CN101203686A - 滚动轴承的润滑装置 - Google Patents

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Abstract

一种兼具内圈的冷却功能的滚动轴承的润滑装置，其降低随着滚动轴承的高速旋转带来的冷却油的搅拌阻力。在角接触球轴承(1)的背面侧配设设置了向内圈(2)的端面的圆周槽(6)喷出冷却油的喷嘴(12)的冷却油导入构件(11)，由冷却油导入构件(11)的伸出部(11a)形成与锥面(2b)保持间隙对置的密封部(13)，通过将该密封部(13)的间隙(6)设定在0.2mm以下，能够将从密封部(13)流向轴承内部的冷却油的流入量抑制在少量，从而可降低随着角接触球轴承(1)的高速旋转带来的冷却油的搅拌阻力。

Description

滚动轴承的润滑装置
技术领域
本发明涉及兼具内圈的冷却功能的滚动轴承的润滑装置。
背景技术
在支承如工作机械的主轴等那样高速旋转的旋转轴的滚动轴承中，内圈的温度因加工负载等而比外圈高。因此，轴承的预压因伴随该温度差带来的内圈和外圈的热膨胀差而过大，从而存在轴承寿命变短的问题。
对于这种问题，有一种滚动轴承的润滑装置，其将从冷却油供给装置供给的冷却油从滚动轴承的轴向一端侧向旋转圈的内圈喷出，设置与该被喷出冷却油的内圈的一端侧的外径面保持间隙对置的密封部，使冷却油的一部分作为润滑油从该密封部的间隙流入轴承内部，不设置其他冷却装置而兼具有内圈的冷却功能(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：特开2004-360828号公报(第5-7图)
在专利文献1所述的滚动轴承的润滑装置中，当内圈的外径面和密封部的间隙变大时，作为润滑油向轴承内部流入的冷却油的量变多。但是，在支承如工作机械的主轴等那样以每分钟1万转以上的高速旋转的旋转轴的滚动轴承中，当向轴承内部流入的冷却油的量变多时，随着滚动轴承的高速旋转而带来冷却油的搅拌阻力增大，因而存在动力损失增大的问题。
发明内容
本发明的课题在于，提供一种兼具有内圈的冷却功能的滚动轴承的润滑装置，降低随着滚动轴承的高速旋转带来的冷却油的搅拌阻力。
为解决上述课题，本发明提供一种滚动轴承的润滑装置，采用的构成是：将从冷却油供给装置供给的冷却油从滚动轴承的轴向一端侧向旋转圈的内圈喷出，并设置与该被喷出冷却油的内圈的一端侧的外径面保持间隙对置的密封部，使向所述内圈的一端侧喷出的冷却油的一部分作为润滑油从该内圈的外径面和密封部的间隙流入轴承内部，所述滚动轴承的润滑装置的特征在于，所述内圈的外径面和密封部的间隙设定在0.2mm以下。
本发明者们使所述内圈的外径面和密封部的间隙δ进行了种种的变化，测定了自间隙δ流向轴承内部的冷却油的流入量Q。其结果是，如后面的图4所示发现，就冷却油的流入量Q而言，在间隙δ为0.2mm以下时因量少而倾向于成为横线，当间隙超过0.2mm时急剧增加。根据该测定结果，通过将内圈的外径面和密封部的间隙设定在0.2mm以下，能够将流向轴承内部的冷却油的流入量稳定地抑制在少量，从而可降低随着滚动轴承的高速旋转带来的冷却油的搅拌阻力。
另外，本发明提供一种滚动轴承的润滑装置，采用的构成是：将从冷却油供给装置供给的冷却油从滚动轴承的轴向一端侧向旋转圈的内圈喷出，并设置与该被喷出冷却油的内圈的一端侧的外径面保持间隙对置的密封部，使向所述内圈的一端侧喷出的冷却油的一部分作为润滑油从该内圈的外径面和密封部的间隙流入轴承内部，所述滚动轴承的润滑装置的特征在于，在与所述内圈的外径面对置的密封部的内径面上设置有向周方向延伸的油槽。
即，通过在与所述内圈的外径面对置的密封部的内径面上设置向周方向延伸的油槽，从而使密封性良好，将流向轴承内部的冷却油的流入量稳定地抑制在少量，从而可降低随着滚动轴承的高速旋转带来的冷却油的搅拌阻力。
发明效果
本发明的滚动轴承的润滑装置中，将冷却油的一部分作为润滑油流入轴承内部的内圈的外径面和密封部的间隙设定在了0.2mm以下，因此，可将流向轴承内部的冷却油的流入量稳定地抑制在少量，从而可降低随着滚动轴承的高速旋转带来的冷却油的搅拌阻力。
另外，本发明的滚动轴承的润滑装置也采用在与内圈的外径面对置的密封部的内径面上设置向周方向延伸的油槽的结构，使密封性良好，由此将流向轴承内部的冷却油的流入量稳定地抑制在少量，从而可降低随着滚动轴承的高速旋转带来的冷却油的搅拌阻力。
附图说明
图1是表示采用了本发明的滚动轴承的润滑装置的主轴装置和与之连接的冷却油供给装置的结构图；
图2是将图1的润滑装置的A部放大表示的剖面图；
图3是将图1的润滑装置的B部放大表示的剖面图；
图4是表示测定密封部的间隙δ和向轴承内部流入的冷却油的流入量Q的关系的结果的图表。
符号说明
1、角接触球轴承
2、内圈
3、外圈
2a、3a、轨道面
2b、锥面
3b、锥口孔
4、滚珠
5、保持器
6、圆周槽
11、冷却油导入构件
11a、伸出部
11b、导入孔
11c、排出孔
11d、排出槽
11e、连通孔
12、喷嘴
13、密封部
14a、14b、贮油空间
15、盖构件
16、油槽
20、主轴
21、轴承箱
21a、内箱
21b、外箱
22、内圈隔圈
23、内圈压圈
24、外圈隔圈
25、外圈压圈
30、冷却油供给装置
31、冷却油循环路
32、供给路径
32a、分支供给路径
33、返回路径
34a、导入孔
34b、排出孔
35、压力调节阀
36、油过滤器
37、导入孔
38、油回收路
39、油泵
40a、40b、排出孔
具体实施方式
下面，基于附图说明本发明的实施方式。图1表示采用了本发明的滚动轴承的润滑装置的工作机械的主轴装置。该主轴装置在端部安装有工具或工件的卡盘，由电动机(省略图示)旋转驱动的主轴20由在轴承箱21上沿轴方向分离地装入的两个滚动轴承即角接触球轴承1支承。另外，如后述，在主轴装置上，连接有供给将轴承箱21和角接触球轴承1的内圈2冷却的冷却油的冷却油供给装置30。
如图2所示，就上述角接触球轴承1而言，在内圈2和外圈3的各轨道面2a、3a间用保持器5保持滚珠4，在内圈2负载轴向负荷的正面侧、在外圈3的内径面设置有锥口孔3b，且在背面侧的内圈2的外径面设置有向轨道面2a侧扩径的锥面2b，而且在其端面设置有向周方向延伸的圆周槽6。
如图1所示，上述轴承箱21是内箱21a和外箱21b构成的两层结构，两个角接触球轴承1的内圈2在其间设置内圈隔圈22而外嵌在主轴20上，且两侧用内圈压圈23固定。另外，其间设置了外圈隔圈24的两个外圈3将构成本发明的润滑装置的冷却油导入构件11与背面侧的端面抵接，内嵌在内箱21a上而用外圈压圈25固定其两侧。
在上述轴承箱21的内箱21a和外箱21b间形成冷却油循环路31，从冷却油供给装置30经供给路径32和返回路径33循环供给的冷却油，通过在外箱21b的外径面上设置的导入孔34a和排出孔34b被供给向冷却油循环路31。
另外，在上述冷却油供给装置30的供给路径32上设置介装了压力调节阀35和油过滤器36的分支供给路径32a，向内箱21a的两端面设置的各导入孔37供给冷却油。向各导入孔37供给的冷却油被导向冷却油导入构件11，如后述，在用于各角接触球轴承1的轴承内部的润滑和内圈2的冷却后，被回收至内箱21a的下侧设置的油回收路38，通过油泵39返回至冷却油供给装置30。
如图2所示，与上述外圈3的背面侧端面抵接的冷却油导入构件11内嵌于内箱21a内，其设置有与内箱21a的导入孔37连通的导入孔11b，且其先端设置有向内圈2的圆周槽6喷出冷却油的喷嘴12。另外，在冷却油导入构件11的前面侧设置有伸向内圈2和保持器5间而与内圈2的锥面2b保持间隙δ对置的形成密封部13的伸出部11a，用该伸出部11a在圆周槽6的周围形成贮油空间14a。喷出至圆周槽6而冷却了内圈2的大部分的冷却油贮存在贮油空间14a内，从冷却油导入构件11上设置的连通孔11e向由安装在其后面侧的盖构件15密闭的贮油空间14b移动。
喷出向上述圆周槽6而冷却了内圈2的冷却油的一部分通过随着内圈2的旋转而产生的离心力沿锥面2b被导向密封部13的间隙，作为润滑油从密封部13流入至轴承内部。为了将流向轴承内部的冷却油的流入量抑制在少量，密封部13处的内圈2的外径锥面2b和伸出部11a的内径面的间隙δ设定为0.2mm。另外，在伸出部11a的内径面设置有向周方向延伸的两条油槽16，使密封性良好，从而流向轴承内部的冷却油的流入量稳定地被抑制在少量。
如图3所示，在上述冷却油导入构件11中设置有与贮油空间14b连通的排出孔11c、和沿外圈3的端面与轴承内部连通的排出槽11d。另外，在内箱21a的下部设置有将这些排出孔11c和排出槽11d分别与油回收路38连通的排出孔40a、40b。因此，冷却内圈2且贮存于各贮油空间14b的冷却油通过排出孔11c、40a被回收至油回收路38，将轴承内部进行了润滑的一部分冷却油通过排出槽11d和排出孔40b及轴承背面侧排油孔40c被回收至油回收路38。
实施例
改变如图2所示的密封部13的间隙δ，测定从喷嘴12喷出的冷却油中的作为润滑油从密封部13流入轴承内部的流入量Q。主轴20的直径(角接触球轴承1的内径)设定为70mm，其旋转速度设定为30000rpm，来自喷嘴12的冷却油的喷出量设定为0.6升/分钟。
图4表示上述冷却油的流入量Q的测定结果。从该测定结果可知，冷却油的流入量Q在间隙为0.2mm以下时因量少而倾向于成为横线，当间隙超过0.2mm时急剧增加。因此，通过将密封部的间隙δ设定在0.2mm以下，可将流向轴承内部的冷却油的流入量Q稳定地控制在少量，从而可降低随着轴承的高速旋转引起的冷却油的搅拌阻力。
再有，就用冷却油冷却的内圈的温度上升而言，即使以最高水平55000rpm高速旋转，轴承也就是60℃左右，其半径膨胀量约为0.09mm，因此，在使用这样的高速旋转的滚动轴承时，若将间隙δ设定为接近于0.2mm的上限的值，则可以确保使冷却油的一部分作为润滑油流向轴承内部的间隙。
在上述实施方式中，滚动轴承为角接触球轴承，但是，本发明的滚动轴承的润滑装置也可以应用于深槽球轴承和滚柱轴承等其它的滚动轴承。

Claims (2)

1.一种滚动轴承的润滑装置，其将从冷却油供给装置供给的冷却油从滚动轴承的轴向一端侧向旋转圈的内圈喷出，并设置与该被喷出冷却油的内圈的一端侧的外径面保持间隙对置的密封部，使向所述内圈的一端侧喷出的冷却油的一部分作为润滑油从该内圈的外径面和密封部的间隙流入轴承内部，所述滚动轴承的润滑装置的特征在于，
所述内圈的外径面和密封部的间隙设定在0.2mm以下。
2.一种滚动轴承的润滑装置，其将从冷却油供给装置供给的冷却油从滚动轴承的轴向一端侧向旋转圈的内圈喷出，并设置与该被喷出冷却油的内圈的一端侧的外径面保持间隙对置的密封部，使向所述内圈的一端侧喷出的冷却油的一部分作为润滑油从该内圈的外径面和密封部的间隙流入轴承内部，所述滚动轴承的润滑装置的特征在于，
在与所述内圈的外径面对置的密封部的内径面上设置有向周方向延伸的油槽。
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