CN100402877C - 用于润滑轴承组件的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

润滑轴承组件并防止污染物进入的方法，其中气体和油脂被供应至轴承组件，并且所供应的油脂和气体通过轴承组件输送并从该轴承组件排出。轴承组件支承辊颈并且其包括供气管线(8)和油脂供应管线(9)以及密封装置(5，7)。油脂和气体通过排出孔(11)被排出。

Description

用于润滑轴承组件的方法和装置
技术领域
本发明涉及润滑轴承组件的方法和防止污染物进入轴承组件的方法。本发明还涉及实行本发明所述方法的装置。
背景技术
轴承组件被用于非常广泛的应用范围中。轴承组件的润滑是必要的。通过避免杂质或污染物进入轴承组件并防止引起延误和额外成本的损坏，维护轴承组件的完整性也是重要的。这在重工业工厂，例如轧钢厂，是特别重要的，在那里污染物例如水、其它流体、金属颗粒、细碎的粉末、酸等可存在于轴承组件的周围。防止不受欢迎的杂质或污染物的进入而维护轴承的完整性在一些应用，例如生产线中也是重要的，举例来说在食品生产线中，在那里存在食品进入到轴承组件的风险。使用密封例如举例来说使用机械密封是众所周知的，但是这种密封通常不足以防止污染物的进入，特别是一旦它们被磨损后。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种改进的润滑轴承组件的方法。
本发明的另一个目的是提供一种改进的防止污染物进入轴承组件的方法。
本发明的另一个目的是提供一种改进的润滑轴承组件并防止污染物进入该轴承组件的方法。
本发明的另一个目的是提供一种低成本的润滑轴承组件以及防止污染物进入该轴承组件的方法。
本发明的另一个目的是提供一种润滑轴承组件以及防止污染物进入到可被改型为现有轴承组件的方法。
这些目的中的一个或多个通过润滑轴承组件并防止污染物进入到用于可旋转元件的轴承组件的方法来实现，该可旋转元件包括延伸至轴承组件的轴部和用于支承荷载的支承部，其中气体通过供气管供应至轴承组件，油脂通过与供应至轴承组件的供气管分离的油脂供给线供应至轴承组件，所供应的油脂和气体通过轴承组件传送并从该轴承组件排出，其中轴承组件设置有密封装置，该密封装置定位在指向可旋转元件的支承部的一部分轴承组件中。
通过泵送连续的油脂而使其流过轴承组件来实现对轴承组件的润滑在本领域中是公知的。例如，在连续的铸造设备中，油脂通常借助于轴承箱被注入到轴承组件的轴承腔中。典型地，在每一泵循环中输送1.5至3cc的油脂，其中每10至20分钟发生一次泵循环。油脂借助于轴承箱和旋转轴之间的密封，或借助于轴承箱或密封支座中的排出孔从轴承组件排出。油脂从轴承中流出以有助于防止污染物的进入。
通过使用压缩空气流将润滑油输送至轴承组件内部以润滑轴承也是公知的。在这种已知的系统中，润滑油以所需的流速释放到压缩空气流中。压缩空气通过油-气管道将润滑油输送至轴承。在油-气管道内部，在压缩空气的影响下，从释放的润滑油中逐渐形成了连续的润滑油膜。该膜在条痕中沿着油-气管道的内部移动至轴承组件的摩擦点或密封点。在那里，润滑油通过空气流而从管道的内壁分离。轴承组件的摩擦点被润滑，被压缩空气冷却，并且同时，轴承组件的正向增压防止了污染物进入到轴承组件中。
这些现有技术的方法都具有缺点。传统的油脂润滑方法使用大量的油脂，它的费用很高并建立了不受欢迎的环境危险和处理的需要。例如，在连续铸造设备内的油脂通常沉积在开式冷却水系统的沉降池中。很多油脂与轧屑和普通油泥混合在一起，并且不得不在垃圾填埋场中处理。一些油脂在冷却系统中耗尽，其在该系统中捕集污垢并导致不合乎需要的堵塞，尤其是喷嘴和挡热板的堵塞。
传统的使用润滑油和空气的方法需要复杂的油气管道系统，以及复杂的计量和分配油气的装置。还需要大量的压缩空气来分配润滑油。
根据本发明，润滑轴承组件和防止污染物进入该轴承组件被合并在简单的方法中。
通过使用气体和油脂的混合物，本发明的方法与传统的油脂润滑方法相比可导致油脂消耗的显著降低。用于润滑轴承组件的足量油脂被供应，但是由于所供给的气体与油脂一起排出并且从轴承组件中一起排出气体和油脂有助于防止污染物的进入，因此为了防止污染物的进入并不是单独排出油脂。由于气体通过与油脂供给线分离的供气管供应至轴承组件，气体的消耗与传统的油气方法相比也显著地降低了。供应至轴承组件的气体不像已知的油/气系统那样需要较高的压缩以确保足量的润滑油流入轴承。分离的供给线还可确保没有油脂被回送到供气管中。在本发明中油脂和气体的流出可有助于防止污染物的进入，同时轴承组件仅仅是略微的过压。在本发明中，大多数供应至轴承组件的油脂和气体通过该轴承组件来输送并且从该轴承组件中排出。
在操作过程中，荷载由可旋转元件的支承部支撑。通常，对可旋转元件上的荷载的处理将产生试图进入轴承组件的污染物。因此，轴承组件设置有密封装置，其被设置以防止污染物的进入，即指向污染物渗透入轴承组件的一侧。这在密封装置被定位在指向可旋转元件的支承部的一部分轴承组件时可完成。优选地，密封装置允许气体和/或油脂在轴承组件的侧面处离开该轴承组件，污染物在该侧面处试图渗透到轴承组件。
在新的轴承组件中，密封装置对防止污染物的进入具有很大的贡献。随着密封装置磨损的增加，通过轴承组件输送的并用于防止污染物进入的气体和油脂的效果也增加。
本发明的方法已经显示出在增加轴承组件的寿命上非常有效。油脂的供应也可用于补充在寿命的增加过程中损耗的油脂，通过补入新的油脂可进一步增加轴承组件的寿命。
优选地，密封装置包括弹性体密封和机械密封。弹性体密封具有良好的密封特性，但易受污染物和机械损坏。机械密封更为坚固并且不易受到机械损坏或磨损。这两种密封的结合提供了具有高密封特性的坚固密封。
优选地，机械密封包括一迷宫式的密封。这种类型的密封在污染物到达轴承组件内部之前，在污染物至外盖之间建立了较长的距离，与此同时，对穿过轴承组件的气体建立了较低阻力的通道。
使用在本发明中的油脂优选地具有范围在475至220之间的穿透度，当根据ASTM 217-IP 50测量时，其具有良好的润滑性能和穿过轴承组件的适宜流动。穿透度是将标准锥在25℃的温度下(ASTM217-IP 50)浸入油脂五秒钟，通过测量以十分之一毫米表示的深度而得到的无量纲值。油脂优选地具有000和3之间的渗透值。该渗透值与美国国家润滑脂协会(NLGI)在归档之日所使用的分类相一致。
气体优选地在供应至轴承组件之前被干燥，以避免水分进入轴承并导致其腐蚀和损坏。为了降低成本，所使用的气体优选地为空气，或者为了降低在轴承组件内发生有害反应的风险，所用的气体可为任意惰性气体，例如氮气。如果已经有了压缩空气系统，其可用于供气。这种压缩空气系统应优选地通过适当的管道系统来装配气体干燥装置，和在气体被输送至轴承组件之前用于降低其压力的装置。气体优选地通过分散的供给口来供应，其中每一个供给口用于一组轴承组件，例如一组的数量为十个。
流向轴承组件或多个轴承组件的气体流量优选地被监测。监测到的气体流量的降低提供了警告操作者轴承出现了故障的手段，该故障是由于例如污染物导致了阻塞或者损坏的进给管限制了气体的流动。优选地，量热式流量计由于其精密度而可被使用。每一个进给口优选地具有一个监测气体的量热式流量计。供应至轴承组件的气体的水分和/或压力也可通过适当的仪表(例如压力传感器，流量计和湿度表)来监测。
由于如果没有足够的润滑和/或被污染物所渗透，这些轴承组件极易损坏而出现故障，本发明的方法优选地用于包括滚柱元件的轴承组件，该滚柱元件为例如光面辊、球面滚柱、桶状滚柱或球。
本发明的方法特别适合于轴承组件，该轴承组件包括带深沟的球轴承、半对正的球轴承、角接触的球轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承、球面滚柱轴承、锥形滚珠轴承、止推滚珠轴承、推力圆柱滚子轴承、推力滚针轴承、推力球面滚子轴承或Y型轴承单元。
本发明的方法特别有用于金属生产和/或金属加工机械，尤其是轧钢厂。本发明的方法尤其适用于轧钢厂，例如转印辊台和连续的浇铸机，在那里，污染物，例如水和轧屑通常存在于轴承元件的周围，并且在那里，轴承的故障可能存在危险并将导致昂贵的延迟。在连续的浇铸机中，本方法优选地在主链(main strand)污染物机械和出料辊台的下游内使用。
本发明还涉及用于执行根据本发明的方法的装置，该装置包括轴承组件，其中该轴承组件包括轴承箱、至少一个轴承、用于供气的入口、用于供应油脂的入口以及至少一个用于排出油脂和气体的出口。
流经轴承组件的油脂和气体由此在通过至少一个排出口从轴承组件排出之前提供了润滑，在该排出口处，气体和油脂的联合排出在无需使轴承组件处于较高的过压下可防止污染物的进入。油脂和气体可通过轴承组件中的密封和/或通过轴承组件中的排出孔排出。排出口或旁通孔确保足量的气体和油脂可流出轴承组件，特别是在密封磨损以及足量的油脂和气体流经该密封之前。
附图说明
图1所示为在炼钢工业中连续浇铸机的输送辊的一部分滚柱轴承组件的示意图。
具体实施方式
现在，本发明将借助于非限定的示例加以说明。
图1示出了在炼钢工业中连续浇铸机的输送辊的一部分滚柱轴承组件。
输送辊1由轴承箱3内的滚柱元件2支承。输送辊包括用于支撑荷载的轴部13和支承部14，在该示例中荷载为铸造钢板15。最靠近输送辊1的轴承箱的侧面是轴承的内侧，并且最远离输送辊1的轴承的侧面是外侧。轴承箱的外端盖4包括弹性体密封12，其被定位以防止流过该外端盖的油脂和气体的流失，从而迫使它排出滚轴上的轴承箱或轴承箱的内侧。轴承箱的内端盖或内端部密封载体6包括指向支承部的密封装置5，7。密封装置包括迷宫式密封的机械密封7，和弹性体密封5。内部密封载体中的机械密封7提供了比弹性体密封5差一些的有效性，但是其更能抵抗例如磨粒。轴承箱的内端盖可仅包括弹性体密封。油脂和气体借助于在内部端盖6中钻出的小的旁通孔11，和/或借助于弹性以及机械密封5，7从轴承箱中排出，其中弹性以及机械密封5，7并非是完全不透气和/或不透油脂的。旁通孔确保足量的气体和油脂可流出轴承组件，特别是在密封磨损以及足量的油脂和气体流经该密封之前。当该密封是新的，可提供供气保证时，它们也允许气体的流动。
轴承组件的外端盖4设置有供气入口8和油脂供应入口9。油脂可通过现有的或新的进给系统来提供。现有的压缩空气系统可用于供气。气体在被供应至轴承组件之前被干燥并被设定为适当的压力。所使用的气体优选地为空气或惰性气体，例如氮气。该气体优选地通过分散的进给口来供应，其中每一进给口用于一组轴承组件，例如一组的数量为十个。示于图1的气体和油脂供应入口在外端盖4中相互呈180°地被定位，但是它们在外端盖中可以相互不同的方向加以定位。油脂可被供应至轴承的与气体相同侧上的轴承箱，或可被供应至轴承的与气体进给口相对侧上的轴承箱(例如，气体可被供应至轴承箱的内侧，而油脂被供应至外侧)。气体和/或油脂供应入口可穿过轴承箱3，并且从轴承箱3中将气体和/或油脂供应至轴承组件的滚柱元件。气体和油脂可通过相同的入口供应至轴承组件。控制系统10监测气体的湿度，压力和流量，并包括警报系统。
在操作过程中，内部轴承组件的状况是这样的，即它包括比轴承外侧压力稍高的压力，并且其通过例如存在于监控系统10中的气体流量计来监测。穿过轴承的气体流量的减小将触发控制系统10中的警报系统，从而警告设备操作者出现了故障。轴承组件中的压力优选地为0.1至0.85kg/cm2。
本发明的方法和装置在试验中已经证实了其油脂消耗量比已知的油脂润滑系统的油脂消耗量低十倍，并且可能更低，同时比传统润滑油和气体系统的气体流量低十倍，并且可能更低。

Claims (11)

1.润滑旋转元件的轴承组件并防止污染物进入轴承组件的方法，该可旋转元件包括用于支承荷载的支承部和延伸入轴承组件的轴部，
其中加压气体通过供气管供应至轴承组件，油脂通过油脂供给线供应至轴承组件，所述供气管和油脂供给线是分开的供给线，
所供应的油脂和气体通过轴承组件输送并从该轴承组件排出，
并且其中轴承组件设置有在轴承组件两侧的密封装置，指向可旋转元件的支承部的密封装置使气体和油脂可排出，
并且其中轴承组件内的压力保持高于轴承组件外的压力。
2.根据权利要求1所述的方法，其中密封装置包括弹性体密封和机械密封。
3.根据权利要求2所述的方法，其中机械密封包括迷宫式的密封。
4.根据权利要求1所述的方法，其中油脂具有范围在475至220之间的穿透度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中流向轴承组件的气体流量被监测。
6.根据权利要求1所述的方法，其中气体在供应至轴承组件之前被干燥。
7.根据权利要求1所述的方法，其中气体为空气或任意的惰性气体。
8.根据权利要求1所述的方法，其中轴承组件包括滚柱元件。
9.用于实施根据前述任意一项权利要求所述方法的装置，包括轴承组件，其中该轴承组件包括：轴承箱；至少一个轴承；用于供应加压气体的入口；用于供应油脂的入口以及加压气体源和油脂源，其特征在于：所述装置设有在轴承组件两侧的密封装置，指向旋转元件的支承部的密封装置具有用于排放油脂和气体的出口，设置有监测和控制轴承组件内气体供应和气体压力的装置，以便使轴承组件内的压力保持高于外部压力。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：为用于排放油脂和气体的至少一个出口设置至少一个旁路。
11.将权利要求1至8中的任意一项所述方法用于金属生产和/或金属加工机械。
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