專利名稱：滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置，特別是那些設(shè)置在圓筒形滾柱軸承或深槽滾珠軸承的兩個(gè)端部側(cè)的滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置。
滾動(dòng)軸承中使用的傳統(tǒng)密封裝置內(nèi)所用的潤滑脂為含油的半固體狀或固體狀，其內(nèi)有和來形成三維結(jié)構(gòu)的增稠劑彌散在潤滑油(基油)內(nèi)。換句話說，潤滑脂有一結(jié)構(gòu)，其中潤滑油(基油)被截留在具有增稠劑的海綿狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。
精制的礦物油、合成的潤滑油及其混合油等被用作基油。作為增稠劑，使用的是金屬皂或非皂。用作增稠劑的金屬皂如與鋰、鈣、鈉、鋁、鋰復(fù)合物和鈣配合物等有關(guān)的金屬皂，而非皂則與膨潤土、硅膠、尿素衍生物、三鄰氨甲酰苯甲酸鈉、酞菁等有關(guān)。潤滑脂按照用途分類并進(jìn)一步按照級(jí)別和稠度數(shù)細(xì)分。
在滾動(dòng)軸承中使用時(shí)，按照日本標(biāo)準(zhǔn)JIS K2220，采用級(jí)別為1-3號(hào)和稠度為0-3號(hào)的潤滑脂。一般地說，一旦將潤滑脂充填在軸承內(nèi)便可使用一段較長時(shí)間而不需補(bǔ)充。但按照運(yùn)行條件，潤滑脂也可被要求頻繁地補(bǔ)充或頻繁地更換。
關(guān)于滾動(dòng)軸承的潤滑，人們認(rèn)為有兩種機(jī)制。一種意見認(rèn)為潤滑之所以實(shí)現(xiàn)是由于滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的剪切使軟化的潤滑脂引入到潤滑的部分內(nèi)而致。另一種意見認(rèn)為潤滑之所以實(shí)現(xiàn)只是由于從滾動(dòng)軸承的潤滑脂內(nèi)分離出來的基油的供應(yīng)而致。
在前一種情況下，潤滑脂的運(yùn)動(dòng)顯然會(huì)影響滾動(dòng)軸承的使用壽命。在后一種情況下，基油分離的數(shù)量顯然會(huì)影響滾動(dòng)軸承的使用壽命。
在基油小量分離的情況下，滾動(dòng)軸承的磨損式損傷將由于油的缺乏而發(fā)生。另一方面，在基油過量分離的情況下，基油會(huì)早早枯竭，導(dǎo)致潤滑脂的早期硬化。上述這兩種現(xiàn)象對要獲得滾動(dòng)軸承的較長的使用壽命來說都是不好的。
用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的傳統(tǒng)軸承裝置曾被公開過，例如日本專利公報(bào)85,030/1986號(hào)和日本專利公報(bào)8,839/1989號(hào)所刊登的。
在上述傳統(tǒng)的軸承裝置中，采用了旨在提高潤滑效率的傳統(tǒng)技術(shù)，即定期供應(yīng)潤滑脂并在用新的潤滑脂更換舊的潤滑脂時(shí)提供足夠的數(shù)量。
圖11為一剖視圖，該圖示出按照一種現(xiàn)有技術(shù)的在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置。這種軸承裝置是在日本專利公報(bào)85,030/1986號(hào)中公開的，它是一個(gè)圓筒形的滾柱軸承裝置。圖12為沿圖11中B-B線切取的剖視圖。潤滑脂充填室被分隔板13完全分隔成四個(gè)相鄰的充填室5b。圖13為沿圖12中C-C’線切取的剖視圖。
在圖11、12和13中，圓筒形滾柱軸承2的內(nèi)環(huán)2a配裝在轉(zhuǎn)軸1上，而滾柱軸承2的外環(huán)2b配裝在一端部支架3上。有兩個(gè)軸承蓋4a和4b分別設(shè)在滾柱軸承2的兩側(cè)。潤滑脂分別充填到這兩個(gè)軸承蓋4a和4b的內(nèi)側(cè)。作為潤滑脂充填室，制出兩個(gè)相鄰的充填室5a和5b。
為了定期將潤滑脂供應(yīng)到這兩個(gè)軸承蓋4a和4b的內(nèi)側(cè)，通過一個(gè)設(shè)在軸承蓋4a(或端部支架3)上的供油孔9將潤滑脂供入。注入的潤滑脂沿著圖11和12中的矢標(biāo)(箭頭)在一條引入通道內(nèi)流動(dòng)。潤滑脂由于油旋流器11所產(chǎn)生的離心力和本身的重力可從一個(gè)油排放室12排出。
圖14為一剖視圖，該圖示出按照另一種現(xiàn)有技術(shù)的在滾動(dòng)軸承中應(yīng)用的密封裝置。這種軸承裝置是在日本專利公報(bào)8,839/1989號(hào)中公開的。圖15為一沿圖14中D-D’線切取的剖視圖。在圖14和15中，注入的潤滑脂從一供油孔9流到一個(gè)沿著軸承蓋4a外周面的環(huán)狀引入通道10內(nèi)，然后通過引入通道10a和10b潤滑滾動(dòng)軸承2的滑動(dòng)和滾動(dòng)部。變壞的潤滑脂被推出到外部。
在上述的傳統(tǒng)技術(shù)中，潤滑脂被充填在設(shè)在滾柱軸承2和兩個(gè)軸承蓋4a和4b內(nèi)的兩個(gè)相鄰的充填室5a和5b內(nèi)。當(dāng)滾柱軸承2旋轉(zhuǎn)時(shí)，在滾柱軸承2內(nèi)的潤滑脂被剪切，被剪切到的大部分潤滑脂被推出到兩個(gè)軸承蓋4a和4b的側(cè)邊上，只有少量的潤滑脂留在滾柱軸承2內(nèi)，以期完成滾柱軸承2的潤滑。
為了長期實(shí)現(xiàn)充分潤滑，必須定期地補(bǔ)給潤滑脂，而且必須在滾柱軸承2中保持充足的潤滑脂。
如圖15中的現(xiàn)有技術(shù)所示，為了使注入的潤滑脂保持在良好狀態(tài)下引入，最好制出較大的引入通道10、10a和10b。
但當(dāng)引入通道形成一條長的通道并且潤滑脂的變更和排放不能順利進(jìn)行時(shí)，由于粘度的阻力，溫度會(huì)升高，這將使?jié)櫥儔?，從而使?jié)櫥阅茱@著降低。
在傳統(tǒng)的技術(shù)中，當(dāng)重新添加潤滑脂時(shí)新舊潤滑脂的交換率以重量計(jì)不到30％，并且缺點(diǎn)是效率較低。換句話說，缺點(diǎn)是新潤滑脂不能充分充填。
在另一方面，由于在潤滑脂中基油的含量隨著滾動(dòng)軸承運(yùn)行時(shí)間的消逝會(huì)逐漸下降，考慮到這一點(diǎn)，因此在軸承蓋的結(jié)構(gòu)中必須有這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)，使分離出來的基油能夠有效地供應(yīng)到滾柱軸承內(nèi)。
在潤滑脂內(nèi)的基油是靠毛細(xì)管現(xiàn)象被保持在主要由于增稠劑而形成的三維結(jié)構(gòu)的孔隙部內(nèi)的。被截留的基油是靠重力分離或完成潤滑脂的分油的。上述行為與溫度、基油的粘度增稠劑的結(jié)構(gòu)和潤滑脂的抗剪穩(wěn)定性有關(guān)。
考慮到上術(shù)這問題，在按照圖12所示的現(xiàn)有技術(shù)的軸承蓋的結(jié)構(gòu)中，由于充填的潤滑脂完全被分隔板13分隔開來，基油從相鄰的充填室5b分離到另一個(gè)相鄰的充填室5b較為困難。
另外，由于基油停留在相鄰充填室5b的底部附近5d和5e，基油的分離較為困難。而且，在按照圖15所示現(xiàn)有技術(shù)的軸承蓋結(jié)構(gòu)中，由于相鄰的充填室5a形狀為一長而窄的環(huán)形并且由于基油停留在環(huán)形的下部5f，同樣基油的分離較為困難。
再者，在按照圖11所示的現(xiàn)有技術(shù)的軸承蓋結(jié)構(gòu)中，由于相鄰充填室5b的外直徑7b制造得比外環(huán)2b邊緣的內(nèi)直徑6b大并形成一個(gè)臺(tái)階部8，這樣便有一個(gè)缺點(diǎn)，即基油會(huì)停留在臺(tái)階部8而不能有效地引入到滾柱軸承內(nèi)。
在所有現(xiàn)有技術(shù)的情況下，基油都不能確實(shí)而有效地供應(yīng)到滾柱軸承內(nèi)，因此要使?jié)櫥难a(bǔ)給間隔延長；換句話說要得到滾柱軸承的較長的使用壽命就成為問題。
本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一種滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置，其中滾動(dòng)軸承的較長的使用壽命可通過控制潤滑脂的補(bǔ)給間隔來得到。
按照本發(fā)明，滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置在要被潤滑的滾動(dòng)軸承的兩側(cè)設(shè)有軸承蓋，并分別在其內(nèi)部形成一個(gè)潤滑油充填室。
在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置中，潤滑油充填室被分隔板分隔成多個(gè)相鄰的充填室，并且分隔板形成基油通道，以便沿著重力方向連通上、下部并控制基油的分離量，以免基油停留在每一個(gè)相鄰的充填室之間。
按照本發(fā)明，由于在初期基油的分離量便可被基油通道控制而可避免基油停留，因此潤滑脂的補(bǔ)給間隔得以延長而滾動(dòng)軸承的較長的使用壽命便可得到。
下面簡要說明附圖圖1為示出按照本發(fā)明的在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置的一個(gè)實(shí)施例的剖視圖；圖2為圖1中沿A-A’線切取的剖視圖；圖3為圖2中沿E-E’線切取的剖視圖；圖4為示出按照本發(fā)明的分隔板的另一個(gè)實(shí)施例所形成的通道的剖視圖；圖5為示出按照本發(fā)明的在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置的另一個(gè)實(shí)施例的剖視圖；圖6為圖5中沿G-G’線切取的剖視圖；圖7為示出按照本發(fā)明的在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置的還有一個(gè)實(shí)施例的剖視圖；圖8為示出按照本發(fā)明的在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置的再有一個(gè)實(shí)施例的剖視圖；圖9為示出按照本發(fā)明的在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置的再有另外一個(gè)實(shí)施例的剖視圖；圖10為一比較圖，示出在按照本發(fā)明的軸承蓋結(jié)構(gòu)與按照對比例的軸承蓋結(jié)構(gòu)之間在基油的分離量隨著時(shí)間的消逝而起的變化上的比較；
圖11為按照現(xiàn)有技術(shù)的在滾動(dòng)軸承中使用的一種密封裝置的剖視圖；圖12為圖11中沿B-B’線切取的剖視圖；圖13為圖12中沿C-C’線切取的剖視圖；圖14為按照現(xiàn)有技術(shù)的在滾動(dòng)軸承中使用的另一種密封裝置的剖視圖；及圖15為圖14中沿D-D’線切取的剖視圖。
下面將結(jié)合


按照本發(fā)明的在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置的實(shí)施例。實(shí)施例1圖1為示出按照本發(fā)明的在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置的一個(gè)實(shí)施例的剖視圖。
在圖1所示的情況下，該密封裝置被應(yīng)用在圓筒形的滾動(dòng)軸承上。圖1示出在圓筒形滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置的整個(gè)結(jié)構(gòu)的剖視圖，其中潤滑脂是定期補(bǔ)給的。
在圖1中，圓筒形滾動(dòng)軸承2(此后稱為滾動(dòng)軸承)的內(nèi)環(huán)2a被配裝在轉(zhuǎn)軸1上。滾動(dòng)軸承2的外環(huán)2b被配裝并固定在一端部支架3上。有一外側(cè)的軸承蓋4a和一內(nèi)側(cè)的軸承蓋4b分別設(shè)在滾動(dòng)軸承2的兩個(gè)側(cè)面上。在本發(fā)明中，圖1中的右側(cè)蓋形成外側(cè)軸承蓋4a而左側(cè)蓋形成內(nèi)側(cè)軸承蓋。
在軸承蓋4a和4b的內(nèi)側(cè)分別形成一個(gè)潤滑脂充填室，也就是潤滑油充填室。潤滑脂被充填到潤滑脂充填室內(nèi)。
在圖1中，在供給潤滑脂時(shí)，潤滑脂從供油孔9供入，通過引入通道10。供油孔9設(shè)在軸承蓋4a的上部，而引入通道10則在端部支架3上制出。
潤滑脂流動(dòng)到潤滑脂充填室(相鄰的充填室5a和5b，后面還將敘述)內(nèi)并另外通過滾動(dòng)軸承2的內(nèi)部。變質(zhì)的潤滑脂和多余的潤滑脂被油旋流器11和重力移走并從設(shè)在軸承蓋4a一側(cè)的排放室12排出。
圖2為圖1中沿A-A’線切取的剖視圖。圖2示出軸承蓋4b內(nèi)部的潤滑脂充填室和分隔板13之間的關(guān)系。圖3為圖2中沿E-E’線切取的剖視圖。圖3示出設(shè)在軸承蓋4b內(nèi)部的分隔板13一部分的放大的橫截面。
如圖2所示，有兩塊分隔板13設(shè)在軸承蓋4b的內(nèi)部，使在軸承蓋4b內(nèi)部的成為潤滑油充填室的潤滑脂充填室被分隔板13劃分成為兩個(gè)相鄰的充填室5b。
即在軸承蓋4b的內(nèi)部，設(shè)有用來將潤滑脂充填室分隔成多個(gè)相鄰的充填室5b的多個(gè)分隔板13。另外，分隔板13被設(shè)置在一條與重力方向垂直的中心線(此后稱為水平中心線HCL)的下側(cè)位置上。
由于設(shè)有上述分隔板13，在上述分隔板13和軸承蓋4b內(nèi)壁面之間便形成通道(空間)14a。該通道14a形成一條基油通道，它可使位在重力方向上下部的兩個(gè)相鄰的充填室5的互相連通。
上述通道14a是在相鄰的充填室5b之間形成的，可使分離出來的基油憑借重力一點(diǎn)一點(diǎn)地通過，換句話說，可以在初期控制或限制基油的分離量。在按照本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，分隔板13被這樣安排，使分隔板13的縱長方向朝向軸承蓋4b的軸心(即滾動(dòng)軸承2的中心)而延伸。
在分隔板13位在上述水平中心線(HCL)下側(cè)的情況下，通道(空間)14a的位置朝向潤滑脂充填室(相鄰充填室5b)的外徑方向的一側(cè)(內(nèi)壁面的外周的一側(cè))。
這樣結(jié)構(gòu)的目的是不讓在相鄰充填室5b的內(nèi)部形成油停留部(如上所述，在現(xiàn)有技術(shù)中在底部附近5d幫5e及環(huán)形的下部5f會(huì)形成油停留部)。
在按照本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，通道14a是由分隔板13和軸承蓋4b形成的，但也可能由本身具有通道14a的分隔板13構(gòu)成。
在另一方面，在相鄰充填室5b的外直徑面上設(shè)有一個(gè)平坦部7c。該平坦部位在重力方向的下側(cè)而在潤滑脂充填室的外直徑7b的一部分之內(nèi)(在軸承蓋4b的內(nèi)壁面外周的一側(cè))。平坦部7c的外直徑面具有與滾動(dòng)軸承2的外環(huán)2b在重力方向最下端的邊緣的內(nèi)直徑6b的內(nèi)直徑面相同大小的直徑。
即如圖1所示，在相鄰充填室5b的重力方向的最下端的外直徑面和滾動(dòng)軸承外環(huán)邊緣的內(nèi)徑的內(nèi)直徑面之間沒有臺(tái)階部8，即上述無臺(tái)階部(平面部)8構(gòu)成一種零臺(tái)階的結(jié)構(gòu)。在提供具有上述零臺(tái)階結(jié)構(gòu)的密封裝置的情況下，由于分離出來的基油不再停留在無臺(tái)階部8(零臺(tái)階結(jié)構(gòu))上，因此分離出來的基油能夠有效地引入到滾動(dòng)軸承2內(nèi)。
另外，也可用臺(tái)階結(jié)構(gòu)來替代零臺(tái)階結(jié)構(gòu)。即在相鄰充填室5b的平坦部或外直徑7b在重力方向的下側(cè)部與滾動(dòng)軸承2外環(huán)2b邊緣的內(nèi)直徑6b之間形成臺(tái)階。
換句話說，在滾動(dòng)軸承中使用的上述密封裝置中，由于分離出來的基油不再停留在相鄰充填室5b的外直徑7b的按重力方向的最低端，因此基油的停留部分不再形成或出現(xiàn)，從而分離出來的基油能夠確實(shí)而有效地被引入到滾動(dòng)軸承2內(nèi)。
具體地說，在NU 320型的圓筒形滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)中，用來通過基油的通道14a的通道寬度(W1)為5mm。但分隔板13的高度尺寸不受具體限制，從限制基油分離量的觀點(diǎn)看，分隔板13的高度尺寸最好與相鄰充填室5b的深度尺寸相同。
在另一方面，圖4為示出按照本發(fā)明的分隔板的另一個(gè)實(shí)施例所制出的通道的剖示圖。就圖4示出的分隔板13所列出的通道14c而言，它能如圖示那樣在相鄰充填室5b的底部(在軸承蓋4b的內(nèi)壁面的側(cè)面一側(cè))上制出，以便使分離出的基油從其內(nèi)通過。
另外，如圖1所示，位在水平中心線(HCL)上側(cè)的每一個(gè)相鄰充填室5b的容積與位在水平中心線(HCL)下側(cè)的相鄰充填室5b的容積是不同的，它隨著潤滑脂充填室的布置而變。
在按照本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，位在水平中心線(HCL)上側(cè)的相鄰充填室5b的上部容積大于位在水平中心線(HCL)下側(cè)的相鄰充填室5b的下部容積。
上述結(jié)構(gòu)是由于這樣的理由而構(gòu)成的，當(dāng)下側(cè)相鄰充填室5b的下部容積大于上側(cè)相鄰充填室5b的上部容積時(shí)，因?yàn)榉蛛x出的基油的流出會(huì)變大，所以使下側(cè)相鄰充填室5b的下部容積變小，以便使初期的基油分離量受到限制。
但為了根據(jù)用途(使用條件)和潤滑脂的種類或級(jí)別來在初期控制基油的分離量，最好使?jié)櫥涮钍业拿恳粋€(gè)容積被布置得隨之而不同或改變。實(shí)施例2圖5為示出按照本發(fā)明的在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置的另一個(gè)實(shí)施例的剖視圖。圖5示出在按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的軸承蓋4b的內(nèi)部中相鄰充填室5b與分隔板13之間的關(guān)系。圖6為圖5中沿G-G’線切取的剖視圖。
在圖5和6所示的實(shí)施例中，在軸承蓋4b的內(nèi)部設(shè)有四塊分隔板13。另外，設(shè)有四條通道14a和14b，以便在劃分成四個(gè)相鄰的充填室5b時(shí)可通過這四個(gè)相鄰的充填室5b并控制分隔的基油的通過。上述分隔板13均在軸承蓋4b的朝向軸心的方向上延伸。
圖5中所示的兩條通道14a位在水平中心線(HCL)的下側(cè)，與圖3所示的通道14a類似。這兩條通道14a是在相鄰充填室5b的朝向外直徑方向側(cè)制出。
和這兩條通道14a相對，還有兩條通道14b位在水平中心線(HCL)的上側(cè)。在圖6中以G-G’橫截面示出的這兩條通道14b成形在相鄰充填室5b的內(nèi)直徑方向一側(cè)。
即，有兩塊分隔板13是從水平中心線(HCL)向上部設(shè)置，還有兩塊分隔板13是從水平中心線(HCL)向下部設(shè)置。上部的兩條通道14b是在朝向內(nèi)直徑方向側(cè)(內(nèi)壁面的內(nèi)周側(cè))制出，而下部的兩條通道14a是在朝向外直徑方向側(cè)(內(nèi)壁面的外周側(cè)制出)。與上述理由類似，這樣做可防止在相鄰充填室5b內(nèi)產(chǎn)生基油的停留部。
另外，按照本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，分隔板13被分別布置在水平中心線(HCL)的上側(cè)和下側(cè)，上側(cè)兩條通道14b和下側(cè)兩條通道14a又被交錯(cuò)布置，使它們分別朝向分隔板13的左頂端部和右頂端部。
因此，沿著重力方向分離出的基油是朝著一個(gè)對角線的方向越過相鄰充填室5b的。
采用上述結(jié)構(gòu)，分離出的基油不再會(huì)停留在充填室5b內(nèi)。按照本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，在NU 320型的圓筒形滾動(dòng)軸承中，分隔板13所形成的使分離出的基油得以通過的這些通道14a和14b中每一通道寬度(W2)都是5mm。
圖7為示出按照本發(fā)明的在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置的還有一個(gè)實(shí)施例的剖視圖。在NU 320型的圓筒形滾動(dòng)軸承中，由分隔板13形成的下部通道14a的通道寬度(W31)為3mm，而由分隔板13形成的上部通道14b的通道寬度(W32)為6mm。
在圖7所示的實(shí)施例中，使相鄰充填室在上部互相連通的上部通道14b的通路橫截面面積被制成大于使相鄰充填室互相連通的下部通道14a的通路橫截面面積。
采用上述結(jié)構(gòu)，潤滑脂充填室的上部和下部內(nèi)基油分離量的上部和下部的流動(dòng)得到平衡，因此基油的分離量在初期可被適當(dāng)?shù)乜刂啤?br> 即在初期，基油的分離量可根據(jù)用途(使用條件)和潤滑脂的種類加以控制，而由于基油分離的過少或過多造成的潤滑失效將可避免。實(shí)施例3圖8為示出按照本發(fā)明的在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置的再有一個(gè)實(shí)施例的剖視圖。在圖8示出的這個(gè)實(shí)施例中，與圖5所示的實(shí)施例相似，滾動(dòng)軸承具有四個(gè)充填室5b。
在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，由設(shè)在上部的分隔板13形成的上部相鄰充填室5b的容積較大，而設(shè)在按重力方向?yàn)橄虏康南噜彸涮钍?b的容積較小。例如，下部相鄰充填室5b的容積為上部相鄰充填室5b的容積的一半(1/2)。
為了適當(dāng)控制基油分離量的流動(dòng)，在布置分隔板13時(shí)須考慮到重力和相鄰充填室5b的容積之間的關(guān)系。
例如，當(dāng)基油的粘度較大時(shí)，在原本由于重力的作用可使基油較易分離出來的上部相鄰充填室5b的容積被做得更大，以便使基油從上向下推出。
因此，在初期基油的分離量可根據(jù)用途(使用條件)和潤滑脂的種類或級(jí)別加以控制，在上部和下部潤滑脂充填室內(nèi)的上部和下部基油分離量的流動(dòng)可以被平衡。在NU 320型的圓筒形滾動(dòng)軸承中，通道14a的通道寬度(W4)為5mm。實(shí)施例4
圖9為示出按照本發(fā)明的在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置的再有另外一個(gè)實(shí)施例的剖視圖。在圖9所示的實(shí)施例中，滾動(dòng)軸承具有六塊分隔板13并設(shè)有六個(gè)充填室。
在這個(gè)滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)在水平中心線(HCL)上部的通道寬度為6mm，四個(gè)在水平中心線(HCL)下部的通道寬度被壓縮為3mm。
當(dāng)相鄰充填室的室數(shù)增加時(shí)，在相鄰充填室內(nèi)分離出的基油會(huì)陸續(xù)地和逐漸地從上部移向下部。
例如，如同砂子集結(jié)在砂漏的漏斗中向下流動(dòng)那樣，基油陸續(xù)地和逐漸地分離出來。在這個(gè)實(shí)施例中，與砂子在砂漏中并不停留相似，分離出的基油由于重力而流動(dòng)并無停滯現(xiàn)象。
采用上述結(jié)構(gòu)，基油的分離量在初期還可根據(jù)用途和潤滑脂的種類進(jìn)一步適當(dāng)?shù)丶右钥刂?。特別是對于具有低粘度的潤滑油，基油分離量的限制在初期能夠有效地完成。
但在限制過多的情況下，由于流動(dòng)阻力的增大，有可能使?jié)櫥В虼吮仨氉⒁獾竭@個(gè)問題。結(jié)果經(jīng)過研究認(rèn)為，最好設(shè)定大約六個(gè)充填室作為相鄰充填室5b設(shè)定數(shù)的上限。
當(dāng)設(shè)有六塊分隔板13時(shí)就有可能將兩塊分隔板布置在水平中心線(HCL)的附近。在這種情況下，如圖所示，最好使分隔板13的延伸方向傾斜朝向不會(huì)產(chǎn)生基油停留部的方向，即朝向重力方向。
換句話說，如圖9所示，本發(fā)明的特征在于，當(dāng)分隔板13的縱長延伸方向按右邊向下的坡度傾斜時(shí)，通道14a或通道14b被安排在分隔板13的右前端部上，從而可防止在潤滑油充填室內(nèi)產(chǎn)生基油停留部。
在另一方面，本發(fā)明的特征在于，當(dāng)分隔板13的縱長延伸方向按左邊向下的坡度傾斜時(shí)，通道14a或通道14b被安排在分隔板13的左前端部上，從而可防止在潤滑油充填室內(nèi)產(chǎn)生基油停留部。
即當(dāng)分隔板13的縱長延伸方向按右邊向下的坡度或左邊向下的坡度傾斜時(shí)，通道14a或通道14b承分隔板13的傾斜的前端部上形成。
另外，在圖上沒有示出，當(dāng)分隔板13的縱長方向并不傾斜而是朝向水平方向延伸的，那么通道14a或通道14b就被安排在分隔板13的右前端部或左前端部上。
當(dāng)分隔板13朝向水平方向延伸時(shí)，為了使基油極少停留在相鄰充填室內(nèi)，與上述相似，最好交錯(cuò)安排每一通道14a和通道14b，使它們斜角地跨越分離出來的基油的流動(dòng)路線，該基油是由于重力在相鄰充填室內(nèi)分離出來的。
上述這些事實(shí)將在下面按順序解說。潤滑脂為一種混合材料，其中混合著基油、增稠劑及用來改進(jìn)特性和效能的添加劑。基油利用毛細(xì)管現(xiàn)象被保持在三維的纖維結(jié)構(gòu)內(nèi)，該結(jié)構(gòu)是由增稠劑形成的。
基油分離量隨著時(shí)間的消逝而起的變化受到下列因素的影響纖維結(jié)構(gòu)、溫度、基油的粘度、和增稠劑的含量。充填在潤滑脂充填室內(nèi)的潤滑脂內(nèi)的基油是通過在潤滑脂內(nèi)朝向重力方向移動(dòng)而分離出來的。
按照本發(fā)明，保證實(shí)現(xiàn)上述這些事實(shí)的設(shè)想在于，在分離出來的基油的上述移動(dòng)過程中，設(shè)有分隔板，并且這些分隔板形成通道(空間)14a，使分離出的基油在這些通道內(nèi)通過。
分離出來的基油的通過量被分隔板13適當(dāng)?shù)貕嚎s并控制。因此在初期成為潤滑脂特有性質(zhì)的過量的基油受到限制和控制。
為了控制基油在初期的分離量，應(yīng)根據(jù)潤滑脂的用途和種類、相鄰充填室的數(shù)目、相鄰充填室的容積、通道的橫截面面積及流動(dòng)方向和重力方向之間的關(guān)系(即不會(huì)產(chǎn)生基油停留部的通道的安排等)諸多因素來考慮并適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。
另外，潤滑油充填室(相鄰充填室)的外直徑面的尺寸可和滾動(dòng)軸承的外環(huán)的內(nèi)直徑面的尺寸做成同樣大小，結(jié)果便可形成零臺(tái)階結(jié)構(gòu)。
或者，潤滑脂充填室的外直徑面的尺寸可制得比滾動(dòng)軸承外環(huán)邊緣的內(nèi)直徑的尺寸小，結(jié)果便可形成一個(gè)反向的臺(tái)階結(jié)構(gòu)。
這樣基油便可有效地引入到滾動(dòng)軸承內(nèi)。另外，在軸承箱和軸承蓋之間的配入部應(yīng)由O形環(huán)結(jié)構(gòu)等予以密封，最好能防止基油泄漏到外部。
按照本發(fā)明軸承蓋的結(jié)構(gòu)是根據(jù)上述設(shè)想來實(shí)現(xiàn)的，由于基油能夠長時(shí)期供應(yīng)到滾動(dòng)軸承內(nèi)并且基油能夠有效地付諸實(shí)用，因此潤滑油的使用壽命能夠顯著提高。
結(jié)果，按照本發(fā)明，密封結(jié)構(gòu)的潤滑脂的補(bǔ)給間隔和滾動(dòng)軸承的維護(hù)能夠顯著地得到改進(jìn)。對比例采用圖12所示的鋁質(zhì)軸承蓋作為對比例。其次，對上述實(shí)施例1到4和對比例的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行說明?，F(xiàn)在說明什么是評(píng)價(jià)結(jié)果。首先要說明的是關(guān)于與潤滑脂有關(guān)的基油的分離量的試驗(yàn)方法。
在用來測量基油分離量的測量方法中，首先將預(yù)定數(shù)量的潤滑脂充填到軸承蓋內(nèi)的潤滑脂充填室內(nèi)，在該室內(nèi)有一基油的流出口設(shè)在軸承蓋的下部。這個(gè)軸承蓋被組合起來而潤滑脂被固定地旋轉(zhuǎn)在恒溫室內(nèi)，以便將它保持在100℃的溫度之下。
每隔一個(gè)預(yù)定的時(shí)間，潤滑脂便從恒溫室內(nèi)取出一次，并且根據(jù)軸承蓋重量的變化算出基油的分離率。在組合部裝有2mm厚的腈橡膠件并且基油被防止從組合部泄漏到外部。
基油的分離率要求按照下列公式計(jì)算，并被作為基油的分離量(重量％)。
基油的分離率＝(M/N)×100其中，M(加熱前的軸承蓋重量)-(加熱后的軸承蓋重量)N潤滑脂的充填量其次，在對象件使用的NU 320型圓筒形滾動(dòng)軸承和6320型圓筒形深槽滾柱軸承中，制出在實(shí)施例1到4中所示的軸承蓋。潤滑脂充填室的內(nèi)直徑為120mm，外直徑為190mm，深度為20mm。
用于滾柱軸承的潤滑脂按日本JIS K2220標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)為第一級(jí)Alvania2號(hào)潤滑脂(由showa殼牌公司制造)，該潤滑脂為由鋰皂-礦物油組成相應(yīng)于2號(hào)稠度的潤滑脂，將該潤滑脂充填在潤滑脂充填室內(nèi)，然后用螺釘件將軸承蓋固定在組合面上。
另外用焊接方法連結(jié)好所有的分隔板13，并使所有的基油通過通道14a或通道14b。軸承蓋的組合面用橡膠片密封，以防止基油泄漏到外部。
軸承蓋被固定地放置在恒溫室內(nèi)，使溫度保持在100℃之下，每隔一個(gè)預(yù)定的時(shí)間將潤沒脂從恒溫室內(nèi)取出一次并根據(jù)重量的變化測算其分離量?；偷姆蛛x量(重量％)隨著時(shí)間的消逝而起的變化在圖10中示出。
圖10為在按照本發(fā)明的軸承蓋結(jié)構(gòu)和按照對比例的軸承蓋結(jié)構(gòu)之間示出基油分離量隨著時(shí)間的消逝而起的變化的比較圖。
曲線P11所示為按照本發(fā)明在圖2中示出的具有口袋結(jié)構(gòu)的軸承蓋結(jié)構(gòu)。曲線P12所示為按照本發(fā)明在圖5和8中示出的具有口袋結(jié)構(gòu)的軸承蓋結(jié)構(gòu)。曲線P13所示為按照本發(fā)明在圖9中示出的具有口袋結(jié)構(gòu)的軸承蓋結(jié)構(gòu)。曲線P2所示為按照對比例的在圖12中示出的具有口袋結(jié)構(gòu)的軸承蓋結(jié)構(gòu)。
從圖10中的曲線可以看到，按照本發(fā)明的軸承蓋結(jié)構(gòu)(口袋結(jié)構(gòu))可在初期限制基油的過多分離量，而這種過多的分離量是潤滑脂的特有性質(zhì)。另外，在曲線P2所示對比例的軸承畫結(jié)構(gòu)(口袋結(jié)構(gòu))中，基油的分離將隨時(shí)間的而趨于飽和，達(dá)到飽和的時(shí)間為450小時(shí)。
在日本專利公報(bào)8,893/1989號(hào)中示出的現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)中，基油的分離量沒有被測量過，但它與按照對比例的軸承蓋相似，可見它在初期的基油分離量也是較多的。但由于分離出來的基油停留在潤滑脂的下部和底部，與對比例比較，達(dá)到飽和所需的時(shí)間還要短些。
在另一方面，在按照本發(fā)明的軸承蓋結(jié)構(gòu)中，顯然在初期基油的分離量是能夠限制的，并且達(dá)到飽和所需時(shí)間可延長得很短。
根據(jù)上述理由，由于潤滑脂的補(bǔ)給間隔和滾動(dòng)軸承的使用壽命卻可延得很遠(yuǎn)，因此能大大促進(jìn)滾動(dòng)軸承的不需維護(hù)的結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)。
在上述實(shí)施例中，雖然所說明的是定期供應(yīng)潤滑脂的圓筒形滾動(dòng)軸承，但深槽滾柱軸承也可適用，另外，不需供應(yīng)潤滑脂的圓筒形滾動(dòng)軸承和不需供應(yīng)潤滑脂的深槽滾柱軸承也都可以適用。
如上所述，在按照本發(fā)明的在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置中，通過設(shè)有通道的分隔板的安排，可用來在初期限制基油的過多分離量，而這過多的分離量是潤滑脂的一個(gè)特有性質(zhì)，由于基油能夠有效地利用，因此在密封裝置中，潤滑脂的補(bǔ)給間隔即滾動(dòng)軸承的使用壽命能夠延長很多。
另外，潤滑脂充填室的外直徑面的尺寸與滾動(dòng)軸承外環(huán)邊緣的內(nèi)直徑面的尺寸相同，或者將潤滑油充填室的外直徑面的尺寸做得比滾動(dòng)軸承外環(huán)邊緣的內(nèi)直徑面小些，分離出來的基油能夠進(jìn)一步利用。
因此能夠顯著地延長補(bǔ)給潤滑脂的間隔即滾動(dòng)軸承的使用壽命。結(jié)果能夠促進(jìn)實(shí)現(xiàn)密封裝置的長期不需維護(hù)的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能夠用在需要施加潤滑脂的滾動(dòng)軸承上。
按照本發(fā)明的在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置，潤滑脂充填室被設(shè)有通道的分隔板劃分，該通道被用來通過分離出來的基油，而基油的通過量可被限制并且在初期基油的過多的分離量可被扼制。
結(jié)果，由于早期的基油缺乏而引起的潤滑失效就可防止，并且潤滑脂能在長期內(nèi)有效地利用。
因此，由于在滾動(dòng)軸承內(nèi)的潤滑條件能在長期內(nèi)保持在良好狀態(tài)，滾動(dòng)軸承的使用壽命能夠顯著地延長，并且能夠促進(jìn)不需維護(hù)的結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)。
另外，按照本發(fā)明的在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置所得到的效果是用鋰皂-礦物油系統(tǒng)的潤滑脂來實(shí)現(xiàn)的。但由于在具有不同組成的潤滑脂中基油的分離特征示出相同的趨向，因此具有不同組成的潤滑脂也能得到相同的效果。
權(quán)利要求
1.一種在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置，該軸承具有軸承蓋，所說軸承蓋被安排在要潤滑的滾動(dòng)軸承的兩個(gè)側(cè)面上并在其內(nèi)部形成潤滑油充填室，在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置的特征為，所說潤滑油充填室被分隔成分隔成多個(gè)相鄰充填室，每一所說分隔板都形成一條基油通道，以便使沿著重力方向的上部和下部連通并控制基油的分離量，同時(shí)防止基油停留在每一個(gè)相鄰充填室之間。
2.按照權(quán)利要求1的在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置，其特征為，所說分隔板在其延伸的縱長方向有一右邊向下的斜坡或一左邊向下的坡度；所說基油通道形成在所說斜坡的前端。
3.按照權(quán)利要求1的在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置，其特征為，所說相鄰充填室被分隔成兩個(gè)室到六個(gè)室。
4.按照權(quán)利要求1的在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置，其特征為，每一所說相鄰充填室的容積可根據(jù)其布置情況而不同。
5.按照權(quán)利要求4的在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置；其特征為，所說相鄰的充填室的上部容積大于所說相鄰充填室的下部容積。
6.按照權(quán)利要求1的在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置，其特征為，在所說相鄰充填室沿著重力方向最下端的外直徑面與滾動(dòng)軸承外環(huán)邊緣內(nèi)直徑面之間形成的部分為平坦的形狀或臺(tái)階的形狀。
全文摘要
一種在滾動(dòng)軸承中使用的密封裝置具有分設(shè)在滾動(dòng)軸承2兩側(cè)的軸承蓋4a和4b,并有被分隔板13分隔成多個(gè)相鄰充填室5a和5b的潤滑脂充填室。分隔板13形成基油通道14a和14b,使沿著重力方向的上部和下部的相鄰充填室5a和5b連通并控制基油的分離量,同時(shí)防止基油的停留。在滾動(dòng)軸承中使用的這種密封裝置能夠控制潤滑脂的補(bǔ)給間隔并能提高滾動(dòng)軸承的使用壽命。
文檔編號(hào)H02K5/15GK1170832SQ97113119
公開日1998年1月21日 申請日期1997年5月20日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月21日
發(fā)明者上松豐翁, 小松崎茂樹, 永井宏樹, 尾原憲三 申請人:株式會(huì)社日立制作所