《油膜軸承密封裝置》是王庚福於2008年7月4日申請的專利，該專利的公布號為CN101338818，授權公布日為2009年1月7日，發明人是王庚福。
《油膜軸承密封裝置》包括頸部密封件和剛性環形密封端板，其技術要點是：所述的頸部密封件包括帶插槽的環形密封體和插接在插槽上的密封部，密封部置於剛性環形密封端板和環形密封體之間且與密封面接觸，與密封部同側的環形密封體的伸長部為吸附頸，該吸附頸的端部連線有封水副唇、封水冠和封水主唇，封水副唇與輥頸凹面接觸，封水主唇與擠壓端面接觸，與密封部異側的環形密封體的伸長部為封油主唇，封油主唇與輥頸凹面接觸，環形密封體還連線有拋油唇。該發明的軸向、徑向、雙向端面密封，既有效封水，摩擦阻力又較小。密封部使用壽命長，可獨立更換，降低了維護成本。改善了對軸向安裝尺寸誤差的適應性，也改善了運行時軸向竄動的影響。
2020年7月14日，《油膜軸承密封裝置》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《油膜軸承密封裝置》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：油膜軸承密封裝置
- 申請人：王庚福
- 申請日：2008年7月4日
- 申請號：2008100121316
- 公布號：CN101338818
- 公布日：2009年1月7日
- 發明人：王庚福
- 地址：遼寧省鐵嶺市銀州區遼海北路15號
- Int. Cl.：F16J15/32(2006.01)
- 代理機構：瀋陽科威專利代理有限責任公司
- 代理人：楊濱
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
眾所周之，軋鋼機的油膜軸承在工作時為了防止潤滑油外漏和防止水流入軸承並污染軸承潤滑油，則在油膜軸承外側加設密封裝置，2008年7月之前的常見密封裝置結構特徵如圖1、圖2所示：其主要構件包括頸部密封件10、剛性環形密封端板54和內密封環62。其中頸部密封件10由一種柔韌彈性體模製而成並具有環形密封體12，該密封體在內部由埋在其中的螺旋彈簧14和鋼絲繩16加固。該密封體具有相反的水側和油側突出部18、20，圓柱形的外表面21的邊界由毗鄰另一個通常被稱為″拋油環″的第二油側法蘭24的油側法蘭22限定，而水側法蘭26則限定表面21的相反端。
法蘭22和26分別具有呈角度設定的外圍突出部28、30。突出部28從法蘭22沿拋抽環法蘭24的方向突出，該拋袖環法蘭沿同樣的方向相對於法蘭22呈角度地突出從而在它們之間形成向周圍環境開口的空間S。
頸部密封件10適用於安裝在軋鋼機輥頸36的錐形部分34上，而輥頸可旋轉地支承於油膜軸承中。該油膜軸承包括套管38，該套管通過傳統的裝置（末示出）固定於輥頸，從而在輥頸中旋轉。套管38具有外圓柱形軸承表面，該表面作為軸頸以在固定的襯套40的內軸承表面中旋轉。該村套裝在軸承座42中。套管與輥頸一同旋轉，而襯套保持靜止。不斷地將高粘度潤滑油輸入套管38和襯套40的軸承表面之間。軸承座的環形延伸部分44形成貯藏池46，從軸承表面之間流出的潤滑油不斷地收集在該貯池中。通過一根合適的管子連線（未示出）將潤滑油從貯池中抽出，從而在循環回軸承表面之前將其冷卻和過濾。
當輥子在潮濕的環境下工作時，水持續地漫過輥身48並向下經過其底面50。儘管會有將水甩離輥子的離心力，但總有一些水會在軸承的方向上沿輥頸行進。
剛性環形密封端板54安裝並相對固定於軸承座42的環形延伸部分44。該密封端板具有徑向向內延伸的剛性環形法蘭或閘板56，該閘板垂直於軸承的軸線。閘板的內邊緣沿徑向與柔性密封體10的圓柱形外表面21間隔開。該密封端板還包括凸肩58，該凸肩沿反向於閘扳56基部的方向延伸。每個凸肩58具有平行於軸承軸線的圓柱形的凸肩表面60。圓柱形凸肩表面60環繞柔性密封法蘭22、26，並被布置成由其各自的柔性突出部28、30滑動接觸。
內密封環62帶有彈性按鈕64並與輥子的端面50接合。內密封環的內邊緣在突出部分18和法蘭26的連線點處與柔性密封體12部位接觸。
在軋鋼操作中，上述裝置將以以下方式工作：內密封環62、柔性頸部密封件10和套管38將同輥頸一起旋轉。密封端板54、軸承座42和襯套仍將保持靜止。潤滑油將不斷地從套管38和襯套40的軸承表面之間流出。大多數的這種潤滑油將通過拋袖環24回到頸部密封件上並將由此被導向貯池46，經過拋抽環24的潤滑油將通過旋轉的油側法蘭22返回，並由與凸肩表面密封接合的柔性突出部28來阻止該潤滑抽從法蘭和凸肩表面60之間的逃逸出。
同樣，施加到輥子上的水的主要部分將通過旋轉的內密封環62返回。任何經過內密封環的水將通過頸部密封件上旋轉的水側法蘭26返回，並由柔性突出部30來阻止水通過該法蘭及其周邊凸肩之間。
上述密封裝置存在的缺點包括：
1、這種密封裝置對安裝位置的準確性要求過高，實際套用中由於加工誤差的累計傳遞，常出現以下異常：
A：內密封環62與套管38的軸向距離小於設計尺寸時，柔性密封件10受擠壓出現變形，造成柔性密封件10的柔性突出部28、30磨損，密封失效。
B：內密封環62內徑尺寸小於設計尺寸時，造成內密封環62未安裝到位即為軋輥輥徑錐弧面卡住，柔性密封件10受擠壓出現變形，造成柔性密封件10的柔性突出部28、30磨損，密封失效。
2、這種密封裝置的動密封部位柔性突出部28、30與圓柱形的凸肩表面60接觸，接觸部位少，密封面與軋輥軸向平行，方向單一，抗軸向竄動與徑向跳動效果差。
3、這種密封裝置的柔性密封件10動密封接觸部位柔性突出部28、30與密封本體是一體結構，柔性突出部28、30易磨損，柔性突出部28、30磨損後必須更換柔性密封件10，使維修成本提高。
發明內容
專利目的
《油膜軸承密封裝置》的目的是提供一種多重密封、安全耐磨的油膜軸承密封裝置。
技術方案
《油膜軸承密封裝置》的目的是這樣實現的：它包括頸部密封件和固定在軸承座上的剛性環形密封端板，其特徵是：所述的頸部密封件包括帶插槽的環形密封體和插接在插槽上的密封部，該插槽與剛性環形密封端板的密封面相對，密封部置於剛性環形密封端板和環形密封體之間且與密封面接觸，沿輥頸凹面與密封部同側的環形密封體的伸長部為吸附頸，該吸附頸的端部連線有封水副唇、封水冠和封水主唇，封水副唇與輥頸凹面接觸，封水主唇與剛性環形密封端板的擠壓端面接觸，沿輥頸凹面與密封部異側的環形密封體的伸長部為封油主唇，封油主唇與輥頸凹面接觸，環形密封體還連線有拋油唇。
所述的環形密封體內埋有螺旋彈簧和鋼絲繩。所述的封油主唇內埋有補償彈簧。在與密封面相對另一側的剛性環形密封端板上設定有防護水封，在防護水封與封水冠之間的剛性環形密封端板上設定有法蘭端面水封。
所述的法蘭端面水封包括法蘭和V字型水封，該V字型水封的密封底面與法蘭壓緊在剛性環形密封端板上，V字型水封的唇口與輥頸凹面接觸。
所述的密封部包括插接在插槽內的底座、垂直於底座的封水肢和封油肢、在封水肢和封油肢上分別連線有相互背離的封水唇和封油唇。
改善效果
《油膜軸承密封裝置》整個密封系統既有軸向密封，又有徑向密封，還有雙向端面密封，加大了水的滲透阻力，既有效封水，摩擦阻力又較小。這些密封設計可改變2008年前油膜軸承普遍進水的問題。密封部用耐熱、耐磨又耐油的彈性橡膠製造，延長了使用壽命，即使損壞了只需更換密封部，無需將頸部密封件整體更換，降低了維護成本。取消了原密封裝置中的剛性內密封環，改善了頸部密封件對軸向安裝尺寸誤差的適應性，同時也改善了運行時軸向竄動對密封裝置的影響。
附圖說明
圖1是傳統的頸部密封件10結構示意圖；
圖2是傳統的局部使用狀態結構示意圖；
圖3是《油膜軸承密封裝置》的局部使用狀態結構示意圖；
圖4是《油膜軸承密封裝置》的頸部密封件A和密封部B的組裝結構示意放大圖；
圖5是《油膜軸承密封裝置》的法蘭斷面水封C的結構示意放大圖；
圖6是《油膜軸承密封裝置》的剛性環形密封端板F的結構示意放大圖；
圖7是《油膜軸承密封裝置》的防護水封D的結構示意放大圖。
技術領域
《油膜軸承密封裝置》屬於軸承密封裝置技術領域，具體地說是一種主要適用於軸向竄動在5-10毫米之間、軸向周尺寸誤差在-3-5毫米之間的軋鋼機的油膜軸承密封裝置。
權利要求
1、一種油膜軸承密封裝置，它包括頸部密封件和固定在軸承座上的剛性環形密封端板，其特徵是：所述的頸部密封件包括帶插槽的環形密封體和插接在插槽上的密封部，該插槽與剛性環形密封端板的密封面相對，密封部置於剛性環形密封端板和環形密封體之間且與密封面接觸，沿輥頸凹面與密封部同側的環形密封體的伸長部為吸附頸，該吸附頸的端部連線有封水副唇、封水冠和封水主唇，封水副唇與輥頸凹面接觸，封水主唇與剛性環形密封端板的擠壓端面接觸，沿輥頸凹面與密封部異側的環形密封體的伸長部為封油主唇，封油主唇與輥頸凹面接觸，環形密封體還連線有拋油唇。
2、根據權利要求1所述的油膜軸承密封裝置，其特徵是：所述的環形密封體內埋有螺旋彈簧和鋼絲繩。
3、根據權利要求1所述的油膜軸承密封裝置，其特徵是：所述的封油主唇內埋有補償彈簧。
4、根據權利要求1所述的油膜軸承密封裝置，其特徵是：在與密封面相對另一側的剛性環形密封端板上設定有防護水封，在防護水封與封水冠之間的剛性環形密封端板上設定有法蘭端面水封。
5、根據權利要求4所述的油膜軸承密封裝置，其特徵是：所述的法蘭端面水封包括法蘭和V字型水封，該V字型水封的密封底面與法蘭壓緊在剛性環形密封端板上，V字型水封的唇口與輥頸凹面接觸。
6、根據權利要求1所述的油膜軸承密封裝置，其特徵是：所述的密封部包括插接在插槽內的底座、垂直於底座的封水肢和封油肢、在封水肢和封油肢上分別連線有相互背離的封水唇和封油唇。
實施方式
如圖3-圖7所示，《油膜軸承密封裝置》的主要結構包括頸部密封件A和固定在軸承座E上的剛性環形密封端板F，頸部密封件A包括帶插槽7的環形密封體1和插接在插槽7上的密封部B，環形密封體1內埋有螺旋彈簧6和鋼絲繩4，插槽7與剛性環形密封端板的密封面41相對，在與密封面41相對另一側的剛性環形密封端板F上設定有防護水封D。密封部B包括插接在插槽7內的底座19、垂直於底座的封水肢17和封油肢25、在封水肢17和封油肢25上分別連線有相互背離的封水唇15和封油唇23，插接在插槽上的密封部B置於剛性環形密封端板F和環形密封體1之間且封水唇15、封油唇23均與密封面41接觸，沿輥頸I凹面與密封部B同側的環形密封體1的伸長部為吸附頸8，該吸附頸的端部連線有封水副唇9、封水冠11和封水主唇13，封水副唇9與輥頸I凹面接觸，封水主唇13與剛性環形密封端板F的擠壓端面33接觸，沿輥頸I凹面與密封部B異側的環形密封體1的伸長部為封油主唇3，封油主唇內埋有補償彈簧18，封油主唇與輥頸凹面接觸。在防護水封D與封水冠11之間的剛性環形密封端板F上設定有法蘭端面水封C，法蘭端面水封包括法蘭31和V字型水封29，該V字型水封的密封底面32與法蘭31壓緊在剛性環形密封端板F上，V字型水封29的唇口與輥頸I凹面接觸，環形密封體1還連線有拋油唇27，該拋油唇27靠緊在套管H上。圖中除上述各結構外，還包括負壓槽5、水封安裝孔35、防護水封安裝面37、剛性環形密封端板安裝孔39和箍緊鋼帶4。
由於頸部密封件A、密封部B、法蘭端面水封C、防護水封D為橡膠彈性密封件，所以在安裝使用時，會產生必須的幾何變形，如圖4、5、7中的部分結構與圖1中的相同結構相比較的差異就可明顯看出，受到作用力的各結構產生了不同程度的幾何變形。在軋鋼操作中，上述裝置將以以下方式工作：密封部B、頸部密封件A和套管H將同輥頸一起旋轉。剛性環形密封端板B、軸承座E和襯套G仍將保持靜止。潤滑油將不斷地從套管H和襯套G的軸承表面之間流出。大多數的這種潤滑油將通過拋油唇20回到頸部密封件上並將由此被導入貯油池（圖中未指出），越過拋油唇20的潤滑油將通過旋轉的封油肢25返回，並通過與密封面密封接合的封油唇23來阻止該潤滑抽從封油肢26和剛性環形密封端板F之間逃逸出。
外部雜質與大量冷卻水首先被防護水封D密封，少量冷卻水越過防護水封D，被法蘭端面水封C密封，未被阻擋住的微量冷卻水還會受到封水副唇9、封水主唇13及封水冠11的密封，可拆卸密封件B的封水肢17上的封水唇15為最後一道水密封。
榮譽表彰
2020年7月14日，《油膜軸承密封裝置》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
