阅读说明：本技术 全效密封节能静音托辊 (Full-effect sealed energy-saving mute carrier roller ) 是由 赵红平 丁加新 高勇 薛冬 孙宇 于 2020-07-07 设计创作，主要内容包括：全效密封节能静音托辊,有托辊和两侧的轴承座,轴承座内均设置有全效密封节能静音轴承,全效密封节能静音轴承的一侧端面设有迷宫密封结构,迷宫密封结构的入口设有V形入口逆向密封结构,开口朝向迷宫密封的入口。迷宫密封结构的出口设有V形出口逆向密封结构,一支延伸逆向堵住迷宫密封结构的入口,另一支逆向堵向迷宫密封结构和保持架的连接口。另一侧单层接触式密封圈内圈密封唇设置在轴承内圈凹槽内。保持架为工程塑料质。迷宫密封结构为对扣的外、内密封环形成的通道,轴承座有外扩的台肩,设置密封盖,密封盖与台肩有甩水间隙。本托辊噪音小,不进杂质,不漏油,节省成本,承载能力大运行更顺畅。(The full-effect sealed energy-saving mute carrier roller is provided with a carrier roller and bearing seats on two sides, wherein a full-effect sealed energy-saving mute bearing is arranged in each bearing seat, a labyrinth seal structure is arranged on one side end face of each full-effect sealed energy-saving mute bearing, a V-shaped inlet reverse seal structure is arranged at an inlet of each labyrinth seal structure, and an opening faces to an inlet of each labyrinth seal. The outlet of the labyrinth seal structure is provided with a V-shaped outlet reverse seal structure, one outlet extends to reversely block the inlet of the labyrinth seal structure, and the other outlet extends to reversely block a connecting port of the labyrinth seal structure and the retainer. And the inner ring sealing lip of the single-layer contact sealing ring at the other side is arranged in the groove of the bearing inner ring. The retainer is made of engineering plastic. The labyrinth seal structure is a channel formed by the buckled outer and inner seal rings, the bearing seat is provided with an outward-expanded circular bead, a seal cover is arranged, and a water throwing gap is formed between the seal cover and the circular bead. The roller has the advantages of low noise, no impurity, no oil leakage, cost saving, high bearing capacity and smooth operation.)

全效密封节能静音托辊

技术领域

本发明属于机械制造领域中托辊技术领域，特别涉及全效密封节能静音托辊。

背景技术

在带式输送机，尤其是煤矿中使用的大型带式输送机中，托辊是重要部件之一。托辊的作用是支撑输送带和物料重量，托辊运行必须灵活可靠，减少输送带与托辊之间的摩擦力，对占输送机总成本25％以上的输送带的寿命起到关键作用，托辊运行时，轴承的外圈旋转，而内圈相对静止，皮带机转速低，需要轴承和托辊的承载能力大。

现有的托辊和原密封轴承23包括如图1和图2所示：

密封轴承时候需要使用多个密封件（隔离环22、原密封轴承23、挡圈24、外密封环25、内密封环26、端盖和轴盖等多种密封件及其组合形式），制作成本高，装配复杂重量大，消耗人工多。

使用多个密封件时，原轴承座27为长直筒形状，原密封轴承23位于原轴承座27深处，导致轴承托辊承载能力差。

原密封轴承28用橡胶和骨架密封结构（单层橡胶接触式密封结构8），密封唇结构简单，容易被掀开进水、泥沙、空气和杂质等，并且密封唇容易被掀开漏油。

轴承的金属保持架容易发热并且发出噪音，轴承端面容易生锈。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有技术的不足而提供安装有静音节能轴承的全效密封节能静音托辊，静音节能，重量轻，密封效果更好。

采用的技术方案是：

全效密封节能静音托辊，有托辊和固定在托辊两侧的轴承座。每个轴承座内均设置有全效密封节能静音轴承。

全效密封节能静音轴承包括轴承内圈、轴承外圈，保持架和多个滚珠。轴承内圈和轴承外圈间设置有保持架，保持架的兜孔内有滚珠。全效密封节能静音轴承的一侧端面设有单层橡胶接触式密封结构。

其技术要点在于：

全效密封节能静音轴承的另一侧端面设有迷宫密封结构。

迷宫密封结构的入口设有入口逆向密封结构。

迷宫密封结构的出口设有出口逆向密封结构。

轴承内圈固定在支撑轴上。

单层接触式密封圈内圈密封唇设置在轴承内圈凹槽内。

保持架为工程塑料材质。

迷宫密封结构包括对扣的外密封环和内密封环形成的迷宫密封通道。

入口逆向密封结构为V形，开口朝向迷宫密封的入口。

出口逆向密封结构为V形，一支延伸逆向堵住迷宫密封结构的入口，另一支逆向堵向迷宫密封结构和保持架处的连接口。

外密封环包括为一体结构的外密封环环状部及两侧弯折的外密封环内圈翻边和外密封环外圈翻边。

外密封环与轴承内圈固定连接。

内密封环包括为一体结构的内密封环环状部及两侧弯折的内密封环内圈翻边和内密封环外圈翻边。

内密封环与轴承外圈卡设固定。

弹性中密封环包括为一体结构的中密封环环状部和两侧弯折的中密封环外圈密封唇和中密封环内圈延伸部。

中密封环位于外密封环和内密封环间，并与内密封环固定连接。

中密封环外圈密封唇向迷宫密封结构入口延伸为入口逆向密封结构。

中密封环内圈延伸部向迷宫密封结构出口延伸为出口逆向密封结构。

入口逆向密封结构的V形角，角度R为45-60°。

出口逆向密封结构的一支和另一支之间形成的与轴承内圈径向两侧的角度S为55-60°，角度T为55-60°。

轴承座有外扩的台肩，密封盖置在台肩处，密封盖固定在支撑轴上，密封盖与台肩有间隙。

密封盖的中孔内侧一体设有密封盖轴承内圈环形筋，与轴承内圈位置相对应。

台肩有外扩角度P为3-5°。

其优点在于：

工程塑料保持架噪音很小，并且有自润滑作用，运行更顺畅。

轴承经过镀锌，发黑处理，不容易生锈。

密封唇结构更完善，不会被掀开，不会进水，不漏油。

轴承自带迷宫密封结构密封件，制作成本低，装配简单节省人工，需托辊外部密封。第一密封空间、第二密封空间和第三密封空间均为向外逆向倒刺设置，可以防止外侧的空气、水和杂质进入轴承，提高了润滑性能和防污染性能。

取消了轴承外部多个密封件，轴承座更浅更短，轴承托辊承载能力提高。

集成并简化轴承座和轴承总成，降低了托辊的总重量，减少惯性，大大降低其耗能。

安装工时简单，减少设备和人员，降低企业运营成本。

轴承座总成无需添加润滑油脂，减少二次污染缝隙，

-45摄氏度至150摄氏度宽温运行，适合各种输送机械工况运行。

经过检测，符合MT821-2006标准、GB/T10595-2009《带式运输机》标准要求、MT821-2006《煤矿用带式运输机 托辊技术条件》，托辊总阻尼系数降低40%左右，运行噪音下降20-30%，润滑性能提高20%。

附图说明

图1是原托辊的结构示意图。

图2是原密封轴承的结构示意图。

图3是本发明的托辊的结构示意图。

图4是本发明的托辊、轴承和轴承座放大示意图。

图5是本发明的轴承的结构示意图。

图6是图5上半部的局部放大示意图。

图7是本发明的轴承座的结构示意图。

图8是本发明的轴承的保持架的结构示意图。

图9是图8中的K向视图。

图10是本发明的轴承的保持架的一半结构示意图。

图11是图10中的A-A剖视图。

图12是图10中的B-B剖视图。

图13是迷宫密封的局部放大图。

轴承座1、托辊2、全效密封节能静音轴承3、迷宫密封结构4、接触密封唇5、轴承内圈3-1、轴承外圈3-2，保持架3-3、滚珠3-4、滚道3-5、外密封环4-1、中密封环4-2、内密封环4-3、外密封环环状部4-1-1、外密封环内圈翻边4-1-2、外密封环外圈翻边4-1-3、中密封环环状部4-2-1、中密封环外圈密封唇4-2-2、中密封环内圈延伸部4-2-3、内密封环环状部4-3-1、内密封环内圈翻边4-3-2、内密封环外圈翻边4-3-3、出口逆向密封结构6、镀锌层7、单层橡胶接触式密封结构8、密封盖9、轴承外圈第一凹槽10、骨架8-1、单层接触式密封圈8-2、包裹密封唇11、入口逆向密封结构12、第一密封空间13、第二密封空间14、第三密封空间15、轴承外圈第二凹槽16、轴承内圈凹槽17、密封盖加强筋18、密封盖轴承内圈环形筋19、台肩20、间隙21、隔离环22、原密封轴承23、挡圈24、外密封环25、内密封环26、原轴承座27、密封槽28、支撑轴29。

具体实施方式

实施例1

下面结合附图详细描述技术方案：

托辊2和两个单侧开口的轴承座1。

两个轴承座1分别设置在托辊2的两侧开口内，轴承座1的开口朝外，轴承座1与托辊2焊接固定。

每个轴承座1内均设置有一个全效密封节能静音轴承3。

全效密封节能静音轴承3为包括轴承内圈3-1、轴承外圈3-2，保持架3-3和多个滚珠3-4。

轴承内圈3-1和轴承外圈3-2之间设置有保持架3-3，保持架3-3的多个兜孔内分别设有滚珠3-4。轴承外圈3-2和轴承内圈3-1之间设有和滚珠3-4对应的滚道3-5。

保持架3-3采用工程塑料（尼龙）制成，可降低摩擦和提高润滑性能（自润滑）。

尼龙弹性好，密度低，阻尼系数小，运转时候可以更好的引导滚珠3-4滚动，而且温升低，尤其适合需要高速旋转的轴承，金属保持架边缘容易出现锐角，而尼龙保持架几乎不存在这个问题，这样也有利于润滑油脂在轴承腔内的合理分布，所以能显著提高轴承寿命，在轴承中的润滑脂均匀分布时候，尼龙保持架比金属例如铁保持架启动力矩会更小，耐腐蚀性能更好，同时尼龙具有自润滑作用，在欠润滑状态也能很好的运转，可以一次成型，加工精度更容易保证，尼龙密度只有铁的七分之一，所以更轻，摩擦系数更小，更能抵抗滚珠3-4的冲击，比铁保持架在引导金属滚珠3-4运行时候更灵活，噪音更小。

保持架3-3的兜孔为优弧，有兜孔开口，可以包住滚珠3-4，兜孔开口朝向单层橡胶接触式密封结构8方向。

全效密封节能静音轴承3的一侧端面设有迷宫密封结构4。

迷宫密封结构4包括外密封环4-1、中密封环4-2和内密封环4-3。

外密封环4-1包括为一体结构的外密封环环状部4-1-1及两侧的外密封环内圈翻边4-1-2和（环形）外密封环外圈翻边4-1-3（环形），外密封环4-1为金属材质。

外密封环内圈翻边4-1-2和外密封环外圈翻边4-1-3向保持架3-3方向延伸，并与外密封环环状部4-1-1相垂直。

外密封环内圈翻边4-1-2长于外密封环外圈翻边4-1-3。

外密封环4-1（外密封环内圈翻边4-1-2）固定套在轴承内圈3-1，并同步转动。

外密封环环状部4-1-1与轴承内圈3-1和轴承外圈3-2的一侧端面平齐。

外密封环环状部4-1-1表面有镀锌层7。

内密封环4-3包括为一体结构的内密封环环状部4-3-1及两侧的内密封环内圈翻边4-3-2（环形）和内密封环外圈翻边4-3-3（环形）。内密封环4-3为金属材质。

内密封环内圈翻边4-3-2和内密封环外圈翻边4-3-3均向保持架3-3相反方向延伸。内密封环外圈翻边4-3-3与内密封环环状部4-3-1相垂直，内密封环内圈翻边4-3-2向远离内密封环环状部4-3-1方向延伸，形成角S。

内密封环环状部4-3-1位于外密封环外圈翻边4-1-3内侧。

外密封环外圈翻边4-1-3位于内密封环内圈翻边4-3-2和内密封环外圈翻边4-3-3之间。

内密封环外圈翻边4-3-3位于轴承外圈第一凹槽10内卡设接触并同步转动。

内密封环内圈翻边4-3-2位于外密封环4-1的凹侧内，延伸向外密封环内圈翻边4-1-2。

中密封环4-2包括为一体结构的中密封环环状部4-2-1和两侧的中密封环外圈密封唇4-2-2（环形）和中密封环内圈延伸部4-2-3（环形）。中密封环4-2为弹性材质（例如丁腈橡胶）。

中密封环4-2位于内密封环4-3与保持架3-3背向的一侧并固定连接。

中密封环外圈密封唇4-2-2的一支沿着内密封环外圈翻边4-3-3延伸并包裹住内密封环外圈翻边4-3-3及形成内密封环外圈翻边4-3-3端面的包裹密封唇11（环形），中密封环外圈密封唇4-2-2的另一支在内密封环外圈翻边4-3-3中部处向外密封环外圈翻边4-1-3延伸，并弯折形成轴向的接触密封唇5（环形）接触到外密封环外圈翻边4-1-3，两支延伸形成类似V形的入口逆向密封结构12，为第一密封空间13。并形成角度R。

入口逆向密封结构12开口朝向迷宫密封结构4的入口，逆向堵住迷宫密封4的入口，防止空气、水和杂质进入轴承。

中密封环内圈延伸部4-2-3沿着内密封环内圈翻边4-3-2延伸并包裹内密封环内圈翻边4-3-2的两面。

中密封环内圈延伸部4-2-3在内密封环内圈翻边4-3-2边缘处形成类似V形的迷宫密封结构4的出口逆向密封结构6。

出口逆向密封结构6的一支延伸向外密封环环状部4-1-1和外密封环内圈翻边4-1-2，与外密封环环状部4-1-1和外密封环内圈翻边4-1-2之间形成第二密封空间14。形成角度S。

出口逆向密封结构6的另一支延伸向外密封环内圈翻边4-1-2和保持架3-3，朝向保持架3-3的一侧还有密封槽28（环形），与外密封环内圈翻边4-1-2和保持架3-3之间形成第三密封空间15。形成角度T。

出口逆向密封结构6的一支逆向堵向迷宫密封4的入口，出口逆向密封结构6的另一支逆向堵向迷宫密封结构4和保持架3-3的连接口。

即错位对扣的外密封环4-1和内密封环4-3形成类似Z形的迷宫密封通道，入口被入口逆向密封结构12逆向堵住，出口被出口逆向密封结构6同时逆向堵住两侧，达到防止外侧进空气、水和杂质等，内侧防止漏油。

全效密封节能静音轴承3的另一侧端面设有单层橡胶接触式密封结构8（常规橡胶和SPCC骨架式密封结构，为已知技术）。

单层橡胶接触式密封结构8包括骨架8-1和单层接触式密封圈8-2。

单层接触式密封圈8-2从外侧包裹住骨架8-1。

单层接触式密封圈8-2外圈设置在轴承外圈第二凹槽16内。

单层接触式密封圈8-2内圈密封唇设置在轴承内圈凹槽17内。

现有的单层接触式密封圈8-2内圈密封唇为直接接触轴承内圈3-1表面，虽然可以实现密封，单层橡胶接触式密封结构8和轴承内圈3-1各自分开旋转，但是终究还是会产生一定的摩擦，本结构在轴承内圈3-1外表面设置轴承内圈凹槽17，使得单层橡胶接触式密封结构8和轴承内圈3-1的相对旋转更加顺畅。

全效密封节能静音轴承3设置在轴承座1内，迷宫密封结构4朝向轴承座1开口，外侧扣设密封盖9，轴承内圈3-1和密封盖9中孔与支撑轴承内圈3的支撑轴29过盈配合。

密封盖9内侧设有密封盖加强筋18（环形）。

密封盖9的中孔内侧一体设有密封盖轴承内圈环形筋19，密封盖轴承内圈环形筋19与轴承内圈3-1环形宽度相同，起到支撑轴承内圈3-1的作用。

轴承座1设置外扩变径的台肩20，全效密封节能静音轴承3设置在轴承座1内侧，密封盖9设置在台肩20处，并与台肩20有间隙21（环形）。

台肩20有角度P，在运转中会有水进入，也因为角度P的存在，水会被被甩出间隙21。

本轴承的保持架3-3和滚珠3-4之间注射润滑油脂，在迷宫密封结构4内侧有润滑油脂，单层橡胶接触式密封结构8内侧有润滑油脂。

轴承转动时候，由于滚珠3-4和滚道3-5摩擦，滚珠3-4和保持架3-3对润滑油脂的搅拌作用，轴承温度升高，使润滑油脂软化并产生压力差。

轴承外圈3-2和轴承座1之间的两个接触面经过精密加工，轴承外圈3-2和轴承座1的接触面（轴承外圈3-2上的密封面）经过碳化（碳化发黑为已知技术）处理。

经过检测，本轴承比两侧均为单层橡胶接触式密封结构8密封的轴承，寿命提高，密封性能更好。

由于需要放置迷宫密封结构4的结构，本全效密封节能静音轴承3需要在一侧设置更宽的空间，本轴承为非对称形式，轴承内圈3-1和轴承外圈3-2轴向更宽，承载能力更强。

托辊2运行时，轴承外圈3-2、中密封环4-2、内密封环4-3、单层橡胶接触式密封结构8、骨架3-3和滚珠3-4与托辊2同步旋转，而外密封环4-1、轴承内圈3-1、保护盖9和支撑轴29相对静止。

角度R为45°，S为55°，T为55°，角度P为3°。

实施例2

实施例2与实施例1基本相同，其不同之处在于：角度R为60°，S为,60°T为60°，角度P为5°。

实施例3

实施例3与实施例1基本相同，其不同之处在于：角度R为50°，S为57°T为57°，角度P为4°。