CN212272856U - 一种万向节的透气防水与密封的组合结构 - Google Patents

Abstract

一种万向节的透气防水与密封的组合结构，用于球笼式同步万向传动轴。球笼本体一端的塔形密封罩采用热塑弹性体制作，小端为等直径圆环，再通过塔形结构过渡到大端，小端固定在伸缩性轴副上，大端固定在球笼本体外圈外圆面上；另一端的透气防水装置封盖通过硫化胶体与球笼本体紧密连接，压环卡在封盖环形槽内，孔挡圈卡在封盖圆环形外凸台内槽里，封盖内设有通气孔，封盖环形间隙与通气孔形成排气通道，橡胶膜片开口向内装入封盖内，封盖圆环形内凸台与压环对橡胶膜片形成挤压，使橡胶膜片产生变形张力，即可排降万向节腔内热气压，又可防止水进入腔内。本实用新型可延长设备使用寿命，保护万向节内部润滑环境，满足在特殊环境下设备的工作要求。

Description

一种万向节的透气防水与密封的组合结构

技术领域

本实用新型涉及机械传动技术领域, 具体是一种用于万向节的透气防水装置与塔形密封罩的组合结构。

背景技术

目前，球笼式同步万向传动轴在使用过程中，由于其密封在内部的万向节配合面部位的旋转和配合面间的摩擦，会造成万向节发热，导致密封内部气体温度升高，内部气压上升，如果发热且内部气压上升后不能使密封内部的气体排出，则内部气压会超出塔形密封罩变形强度，造成塔形密封罩异常受力或者膨胀后与外部其它物体发生干涉，这样在使用过程中，会造成塔形密封罩损坏失效。因此，传动轴在使用过程中需要进行排气，同时还要达到防水效果，不能使水进入万向节内，破坏万向节的润滑状态。

而现代工业生产中常见的通气装置有气孔、单向气阀、气门开关等。在机械设备通气管路中，这些通气装置大多使用在大气工作环境下，虽然能有效排出气体，但逆向防水效果很差，使它们的使用范围受到极大的限制，特别对于在涉水工作环境下的一些车辆轮边驱动中使用的球笼式同步万向传动轴，既要将行车时万向节因摩擦发热产生的热气压排出腔体，使万向节腔体内部与环境气压平衡，保障万向节的正常使用；又要防止传动轴在水中运行环境下，水进入万向节内部破坏万向节内部润滑环境，导致万向节工作异常失效。而现行使用的通气装置无法达到上述要求。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型的发明目的在于提供一种万向节的透气防水与密封的组合结构，以实现能将塔形密封罩内的高压气体排出泄压，同时逆向防水效果理想的目的。

为实现上述发明目的，本实用新型的球笼本体的两端装有塔形密封罩和透气防水装置；所述塔形密封罩为波浪形结构，采用热塑弹性体制作，小端为等直径圆环，再通过塔形结构过渡到大端，小端通过小端固定接口固定在万向节的伸缩性轴副上，大端固定在球笼本体外圈的外圆面上；所述透气防水装置的封盖通过硫化胶体与球笼本体外圈的内孔紧密连接，压环卡在封盖的环形槽内，用于限定压环轴向位置的孔挡圈卡在封盖圆环形外凸台的内槽里，封盖内设有通气孔，封盖的环形间隙与通气孔形成排气通道，橡胶膜片的开口向内装入封盖内，封盖的圆环形内凸台与压环对橡胶膜片形成挤压，使橡胶膜片产生变形张力，即可排降万向节腔内热气压，又可防止水进入腔内。

所述压环为圆环形结构，底部带有用于挤压橡胶膜片环状部分的凸台。

所述橡胶膜片为U形平底结构，平底膜片部位厚度为0.95mm-1.05mm，环状部分的厚度为2.85 mm-2.95mm。

所述封盖的一侧带有圆环形内凸台与圆环形外凸台，圆环形内凸台与圆环形外凸台之间形成用于装设压环的环形槽，环形间隙位于圆环形外凸台的内环面与环形槽的底面；封盖的另一侧带有圆环形凸台与中心凸台，硫化胶体装在圆环形凸台的外圆面，通气孔位于中心凸台的轴心，当塔形密封罩内、外气压差值达到0.006-0.009兆帕时，橡胶膜片产生变形张力，万向节内部气体从通气孔沿环形间隙排出，使塔形密封罩内、外气压平衡。

所述塔形密封罩的大口端和内衬套均带有内凸台及外凹槽，塔形密封罩的小口端内孔有圆弧形凸起，内衬套装在球笼本体外圈的外圆凹槽内，塔形密封罩的大口端与小口端分别装在内衬套的外凹槽和伸缩性轴副的轴径上，并用大卡箍和小卡箍箍紧，伸缩性轴副的轴径上沿轴向有两个或两个以上、用于安装塔形密封罩小口端的密封安装槽，小口端内孔的圆弧形凸起与小口端的密封安装槽相配合；所述塔形密封罩的外形还可以为变直径波浪形结构。

所述球笼本体的内圈与外圈之间装有钢球，钢球安装在保持架的窗口内，保持架嵌在内圈与外圈之间。

本实用新型在使用过程中，由于与球笼式同步万向传动轴相连的机械设备的高速运转，在机械设备腔体内产生高压热气压，高压热气压力能推动橡胶膜片变形，因此会在橡胶膜片与封盖原贴紧面上形成气隙，将被保护件内腔体中高压热气排出一部分以降低内腔气压；当球笼式同步万向传动轴在涉水环境工作时，封盖的圆环形内凸台与压环对橡胶膜片形成挤压，使橡胶膜片产生弹性变形贴紧封盖，可有效达到防止外部水进入万向节的作用，实现万向节的透气防水目的，对塔形密封罩、球笼式同步万向传动轴以及与之相连的机械设备本体件起到了很好的保护作用。

本实用新型与现有技术相比，由于透气防水装置与塔形密封罩的结合使用，当塔形密封罩内、外气压差值达到0.006-0.009兆帕的时候，可有效将机械设备腔体内的高压热气体排出泄压，控制塔形密封罩内部气压值，使塔形密封罩内、外气压平衡，在使用过程中不会造成塔形密封罩的膨胀，降低高压热气体对机械设备本体件的影响，延长塔形密封罩和机械设备以及球笼式同步万向传动轴等使用寿命，降低维护或更换成本；同时，可自动阻止水、陆两栖车辆上使用的球笼式同步万向传动轴进水，进而控制水进入运转的机械设备中，降低零部件锈蚀率，保护万向节内部润滑环境，减小传动阻力，满足在特殊环境下设备的工作要求。

附图说明

图1是本实用新型的结构简图。

图2是图1的透气防水装置的结构简图。

图3是图1的一种塔形密封罩的结构简图。

图4是图1的另一种塔形密封罩的结构简图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4所示，本实用新型的球笼本体3的两端装有塔形密封罩2和透气防水装置4。当与球笼式同步万向传动轴相连的机械设备高速运转时，本实用新型的塔形密封罩2和透气防水装置4的组合结构，能将机械设备腔体内的高压热气体排出泄压，降低高压热气体对机械设备本体件的影响，延长塔形密封罩2和机械设备以及球笼式同步万向传动轴等的使用寿命；当球笼式同步万向传动轴在涉水环境工作时，封盖的圆环形内凸台与压环对橡胶膜片形成挤压，可使橡胶膜片产生弹性变形贴紧封盖，能有效达到防止外部水进入万向节的作用，实现万向节的透气防水功能。

所述塔形密封罩2为波浪形结构，采用热塑弹性体制作，热塑弹性体材质的塔形密封罩与传统氯丁橡胶材质的密封罩相比，热塑弹性体材质在硬度、抗撕裂强度、抗老化、高速离心膨胀和高低温性能等方面均有显著优势，氯丁橡胶CR与热塑弹性体TPEE主要性能对比见表1，采用大端直径大于150mm的吹塑级热塑弹性体塔形密封罩2，在传动领域尚属首创；塔形密封罩2可使得球笼等速万向节内部型腔更大，更大的型腔可尽可能平衡万向节使用中产生的内部与外部的气压差，改善传动轴内部的空气动力状态，不仅利于散热，而且还进一步减小了气压因素对伸缩性轴副23的滑移阻力的影响，在结构上更能适应更大的转角需求。塔形密封罩2的小端通过小端固定接口1固定在万向节的伸缩性轴副23上，大端固定在球笼本体3外圈20的外圆面上。小端为等直径圆环，再通过塔形结构过渡到大端，d21=d22=d23＜d24＜d25＜d26＜d27＜d28，大端直径D2>150mm，塔形密封罩2小端采用同直径的结构形式，可满足球笼式同步万向传动轴的大伸缩需要，大端的宝塔形结构则能满足球笼式同步万向传动轴大摆角的使用要求；所述塔形密封罩2的外形还可以为变直径波浪形结构，d11＜d12＜d13＜d14＜d15，大端直径D1>150mm。塔形密封罩2的大口端和内衬套24均带有内凸台及外凹槽，塔形密封罩2的小口端内孔有圆弧形凸起，内衬套24装在球笼本体3外圈20的外圆凹槽内，塔形密封罩2的大口端与小口端分别装在内衬套24的外凹槽和伸缩性轴副23的轴径上，并用大卡箍25和小卡箍26箍紧，伸缩性轴副23的轴径上沿轴向有两个或两个以上、用于安装塔形密封罩2小口端的密封安装槽，小口端内孔的圆弧形凸起与小口端的密封安装槽相配合，密封安装槽的设计有利于可根据不同的摆角、伸缩需求，合理调整塔型密封罩2的轴向安装位置(预压缩或预拉伸)，改善塔型密封罩2的摆角、伸缩时的受力状态，使塔型密封罩2大摆角时的形态更合理，提升同一种塔型密封罩2在不同使用工况下的适应性，节约过度开发塔型密封罩2的设计开发成本。

所述透气防水装置4的封盖8与硫化胶体9是与机械设备，特别是与车用球笼同步万向传动轴上球笼式万向节的过渡联接体，封盖8通过硫化胶体9与球笼本体3外圈20的内孔紧密连接。压环6为圆环形结构，底部带有用于挤压橡胶膜片7环状部分18的凸台13；橡胶膜片7为U形平底结构，平底膜片17部位较薄，厚度为1mm，环状部分18的厚度较厚，厚度为2.85mm -2.95mm，此结构设计，可保证在橡胶膜片7受顶压变形时，橡胶膜片7能形成所需张力，在与封盖8的贴合面可形成所需要的紧密配合，达到良好的封水效果；封盖8的一侧带有圆环形内凸台12与圆环形外凸台14，圆环形内凸台12与圆环形外凸台14之间形成用于装设压环6的环形槽，环形间隙11位于圆环形外凸台13的内环面与环形槽的底面；封盖8的另一侧带有圆环形凸台15与中心凸台16，硫化胶体9装在圆环形凸台15的外圆面，通气孔10位于中心凸台16的轴心，当塔形密封罩2内、外气压差值达到0.006-0.009兆帕时，橡胶膜片7产生变形张力，万向节内部气体从通气孔10与环形间隙11所形成的排气通道排出，使塔形密封罩2内外气压平衡，排气通道数量可根据所需的排气效果确定；压环6卡在封盖8的环形槽内，用于限定压环6轴向位置的孔挡圈5卡在封盖8圆环形外凸台14的内槽里，封盖8的环形间隙11与通气孔10形成排气通道，橡胶膜片7的开口向内装入封盖8内，封盖8的圆环形内凸台12与压环6对橡胶膜片7形成挤压，使橡胶膜片7产生变形张力，即可排降万向节腔内热气压，又可防止水进入腔内。

所述球笼本体3的内圈19与外圈20之间装有钢球21，钢球21安装在保持架22的窗口内，保持架22嵌在内圈19与外圈20之间。

表1 氯丁橡胶CR与热塑弹性体TPEE主要性能对比

Claims (7)

1.一种万向节的透气防水与密封的组合结构，其特征在于：球笼本体（3）的两端装有塔形密封罩（2）和透气防水装置（4）；所述塔形密封罩（2）为波浪形结构，采用热塑弹性体制作，小端为等直径圆环，再通过塔形结构过渡到大端，小端通过小端固定接口（1）固定在万向节的伸缩性轴副（23）上，大端固定在球笼本体（3）外圈（20）的外圆面上；所述透气防水装置（4）的封盖(8)通过硫化胶体（9）与球笼本体（3）外圈（20）的内孔紧密连接，压环（6）卡在封盖(8)的环形槽内，用于限定压环（6）轴向位置的孔挡圈（5）卡在封盖（8）圆环形外凸台（14）的内槽里，封盖（8）内设有通气孔（10），封盖（8）的环形间隙（11）与通气孔（10）形成排气通道，橡胶膜片（7）的开口向内装入封盖（8）内，封盖（8）的圆环形内凸台（12）与压环（6）对橡胶膜片（7）形成挤压，使橡胶膜片（7）产生变形张力，即可排降万向节腔内热气压，又可防止水进入腔内。

2.根据权利要求1所述的一种万向节的透气防水与密封的组合结构，其特征在于：所述压环（6）为圆环形结构，底部带有用于挤压橡胶膜片（7）环状部分（18）的凸台（13）。

3.根据权利要求1所述的一种万向节的透气防水与密封的组合结构，其特征在于：所述橡胶膜片（7）为U形平底结构，平底膜片部位（17）厚度为0.95mm-1.05mm，环状部分（18）的厚度为2.85 mm -2.95mm。

4.根据权利要求1所述的一种万向节的透气防水与密封的组合结构，其特征在于：所述封盖（8）的一侧带有圆环形内凸台（12）与圆环形外凸台（14），圆环形内凸台（12）与圆环形外凸台（14）之间形成用于装设压环（6）的环形槽，环形间隙（11）位于圆环形外凸台（14）的内环面与环形槽的底面；封盖（8）的另一侧带有圆环形凸台（15）与中心凸台（16），硫化胶体（9）装在圆环形凸台（15）的外圆面，通气孔（10）位于中心凸台（16）的轴心，当塔形密封罩（2）内、外气压差值达到0.006-0.009兆帕时，橡胶膜片（7）产生变形张力，万向节内部气体从通气孔（10）沿环形间隙（11）排出，使塔形密封罩（2）内、外气压平衡。

5.根据权利要求1所述的一种万向节的透气防水与密封的组合结构，其特征在于：所述塔形密封罩（2）的大口端和内衬套（24）均带有内凸台及外凹槽，塔形密封罩（2）的小口端内孔有圆弧形凸起，内衬套（24）装在球笼本体（3）外圈（20）的外圆凹槽内，塔形密封罩（2）的大口端与小口端分别装在内衬套（24）的外凹槽和伸缩性轴副（23）的轴径上，并用大卡箍（25）和小卡箍箍紧，伸缩性轴副（23）的轴径上沿轴向有两个或两个以上、用于安装塔形密封罩（2）小口端的密封安装槽，小口端内孔的圆弧形凸起与小口端的密封安装槽相配合。

6.根据权利要求1所述的一种万向节的透气防水与密封的组合结构，其特征在于：所述塔形密封罩（2）的外形为变直径波浪形结构。

7.根据权利要求1所述的一种万向节的透气防水与密封的组合结构，其特征在于：所述球笼本体（3）的内圈（19）与外圈（20）之间装有钢球（21），钢球（21）安装在保持架（22）的窗口内，保持架（22）嵌在内圈（19）与外圈（20）之间。

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