性主体还可以选用其他材料。橡胶比PTFE材料柔软得多，更容易变形，因此，它被广泛用于密封。对于高速径向轴密封，可以考虑使用KFM橡胶、ACM橡胶或AEM橡胶，与其他橡胶材料(例如丁腈橡胶材料)相比，KFM橡胶、ACM橡胶或AEM橡胶都是非常好的橡胶材料，具有良好的密封性能。PTFE是一种摩擦系数非常低且具有自润滑性能的塑料材料，可以降低摩擦，但刚度为比橡胶高很多，而且不易变形。如果将PTFE与比它刚度低的材料(例如橡胶)共同作为密封唇使用，会起到更好的密封效果。