CN103953650A - 磁性液体密封的双列滚动轴承及其密封方法 - Google Patents

磁性液体密封的双列滚动轴承及其密封方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种磁性液体密封的双列滚动轴承及其密封方法，该双列滚动轴承为两个单防尘盖滚动轴承安装于外套筒、内套筒之间，两个单防尘盖滚动轴承相对的一端无防尘盖。在两个单防尘盖滚动轴承的轴承外圈之间设有外环形永磁体，轴承内圈之间设有内环形永磁体，外环形永磁体与内环形永磁体磁极相反。在两个单防尘盖滚动轴承的轴承外圈、轴承内圈、防尘盖所形成的空间内注有磁性液体。在磁性液体的磁场力作用下，在滚珠和内外圈间形成润滑膜，提高轴承的润滑性能，磁性液体在磁场力作用下保持在防尘盖与轴承内圈的转动间隙中形成磁性密封。本发明制造加工成本低，密封可靠，不易出现磨屑微粒泄漏和润滑油脂散失。适用于各类有高度洁净要求的领域。

Description

磁性液体密封的双列滚动轴承及其密封方法
技术领域
本发明涉及滚动轴承，是一种磁性液体密封的双列滚动轴承及其密封方法。
背景技术
轴承是在机械传动过程中起固定和减小摩擦系数的部件，其应用领域相当广泛。但根据应用领域不同，对于轴承的要求也各不相同。例如，在一些精密机械、电子、宇航、高纯度化学、制药、光磁等工业领域中往往需要高度洁净的生产和制造环境，普通的轴承由于在转动过程易出现磨屑微粒泄漏和润滑油脂的散失问题，故较难适用于这些行业。为了解决这种问题，现有技术所采用最多的方案是改变材料特性，以减少磨屑微粒的产生；采用无润滑油脂的陶瓷类轴承克服润滑油脂的散失。但这些方式技术难度大，工艺成本高，较难推广应用。为此，设计开发一种新的适用于高度洁净环境的特殊滚动轴承，成为滚动球轴承业的迫切需要。
发明内容
为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种磁性液体密封的双列滚动轴承及其密封方法，使其解决现有同类轴承易出现磨屑微粒泄漏和润滑油脂散失的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。
该磁性液体密封的双列滚动轴承包括外套筒、内套筒、两个单防尘盖滚动轴承、环形永磁体以及润滑和密封用的磁性液体构成。其结构要点在于：所述双列滚动轴承为两个单防尘盖滚动轴承安装于外套筒、内套筒之间，两个单防尘盖滚动轴承相对的一端无防尘盖。两个单防尘盖滚动轴承的轴承外圈之间设有外环形永磁体，两个滚动轴承的轴承内圈之间设有内环形永磁体，外环形永磁体与内环形永磁体的磁极相反。两个单防尘盖滚动轴承的轴承外圈、轴承内圈、防尘盖所形成的空间内注有磁性液体。
所述外环形永磁体的内直径、外直径与轴承外圈的内直径、外直径相同，内环形永磁体的内直径、外直径与轴承内圈的内直径、外直径相同。这样设计，是为了方便导磁。
利用上述两个磁极相反的所述外环形永磁体和内环形永磁体，从而在外环形永磁体、轴承外圈、磁性液体、滚珠、轴承内圈、内环形永磁体之间形成内闭合磁回路，磁性液体在磁场力作用下形成润滑膜，提高轴承的润滑性能，同时防止运转部件产生磨屑微粒污染环境。
利用上述两个磁极相反的所述外环形永磁体和内环形永磁体，从而在外环形永磁体、轴承外圈、防尘盖、磁性液体、轴承内圈、内环形永磁体之间形成外闭合磁回路，磁性液体在磁场力作用下填满防尘盖与轴承内圈的转动间隙，形成磁性液体Ｏ型环密封圈，使防尘盖与轴承内圈之间形成非接触式密封（即防尘盖与轴承内圈非直接接触）。磁场使磁性液体被牢牢地吸附在间隙中，确保磁性液体不散失，同时防止运转部件产生磨屑微粒污染环境。
本发明结构较为简单，制造加工成本较低，磁性液体密封可靠性高，不易出现磨屑微粒泄漏和润滑油脂的散失问题。适用于各类有高度洁净环境要求的领域，或同类产品的结构改进。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中序号的名称为：1、内环形永磁体， 2、磁性液体，3、轴承外圈，4、外套筒，5、外环形永磁体，6、滚珠，7、防尘盖，8、轴承内圈，9、内套筒，10、外闭合磁路，11、内闭合磁路。
具体实施方式
现结合附图，对本发明作进一步描述。
如图1所示，该磁性液体密封的双列滚动轴承包括外套筒4、内套筒9、两个单防尘盖滚动轴承、外环形永磁体5、内环形永磁体1、磁性液体2。单防尘盖滚动轴承由轴承外圈3、轴承内圈8、滚珠6、防尘盖7构成。其结构要点在于：双列滚动轴承为两个单防尘盖滚动轴承安装于外套筒4、内套筒9之间，两个单防尘盖滚动轴承相对的一端无防尘盖7。在两个单防尘盖滚动轴承的轴承外圈3之间设有外环形永磁体5，在两个单防尘盖滚动轴承的轴承内圈8之间设有内环形永磁体1，外环形永磁体与内环形永磁体的磁极相反。在两个单防尘盖滚动轴承的轴承外圈3、轴承内圈8、防尘盖7所形成的空间内注有磁性液体2，即完成该双列滚动轴承的装配。磁性液体2是将5～10 nm的铁磁性颗粒（如Fe3O4、FeN和Ni等）通过表面活性剂分散到基础液（如水、油和脂等）制备成的稳定的胶体溶液。
具体的工作原理为：利用上述两个磁极相反的外环形永磁体和内环形永磁体，从而在外环形永磁体、轴承外圈、磁性液体、滚珠、轴承内圈、内环形永磁体之间形成内闭合磁回路11，磁性液体在磁场力作用下形成润滑膜，提高轴承的润滑性能，同时防止运转部件产生磨屑微粒污染环境。利用外环形永磁体、内环形永磁体磁极相反，在外环形永磁体、轴承外圈、防尘盖、磁性液体、轴承内圈、内环形永磁体之间形成外闭合磁回路10，从而在防尘盖与轴承内圈的转动间隙聚集较大磁场，吸附磁性液体填满该转动间隙，形成磁性液体O型环密封圈，使防尘盖与轴承内圈之间形成非接触式密封。磁场使磁性液体被牢牢地吸附在间隙中，确保磁性液体不泄漏和散失，防止运转部件产生磨屑微粒污染环境。

Claims (4)

1.一种磁性液体密封的双列滚动轴承，该双列滚动轴承包括外套筒（4）、内套筒（9）、两个单防尘盖滚动轴承、外环形永磁体（5）、内环形永磁体（1）、磁性液体（2），两个单防尘盖滚动轴承由轴承外圈（3）、轴承内圈（8）、滚珠（6）、防尘盖（7）构成，其特征在于：
所述双列滚动轴承为两个单防尘盖滚动轴承安装于外套筒（4）、内套筒（9）之间，两个单防尘盖滚动轴承相对的一端无防尘盖（7）；
两个单防尘盖滚动轴承的轴承外圈（3）之间设有外环形永磁体（5），两个单防尘盖滚动轴承的轴承内圈（8）之间设有内环形永磁体（1），外环形永磁体与内环形永磁体的磁极相反；
在两个单防尘盖滚动轴承的轴承外圈（3）、轴承内圈（8）、防尘盖（7）所形成的空间内注有磁性液体（2）。
2.根据权利要求1所述的磁性液体密封的双列滚动轴承，其特征在于所述外环形永磁体（5）的内直径、外直径与所述轴承外圈（3）的内直径、外直径相同，内环形永磁体（1）的内直径、外直径与轴承内圈（8）的内直径、外直径相同。
3.一种如权利要求1或2所述磁性液体密封的双列滚动轴承的密封方法，其特征在于利用两个磁极相反的所述外环形永磁体（5）和内环形永磁体（1），从而在外环形永磁体（5）、轴承外圈（3）、磁性液体（2）、滚珠（6）、轴承内圈（8）、内环形永磁体（1）之间形成内闭合磁回路（11），磁性液体（2）在磁场力作用下形成润滑膜，提高轴承的润滑性能，同时防止运转部件产生磨屑微粒污染环境。
4.一种如权利要求1或2所述磁性液体密封的双列滚动轴承的密封方法，其特征在于利用两个磁极相反的所述外环形永磁体（5）、内环形永磁体（1），在外环形永磁体（5）、轴承外圈（3）、防尘盖（7）、磁性液体（2）、轴承内圈（8）、内环形永磁体（1）之间形成外闭合磁回路（10），吸附磁性液体（2）填满所述防尘盖与轴承内圈的转动间隙，形成磁性液体O型环密封圈，使防尘盖与轴承内圈之间形成非接触式密封，防止磁性液体泄漏和散失。
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