CN102046497A - 滚动轴承 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低成本且小型的传送机用轴承,其既具有防尘性和防水性,又能实现低转矩。传送机用轴承(10)具有:被外嵌且固定于轴(1)上的内圈(11);自由转动地被配置在内圈(11)的轨道面(11a)上的多个滚动体(13);相对于内圈(11)经由滚动体(13)自由转动地被配置的外圈(12);用于在外圈(12)和内圈(11)之间密封润滑脂的密封部件,密封部件具有径向剖面为L字形状的,并且分别被固定在内圈(11)和外圈(12)的轴方向端部的两个L字环状部件(15、16),所述两个L字环状部件(15、16)被按照在轴方向上相对的方式隔开规定的间隔,在外圈(12)侧的L字环状部件(15)上嵌套有密封唇(17),该密封唇(17)具有:被配置在轴方向外侧且与内圈(11)侧的L字环状部件(16)接触的唇部(17a、17b);在与内圈(11)侧的L字环状部件(16)之间形成间隙的凸部(17c)。
Description
技术领域
本发明是工业上所使用的轴承,涉及用于传送机惰辊的、实现了提高防尘性能和防水性能以及结构简单化的传送机用轴承。
背景技术
以往,为了使传送机惰辊用轴承(以后称为传送机用轴承)具有防尘性和防水性,在遮护板类型的深槽滚珠轴承或者开放型的滚珠轴承的外侧,一般使用组合了设置为迷宫形状的密封件的、图6所示的结构的构件。
如同一幅图所示,传送机用轴承5由外嵌并固定于轴1的内圈6和被配置为经由多个滚珠8可相对于内圈6自由转动的外圈7所构成。外圈7被内嵌并固定于轴承部件3,轴承部件3被固定在惰辊2的内周面。在内圈6的轴1方向外侧,迷宫式密封件4以邻接于内圈6的状态被外嵌并固定在轴1上,其外径侧的唇部4a滑动连接于轴承部件3。在该迷宫式密封件4的内侧部分填充有润滑脂。
发明内容
但是,在上述现有的传送机用轴承5中,为了提高防尘性和防水性,需要复杂地设置迷宫式密封件4且在该密封件4的内部填充许多润滑脂。
这样,因为迷宫构造变得复杂,因此不仅难以加工,而且组装也困难。所以,存在有加工和组装成本大幅提高的问题。
另外,因为在迷宫式密封件4的内部大量地封装润滑脂,所以不仅增加润滑脂的使用量,导致高成本化,而且增加了惰辊2的转矩,因此,有必要将使惰辊2旋转的电机设置为输出功率更大的电机。作为结果,存在有这样的问题:增加了使用的电力量,传送机本身的构造也变得大型化。
因此,为了解除上述现有技术的缺点,本发明将下述技术问题作为课题:提供一种低成本且小型的传送机用轴承,其既具有防尘性和防水性,又能实现低转矩。
此外,也将下述技术问题作为课题:提供一种轴承、尤其是滚动轴承,其不局限于传送机用的轴承,也可以应用于与传送机用轴承具有相同课题的轴承。
为了实现上述课题,本发明提供一种传送机用轴承,其具有:被外嵌且固定于轴上的内圈;自由转动地被配置在该内圈的轨道面上的多个滚动体;相对于所述内圈经由所述滚动体自由转动地被配置的外圈;用于在该外圈和所述内圈之间密封润滑脂的密封部件,该传送机用轴承的特征在于,在所述轴承上,至少在一个位置上安装具有多个密封唇的密封部件。
进而,为了实现上述课题,本发明还提供一种传送机用轴承,其具有:被外嵌且固定于轴上的内圈;自由转动地被配置在该内圈的轨道面上的多个滚动体;相对于所述内圈经由所述滚动体自由转动地被配置的外圈;用于在该外圈和所述内圈之间密封润滑脂的密封部件,该传送机用轴承的特征在于,所述密封部件由径向剖面为L字形状的,并且分别被固定在所述内圈和外圈的轴方向端部的两个L字环状部件构成,所述两个L字环状部件被按照在轴方向上相对的方式隔开规定的间隔,在所述外圈侧的L字环状部件上嵌套有密封唇,该密封唇具有:被配置在轴方向外侧且与所述内圈侧的L字环状部件接触的唇部;在与该内圈侧的L字环状部件之间形成间隙的凸部。
进而,为了实现上述课题,本发明还提供一种传送机用轴承,其具有:被外嵌且固定于轴上的内圈;自由转动地被配置在该内圈的轨道面上的多个滚珠;相对于所述内圈经由所述滚珠自由转动地被配置的外圈;用于在该外圈和所述内圈之间密封润滑脂的密封部件,该传送机用轴承的特征在于,所述密封部件由径向剖面为L字形状的,并且分别被固定在所述内圈和外圈的轴方向端部的两个L字环状部件构成,所述两个L字环状部件被按照在轴方向上相对的方式隔开规定的间隔,所述内圈侧的L字环状部件被配置在轴方向外侧,以使得与被嵌套在所述外圈侧的L字环状部件上的密封唇接触。
更详细地说,在本发明的传送机用轴承中,优选:所述内圈侧的L字环状部件的外径尺寸被设定为比所述外圈侧的L字环状部件的外径尺寸小。
而且,在本发明的传送机用轴承中,优选:所述内圈侧的L字环状部件的外径尺寸被设定为比所述外圈侧的L字环状部件的外径尺寸大,并且在所述外圈侧的L字环状部件上安装有用于缩小与所述内圈侧的L字环状部件的间隔的凸部件。
进而,为了实现上述课题,本发明还提供一种传送机用轴承,其具有:被外嵌且固定于轴上的内圈;自由转动地被配置在该内圈的轨道面上的多个滚珠;相对于所述内圈经由所述滚珠自由转动地被配置的外圈;用于在该外圈和所述内圈之间密封润滑脂的密封部件,该传送机用轴承的特征在于,所述密封部件为被安装于外圈的内径面或内圈的外径面或者外圈或内圈的侧面的油封构件。
此外,在本发明的传送机用轴承中,优选:所述油封构件为压入外圈的内径面的油封构件,油封构件压入部分的外圈内径面具有台阶且内径尺寸比其它外圈内径部大。
而且,在本发明的传送机用轴承中,优选所述油封构件具有两个唇部。
如果采用上述装置,则可以作为与传送机用轴承具有相同课题的轴承来使用。优选但是不特别限定,也可使用于农业机械、建筑机械、桥梁设备、装卸机械等。
如上面所述,外圈侧的L字环状部件的密封唇滑动连接于内圈侧的L字环状部件,由此,轴承内的润滑脂被密封,并且通过密封唇的凸部(迷宫构造),可以确保防尘性和防水性。
此外,采用低转矩的密封唇来保持润滑脂的密封性,可以省略现有的复杂构造的迷宫式密封件,因此能够实现惰辊的低转矩化,并且为低成本化和小型化作出贡献。
这样,因为能够使构造简单化,所以不需要为传送机的组装投资特别的设备,可以为制作工序的简洁化作出贡献。
此外,如上面所述,根据本发明,利用被安装于轴承内部的油封构件,可以密封轴承内的润滑脂,并且能够确保防尘性和防水性。
另外,油封构件的安装面是轴承外圈内径部,是具有优良尺寸精度的部分,油封构件的滑动面是轴承内圈外径部,这也是具有优良尺寸精度的部分,而且,在轴承组装状态下的轴承外圈内径部和轴承外圈外径部的同心度受轴承的径向间隙程度抑制。所以,由于油封构件的唇部稳定地滑动,因此油封构件的滑动而引起的转矩变化小,转矩的绝对值也能够稳定在低值。
再者,因为在轴承内部预先安装了油封构件,所以构造简单,不需要为传送机的组装投资特别的设备,可以为制作工序的简洁化作出贡献。
附图说明
图1是用于说明本发明的传送机用轴承的第一实施方式的轴方向剖面图。
图2是用于说明第一实施方式的传送机用轴承的其它例子的轴方向剖面图。
图3是用于说明第一实施方式的传送机用轴承的其它例子的轴方向剖面图。
图4是用于说明第一实施方式的传送机用轴承的其它例子的主要部位的扩大剖面图。
图5是用于说明第一实施方式的传送机用轴承的其它例子的主要部位的扩大剖面图。
图6是用于说明具有现有的传送机用轴承的惰辊的轴方向剖面图。
图7是用于说明本发明的传送机用轴承的第二实施方式的轴方向剖面图。
图8是用于说明第二实施方式的传送机用轴承的其它例子的轴方向剖面图。
图9是用于说明本发明的传送机用轴承的第三实施方式的轴方向剖面图。
图10是用于说明第三实施方式的传送机用轴承的其它例子的轴方向剖面图。
图11是用于说明第三实施方式的传送机用轴承的其它例子的轴方向剖面图。
图12是用于说明本发明的传送机用轴承的第四实施方式的轴方向剖面图。
图13是用于说明本发明的传送机用轴承的第五实施方式的轴方向剖面图。
图14是用于说明本发明的传送机用轴承的第六实施方式的轴方向剖面图。
图15是用于说明第六实施方式的传送机用轴承的其它例子的轴方向剖面图。
图16是用于说明本发明的传送机用轴承的其它实施方式的主要部位的扩大剖面图。
图17是用于说明本发明的传送机用轴承的其它实施方式的主要部位的扩大剖面图。
图18是用于说明本发明的传送机用轴承的其它实施方式的轴方向剖面图。
图19是用于说明本发明的传送机用轴承的其它实施方式的轴方向剖面图。
图20是用于说明本发明的传送机用轴承的其它实施方式的轴方向剖面图。
图21是用于说明本发明的传送机用轴承的其它实施方式的轴方向剖面图。
图22是用于说明本发明的传送机用轴承的其它实施方式的轴方向剖面图。
图23是用于说明本发明的传送机用轴承的其它实施方式的轴方向剖面图。
图24是用于说明本发明的传送机用轴承的其它实施方式的轴方向剖面图。
图25是用于说明本发明的传送机用轴承的其它实施方式的轴方向剖面图。
图26是用于说明本发明的传送机用轴承的其它实施方式的轴方向剖面图。
符号说明
10 传送机用轴承
11 内圈
11a 轨道面
12 外圈
12a 轨道面
13 滚珠(滚动体)
14 保持架
15 大径L字环状部件
15a 圆筒部
15b 圆板部
16 小径L字环状部件
16a 圆筒部
16b 圆板部
17 密封唇
17a 唇部
17b 唇部
17c 凸部
17d 凸部
18 密封构件
19 密封构件
19a 接触唇
19b 接触唇
19c 非接触唇
20 抛油环
21 橡胶密封构件
21a 铁芯
30 传送机用轴承
31 第一L字环状部件
32 第二L字环状部件
33 密封唇
33a 唇部
33b 唇部
34 密封唇
34a 唇部
34b 唇部
34c 凸部件(凸部)
40 传送机用轴承
41 油封构件
41a 唇部
41b 唇部
42 接触密封构件
43 O形环(弹性部件)
50 圆柱滚子轴承
51 内圈
51a 轨道面
52 外圈
52a 轨道面
53 滚子(滚动体)
54 保持架
60 双列斜角滚珠轴承
61 内圈
61a 轨道面
62 外圈
62a 轨道面
63 滚珠(滚动体)
64 保持架
65 密封装置
66 抛油环
66a 内径侧圆筒部
66b 外侧圆环部
67 密封部件
68 L字环状部件
68a 外径侧圆筒部
68b 内侧圆环部
69 密封构件
69a 外侧密封唇
69b 中间密封唇
69c 内侧密封唇
70 多点接触式滚珠轴承
71 内圈
72 外圈
73 滚珠(滚动体)
74 保持架
81 凹曲面
82 倾斜面
83 抛油环
84 密封装置
85 遮护板
85a 遮护件
86 密封构件
86a 接触唇
87 密封装置
88 抛油环
88a 内周侧圆筒部
88b 外周侧圆筒部
89 密封部件
89a 接触唇
89b 接触唇
89c 接触唇
90 传送机用轴承
91 内圈
92 外圈
93 滚子(滚动体)
94 保持架
95 密封部件
95a 接触唇
95b 接触唇
96 密封部件
96a 接触唇
97 密封部件
97a 接触唇
97b 接触唇
100 密封装置
101 密封构件
101a 接触唇
102 密封构件
102a 接触唇
102b 接触唇
103 密封装置
104 密封构件
104a 接触唇
104b 接触唇
104c 接触唇
105 密封部件
105a 接触唇
105b 铁芯
106 密封部件
106a 接触唇
106b 接触唇
107 密封部件
107a 接触唇
107b 接触唇
具体实施方式
下面,参照附图详细地说明本发明的传送机用轴承的各实施方式。
(第一实施方式)
图1至图5是示出第一实施方式的传送机用轴承的轴方向剖面图。
本实施方式的传送机用轴承10以代替背景技术的图6所示的、惰辊2的轴承部件3的传送机用轴承5而内嵌的形态被安装,因此,省略其整体结构的重复的说明。
如图1所示,本实施方式的传送机用轴承10具有:被外嵌且固定于未图示的轴上的、在外周面具有轨道面11a的内圈11;自由转动地被配置在该内圈11的轨道面11a上的多个滚珠13;在内周面具有轨道面12a且相对于所述内圈11经由滚珠13自由转动地被配置的外圈12。多个滚珠13可自由转动地被保持在保持架14中,外圈12被内嵌且固定于未图示的惰辊的轴承部件(参照图6)。关于这些作为密封部件的大径和小径L字环状部件15、16,其直径方向剖面为L字形状,并且被设定为大径L字环状部件15的外径尺寸R1比小径L字环状部件16的外径尺寸大(R1>R2)。
具体地说,大径L字环状部件15被固定在外圈12的轴方向外端部的内径侧,小径L字环状部件16被固定在内圈11的轴方向外端部的外径侧,以使得在轴方向上与大径L字环状部件15相对且位于间隔d的外侧位置上(另外,在本说明书中,内和外是针对于轴承而言的。再者,也有将被安装于轴承内圈的小径L字环状部件16和发挥与其相同的作用的部件表示为抛油环的情况)。
大径L字环状部件15由被固定在外圈12的轴方向外端部的内周面上的圆筒部15a;以及从该圆筒部15a的轴方向内端向直径方向内侧延伸的圆板部15b所构成。另外,小径L字环状部件16由被固定在内圈11的轴方向外端部的外周面上的圆筒部16a;以及从该圆筒部16a的轴方向外端向直径方向外侧延伸的圆板部16b所构成。这样,大径L字环状部件15的圆筒部15a与小径L字环状部件16的圆筒部16a在直径方向上相对,而且,大径L字环状部件15的圆板部15b比小径L字环状部件16的圆板部16b更加靠近轴方向内侧,且在轴方向上与圆板部16b相对。在圆板部15b的内径侧端部与圆筒部16a的外周面之间以及圆板部16b的外径侧端部与圆筒部15a的内周面之间,分别存在有规定的间隙。
密封唇17被固定在大径L字环状部件15的圆板部15b上,该密封唇17的两个唇部17a、17b分别与小径L字环状部件16的圆筒部16a和圆板部16b的内侧面滑动连接。
在密封唇17上,另外一个唇部与唇部17b的外周侧大致平行形成有唇状的凸部17c。该凸部17c以不与小径L字环状部件16的圆板部16b接触且通过配置为与圆板部16b之间隔着一定的间隙,构成迷宫式构造。而且,在由唇部17a、大径L字环状部件15、外圈12、滚珠13以及内圈11形成的空间中填充有润滑脂。
在该结构中,在惰辊(参照图6)旋转时,通过大径L字环状部件15的密封唇17的唇部17a、17b与小径L字环状部件16的圆筒部16a和圆板部16b的内侧面滑动连接,轴承10内的润滑脂被密封,并且通过利用了凸部17c的迷宫式构造,使得来自外部的灰尘和水分难以浸入,因此,提高了密封性,能够确保轴承10的防尘性和防水性。
这样,因为利用低转矩的密封唇17来维持润滑脂的密封性,能够省略现有的复杂构造的迷宫式密封件,所以在实现惰辊的低转矩化的同时,也能够在低成本化和小型化上作出贡献。
另外,在本实施方式中,作为相反侧的密封构件,安装类型为具有一个滑动连接的唇的密封构件18。
此外,外圈12和辊的外壳部分、内圈11和轴的安装部分可以是压入式,也可以是采用粘接剂或弹性树脂等的设置方法。
再者,因为可以将构造简单化,所以不需要为传送机的组装投资特别的设备,可以为制作工序的简洁化作出贡献。
另外,在本实施方式中,为了形成迷宫式构造而在密封唇17上设置了唇状的凸部17c,但是不局限于该结构,例如,也可以如图2所示,在密封唇17上设置山形状的凸部17d。也就是说,只要是缩小大径L字环状部件15和小径L字环状部件16的间隔d的构造,就可以作为迷宫式构造来使用。
另外,在本实施方式中,作为相反侧的密封构件,安装类型为具有一个滑动连接的唇的密封构件18,但是,关于相反侧的密封形态,没有特别的限定。
在此,虽然并不限定只适用于第一实施方式,但是以第一实施方式为例,参照图3来说明构成包含密封唇的密封部分的部件的优选方式。
图3是第一实施方式的其它例子,示出应用于传送机惰辊的轴承。在轴承外侧的开口部安装具有两个接触唇19a、19b和一个非接触唇19c的密封构件19以及抛油环20。在相反侧(辊中心侧)的开口部安装放入了铁芯21a的非接触橡胶密封构件21。在该情况下,由于辊中心侧的密封构件21为非接触状态,因此为低转矩性能优越的方式。
在此,被用于传送机惰辊的轴承通常具有径向间隙和轴向间隙,使用中,可以仅向直径方向移动该径向间隙的距离,只向轴方向移动轴向间隙的距离。如果考虑将轴承的内圈作为基准,则在使用中,外圈只向直径方向移动径向间隙的距离,只向轴方向移动轴向间隙的距离。
由于该径向间隙和轴向间隙在某种条件下为零或者为负时会在另外的条件下在轴承各部施加不需要的负荷,因此,它们是必需的间隙,根据传送机惰辊的使用条件、轴承的使用条件来设置适当的间隙。
在要求高精度的旋转条件的情况下,选择赋予所谓预压的构造,但是,一般来说,部件数量增加,组装工时也增加。因此,通常在没有预压构造的状态下保持径向间隙和轴向间隙来使用。
因此,优选接触唇19a的直径方向尺寸是这样的尺寸:即使内外圈11、12在直径方向上仅相对地移动径向间隙的距离,也能够维持与抛油环20的滑动连接。
接着,接触唇19b的轴向尺寸必须是这样的尺寸:即使内外圈11、12在轴方向上仅相对地移动轴向间隙的距离,接触唇19b也不从抛油环20的轴向滑动连接面分开,并且不接触非接触唇19c。因此,在图3的状态被设置为内外圈11、12在轴方向上位于中立位置的情况下,图3的尺寸e和尺寸c分别要确保轴向间隙的一半的距离。
此外,优选:即使内外圈11、12在轴方向上移动,与接触唇19a接触的抛油环20的滑动连接部分也不会全部露出到辊中心侧和外侧的空间。通过使抛油环20的滑动连接面的一部分时常与接触唇19a接触,至少滑动连接面的一部分能够维持良好的密封性而不接触来自外部的泥水、尘埃、甚至空气。因此,优选:确保接触唇19a的接触部的尺寸d至少与轴向间隙相同的距离或更长的距离。而且,由于在接触唇19a的弯折部分为曲面,所以也考虑该曲面,优选:接触唇19a的真实接触的轴方向长度比轴向间隙大。更优选地,考虑径向间隙(通常为轴向间隙的十几分之一)引起的移动,接触唇19a的接触部的尺寸d比轴向间隙和径向间隙的合计距离大。最优选接触唇19a的真实接触的轴方向长度比轴向间隙和径向间隙的总距离长。进一步的,优选考虑内外圈11、12的倾斜、内圈11的外径、外圈12的内径等尺寸公差。
然而,如果接触唇19a、19b太长,则具有下述的影响:由滑动连接面的增加而造成的转矩增大、轴承宽度尺寸的增大、在组装工序中的唇损坏的可能性的增加等。此外,如果抛油环20的轴向长度短,则也会产生抛油环20的安装不稳定等问题。因此,作为抛油环20的、与唇滑动连接的部分的长度的上限,优选5mm以下的程度。作为抛油环20的轴向长度J的下限,优选抛油环20的直径方向长度k×0.2mm以上的程度。最优选:抛油环20的轴向长度J为抛油环20的直径方向长度k以下,并且为抛油环20的直径方向长度k的0.2以上。
其次,接触唇19b与接触唇19a相同,优选这样的尺寸:即使在内外圈11、12相对地移动的情况下,也能保持接触唇19b的滑动连接,并且与抛油环20连接的滑动连接面的整体不暴露出来。虽然上限也相同,但是,关于抛油环20的径向长度,优选设置为:间隙g尽可能小,并且抛油环20不因内外圈11、12的相对运动而与外圈12的内径接触。
关于非接触唇19c,优选:即使内外圈11、12相对地仅移动轴向间隙的距离,也不接触到抛油环20。具体地说,优选确保间隙f比轴向间隙长。如果非接触唇19c接触,则导致转矩增大,因此不优选。但是,因为如果间隙f过大,则泥水等容易浸入,所以优选上限为5mm以下的程度。更优选考虑轴向间隙,即使在内外圈11、12相对地在轴方向上进行最大移动的情况下,只要设置成1mm以下的间隙就可以。进一步优选0.7mm以下。最优选这样的结构:间隙f的最大值为0.7mm以下,并且即使在内外圈11、12相对地在轴方向上进行最大移动而间隙f即使达到最小值也要设置为0.1mm以上。
此外,接触唇19b的角度α和非接触唇19c的角度β大致相同或相同,优选5°~85°的范围。更优选10°~50°,进一步优选15°~45°,最优选20°~40°,并且角度α和角度β的相互差为5°以内。另外,接触唇19a的角度γ优选为5°~85°的范围,更优选10°~50°,进一步优选15°~45°,最优选20°~40°。
此外,关于接触唇19b与非接触唇19c之间的距离h,优选:也考虑角度α和角度β来确定,以使得在内外圈11、12相对地移动轴向间隙的距离的情况下不接触。
另外,尺寸a至少需要确保比轴向间隙大,以使得抛油环20不会因轴向间隙而超出外圈12的宽度向外部露出。更优选设置为:尺寸a比内圈11的内径部和侧面部间的倒角结构尺寸大。
另外,关于非接触橡胶密封构件21,也考虑轴向间隙和径向间隙,优选设定为:非接触唇部不与内圈11接触,并且也不会变为过大的距离。
根据这些结构,由于轴承10所具备的接触唇19a、19b与其滑动连接面的滑动连接稳定,非接触唇19c不接触轴承10,因此旋转转矩为低转矩并且稳定。而且,接触唇19a、19b与其滑动连接面的滑动连接稳定,非接触唇19c与轴承10以间隔所需要的最小限度的间隙相对,因此,有效地防止泥水等异物的浸入。
而且,只要是上述的尺寸关系,则如图4和图5所示,可以将圆板部16b的前端部向轴方向弯折等、也可以使用对形状进行了各种变更的抛油环20。
(第二实施方式)
图7是示出第二实施方式的传送机用轴承的轴方向剖面图。此外,对于与第一实施方式相同或等同的部分,在图上标上相同的符号,将其说明省略或简略化。
本实施方式的传送机用轴承30,如背景技术的图6所示,以代替传送机用轴承5而内嵌于惰辊2的轴承部件3上的形态被安装,因此,省略其整体结构的重复说明。
如图7所示,本实施方式的传送机用轴承30具有:被外嵌且固定于未图示的轴上的内圈11;自由转动地被配置在内圈11的轨道面11a上的多个滚珠13;相对于内圈11经由滚珠13自由转动地被配置的外圈12。外圈12被内嵌且固定于未图示的惰辊的轴承部件中(参照图6)。
在外圈12的轴向外侧的内径侧端部上,固定着作为密封部件的第一L字环状部件31,第二L字环状部件32被固定在内圈11的轴方向外侧的外径侧端部上,以使得在轴方向上与第一L字环状部件31相对且位于隔开了间隔d的外侧位置上。
第一和第二L字环状部件31、32的各自的直径方向剖面为L字形状,第一L字环状部件31形成有:向直径方向延伸的圆板部;在该圆板部的外径侧端部向轴承的内侧弯折而形成的圆筒部,该圆筒部的端部在外圈12的轴方向外侧被固定在形成于内径侧端部的凹槽部12b。第二L字环状部件32形成有:向直径方向延伸的圆板部;在该圆板部的内径侧端部向轴承的内侧弯折而形成的圆筒部,该圆筒部的内周面被嵌套且固定在内圈11的外周面上。此外,第二L字环状部件32的外径尺寸R1被设定为比第一L字环状部件31的外径尺寸R2小(R1<R2=。
密封唇33被嵌套且固定在第一L字环状部件31的内径侧端部上,该密封唇33的两个唇部33a、33b分别与第二L字环状部件32的内侧面滑动连接。即,一个唇部33a接触第二L字环状部件32的圆筒部的外周面,另一唇部33b被配置为接触第二L字环状部件32的圆板部的内侧面,构成迷宫式构造。而且,在由唇部33a、第一L字环状部件31、外圈12、滚珠13以及内圈11所形成的空间中填充有润滑脂。
在该结构中,在惰辊(参照图6)旋转时,通过第一L字环状部件31的密封唇33的唇部33a、33b与第二L字环状部件32滑动连接,轴承30内的润滑脂被密封,并且通过迷宫式构造,来自外部的灰尘和水分难以浸入,因此,提高了密封性,能够确保轴承30的防尘性和防水性。
图8是第二实施方式的其它例子的传送机用轴承,在本例中,第二L字环状部件32的外径尺寸R1被设定为比第一L字环状部件31的外径尺寸R2大(R1>R2)。
此外,密封唇34被嵌套且固定在第一L字环状部件31的内径侧端部上,该密封唇34的两个唇部34a、34b分别与第二L字环状部件32的内侧面滑动连接。即,一个唇部34a接触第二L字环状部件32的圆筒部的外周面,另一唇部34b被配置为接触第二L字环状部件32的圆筒部的内侧面。而且,在由唇部34a、第一L字环状部件31、外圈12、滚珠13以及内圈11所形成的空间中填充有润滑脂。
进而,具有缩短第一L字环状部件31和第二L字环状部件32的间隔d的形状的凸部件34被嵌套且固定于第一L字环状部件31的圆板部外径侧和圆筒部外周面以及外圈12的凹槽部12b内,构成迷宫式构造。
在该结构中,在惰辊(参照图6)旋转时,通过第一L字环状部件31的密封唇34的唇部34a、34b与第二L字环状部件32滑动连接,轴承30内的润滑脂被密封,并且通过由凸部件34c形成的迷宫式构造,使来自外部的灰尘和水分难以浸入,因此,提高了密封性,能够确保轴承30的防尘性和防水性。
这样,采用低转矩的密封唇34来维持润滑脂的密封性,可以省略现有的复杂构造的迷宫式密封件,因此能够实现惰辊的低转矩化,并且为低成本化和小型化作出贡献。
此外,因为能够将构造设置得简单,所以不需要为传送机的组装投资特别的设备,可以为制作工序的简洁化作出贡献。
(第三实施方式)
图9是示出第三实施方式的传送机用轴承的轴向剖面图。此外,对于与第一实施方式相同或等同的部分,在图上标上相同的符号,将其说明省略或简略化。
本实施方式的传送机用轴承40,如背景技术的图6所示的,以代替传送机用轴承5而内嵌于惰辊2的轴承部件3上的形态被安装,因此,省略其整体结构的重复说明。
在本实施方式的传送机用轴承40中,将内圈11和外圈12之间的一个密封部设置为油封构件41。油封构件41以压入在外圈12的内径面被形成为台阶状的内径扩大部12c的状态来安装,其两个唇部41a、41b与内圈11的外径面滑动连接。
另外,在本实施方式中,作为油封构件41的相反侧的密封构件,安装有接触密封构件42。此外,也可以代替接触密封构件42而安装非接触密封构件或遮护板。
再者,通过将润滑脂装入由油封构件41的两个唇部41a、42b形成的空间中,抑制因唇部41a、42b的滑动连接而引起的转矩的增加,并且能够有效地防止来自外部的水等的浸入。
图10是第三实施方式的其它例子的传送机用轴承,在本例中,油封构件41以压入在内圈11的外径面被形成为台阶状的外径扩大部11b的状态被安装,其两个唇部41a、41b与外圈12的内径面滑动连接。通常,传送机用轴承通过外圈旋转来使用。因此,如果是本例,则因为油封构件41本身并不旋转,离心力不向油封构件41施加负荷,所以能够更稳定且可滑动地连接。
图11是第三实施方式的其它例子的传送机用轴承,是使本发明应用于传送机用的圆柱滚子轴承50的例子。该圆柱滚子轴承50具有:在外周面上具有轨道面51a的内圈51;自由转动地被配置在内圈51的轨道面51a上的多个滚子53;在内周面上具有轨道面52a的、相对于内圈51经由滚子53自由转动地被配置的外圈52;可自由旋转地保持多个滚子53的保持架54。而且,在外圈52的内径面上被形成为台阶状的内径扩大部52b上,安装有油封构件41,在油封构件41的相反侧上,安装有接触密封构件42。
此外,在本发明的任一实施方式中,轴承形式并不限定于深槽滚珠轴承,也可以使用圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、自动调心滚子轴承、针状滚子轴承等滚子轴承、斜角滚珠轴承、多点接触式滚珠轴承等滚珠轴承、还可以使用这些轴承形式的组合或实现在双列上的使用。
(第四实施方式)
图12是示出第四实施方式的传送机用轴承的轴向剖面图。
本实施方式是将第一至第三实施方式中的轴承形式设置为双列轴承的方式。即,除了轴承形式为双列轴承之外,可以适用与第一至第三实施方式相同的特征。
通过将滚动轴承设置为双列,可以设置成内圈内径尺寸和外圈外径尺寸的差较小的薄壁轴承,能够减小轴承在直径方向上所占有的空间而不降低耐负荷性能。
如图12所示,本实施方式的双列斜角滚珠轴承60包括:在外周面上具有轨道面61a的内圈61,61;自由转动地被配置在内圈61,61的轨道面61a,61a上的多个滚珠63;在内周面上具有轨道面62a,62a的、相对于内圈61,61经由滚珠63自由转动地被配置的外圈62;可自由旋转地保持多个滚珠63的保持架64。
而且,内圈61,61和外圈62之间通过密封装置65,65来密封,该密封装置65具有:金属制的抛油环66;将由弹性材料构成的密封构件69一体成型在金属制的L字环状部件68上而形成的密封部件67。
抛油环66是剖面为大致L字形的圆环部件,具有:可自如地外嵌且固定在内圈61的外端部外周面上的内径侧圆筒部66a;从内径侧圆筒部66a的轴向外端缘向直径方向外侧弯折的外侧圆环部66b。
L字环状部件68是剖面为大致L字形的圆环部件,具有:可自如地内嵌且固定在外圈62的外端部内周面上的外径侧圆筒部68a;从外径侧圆筒部68a的轴向内端缘向直径方向内侧弯折的内侧圆环部68b。
密封构件69具有外侧、中间、内侧的三条密封唇69a、69b、69c,将位于最外侧的外侧密封唇69a的前端缘滑动连接于抛油环66的外侧圆环部66b的内侧面的整个圆周,将剩余的两条中间密封唇69b和内侧密封唇69c的前端缘滑动连接在抛油环66的内径侧圆筒部66a的外周面的整个圆周,由此,发挥高的密封性能。
此外,作为双列的轴承形式,并不限定于图12所示的双列斜角滚珠轴承60,也可以适用双列深沟滚珠轴承、双列圆柱滚子轴承、双列圆锥滚子轴承、自动调心滚子轴承等。
另外,通过将轴承设置为双列形式,可以在对轴承内部施加了预压的状态下使用。在该情况下,如果正确地进行轴承的定位,则可以减少被安装在轴上的辊子的轴方向的运动。因此,例如可以使通过辊子上面的传送带的运动顺滑,其具有下述的效果:使得施加于传送带上的传送物的振动减轻,保持带上的传送物的品质,减少来自带上的传送物的灰尘等。
另外,通过将轴承设置为双列形式,虽然增加了滚动体的数量,但是由于可以减轻一个滚动体的质量,因此由滚动体的公转产生的离心力减小,所以是适于更高转速的方式。
再者,通过施加预压,密封部分的轴方向的运动也减少,密封唇部分更稳定地滑动连接。因此,除了原有的低转矩性能外,转矩的稳定性和防尘性能也优越。
(第五实施方式)
图13是示出第五实施方式的传送机用轴承的轴向剖面图。此外,对于与第一实施方式相同或等同的部分,在图上标上相同的符号,将其说明省略或简略化。
本实施方式是将第一至第四实施方式中的轴承形式设置为多点接触式滚珠轴承的方式。即,除了轴承形式为多点接触式滚珠轴承之外,可以适用与第一至第三实施方式相同的特征。此外,由于即使是单列的多点接触式滚珠轴承,轴方向的运动少,因此可获得与在双列轴承施加预压的情况相同的效果。
如图13所示,本实施方式的多点接触式滚珠轴承70是由内圈71、外圈72、多个滚珠(滚动体)73以及保持架74构成的四点接触式滚珠轴承。此外,关于保持架74,使用树脂制的保持架,由此,可以减少由滚珠73和保持架74的滑动连接造成的旋转转矩的增加。
另外,作为多点接触的轴承形式,除了图13所示的内外圈各有两点与滚珠接触的四点接触滚珠轴承外,还可适用于内圈有一点外圈有两点或者内圈有两点外圈有一点与滚珠接触的三点接触式滚珠轴承,甚至还可适用于有五点以上与滚珠接触的多点接触式滚珠轴承。
再者,也可以使用在轴方向上分割了内圈71和外圈72中的至少一个的轴承来构成上述三点、四点、五点以上的多点接触式滚珠轴承。
(第六实施方式)
图14是示出第六实施方式的传送机用轴承的轴向剖面图。
本实施方式的特征在于,在第一至第五实施方式中,使弹性部件介于轴承的外圈外径部和外壳之间以及内圈内径部和轴之间的至少一方。而且,在本实施方式中,作为代表性的例子,示出在外圈外径部上安装O形环的例子。此外,本实施方式将第三实施方式的传送机用轴承40作为例子进行说明。
如图14所示,在本实施方式的传送机用轴承40中,在外圈12的外径部上安装有O形环43,43,使外壳和外圈12的外径部之间设置为间隙配合。由此,可以获得:轴承40的塑性变形现象的防止、施加到轴承40的冲击负荷的缓和、辊和轴的绝缘等效果中的任一个或多个。
图15是第六实施方式的其它例子的传送机用轴承,在本例子中,除了外圈12的外径部外,在内圈11的内径部上也安装有O形环43,43。
此外,在安装了O形环43,43之后,也可以通过使轴承外圈12的外径部和外壳内径部以及轴承内圈11的内径部和轴的嵌合保持紧密地压入来进行组装。因为本发明的各实施方式的密封装置在密封性能上优越,因此,想要通过轴承内部的泥水等几乎不成为问题,但是,具有泥水等通过轴承和轴之间以及轴承和外壳之间的间隙而浸入到辊子内部的情况。在该情况下,如果轴承的相反侧的密封装置是非接触类型,则泥水等就浸入到轴承内部。
虽然即使嵌合部分是压入式的,上述通过轴承和轴之间以及轴承和外壳之间的间隙的泥水也会进入,但是通过在外圈外径部和内圈内径部中的至少一个安装O形环且将嵌合部设置为压入式的,能够有效地防止通过轴承和外壳之间的间隙的泥水。优选:在内外圈的嵌合部上都安装O形环,内外圈都设置为压入嵌合,这样是更有效的。
在本实施方式中,以O形环为例进行了说明,但如果是具有与O形环同样效果的部件,则也可以进行O形环部分的方式的变更。例如,可以举出将具有一定程度的弹性的粘合剂等应用于嵌合部的情况。
(其它实施方式)
下面,参照图16至图26来说明本发明的传送机用轴承的其它实施方式。此外,对于与第一至第六实施方式相同或等同的部分,在图上标上相同的符号,将其说明省略或简略化。
图16的传送机用轴承10是在抛油环(小径L字环状部件)16的、作为滑动连接面的圆筒部16a的外周面和圆板部16b的内侧面上形成凹曲面81的方式。通过在抛油环16的滑动连接面上形成凹曲面81,可以确保较长的唇部17a、17b的滑动连接部的接触长度,因此,更有效地防止泥水等的浸入。此外,在至少将该形状的密封构件安装于一侧的情况下,如果相反侧是非接触密封构件,则可以在轴承上施加低的预压。另外,预压的大小也可以根据唇形状、抛油环形状的设定来改变。因此,能够期待如下的效果:防止传送时的振动引起的轨道面的微振摩损,可以减少将轴承装入辊子时的定位作业工时。
图17的传送机用轴承10是在大径L字环状部件15的、向外圈12的内径侧嵌合的嵌合部,即圆筒部15a的内周面上形成倾斜部82的方式。由此,嵌合部的安装稳定,并且通过外圈旋转,可以期待容易排出附着在密封唇17上的泥水等的效果。
图18的传送机用轴承10是在轴承10的辊子中心侧的开口部安装两个抛油环83,83以构成非接触的迷宫式密封件的方式。由此,因为一侧的密封构件被简洁化,所以可以减小轴承宽度尺寸,并且防尘性能优越。
图19的传送机用轴承10是在外圈12的轴方向两端部的内周面上设置密封装置84的方式。该密封装置84具有:被固定在外圈12的轴向端部的内周面上的、剖面为大致梯形的遮护板85;被固定在遮护板85的内周面上的密封构件86。而且,在遮护板85的内周侧端部上,形成有非接触的遮护板85a,在密封构件86的内周面上,在轴方向上大致等间隔地形成三个接触唇86a,86a,86a。在该情况下,通过非接触的遮护板85a和三个接触唇86a,86a,86a,可以有效地防止泥水,因为部品件数少,所以能够减少制造成本。
图20的传送机用轴承10是在从轴承10的辊子中心间隔开的一侧的开口部上设置密封装置87的方式。该密封装置87包括:被固定在内圈11的轴方向端部的外周面上的、剖面为大致コ字形的抛油环88;被固定在外圈12的轴方向端部的内周面上且与抛油环88和内圈11接触的密封部件89。密封部件89具有:接触内圈11的外周面的接触唇89a;接触抛油环88的内周侧圆筒部88a的外周面的接触唇89b;接触抛油环88的外周侧圆筒部88b的外周面的接触唇89c。
图21的传送机用轴承90是使本发明应用于自动调心滚子轴承的方式。该传送机用轴承90由内圈91、外圈92、双数的滚子93,93以及保持架94,94构成,密封部件95被固定在外圈92的轴向一端部的内周面上,密封部件96被固定在外圈92的轴向另一端部的内周面上。而且,在密封部件95的内周侧端部形成有与内圈91的外周面接触的两个接触唇95a,95b,在密封部件96的内周侧端部上,形成有一个接触内圈91的外周面的接触唇96a。
图22的传送机用轴承10是在从轴承10的辊子中心间隔开的一侧的开口部上设置密封部件97的方式。该密封部件97被固定在外圈12的轴方向端部的内周面上,在其内周侧端部上,形成有与内圈11的外周面接触的两个接触唇97a、97b。
图23的传送机用轴承10是在从轴承10的辊子中心间隔开的一侧的开口部上设置密封装置100的方式。该密封装置100包括:被固定在外圈12的轴向端部的内周面的大径L字环状部件15;被固定在内圈11的轴向端部的外周面的小径L字环状部件16;被固定在大径L字环状部件15的圆板部15b的内周侧端部的密封构件101;被固定在小径L字环状部件16的圆板部16b的外周侧端部的密封构件102。而且,在密封构件101上形成有与小径L字环状部件16的圆筒部16a的外周面接触的接触唇101a,在密封构件102上,形成有接触大径L字环状部件15的圆板部15b的外侧面的接触唇102a以及接触大径L字环状部件15的圆筒部15a的内周面的接触唇102b。
图24的传送机用轴承10是在从轴承10的辊子中心间隔开的一侧的开口部上设置密封装置103的方式。该密封装置103包括:被固定在外圈12的轴向端部的内周面的大径L字环状部件15;被固定在内圈11的轴向端部的外周面的小径L字环状部件16;被粘合在大径L字环状部件15的外侧面的密封构件104。而且,在密封构件104上,形成有接触小径L字环状部件16的圆筒部16a的外周面的两个接触唇104a,104b以及接触小径L字环状部件16的圆板部16b的内侧面的一个接触唇104c。
图25的传送机用轴承10是在从轴承10的辊子中心间隔开的一侧的开口部上设置两个密封部件105,106的方式。密封部件105被固定在内圈11的轴向端部的外周面上,在其外周侧端部上,形成有接触外圈12的内周面的接触唇105a。密封部件106比密封部件105更位于内侧,并被固定于外圈12的轴向端部的内周面上,在其内周侧端部上,形成有接触内圈11的外周面的接触唇106a以及接触密封部件105的铁芯105b的内侧面的接触唇106b。
图26的传送机用轴承10是在从轴承10的辊子中心间隔开的一侧的开口部上设置密封部件107的方式。该密封部件107被固定在外圈12的轴向端部的内周面上,在其内周侧端部上,形成有接触内圈11的外周面的两个接触唇107a、107b。
此外,在图22至图26的传送机用轴承10中,对于被设置于未图示的相反侧的轴向端部的密封装置,可以采用接触或非接触的橡胶密封构件、非接触的金属遮护板以及迷宫式构造等。或者与图示的装置相同,也可以是具有两个以上的唇的密封装置。
此外,在各实施方式中,除了将内外圈的宽度设置得不相同,还可改变内外圈的厚度。例如,可以实现“将外圈设置为厚壁,将内圈设置为薄壁”的方式等的应用。
实施例1
下面,使用具有图3所示的本发明的传送机用轴承10的惰辊(本发明例)和图6所示的现有技术的惰辊(现有技术例)来进行旋转转矩实验和水浸入实验,分别比较性能。
本发明例和现有技术例的辊子的大小、轴承的尺寸等都相同。轴承的内径为40mm、外径为90mm。作为润滑剂,任一例都是在轴承内部封入占轴承空间容积50%的作为合成碳氢油(基础油粘度为200mm2/s:40℃)且将增稠剂设置为双脲的润滑脂。
在本发明的传送机用轴承10的接触唇19a、19b上,涂抹了少量上述润滑脂。另外,在现有技术的惰辊上,封入了占轴承盖和轴承之间的空间容积50%的润滑脂。再者,对各例的惰辊,每一根使用两个轴承。
作为实验方法,向惰辊负载径向负荷9.8kN,关于轴承,以外圈可旋转的方式将轴固定,使辊的部分以100rpm在室温环境气体中旋转24小时,测量运转24小时之后的旋转转矩。
此外,测量旋转转矩后,在室温、水喷雾的相同条件下,进一步测量以上述条件旋转后的、残留在轴承内部的润滑脂的水分量。
其结果,发现:关于旋转转矩,本发明例比现有技术例减少40%左右,关于水分的混入,本发明例比现有技术例减少95%以上。
下面,对本发明的各实施方式的通用优选方式进行叙述。
(润滑/润滑剂)
优选使用封入轴承内部的润滑脂组合物来润滑轴承。但是,也可以采用由油浴润滑、油雾润滑、油气润滑、固体润滑剂实现的润滑以及由含油树脂/含油毡等实现的润滑等各种润滑方法来进行润滑。
作为润滑脂,可以使用金属皂/复合金属皂、尿素化合物/terephthalamate等有机物、氟树脂/聚乙烯等有机高分子粉末、矿物/粘土/金属氧化物等无机粉末、或者将它们的混合物作为增稠剂、将矿物油/动植物油/合成油作为基础油且根据需要添加了防锈剂、抗氧化剂、极压添加剂等添加剂的润滑物。
即使在这些物质之中,也优选将尿素化合物作为增稠剂、将合成碳氢油作为基油的润滑脂组合物。如果是该构成的润滑脂组合物,则混入水时的耐久性优良,轴承的旋转引起的搅拌所造成的润滑脂组合物的软化以及轴承的振动引起的润滑脂组合物的软化程度少,从润滑脂组合物分离的油也适当,而且在高温的耐久性也优良,因此,能够延长滚动轴承的寿命、甚至是传送辊的寿命。
此外,不用说被安装在轴承上的密封构件,被传送辊保持的传送带一般是以合成橡胶作为主要成分之一的部件。合成碳氢油对合成橡胶的化学攻击性少。因此,即使万一有润滑脂从轴承内部泄漏而附着在传送带上的情况,传送带所受到的影响也只限于极小的范围。
另外,尿素系的增稠剂也是化学性稳定的物质,对合成橡胶的化学攻击性极小,是合适的。
作为合成碳氢油,可以列举聚-α-烯烃、乙烯丙烯低聚物、烷基苯、烷基萘等,其中,聚-α-烯烃的化学攻击性少,耐热性也好,流点也低,是合适的。
作为增稠剂的尿素化合物,可以使用双脲、三脲、四脲或者聚合度比四脲高的聚脲,或者它们的混合物。其中,优选使用双脲。关于将双脲化合物作为增稠剂的润滑脂组合物,混入水时的润滑脂的性质和状态的变化小,耐热性和稳定性也优良,即使在低温也难以变硬,能够保持适当的离油性。
即使在双脲化合物中,也优选式1所示的双脲化合物。
R1-NHCONH-R2-NHCONH-R1...(式1)
两末端的R1可以相同也可以各不相同,是碳数为6~18的烃基,优选碳数为8~18的烷基、碳数为6~12的脂环基、碳数为6~18的芳香族基。R2是碳数为6~15的芳香族基。
带式传送机在通常的环境温度(-40~50℃)环境气体中被使用的情况下,优选在R1中使用了碳数为8~18的烷基、碳数为6~12的脂环基。如果是该组成的增稠剂,则在上述环境温度下具有适当的稳定性,可以进行低转矩的旋转而不妨碍轴承的旋转。
在润滑脂组合物的整体中增稠剂所占的比例优选为5~35质量%。如果增稠剂的比例少于5质量%,则润滑脂组合物的混和稠度高,具有过度的流动性,因此,来自轴承的流出变多。相反地,如果超过35质量%,则润滑脂组合物的混和稠度过度低,在封入轴承时,容易使旋转转矩过大。
如果是将在上述R1中使用了碳数为8~18的烷基、碳数为6~12的脂环基的优选的双脲化合物作为增稠剂且将聚-α-烯烃作为基础油的润滑脂组合物,则优选增稠剂相对于润滑脂组合物整体占10~20质量%,混合稠度的值为200~350。更优选增稠剂相对于润滑脂组合物整体占12~18质量%,混合稠度的值为220~300。
优选润滑脂组合物的基础油的粘度在40℃下为10~1500mm2/s。如果不足10mm2/s,则使用中时的蒸发变多且耐热性也变差。如果超过1500mm2/s,则基础油本身的搅拌阻力变大,导致轴承的旋转转矩的增大。此外,由于随着搅拌而产生发热,因此对于耐久性是不利的。
优选在40℃下为20~500mm2/s的范围,优选根据使用条件等从该范围选定。在通常的环境温度(-40~60℃)环境气体中被使用的情况下,优选在40℃下为30~400mm2/s,即使在通常的使用环境温度中,在低温侧的使用多的情况下,或者在比通常的使用环境温度低的温度中被使用的情况下,优选在40℃下为20~300mm2/s。相反地,即使在通常的使用环境温度中,在高温侧的使用多的情况下,或者在比通常的使用环境温度高的温度中被使用的情况下,优选在40℃下为40~500mm2/s。更优选在通常的环境温度(-40~60℃)中,在40℃下为40~300mm2/s。最优选在40℃下为100~300mm2/s。
另外,例如,在由于通过传送机传输的物品为较高温或低温而使该热传递到轴承而影响轴承温度的情况下,优选也考虑传输物品的温度来调节基油粘度。
优选在润滑脂组合物中至少添加抗氧化剂和防锈剂放置。作为抗氧化剂,可以使用以胺系、苯酚系为首的各种抗氧化剂。作为防锈剂,可以适当地使用磺酸盐等金属盐。
在使润滑脂组合物具有导电性的情况下,优选添加相对于润滑脂组合物整体占百分之几至百分之十几的碳黑、碳纳米管等导电性赋予剂。
另外,根据需要,也可以使用将磷酸酯等不燃性的油作为基础油的抗燃润滑脂、将植物油或酯油等作为基础油的生物降解润滑脂等。
封入轴承内部的润滑脂组合物的封入量优选为轴承空间容积的10~100%。在不足10%的情况下,润滑脂组合物难以遍及轴承内部需要润滑的部分,另外,在水浸入的情况下,轴承内部的水的相对比例变多,容易造成轴承的润滑不良。更优选20~80%。如果超过80%,则存在有这样的情况:通过轴承的旋转而在轴承内部搅拌润滑脂时的搅拌阻力变大,成为使轴承的旋转转矩增大的主要因素。最优选为20~70%,在该范围内可以很好地平衡轴承的旋转转矩和其它需要的性能。
另外,存在有这样的情况:根据传送机辊子的旋转速度,有时合适的封入量不相同。在主要以较高的速度(以([轴承外径尺寸+轴承内径尺寸]/2)×旋转数来表示的dmn值超过10万)来使用的情况下,优选将润滑脂组合物的封入量设置为20~50%。在该范围内因为高速旋转引起的润滑脂搅拌或任意行为引起的发热比较少,因此轴承的寿命长。相反地,如果主要在dmn值为10万以下的低速来使用的情况下,因为轴承的旋转引起的润滑脂的搅拌等的影响变少,所以优选润滑脂组合物的封入量为40~70%。
(内外圈、滚动体材质)
对于构成滚动轴承的内外圈、滚动体、保持架的材料的材质,虽然没有特别的限制,可以使用金属、无机材料、有机材料,但是优选以下的材质。
对于滚动轴承的内外圈,可以使用以钢材为代表的金属材料、陶瓷、树脂材料等。作为金属材料,分为铁系的所谓钢材和非铁合金,可以使用其中的任一种。
作为钢材,可以使用:SUJ1、SUJ2、SUJ3、SUJ4等轴承钢;SUS303、SUS304、SUS316、SUS420J2、SUS430、SUS440C、SUS630、51440C等马氏体系、奥氏体系、析出硬化系等不锈钢;M50、V50、SKH4等耐热钢或高速度钢;S53C、SCr420、SCr440、SCN420H、SNCM220H等表面硬化钢等。
这些铁碳系的钢材通常被实施硬化处理来进行使用,所述硬化处理包括:淬火、渗碳处理、碳氮共渗处理、渗硫处理、硫氮共渗处理等。此外,根据需要,也可以在这些硬化处理之后,再增加回火或低温处理的工序,处理到规定的硬度后再投入使用(下面,将这一系列的处理称为热处理)。
优选轴承钢(SUJ1~3),将按照轨道面的硬度变为HRc58~66的方式进行热处理并使用于内外圈、滚动体,其性价比优良。更优选为HRc60~64。进而,优选:在HRc58~66的范围内,滚动体的硬度以HRc值计算比内外圈轨道面的硬度大1~2左右。
传送机用轴承如上面所述,水容易浸入,即泥沙等硬的夹杂物可能会随着水一起混入。在泥沙等夹杂物混入且在轨道面和滚动体之间压碎而损伤表面的情况下,如果轨道面和滚动体的硬度是相同程度的,则损伤容易集中于滚动体,缩短寿命。通过预先使轨道面和滚动体存在硬度差,能够防止损伤集中于滚动体,结果,可延长寿命。
另外,在使用SUJ2的情况下,优选对内外圈和滚动体或只对滚动体实施渗碳氮化处理。通过实施渗碳氮化处理,滚动体或内外圈轨道面的表面的含碳率和含氮率上升。因此,可以赋予碳和氮的固溶强化硬化作用和氮引起的抗回火软化性能。所以,即使将回火的温度设置为高温,也能得到HRC为58以上的硬度。通常,如果超过回火温度,热处理后的钢材的尺寸容易发生永久变化。也就是说,如果回火温度为高温,则因为尺寸稳定性可保持到更高温,所以适合于包括传送机用途在内的各种用途。
从性价比方面考虑,在对传送机用滚动轴承的内外圈轨道面、滚动体实施渗碳氮化处理的情况下,优选:只对滚动体实施渗碳氮化处理,而对内外圈实施通常的热处理,使滚动体的硬度以HRc计算为+1~2。
此外,也可以将各种表面硬化钢、不锈钢、高碳铬轴承钢SUJ2以外的高碳铬轴承钢SUJ1、SUJ3、SUJ4等、以及马氏体系不锈钢用于内外圈、滚动体,对其实施渗碳氮化处理,使滚动体的硬度以HRc计算为+1~2。而且,也可以将这些钢或者有无渗碳氮化处理进行组合,使得转动体的硬度以HRc计算为+1~2。进而,也可使用这样的组合:将不锈钢使用于担心容易接触泥水而生锈的内外圈,将SUJ2使用于轴承内部的滚动体。
此外,在渗碳氮化处理时控制残留奥氏体的量,使表面的碳化物和氮化物的粒子的粒径微小,由此,也可以减少由于夹杂物的混入而造成的表面损伤的影响。
再者,作为SUJ2以外的材料,也可以使用Cr成分为2~12%且能够有效地防止侵入到钢中的氢所引起的脆化的钢材等。
作为无机材料,可以将各种陶瓷使用于内外圈和滚动体。优选可以使用氮化硅、氧化铝、氧化锆等。通常,陶瓷是烧结体,在上述主成分中添加烧结辅助剂等添加剂,使用HIP加压等进行加压烧结成型,之后,通过研磨等加工为规定的尺寸、表面粗糙度等。更优选使用氮化硅。在各种的陶瓷之中,氮化硅的韧性等优良,能够适合使用于滚动轴承。
虽然内外圈和滚动体都可以通过陶瓷来构成,但是在成本上需要很高的价格。用钢材构成内外圈而用陶瓷来制成滚动体的方式性价比优良。由于陶瓷通常是绝缘体,通过用陶瓷制成所有的滚动体,可以将内外圈之间绝缘。此外,由于陶瓷通常具有高硬度,因此在用陶瓷制成滚动体的情况下,优选将渗碳氮化后的钢材使用于内外圈。而且,如果用陶瓷制成滚动体,用不锈钢制成内外圈,则能够提供性价比好的具有优良防锈性能的轴承。
作为有机材料,各种树脂材料被使用于内外圈和滚动体。在树脂材料之中,各种热硬化性树脂材料和热可塑性树脂材料能够合适使用。作为热硬化性树脂材料,可以举出苯酚系树脂。作为热可塑性树脂,可以列举:聚乙烯、聚丙烯、聚缩醛、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚碳酸脂、丙烯酸等烃系树脂;聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟乙烯基醚共聚物等氟系树脂。
作为非铁合金系的材料,可以使用铝合金、钛合金、镁合金、铜合金等。在这些非铁合金之中,优选铜合金(黄铜)、钛合金或铍铜。
(保持架形状和材质)
本发明的滚动轴承优选具有用于以规定的间隔保持滚动体的保持架。但是,也可以是无保持架的、所谓的全滚动体式结构。作为保持架的加工形态,可以适当地选择切制保持架、冲压保持架、注塑保持架等。作为保持架的形状,可以使用冠型保持架、浪型保持架、分体式保持架、组合保持架、带爪保持架、实体保持架、角型保持架、直销型保持架、框型保持架等各种形状。另外,也可以替代保持架而采用将用于保持滚动体间隔的保持部件配置于滚动体之间的方式。
作为保持架的材质,可列举钢等金属或树脂等。作为合成树脂制保持架的材质,用玻璃纤维等强化的尼龙、聚酰胺、聚缩醛、苯酚、聚丙烯、聚苯硫醚等合成树脂,虽然聚四氟乙烯等氟树脂等是合适的,但是,从强度、摩擦性能和成本方向来考虑,特别优选向尼龙树脂(6-6尼龙)的母材添加作为加强材料的玻璃纤维的材质。作为其它的加强材料,可以列举碳纤维、全芳香族聚酰胺纤维、各种晶须等。另外,关于纤维的含量,除了保持架的强度外,还要考虑成型性、组合性等,进行适当地选择。通常为5~40重量%。作为金属材料,可以使用黄铜、铁(钢)、不锈钢等。具体地说,使用SPCC或S25C等钢材、SUS304等不锈钢材、黄铜等。也优选对金属保持架实施氮化处理等表面处理。
(密封材料、密封唇材料、O形环材质)
作为能够用于本发明的各实施方式的密封材料、密封唇、O形环等的弹性部件的材料,可以使用各种合成树脂、天然树脂、合成橡胶、天然橡胶。优选使用合成橡胶。作为合成橡胶,可以使用JIS K6397所规定的ACM、AEM、ANM、CM、CSM、EPDM、EPM、EVM、FEPM、FFKM、FKM、IM、NBM、SEBM、SEPM、CO、ECO、GCO、GECO、GPO、ABR、BR、CR、ENR、HNBR、IIR、IR、MSBR、NBIR、NBR、NIR、NR、NOR、PBR、PS、BR、SBR、E-SBR、S-SBR、SIBR、XBR、XCR、XNBR、XSBR、BIIR、CIIR、FMQ、FVMQ、MQ、PMQ、PV、MQ、AFMU、AU、EU、OT、EOT、FZ、PZ等。这些可以单独或混合或者与各种添加剂、各种填充剂等一起使用。
在这些合成橡胶中,作为密封材料、密封唇材料、O形材料,优选耐热性和耐油性优良的NBR(丁腈橡胶)、HNBR(氢化丁腈橡胶)、XNBR(羧基丁腈橡胶)。
另外,在O形环中,可以为NBR或HNBR且为丙烯腈含量为48质量%以下15质量%以上的丁腈橡胶。更优选为NBR且丙烯腈含量为41质量%以下25质量%以上,最优选为丙烯腈含量为36质量%以下34质量%以上的NBR。
再者,作为密封材料、密封唇材料,可以为NMR或HNBR且为丙烯腈含量为48质量%以下15质量%以上的丁腈橡胶。更优选为NBR且丙烯腈含量为41质量%以下25质量%以上,最优选为丙烯腈含量为36质量%以下34质量%以上的HNBR。
在本发明的情况下,由于O形环用于固定,因此优选NBR,而因为密封材料和密封唇材料用于滑动和密封用途,所以优选HNBR。如果为NBR或HNBR且丙烯腈含量为41质量%以下25质量%以上,则耐热性和耐久性优良。
一般被使用于这些橡胶/树脂材料之间或者这些橡胶/树脂材料和金属的接合的技术能够毫无问题地使用。例如,可以将加硫接合、粘接剂的接合等应用于橡胶和金属的接合。
作为抛油环、密封部分的铁芯、遮护板的材质,可以使用上述在外内圈、滚动体、保持架等已例示的、包括金属材料、陶瓷、树脂材料的各种材料。优选使用金属材料。
关于抛油环,由于在作为传送机辊来使用的情况下具有露出外部的部分,因此重视防锈性能,优选使用不锈钢或对SPCC钢板实施用于防锈的表面处理。作为防锈的表面处理,可以使用:在表面应用防水防油剂的防水防油处理;热浸镀锌、电镀锌、无电解镍电镀、锌丸等金属覆膜处理;钝化处理等表面钝化处理;利用阳离子涂抹等涂料的覆膜处理等。再者,虽然成本高,但是与表面效果处理一起运用或者作为具有表面硬化和防锈两方面功能的表面处理,也可以适用类金钢石覆膜或陶瓷喷镀覆膜等。
因为与抛油环相同,轴承的端面部分也具有露出外部的部分,所以也可以进行与上述抛油环相同的表面处理。另外,如上面所述,在轴承和轴、轴承和外壳的嵌套部分,即使是压入,也存在有泥水浸入的情况,因此优选:不限于轴承端面,在轴承外圈外径面、轴承内圈内径面、它们与轴承端面的倒角部也适用上述覆膜。
再者,在包括图1至图5以及图7至图26所示的实施方式的本发明的实施中,可以将滚动体的轴向中心和滚动轴承的内外圈的轴向中心(宽度尺寸)设置为一致,也可以设置为不一致。此外,关于径向中心,也是同样的。
在上面,详细参照了特定的实施方式对本发明进行了说明,但是,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以实施各种各样的变更或修改,这对于本领域技术人员来说,是显而易见的。本申请以2007年2月27日提出申请的日本专利申请(特愿2007-047259)、2007年4月18日提出申请的日本专利申请(特愿2007-109658)为基础,在这里,作为参照,引入它们的内容。
Claims (13)
1.一种传送带用轴承,其由外嵌且固定在轴上的内圈、多个转动体、外圈和密封部件构成,其中,所述多个转动体可自由转动地配置在该内圈的轨道面上;相对于所述内圈,所述外圈配置为通过所述转动体可自由旋转;所述密封部件用于在所述外圈和所述内圈之间密封润滑脂,
该传送带用轴承的特征在于,
在所述轴承上,至少在一个位置上安装具有多个密封唇的密封部件。
2.一种传送带用轴承,其由外嵌且固定在轴上的内圈、多个转动体、外圈和密封部件构成,其中,所述多个转动体可自由转动地配置在该内圈的轨道面上;相对于所述内圈,所述外圈配置为通过所述转动体可自由旋转;所述密封部件用于在所述外圈和所述内圈之间密封润滑脂,
该传送带用轴承的特征在于,
所述密封部件由两个L字环状部件构成,它们的径向剖面为L字形状,在所述内圈及外圈的轴向端部上,相对于轴向隔着规定间隔分别固定;在所述外圈侧的L字环状部件上嵌合有密封唇,该密封唇具有:唇部,其与配置在轴向外侧的所述内圈侧的L字环状部件接触;以及凸部,其与该内圈侧的L字环状部件之间形成间隙。
3.根据权利要求1所述的传送带用轴承,其特征在于,
所述密封唇的唇部设置为两个以上,至少一个该唇部不与所述L字环状部件接触。
4.根据权利要求1或2所述的传送带用轴承,其特征在于,
所述密封唇的凸部设置在所述唇部的外周侧,并形成为唇形状或山形状。
5.一种传送带用轴承,其由外嵌且固定在轴上的内圈、多个滚珠、外圈和密封部件构成,其中,所述多个滚珠可自由转动地配置在该内圈的轨道面上;相对于所述内圈,所述外圈配置为通过所述滚珠可自由旋转;所述密封部件用于在所述外圈和所述内圈之间密封润滑脂,
该传送带用轴承的特征在于,
所述密封部件由两个L字环状部件构成,它们的径向剖面为L字形状,在所述内圈及外圈的轴向端部上,相对于轴向隔着规定间隔分别固定,所述内圈侧的L字环状部件配置在轴向外侧,使得其与嵌合在所述外圈侧的L字环状部件的密封唇相接触。
6.根据权利要求5所述的传送带用轴承,其特征在于,
所述密封唇具有两个以上的唇部。
7.根据权利要求5或6所述的传送带用轴承,其特征在于,
所述内圈侧的L字环状部件的外径尺寸设定为小于所述外圈侧的L字环状部件的外径尺寸。
8.根据权利要求5或6所述的传送带用轴承,其特征在于,
所述内圈侧的L字环状部件的外径尺寸设定为大于所述外圈侧的L字环状部件的外径尺寸,并且在所述外圈侧的L字环状部件上安装有凸部件,其用于缩小与所述内圈侧的L字环状部件之间的间隔。
9.一种传送带用轴承,其由外嵌且固定在轴上的内圈、多个滚珠、外圈和密封部件构成,其中,所述滚珠可自由转动地配置在该内圈的轨道面上;相对于所述内圈,所述外圈配置为通过所述滚珠可自由旋转;所述密封部件用于在所述外圈和所述内圈之间密封润滑脂,
该传送带用轴承的特征在于,
所述密封部件为油封件,其安装于外圈的内径面、或者内圈的外径面、或者外圈或内圈的侧面上。
10.根据权利要求9所述的传送带用轴承,其特征在于,
所述油封件为压入外圈的内径面的油封件,油封件压入部分的外圈内径面具有台阶,与其它的外圈内径部相比,该油封件压入部分的外圈内径面的内径尺寸较大。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的传送带用轴承,其特征在于,
该轴承为双列或三列以上的多列轴承。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的传送带用轴承,其特征在于,
该轴承为多点接触球轴承。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的传送带用轴承,其特征在于,
在轴承外径部和壳体之间、以及轴承内径部和轴之间的至少一侧存在弹性部件。
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