一種密封件及具備該密封件的密封結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種密封件及具備該密封件的密封結(jié)構(gòu)，具體是適用于制鐵設(shè)備、例如連續(xù)鑄造機(jī)的輥?zhàn)?尤其是搬運(yùn)輥，例如搬運(yùn)用分段輥等)的軸承部的密封件及具備該密封件的密封結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的制鐵設(shè)備，例如連續(xù)鑄造機(jī)，主要是將液態(tài)金屬經(jīng)過冷卻凝固后連續(xù)拉出以形成鑄坯，且該鑄坯經(jīng)由搬運(yùn)輥連續(xù)地輸送，進(jìn)而繼續(xù)進(jìn)行成型、冷卻等以形成所需的鑄件。該搬運(yùn)輥包括各自由多個(gè)依次設(shè)置的輥?zhàn)铀M成的上下兩列搬運(yùn)輥，各輥?zhàn)拥妮S向大致垂直于鑄坯的輸送方向。上述鑄坯在各上下兩個(gè)輥?zhàn)又g被連續(xù)地輸送。各輥?zhàn)涌梢允窃谳S向上延伸的單一的輥?zhàn)?，也可以是由沿軸向設(shè)置的多個(gè)輥段所構(gòu)成的分段輥等。
[0003]各輥?zhàn)?包括上述單一的輥?zhàn)踊蚋鞣侄屋伒?從其兩端分別延伸出的頸部(相當(dāng)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸部)各自通過軸承轉(zhuǎn)動(dòng)自如地支持于連續(xù)鑄造機(jī)的固定部上。該固定部可以例如是連續(xù)鑄造機(jī)的用于支持轉(zhuǎn)動(dòng)自如的輥?zhàn)拥臍んw、軸箱、支承座等固定的部件。由此可以使各輥?zhàn)酉鄬τ谠摴潭ú哭D(zhuǎn)動(dòng)，從而通過各輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)動(dòng)連續(xù)地輸送位于各上下兩個(gè)輥?zhàn)又g的鑄坯。
[0004]在上述連續(xù)鑄造機(jī)那樣的制鐵設(shè)備中，由于其機(jī)械作業(yè)本身是在非常嚴(yán)酷的惡劣環(huán)境下進(jìn)行的，例如:在高溫水蒸氣氛圍下，諸如300°C?1500°C的高溫；存在大量的冷卻液；及存在大量的鱗肩(scale)、粉末(powder)等的粉塵(dust);或者處于上述各種情況同時(shí)混合存在的狀態(tài)。
[0005]因此，上述制鐵設(shè)備存在以下主要缺陷:因?yàn)槭窃跇O端環(huán)境下使用輥?zhàn)?，上述這些高溫水蒸氣、冷卻液及粉塵等會(huì)侵入輥?zhàn)拥妮S承部，尤其是從靠近輥?zhàn)又黧w的一側(cè)集中地流入到輥?zhàn)拥妮S承部。從而容易導(dǎo)致軸承破損，使輥?zhàn)硬荒苻D(zhuǎn)動(dòng)，致使制鐵設(shè)備的機(jī)械作業(yè)停止。通常，導(dǎo)致輥?zhàn)訝顟B(tài)不良的70%-80%的因素是由軸承的不良因素造成的。由此，可以說輥?zhàn)拥氖褂脡勖Q于軸承的使用壽命。
[0006]為了改善軸承的使用壽命，通常在安裝于輥?zhàn)拥念i部上的各軸承的兩端，即靠近輥?zhàn)又黧w的一側(cè)和靠近輥?zhàn)宇i部的端部的一側(cè)，分別設(shè)置有用于密封連續(xù)鑄造機(jī)的相對轉(zhuǎn)動(dòng)的固定部與輥?zhàn)又g的環(huán)狀間隙的密封件。
[0007]從而，一方面可以通過上述密封件防止高溫水蒸氣、冷卻液及粉塵等進(jìn)入由該被密封的環(huán)狀間隙所形成的密封空間(即、密封對象側(cè))以接觸其中的軸承(塵封功能);另一方面，在該密封空間內(nèi)可供給并填充作為密封對象的諸如潤滑油等的潤滑材料(油封功能)，對軸承和輥?zhàn)拥炔考M(jìn)行潤滑。由此，通過設(shè)置具備上述塵封功能和油封功能的密封件以實(shí)現(xiàn)軸承、輥?zhàn)拥鹊氖褂脡勖难娱L。
[0008]由上可知，如何消除影響軸承的不良因素成為重要的問題，而該不良因素主要包括:由密封件的形狀和裝配形式引起的高溫水蒸氣、冷卻液及粉塵等進(jìn)入密封空間；該密封空間內(nèi)潤滑油泄漏導(dǎo)致的潤滑油不足以致引起潤滑不良；及由熱、高負(fù)荷引起的耐熱性及強(qiáng)度的不足等。其中，尤其是密封件中的油封結(jié)構(gòu)，其較大程度地左右軸承的使用壽命。
[0009]在現(xiàn)有技術(shù)中，對于起塵封功能的密封件，通常采用可分別設(shè)置于上述軸承的兩端的金屬環(huán)那樣的密封件，例如采用spirolox金屬環(huán)(參照圖7和圖8 (a)、圖8 (b)中所示的金屬環(huán)密封件8)?；蛘撸谳S承的靠近輥?zhàn)又黧w側(cè)的一端處可以設(shè)有迷宮結(jié)構(gòu)那樣的密封件(參照圖6的迷宮結(jié)構(gòu)10)。但是，此類塵封型的密封件，只起到非接觸形的較大的粉塵類的防止板的作用，能夠阻止大小小于縫隙的鱗肩、粉末等進(jìn)入密封空間，但不能阻止細(xì)小的粉塵、冷卻液等侵入軸承部。
[0010]而對于起油封功能的密封件，常用的密封件(參照圖7中所示的密封件200)可以包括與連續(xù)鑄造機(jī)的固定部抵接的主體部201以及從該主體部201向輥?zhàn)宇i部側(cè)延伸且與該輥?zhàn)宇i部抵接的唇部202。該唇部202的與輥?zhàn)宇i部抵接的梢端部形成為刀口(knifeedge)形狀，利用該刀口切斷油膜，因此該密封件200的與輥?zhàn)宇i部的表面抵接的唇部202的梢端部與該輥?zhàn)又g形成為線密封結(jié)構(gòu)，因此與該唇部接觸的表面所承受的壓力較大，一般會(huì)保持大約25kg/cm2左右的較大的密封壓力。由此在經(jīng)過一定時(shí)間的使用后，會(huì)使與該梢端部202所抵接的輥?zhàn)宇i部的表面引起V形的磨損。由于該V形磨損，不但不能防止?jié)櫥托孤?，而且還會(huì)使高溫水蒸氣、冷卻液及粉塵等容易進(jìn)入密封空間。因此，此類密封件作為連續(xù)鑄造機(jī)的輥?zhàn)虞S承部用密封件并不適合。
[0011]具體地，圖6和圖7是示出將現(xiàn)有技術(shù)中的密封件應(yīng)用于連續(xù)鑄造機(jī)的軸承部的密封結(jié)構(gòu)的示例的局部縱向剖視圖；又圖8 (b)是圖7所示的密封結(jié)構(gòu)中的金屬環(huán)密封件8的磨損示意圖。其中，圖6和圖7分別示出了適用于連續(xù)鑄造機(jī)的軸承部的潤滑油回收式的密封結(jié)構(gòu)及潤滑油排出式的密封結(jié)構(gòu)。
[0012]如圖6所示，用于該連續(xù)鑄造機(jī)的軸承部的密封結(jié)構(gòu)包括分別設(shè)置于安裝在輥?zhàn)覫的頸部11上的軸承14的軸向兩端側(cè)上以用于密封輥?zhàn)覫與通過軸承14支持該轉(zhuǎn)動(dòng)自如的輥?zhàn)覫的殼體15之間的環(huán)狀間隙16的兩個(gè)相互對置的相同的密封件100。該密封件100是圓環(huán)形，安裝在該殼體15的密封件安裝部17中所形成的環(huán)狀安裝凹部18內(nèi)。
[0013]該密封件100包括與該殼體15的安裝凹部18的內(nèi)周面抵接的主體部101以及從該主體部101向輥?zhàn)宇i部11側(cè)及密封對象側(cè)延伸并與該輥?zhàn)宇i部11的外周面抵接的主唇部102。該主唇部102的與輥?zhàn)宇i部11的外周面抵接的梢端部形成為刀口形狀，利用該刀口切斷油膜形成線密封，從而起到油封功能。此外，該密封件100還包括從主唇部102向遠(yuǎn)離密封對象側(cè)(即大氣側(cè))延伸且與輥?zhàn)宇i部11的外周面線密封的輔助唇部104?？赏ㄟ^該輔助唇部104防止高溫水蒸氣、冷卻液及粉塵等進(jìn)入密封空間。此外，在軸承14的靠近輥?zhàn)又黧w12側(cè)的一端還設(shè)有用于防止較大的粉塵類進(jìn)入密封空間的前述迷宮結(jié)構(gòu)10。另夕卜，該密封結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于殼體15中對密封空間供給潤滑油的供給通道19，以及用于排出所供給的潤滑油進(jìn)行回收利用的回收通道20。由此，該密封結(jié)構(gòu)為潤滑油回收式的密封結(jié)構(gòu)。
[0014]如圖7所示，用于該連續(xù)鑄造機(jī)的軸承部的密封結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于軸承14的靠近輥?zhàn)宇i部11的端部的一側(cè)的如圖6所示的密封件100，以及設(shè)置于軸承14的靠近輥?zhàn)又黧w12的一側(cè)的如前所述的常用的密封件200。此外，在該密封件200與輥?zhàn)又黧w12之間還設(shè)有用于防止較大的粉塵類進(jìn)入密封空間的前述金屬環(huán)密封件8。圖7所示的密封結(jié)構(gòu)不具備圖6所示的潤滑油回收通道20，當(dāng)密封空間內(nèi)的潤滑油的壓力比密封件200的唇部202與輥?zhàn)覫之間的接觸壓力大時(shí)，可如箭頭B4所示，從該密封件200的唇部202與輥?zhàn)覫之間流出，進(jìn)而流經(jīng)金屬環(huán)密封件8與輥?zhàn)覫之間的間隙后向外排出。由此，該密封結(jié)構(gòu)為潤滑油排出式的密封結(jié)構(gòu)。
[0015]如上所述，在圖6和圖7所示的現(xiàn)有技術(shù)的各種密封結(jié)構(gòu)中，由于上述密封件100、200的主唇部102、202都是采用了線密封的結(jié)構(gòu)，因而容易在輥?zhàn)宇i部的表面引起V形磨損，從而不但不能防止?jié)櫥托孤?，而且還會(huì)使高溫水蒸氣、冷卻液及粉塵等容易進(jìn)入密封空間。此外，由于上述輔助唇部104也采用了線密封的結(jié)構(gòu)，因此該輔助唇部104及上述主唇部102、202容易在遠(yuǎn)離密封對象側(cè)形成使灰塵等卷入的引誘角。另外，在圖7所示的密封結(jié)構(gòu)中所采用的金屬環(huán)密封件8，經(jīng)過一定時(shí)間的使用后，會(huì)在密封件安裝部17的與金屬環(huán)密封件8相對的表面17a及該金屬環(huán)密封件8的表面上產(chǎn)生磨損(參照圖8 (b))。該磨損也會(huì)使高溫水蒸氣、冷卻液及粉塵等容易進(jìn)入密封空間。由此，現(xiàn)有技術(shù)中的用于連續(xù)鑄造機(jī)的軸承部的密封結(jié)構(gòu)的密封性能不甚理想。
[0016]并且，在極端高溫的環(huán)境下，輥?zhàn)訒?huì)因熱膨脹而引起拉伸。上述現(xiàn)有的密封件均不適用于此。由于軸承等因輥?zhàn)拥睦焓湛s的重復(fù)進(jìn)行而形成栗吸作用，容易吸入水、灰塵等，會(huì)導(dǎo)致軸承的滾子等生銹等，進(jìn)而發(fā)生輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)不良，甚至可能導(dǎo)致輥?zhàn)拥袈洹?br>【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0017]鑒于以上所述，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種密封件及具備該密封件的密封結(jié)構(gòu)，能夠有效防止水蒸氣、冷卻液及粉塵等進(jìn)入密封空間，同時(shí)防止密封空間內(nèi)的潤滑材料泄漏，從而延長密