[发明专利]一种便于排脂的耐磨密封结构及使用方法

说明书

本发明公开了一种便于排脂的耐磨密封结构及使用方法，该密封结构适用于水平轴风力发电机组的主轴承密封等场合，包括两个主要特征：外圆柱面开有斜槽的轴承定位结构，以及两端有斜向切口的耐磨薄片。耐磨薄片在与轴承定位结构的外圆柱面固定时，通过局部压弯，使两端切口嵌入斜槽中。正常工作时，轴承密封圈压紧耐磨薄片的外壁，在开槽处留有缝隙，废脂可以从此处排出。而旋转的轴承定位结构结合斜槽开口，将赋予废脂额外的排出推力，帮助废脂更快排出。

技术领域

本发明涉及一种便于排脂的耐磨密封结构及使用方法，尤其是解决采用脂润滑方案的水平轴风力发电机组主轴承的密封及废脂排出问题。

背景技术

在传统的轴承使用过程中，为了保护轴承，延长轴承的使用寿命，通常的设计均在于提供充足的润滑，且尽可能隔绝外部环境，避免润滑剂变质或者轴承零件被氧化腐蚀。在大型风力发电机领域，重载主轴承可以使用脂类润滑方案，由于润滑脂的低流动性，此处对密封的要求较低，甚至有迷宫密封等非接触式密封方案的应用。

使用骨架油封的方案中，常常会面临2个问题，一是因密封效果过好，废脂不易排出轴承油腔，尤其是废弃的皂基会长期留存在轴承空腔内，影响滚动体的正常工作；二是骨架油封需要长期箍紧在密封面上，即使经过表面淬火提高硬度，与骨架油封密封唇接触的圆柱金属面也会略有磨损，而当更换新的油封后，之前磨损的金属表面又会加剧新油封密封唇的磨损，极大地缩短了骨架油封的使用寿命，增加了运维频次和成本。

基于上述两个问题，常见的解决方案包括，通过主动式吸油装置将废脂腔中的残余废脂吸出，以及通过优化密封唇的细节造型，在保证密封效果的同时，减小箍紧力，以此来减少对密封唇的接触磨损。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的密封面磨损过快，以及废脂不易排出这两个问题，针对性的提出了解决方案，且本发明中采用的材料、结构和方法互相配合，形成合力，充分发挥各项优势，比较完美地解决了这两个问题。

在本发明中，首先引入了耐磨片体零件，耐磨片体的安装位置在轴承旋转圈定位结构的外圆柱面上，替代原来的金属面与骨架油封的密封唇接触，耐磨片体使用不锈钢或低摩擦自润滑的高分子材料制造，在轴系正常旋转工作时，骨架油封的密封唇在耐磨片体的外环表面滑动摩擦，由于耐磨片体的材料相比原来的轴承旋转圈定位结构的材料更适合滑动摩擦的需要，所以可以较大程度地减少磨损，延长了该位置各零件的使用寿命。另一方面，即使磨损较重，由于耐磨片体是安装于轴承旋转圈定位结构之上的，所以可以比较方便地更换，这样，当维护动作结束后，设备又恢复到新的骨架油封的密封唇与新的耐磨片体的外环表面滑动摩擦的状态，设备的正常运行时间又一次得到了延长。

为了解决耐磨片体与轴承旋转圈定位结构安装时，耐磨片体端面切口可能损伤密封唇的隐患，在轴承旋转圈定位结构圆柱面上设置有凹槽，耐磨片体在安装时端面折弯，嵌入这个凹槽中。本发明创新的做法在于，将凹槽斜向加工，形成斜向开槽，使开槽方向与轴承旋转方向的反向呈锐角，当轴承旋转时，凹槽侧壁因为斜面原理对存在于凹槽内的物质产生两个方向的力：与旋转方向同向的切向力，以及远离轴承的轴向力。该结构工作时，由于凹槽的存在，部分废脂可以由此从废脂腔中流至槽内，而斜向开槽在旋转的作用下又会加速槽内废脂向槽外排出，实现了本发明的第二个功能。

总之，本发明综合耐磨、安装、排脂这几个问题中的难点和痛点，通过整体化考虑，将各个问题的解决方案互相结合，最终使得各个方案能够互相支援，最终实现了本发明描述的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1密封结构位置示意；

图2密封结构径向视角及特征；

图3密封结构轴向细节；

图4密封结构斜向细节；