CN105909958B - 用于具有挤压型密封壳体的润滑方法 - Google Patents

Abstract

一种方法，包括提供配置为容纳轴承的轴承壳体，该轴承壳体密闭用于容纳润滑剂的自由体积且包括在轴开口中的轴，用润滑剂填充自由体积，在轴开口和轴之间提供挤压型密封，该挤压型密封可重复且非破坏性地从密封状态和释放状态可变换，通过在轴承壳体中增加压力到第一水平之上挤压型密封从密封状态变换到释放状态，并且通过降低压力到第一水平之下从释放状态变换到密封状态；并且通过重复导致自由体积中润滑剂的压力升高到第一水平之上和降低到第一水平之下而连续保持挤压型密封和轴之间的润滑剂膜。

Description

用于具有挤压型密封壳体的润滑方法

技术领域

本公开涉及由挤压型密封(exclusion seal)而密封的轴的润滑方法，特别是控制壳体中润滑剂的体积和/或压力的方法，以在轴和挤压型密封之间保持润滑膜。

背景技术

自动润滑系统是已知的，其包括机械剂量部件和抽吸部件。这些部件可配置为以预定的间隔提供固定剂量的润滑剂(润滑脂或润滑油或其它适当的润滑剂，下文中统称为“润滑脂”)。该间隔和剂量传统上通过手动调整各剂量装置的每一个而设定。在润滑剂剂量上提供更大程度控制和更加自动控制的润滑系统公开在美国专利申请文件公开No.2013/0015019 A1中，标题为“先进的润滑系统(Advanced Lubrication System)”，该公开通过引用结合于此。

要求润滑的机械系统的示例是装入轴承壳体中的轴承组件。这些系统包括包含轴承的壳体，并且壳体具有自由体积，即在润滑剂通过润滑进口抽吸至壳体中时可能由润滑剂填充的体积。轴延伸通过壳体中的开口，并且在轴和壳体之间提供密封，在轴或壳体的任何一个上提供密封。密封可固定到壳体且具有径向向内延伸的唇件，该唇件配置为骑在旋转轴上或配合旋转轴，密封或者可固定到轴上且具有径向向外延伸的唇件，该唇件配置为骑在壳体中的开口上或配合壳体中的开口。下面的讨论总体上讨论壳体上安装的密封，但是可等同地应用于轴安装密封。

轴承壳体也通常包括一个或多个泄压阀(排气阀)，例如，其可包括弹簧偏压止回阀。当壳体中的压力达到一定水平时，例如，5psi，泄压阀打开且允许润滑剂通过泄压阀排出，直至压力降低到一定的水平之下。然而，轴承泄压阀是非常不可靠的且倾向于故障多发。当这些阀门故障时，润滑剂可能从壳体不可控地泄漏，并且产生对轴承的在低润滑条件(under-lubrication condition)，如果不能快速处理，这可能快速导致轴承损坏或故障。

传统的润滑系统通常配置为根据被润滑轴承或部件的需要提供润滑剂。在决定轴承需要额外的润滑剂时，可促动泵抽吸额外的润滑剂进入轴承壳体中。壳体通常完全充满润滑剂且增压到一定程度，例如2-5psi。壳体中的压力在轴承运行时通常低于泄压阀打开的压力。给轴承壳体增加足够的润滑剂可增加压力至大于5psi的水平，且导致润滑剂通过泄压阀排出。给轴承壳体间歇或周期性增加润滑剂而不升高压力在5psi之上有助于保证总是给轴承提供充分的润滑。

轴承壳体用于很多不同的环境中。在矿业领域以及各种工业领域中，轴承壳体暴露于灰尘、污物和其它污染物，如果这些污染物能进入轴承壳体中，它们将损坏轴承。在这种环境中，挤压型密封在轴和轴承之间提供的密封特别有用。挤压型密封配置为保持污物和其它污染物在轴承壳体之外。当挤压型密封是新的，其通过保持轴和壳体之间的紧密密封实现这样的污物排除。轴和密封之间的界面非常紧密，以至于撞击到轴/密封界面的污物和其它污染物不能进入到轴和密封之间。当挤压型密封磨损时，它们提供较低的牢固密封且不能物理地阻挡污染物进入轴承壳体。然而，有利地，磨损的挤压型密封允许少量的润滑脂从轴承壳体泄漏，并且这样的润滑脂向外泄漏有助于将累积或撞击轴/密封界面的污染物从轴承壳体的内部推离。

为了最大化挤压型密封的排除污染物的能力，通常可能希望尽可能在密封和轴之间保持紧密的密封。然而，轴/密封界面产生摩擦，并且因此轴上的摩擦阻力与密封配合轴的压力相关。高压力还导致密封比以轻压力配合轴的密封更快速磨损。因此，必须在尽可能紧密地保持密封以使污染物不进入轴承壳体与使用松密封以最小化驱动与密封物理配合的轴所需的能量使用之间取得平衡。

可能希望提供一种轴承系统以避免传统的、不可靠的、泄压阀的问题，并且通过挤压型密封保证高程度的污染物排除，即使当密封磨损时。

发明内容

本发明针对于这些和其它问题，其第一方面包括一种方法，该方法包括提供配置为容纳轴承的轴承壳体，该轴承壳体密闭用于容纳润滑剂的自由体积且包括轴开口，并在轴开口中提供轴。该方法还包括用润滑油填充自由体积，且在轴开口和轴之间提供挤压型密封。挤压型密封可重复且非破坏性地从密封状态和释放状态可变换，在密封状态中挤压型密封充分地防止润滑剂离开自由体积，在释放状态中挤压型密封允许润滑剂在挤压型密封和轴之间流出。通过在轴承壳体中增加压力到第一水平之上挤压型密封可从密封状态变换到释放状态，并且通过降低压力到第一水平之下可从释放状态变换到密封状态。该方法还包括通过重复导致在自由体积中的润滑剂压力以升高到第一水平之上和降低到第一水平之下，在挤压型密封和轴之间连续保持润滑剂膜。

本公开的另一个方面包括一种方法，该方法包括提供配置为容纳轴承的轴承壳体，该轴承壳体密闭用于容纳润滑剂的自由体积且包括轴开口，并且轴承壳体不包括排气阀。该方法包括在轴开口中提供轴，用润滑剂填充自由体积且在轴开口和轴之间提供挤压型密封。挤压型密封可重复且非破坏性地从密封状态和释放状态变换，在密封状态中挤压型密封充分防止润滑剂离开自由体积，在释放状态中挤压型密封允许润滑剂在挤压型密封和轴之间流出。通过在轴承壳体中提高压力到大于或等于10psi的水平，挤压型密封可从密封状态变换到释放状态，并且通过降低压力到该水平以下，可从释放状态变换到密封状态。该方法还包括提供泵以抽吸润滑剂至轴承壳体中，通过重复操作泵导致润滑剂的压力交替升高到该水平之上和降低到该水平之下，泵能导致轴承壳体中的压力超过该水平且在挤压型密封和轴之间连续保持润滑剂膜。

本公开的进一步方面包括一种方法，该方法包括提供配置为容纳轴承的轴承壳体，该轴承壳体密闭用于容纳润滑剂的自由体积且包括轴开口，提供泵以抽吸润滑剂至轴承壳体中，在轴开口中提供轴且在轴开口和轴之间提供挤压型密封。挤压型密封配置为当压力在第一水平之上时允许润滑剂流过挤压型密封。该方法还包括提供控制器，该控制器可操作地连接到泵以控制泵，提供压力传感器，该压力传感器配置为测量轴承壳体中的压力且发送表示测量压力的输出信号到控制器，为轴承壳体增加润滑剂的同时测量压力，通过为轴承壳体增加润滑剂而确定可获得的最大压力，并且如果最大压力不大于预定压力，则提供表示密封磨损的信号。

附图说明

本公开的这些和其它方面和特征在接合附图阅读下面的详细描述后将更好理解，其中：

图1是轴承壳体的示意性侧视截面图，该轴承壳体包括可用本公开实施例润滑的轴承。

图2是根据本公开的润滑系统的第一实施例的示意图，其包括图1的轴承壳体。

图3是根据本公开的润滑系统的第二实施例的示意图，其包括多个图1的轴承壳体。

图4是根据本公开的润滑系统的第三实施例的示意图，其包括多个图1的轴承壳体。

图5是适合于用于本公开的第一密封的侧视截面图。

图6是适合于用于本公开的第二密封的侧视截面图。

图7是适合于用于本公开的第三密封的侧视截面图。

图8是示出根据本公开第一方法的流程图。

图9是示出根据本公开第二方法的流程图。

图10是示出根据本公开第三方法的流程图。

具体实施方式

现在参见附图，其中图示仅为了说明本公开当前优选实施例的目的，而不是为了对其限制的目的，图1示出了包含轴承组件12的壳体10，轴承组件12包括内环14、外环16和在内环14和外环16之间的多个滚动元件18。轴承组件12支撑用于相对于壳体10旋转的轴20，并且内密封22和外密封24密封在壳体内的自由体积26，该自由体积26完全或基本上填充有润滑剂，例如润滑脂。自由体积26包括在轴承组件12内的空间、紧邻轴20的区域和轴向远离轴承组件12且径向远离轴20的区域，轴承组件12内的空间中润滑脂与滚动元件18接触，紧邻轴20的区域中润滑脂在轴20旋转时被搅拌，轴向远离轴承组件12且径向远离轴20的区域中润滑脂没有积极执行润滑功能，而是当轴20和滚动元件18在壳体10中运动并混合润滑剂时，润滑剂能够与轴承组件12或轴20进入接触。

内密封22和外密封24优选为挤压型密封，也就是，密封具体配置为保持碎片和污染物在自由体积26之外且远离轴承组件12。这样的密封配置为当轴承壳体中的压力超过预定水平时允许润滑脂从轴承壳体内溢出。这样的压力增加可以例如通过增加额外的润滑脂通过润滑进口28(图2-4中所示)而引起。然而，传统的轴承壳体包括泄压阀(排气阀)，允许润滑脂在压力达到预定水平前从自由体积26溢出。因此，在传统的用挤压型密封进行密封的壳体中，挤压型密封通常不允许润滑脂溢出，除非它们磨损严重并接近它们的使用寿命的末期，在此情况下可允许某些润滑脂泄漏。另一方面，在本公开中，轴承壳体10不包括泄压阀，并且挤压型密封仅提供用于润滑脂离开轴承壳体10的出口路径。润滑脂可能被迫流出轴承壳体10的量和速率通过控制轴承壳体10中的压力可控。

图2示意性地示出了在根据本公开实施例的润滑系统中的图1的轴承壳体10。润滑系统包括具有至少一个信号输入32和至少一个信号输出34的控制器30、润滑泵36和结合图1描述的轴承壳体10。润滑泵36包括信号输入38和润滑脂出口42，信号输入38通过润滑信号输出线40连接到控制器30的至少一个信号输出34，润滑脂出口42通过润滑线44连接到轴承壳体10上的润滑进口28。

传感器46安装在轴承壳体10上，且配置为感应与轴承壳体10和/或轴承壳体10的自由体积26中的润滑脂相关的一个或多个条件，该条件可包括润滑脂的温度或轴承壳体10中的压力。为此，传感器46包括一个或多个探针(未示出)，探针延伸在轴承壳体10中进入自由体积26的润滑脂中。传感器46周期或间歇地在传感器输出线48上产生一个或多个输出信号，该传感器输出线48连接到控制器30的信号输入32，并且一个或多个输出信号表示润滑脂的温度、轴承壳体10中的压力或二者。信号可以以任何希望的间隔，例如15秒发送，并且可包括数字或逻辑信号或者任何信号组合，从信号中控制器30可提取关于传感器46感应的条件的信息。

控制器30、润滑泵36和传感器46的配线结构如图2所示。然而，控制器30、润滑泵36和传感器46中的一个或多个可彼此无线通信而不超出本公开的范围。为此，控制器30示出为具有天线31，并且润滑泵36和传感器46可提供有适当的发射器和/或接收器且配置为经由任何种类的已知无线通信协议与控制器30无线通信。应理解，这里讨论的任何有线连接可用本公开范围内的无线连接取代。

控制器30可包括运行软件的可编程常规计算机，配置为接收来自传感器46的信号输入且产生用于控制润滑泵36的输出信号。输出信号可包括单一指令以导致润滑泵36循环且交替地输出固定体积或剂量的润滑脂，或者可替代地，由控制器30产生的信号可包括设定润滑脂体积的信息以由润滑泵36分配给定的剂量，如果润滑泵36配置为接收这样的信息上并按照这样的信息作用。如下面更加详细的讨论，控制器30包括第一存储器60和第二存储器62，第一存储器60用于存储与运行状态以及轴承组件12的润滑要求相关的信息，第二存储器62(可包括在第一存储器60中的位置)用于存储规则或算法以根据从传感器46接收的输入信号产生适当的输出信号。

图3和4示出了润滑系统的两个进一步的实施例，其中相同的附图标记用于表示与第一实施例相同的元件。这些实施例总体上类似于图2的实施例，除了控制器30控制多个轴承壳体10’中容纳的多个轴承的润滑。图3包括SLV注射器50，SLV注射器50将润滑泵36提供的大量润滑脂分开且分配到多个轴承壳体10’，在该示例中为四个轴承壳体10’。为了与SLV注射器50有效地工作，多个轴承壳体10’的润滑进口28的每一个包括阀门(未示出)。控制器30可如上所讨论控制润滑泵36，并且可替代地或额外地，可经由注射器通信线52与SLV注射器50通信。当SLV注射器50使用为可调节而提供不同的润滑量到不同的轴承壳体10’时，则该控制信息可由控制器30提供。

图4示出了包括多点润滑器54的润滑系统。多点润滑器54在提供到各多个轴承壳体10’的润滑脂量上提供更好的控制。轴承壳体10’与图3的轴承壳体10’相同，并且该实施例中的每个润滑进口28也包括阀门(未示出)。控制器30可与第一实施例一样与润滑泵36单独通信，或者可替代地或额外地可经由多个通信线56与多点润滑器54通信以调整每个轴承壳体10’的剂量体积和/或润滑间隔。

传统的润滑系统通常根据被润滑机械装置的要求分配润滑脂，该机械装置例如为与轴承组件12类似的轴承组件。传统的轴承可包括传感器，用于测量表示低润滑轴承条件的振动，并且当该低润滑条件被感应到时润滑剂可添加到传统的轴承壳体。其它系统可周期地分配润滑剂，该周期计算为保证轴承不变为低润滑。然而，在传统的轴承壳体中，在使用太多的润滑剂时，其将通过泄压阀排出。因此，通常希望使用的润滑剂不多于保持轴承润滑所需的量，因为抽吸至壳体中的额外润滑剂将通过泄压阀排出而浪费。

本公开涉及用于控制轴承壳体10中压力的方法和设备，以保证足够的润滑剂从内密封22和轴20之间以及从外密封24和轴20之间排出，从而在轴20和内外密封22、24之间保持润滑剂膜。这可通过控制增加的润滑剂量和/或通过控制加入润滑剂的速率实现。就是说，足够量的润滑剂必须加入至轴承壳体10以导致某些润滑剂在轴20和内外密封22、24之间溢出，并且润滑剂通常必须加到足够以使得轴/密封界面在润滑剂释放之间不干燥。因为轴承壳体10没有排气阀或泄压阀，内外密封22、24和轴20之间溢出的润滑脂量受轴承壳体10中压力的影响。

有利地，内密封22和外密封24可以是平衡的，就是说，构造为使基本相同量的润滑脂以给定的压力从密封22、24的每一个和轴20之间泄漏。这有助于保证润滑剂膜在两个密封和轴20之间连续保持，并且内外密封22、24的每一个在额外的润滑剂释放前不干燥。可替代地，密封可配置为允许润滑剂的释放优先到一侧，例如，污物最容易进入的一侧。或者，如果一个密封包括唇密封且其它密封包括迷宫密封，如下面更加详细的讨论，则迷宫密封(其为非接触密封)可配置为使基本上所有润滑脂从唇密封和轴之间排出。这可以完成是因为唇密封是主要得益于润滑脂通过密封的运动的密封。迷宫密封中的润滑脂可帮助防止污染物通过迷宫密封进入，但是这样的密封不要求润滑脂以减小摩擦，这是因为迷宫密封的两个部分不接触。

轴承壳体中的压力可由润滑泵36以及内外密封22、24与轴22配合的力控制。将假设润滑泵36可配置为以任意高压力提供润滑脂，高到足以在本文所考虑的情况下从挤压型密封排出润滑脂。可替代地，柱塞或其它结构(未示出)可控制为周期地进入自由体积26以通过减小自由体积26来增加轴承壳体10中的压力。改变自由体积26中润滑脂的压力和/或体积是控制从轴/密封界面溢出润滑脂的数量的一个因素。影响润滑脂在给定压力下溢出数量的另一个因素是内外密封22、24的设计。

多种因素影响密封配合轴的紧密程度。这些因素包括构成密封的材料及其柔性，以及与轴接触的各种唇或密封部分的长度、厚度、数量和构造，还包括密封安装到轴的紧密程度。本领域的技术人员应理解如何修改这些变量以产生以希望的力与轴配合的密封。为了本公开的目的，密封配合轴的力根据润滑脂的压力描述，润滑脂的压力可由密封保持轴承壳体中，而不是由密封对轴的作用力直接表示。因此，不陈述为密封以“x磅每线性英寸的力”与轴配合，而是例如，密封可通过润滑剂从轴和密封之间开始泄漏的压力来描述。在传统的新安装的挤压型密封中，该压力必须低于泄压阀打开的压力。在本公开中，对于没有泄压阀的系统，压力设定的水平将高于传统的系统，例如至10psi或20psi或者甚至更高。

在为应用选择挤压型密封时必须考虑的另一个因素是挤压型密封在旋转轴上滑动产生的摩擦力的量。使密封硬性地压在轴上增加了其排除外界污染物的能力，但是同时，不利的是，增加了摩擦力，并且因此增加了旋转轴所需的能量。然而，通过保证润滑脂的润滑膜总是存在于密封和轴之间，本公开允许密封保持对轴的较大的接触压力而不过大地增加摩擦。

例如，传统的轴承壳体中设定承受20psi压力的挤压型密封可能使轴难以旋转。还必须基本上防止任何润滑脂从传统的轴承壳体泄漏，因为传统的泄压阀可能在约5psi下打开。然而，在本公开中，润滑脂以足够的速率提供至轴承壳体10以保证足以润滑轴/密封界面的大量润滑脂从轴20和内外密封22、24之间泄漏。因此，这样的密封对外界污染物进入提供改善的阻力，并且润滑脂从密封22、24和轴20之间的重复排放迫使累积在轴/密封界面附近的污染物远离密封。有利地，其上安装有密封的轴可以需要与采用传统的无润滑挤压型密封的轴大致上相同的能量以旋转，同时提供更大的能力从轴承壳体10排出外来物质。

另外，本公开的密封将在低至大约2psi的压力下保持其密封能力，与传统密封相。与传统密封不同，本公开的密封寿命将长于传统的密封，首先，因为它们会进一步的磨损，例如，从能够保持20psi降至能保持2psi，与传统密封不同，传统密封在新的时候可保持约4psi，并且例如当它们仅能保持约2psi时需要更换，还因为轴20和内外密封22、24之间存在润滑膜减小了摩擦，因此减小了磨损率。

多种挤压型密封配置可用于本公开系统。第一密封70如图5所示，插设在轴承壳体10的一部分和轴20之间。自由体积26位于图5中的密封70的左侧。密封70包括周围金属壳72，周围金属壳72具有径向面向外的沟道74，在沟道74中安装密封体76和密封唇78，密封唇78以一个角度延伸到径向方向且在密封接触表面80截止。密封唇78在密封铰链82处连接到密封体76，并且形成铰链82和密封唇78的材料可为弹性的，从而当接触表面80由轴承壳体10径向压向轴20时，密封铰链82以一定的力将接触表面80压向轴20。在此情况下，为了调整，增加接触表面80和轴20之间的接触力，提供金属弹簧84。金属弹簧84具有安装在密封体76和金属壳72之间的第一端86、总体上随着密封铰链82的曲线的弯曲中心部分88、以及在密封唇78上且压向密封唇78的第二端90，并且特别是在密封唇78的端部的接触表面80，压向轴20。

密封铰链82和密封唇78的厚度和成分以及由金属弹簧82提供的弹性力影响接触表面80压向轴20的松紧程度，并且因此影响可由密封70保持的自由体积26中的压力。由附图清晰可见，当自由体积26中的压力大于密封70可保持的压力时，接触表面80与轴20稍微分开，并且来自自由体积26的润滑脂从接触表面80和轴20之间的自由体积26流出。因此，密封70具有两个运行配置：密封配置，保持润滑脂在轴承壳体10中，以及释放配置，允许润滑脂溢出。密封70可重复且非破坏性地在这些配置之间转换。允许足够量润滑脂溢出且以足够的频率溢出保证了润滑剂膜连续地存在于密封70的接触表面80和轴20之间，以在可接受的低水平下保持接触表面80和轴20之间的界面上的摩擦。

适合于用于本公开系统的第二密封90如图6所示。密封90包括密封体92，第一或内密封唇94和第二或外密封唇100从其突出，第一或内密封唇94通过第一密封铰链96连接到密封体92且在轴20上的第一接触表面98终止，第二或外密封唇100通过第二密封铰链102连接到密封体92且在轴20上的第二接触表面104终止。外密封唇100与内密封唇94通过唇内间隔106间隔开。加强带108安装在内密封唇94和外密封唇100之间的密封体92的径向内侧上以提高密封90的刚度。

密封90由轴承壳体10压向轴20，并且在轴承壳体的自由体积26中可保持的压力由第一和第二密封唇94、100的材料和配置决定。这种双唇结构在本系统用于高污染环境时提供益处，因为第一和第二唇94、100对污染物进入提供附加的保护。排出自由体积26的润滑脂必须通过第一接触表面98和轴20之间，进入和/或循环在唇内间隔106中，然后在排出轴承壳体10前通过第二接触表面104和轴20之间。即使污染物能够穿过密封90的外密封唇100，它们也因此被困在唇内间隔106中且最终由附加的润滑剂排出轴承壳体10之外，附加的润滑剂在其途中通过唇内间隔106。因此，当向上游移动遇到排出的润滑脂时，污染物必须通过两个密封唇且找到排出唇内间隔106的途径才能达到轴承壳体10内部且可能导致损坏。

尽管这样的双唇密封提供良好的保护，但是它们可能不适合于某些传统的应用。在传统的系统中，一些系统在轴20和密封90之间没有恒定的润滑剂膜，由两个唇产生的摩擦可能太高，在轴20上导致多大的阻力，并且导致密封快速磨损而要求频繁更换。然而，通过在第一接触表面98和轴20之间以及在第二接触表面104和轴20之间连续地保持润滑膜，在不产生过大阻力的情况下可获得由该双唇结构产生的排除效果。

可用于本公开某些实施例的第三密封110如图7所示。密封110包括迷宫密封，其轴安装元件112具有外表面114，并且壳体安装元件116具有外表面118。轴安装元件112的外表面114与壳体安装元件的外表面118互补，且面对壳体安装元件的外表面118。外表面114、118不是线性的，并且包括沿着轴线方向的至少一个方向改变，从而自由体积26中的润滑脂必须经过扭曲通道120从自由体积26到壳体外面。轴安装元件112和壳体安装元件116的径向分隔，以及沿着扭曲通道120的弯曲数和方向改变一起影响着驱动润滑脂通过扭曲通道且至轴承壳体10之外所需的自由体积26中的压力。密封110因此可配置为防止润滑剂在低于第一水平的压力下释放，且允许润滑脂在高于第一水平压力下释放通过扭曲通道120。在两个迷宫密封同时使用时，例如在壳体的内外侧上，密封可配置为允许润滑脂优先释放通过两个密封之一，或配置为使基本上相等的润滑脂量释放通过两个密封。

为了润滑接触密封，例如上面讨论的第一密封70和第二密封90，控制器30可配置为导致润滑泵36为轴承壳体10每小时增加给定量的润滑脂。润滑脂增加量可基于各种因素。例如，为了保证保持润滑膜，控制器30可配置为导致润滑泵36分配给定体积的润滑脂小于通常的剂量。如果给定的轴承需要每小时5cc的润滑脂进行充分润滑，则控制器30可分配至少每12分钟1cc的润滑脂，以保证润滑第一和第二密封22、24。在仅考虑轴承的润滑需要时，优选每小时分配的润滑脂量大于传统的需要。因此，在前述示例中，控制器30可配置为导致润滑泵每12分钟分配1.5或2.0cc的润滑脂。通常，润滑脂的剂量分配间隔将缩短，且足够的润滑脂将添加到自由体积26以保证一定部分的润滑脂从轴承壳体10随着每次剂量溢出。

在某些应用中，可能利用由传感器46提供的信号以控制润滑脂分配。就是说，可测量轴承壳体10中的压力以获得平均压力，然后控制器30可促动以分配足够量的润滑脂至轴承壳体10中以预定的量升高压力，例如2psi。平均压力表示内外密封22、24能保持给定磨损状态的压力，并且增加压力保证该压力被超出，从而润滑脂从轴20和内外密封22、24之间泄漏，并润滑轴/密封界面。然而，在其它应用中，轴承组件12或其它系统润滑的运动可能导致压力波动，使其难以或者不能精确地测量压力或根据轴承壳体中的瞬时测量压力水平增加润滑脂。在这些情况下，润滑脂可以以时间基准添加，该时间基准可以以经验决定，如果需要，通过决定对于给定的润滑剂在给定的轴/密封界面以给定的温度磨损所需的时间。控制器30因此可配置为足以频繁地导致润滑脂被分配以保持润滑膜。

压力传感器提供的信号还允许控制器30执行密封试验且决定何时内外密封22、24已经磨损到需要更换的点。在轴承壳体10中的轴承组件12不能运行时执行密封试验。为了执行密封试验，控制器30导致润滑泵36尽快实施抽吸润滑剂至轴承壳体10中，以便升高轴承壳体10中的压力，同时监视轴承壳体10中的压力水平。如果压力不能升高到预定的压力之上，例如2psi，则控制器30确定内外密封22、24对外来物质进入不再提供适当的保护，并且控制器30产生输出信号表示内外密封22、24需要更换。

密封试验可产生双输出，即密封通过试验或密封试验失败。可选择地，控制器30可在压力试验期间通过根据可获得的最大压力提供不同的输出信号而提供内外密封22、24的磨损状态的表示。例如，假设特定的密封或密封组可在新的情况下在轴承壳体中保持20psi压力，且在轴承壳体中不再保持2psi时这样的密封需要更换。控制器30可配置为当密封能保持压力大于10psi时输出表示密封为“接近新的”的输出信号，在可获得的最大压力在5psi和10psi之间时输出表示密封“有些磨损”的信号，并且在可获得的最大压力在2psi和5psi之间时输出表示密封很快要求更换的信号。可替代地或额外的，控制器30可提供在实验期间获得的实际最大压力的表示。因此，例如在系统的月维护期间，维护人员可确定密封是否需要更换且知晓何时急需更换。

控制器30还可有利地使用从传感器46输出的温度信号以确定润滑剂已经添加到轴承壳体10。添加到轴承壳体10的每个剂量的润滑剂在润滑脂流出前增加了轴承壳体10中的压力。因为在固定体积系统中温度与压力成比例，所以由润滑剂增加导致的周期性压力增加可通过检测润滑脂中的瞬时温度增加而检测。该方法可仅在润滑剂的增加剂量足够大以使温度改变到达明确可测量的量时才有效。然而，据信例如附加5cc剂量的润滑剂可足以短暂地升高润滑剂的温度，其方式为允许润滑活动被确定。控制器30可配置为监视这些温度升高且保证温度升高跟随每个润滑剂添加。如果没有检测到温度升高，则控制器30可提供润滑线中泄漏或阻塞的表示或者其它系统需要注意的问题。

根据本公开的方法如图8所示。该方法包括步骤130，提供配置为容纳轴承的轴承壳体，轴承壳体密闭用于容纳润滑剂的自由体积且包括轴开口，步骤132，在轴开口中提供轴，步骤134，用润滑剂填充自由体积，步骤136，在轴开口和轴之间提供挤压型密封，挤压型密封可重复且非破坏性地从密封状态和释放状态转换，在密封状态中挤压型密封充分防止润滑剂离开自由体积，在释放状态中挤压型密封允许润滑剂在挤压型密封和轴之间溢出，通过增加轴承壳体中的压力到第一水平之上挤压型密封可从密封状态变换到释放状态，并且通过降低压力到第一水平之下可从释放状态变换到密封状态，以及步骤138，通过重复地导致自由体积中润滑剂的压力升高到第一水平之上和降低到第一水平之下，在挤压型密封和轴之间连续地保持润滑剂膜。

根据本公开的另一个方法如图9所示，并且包括步骤140，提供配置为容纳轴承的轴承壳体，轴承壳体密闭用于容纳润滑剂的自由体积以且包括轴开口，轴承壳体不包括排气阀，步骤142，在轴开口中提供轴，步骤144，用润滑剂填充自由体积，步骤146，在轴开口和轴之间提供挤压型密封，挤压型密封可重复且非破坏性地从密封状态和释放状态转换，在密封状态中挤压型密封充分地防止润滑剂离开自由体积，在释放状态中挤压型密封允许润滑剂在挤压型密封和轴之间溢出，通过增加轴承壳体中的压力到大于或等于10psi水平挤压型密封可从密封状态变换到释放状态，并且通过降低压力到该水平之下可从释放状态变换到密封状态，步骤148，提供泵用于抽吸润滑剂至轴承壳体中，泵能导致壳体中润滑剂压力超过该水平，以及步骤150，通过重复操作泵导致润滑剂的压力交替升高到该水平之上和降低到该水平之下，在挤压型密封和轴之间连续保持润滑剂膜。

根据本公开的另一个方法如图10所示，且包括步骤152，提供配置为容纳轴承的壳体，轴承壳体密闭用于容纳润滑剂的自由体积且包括轴开口，轴承壳体不包括排气阀，步骤154，在轴开口中提供轴，步骤156，用润滑剂填充自由体积，步骤158，在轴开口和轴之间提供挤压型密封，挤压型密封可重复且不破坏性地从密封状态和释放状态转换，在密封状态中挤压型密封充分地防止润滑剂离开自由体积，在释放状态中挤压型密封允许润滑剂在挤压型密封和轴之间溢出，通过增加轴承壳体中的压力到大于或等于10psi水平挤压型密封可从密封状态变换到释放状态，并且通过降低压力到该水平之下可从释放状态变换到密封状态，步骤160，提供泵以抽吸润滑剂至轴承壳体中，泵能导致壳体中的润滑剂压力超过该水平，以及步骤162，通过重复地操作泵导致润滑剂的压力交替升高到该水平之上和降低到该水平之下在挤压型密封和轴之间连续地保持润滑剂膜。

这里，已经根据当前的优选实施例讨论了本发明。这些实施例的附加和修改在阅读前述讨论后对本领域的技术人员是显而易见的。旨在所有这样的附加和修改形成落入本发明范围中如所附几个权利要求范围之内的一部分。

Claims (21)

1.一种用于具有挤压型密封壳体的润滑方法，包括：

提供配置为容纳轴承的轴承壳体，该轴承壳体密闭用于容纳润滑剂的自由体积且包括轴开口；

在该轴开口中提供轴；

用该润滑剂填充该自由体积；

在该轴开口和该轴之间提供挤压型密封，该挤压型密封可重复地且非破坏性地从密封状态和释放状态可变换，在该密封状态中该挤压型密封充分地防止润滑剂离开该自由体积，在该释放状态中该挤压型密封允许润滑剂在该挤压型密封和该轴之间溢出，该挤压型密封通过在该轴承壳体中增加压力到第一水平之上可从该密封状态变换到该释放状态，并且通过降低该压力至该第一水平之下可从该释放状态变换到该密封状态；以及

通过重复地导致该自由体积中的润滑剂的压力升高到该第一水平之上和降低到该第一水平之下而在该挤压型密封和该轴之间保持润滑剂膜。

2.如权利要求1所述的润滑方法，其中该轴承壳体不包括排气阀，并且其中该润滑剂排出该轴承壳体的唯一位置是在该轴和该挤压型密封之间。

3.如权利要求2所述的润滑方法，其中该第一水平大于或等于10psi。

4.如权利要求2所述的润滑方法，其中该第一水平大于或等于20psi。

5.如权利要求2所述的润滑方法，包括：

提供泵用于抽吸润滑剂进入该轴承壳体中，该泵能导致润滑剂在该壳体中的压力超过该第一水平；以及

提供可操作连接到该泵的控制器以控制该泵，

其中重复地导致润滑剂的压力超过该第一水平包括用该控制器控制该泵以为该自由体积增加润滑剂。

6.如权利要求2所述的润滑方法，包括

提供传感器，该传感器配置为测量该轴承壳体中的压力且产生表示测量压力的输出信号；

为该壳体增加润滑剂同时测量该壳体的压力；

通过为该轴承壳体增加润滑剂而确定可获得的最大压力；以及

如果该最大压力不大于预定压力则提供表示密封磨损的信号。

7.如权利要求5所述的润滑方法，包括：

提供温度传感器，该温度传感器配置为测量该轴承壳体中润滑剂的温度且发送表示测量温度的温度信号到该控制器，以及

确定每次该泵抽吸润滑剂至该轴承壳体中时是否发生温度升高。

8.如权利要求7所述的润滑方法，包括响应于该控制器产生表示润滑故障事件的信号，该控制器响应于为该轴承壳体增加润滑剂而确定没有发生温度升高。

9.如权利要求2所述的润滑方法，包括：

提供泵以抽吸润滑剂至该轴承壳体中，该泵能导致该轴承壳体中的压力超过该第一水平；

提供可操作地连接到该泵的控制器以控制该泵；

提供压力传感器，该压力传感器配置为测量该轴承壳体中的压力且产生表示测量压力的输出信号；

为该轴承壳体增加润滑剂同时测量该轴承壳体的压力；

通过为该轴承壳体增加润滑剂而确定可获得的最大压力；以及

如果该最大压力不大于预定压力，则提供表示密封磨损的信号。

10.如权利要求9所述的润滑方法，包括：

提供温度传感器，该温度传感器配置为测量该轴承壳体中润滑剂的温度且发送表示测量温度的温度信号到该控制器，

确定该泵每次抽吸润滑剂至该轴承壳体中时是否发生温度升高，以及

响应于该控制器产生表示润滑故障事件的信号，该控制器响应于为该轴承壳体增加润滑剂而确定没有发生温度升高。

11.如权利要求9所述的润滑方法，其中该控制器配置为重复变换该挤压型密封在该密封状态和该释放状态之间而不通过排气阀排出润滑剂。

12.如权利要求11所述的润滑方法，其中该第一水平大于或等于10psi。

13.如权利要求11所述的润滑方法，其中该第一水平大于或等于20psi。

14.如权利要求11所述的润滑方法，包括：

提供泵用于抽吸润滑剂至该轴承壳体中，该泵能导致该轴承壳体中的润滑压力超过该第一水平；以及

提供可操作连接到该泵的控制器以控制该泵，

其中重复导致润滑剂的压力超过该第一水平包括用该控制器控制该泵为该自由体积增加润滑剂。

15.如权利要求11所述的润滑方法，包括

提供传感器，该传感器配置为测量该轴承壳体中的压力且产生表示测量压力的输出信号；

为该壳体增加润滑剂同时测量该轴承壳体的压力；

通过为该轴承壳体增加润滑剂而确定可获得的最大压力；以及

如果该最大压力不大于预定压力，则提供表示密封磨损的信号。

16.如权利要求1所述的润滑方法，还包括在该轴开口和该轴之间提供第二挤压型密封，该第二挤压型密封可重复且非破坏性地从密封状态和释放状态可变换，在密封状态中该第二挤压型密封充分防止润滑剂离开该自由体积，在释放状态中该第二挤压型密封允许润滑剂在该挤压型密封和该轴之间溢出，通过在该轴承壳体中增加压力到第二水平之上该第二挤压型密封从该密封状态变换到该释放状态，并且通过降低压力到该第二水平之下而从该释放状态变换到该密封状态，其中该第二水平大于该第一水平。

17.如权利要求1所述的润滑方法，还包括在该轴开口和该轴之间提供第二挤压型密封，该第二挤压型密封可重复且非破坏性从密封状态和释放状态可变换，在密封状态中该第二挤压型密封充分防止润滑剂离开该自由体积，在释放状态中该第二挤压型密封允许润滑剂在该挤压型密封和该轴之间溢出，通过增加该轴承壳体中的压力到该第一水平之上该第二挤压型密封从该密封状态变换到该释放状态，并且通过降低压力到该第一水平之下从该释放状态变换到该密封状态。

18.一种用于具有挤压型密封壳体的润滑方法，包括：

提供配置为容纳轴承的轴承壳体，该轴承壳体密闭用于容纳润滑剂的自由体积且包括轴开口，该轴承壳体不包括排气阀；

在该轴开口中提供轴；

用润滑剂填充该自由体积；

在该轴开口和该轴之间提供挤压型密封，该挤压型密封可重复且非破坏性地从密封状态和释放状态可变换，在密封状态中该挤压型密封充分地防止润滑剂离开该自由体积，在该释放状态中该挤压型密封允许润滑剂在该挤压型密封和该轴之间溢出，通过增加该轴承壳体中的压力到大于或等于10psi的水平该挤压型密封从密封状态变换到释放状态，并且通过降低压力到该水平之下从该释放状态变换到该密封状态；

提供泵以将润滑剂抽吸至该轴承壳体中，该泵能导致该轴承壳体中的压力超过该水平；以及

通过重复操作该泵导致润滑剂的压力交替地升高到该水平之上和降低到该水平之下而连续保持该挤压型密封和该轴之间的润滑剂膜。

19.如权利要求18所述的润滑方法，包括：

提供压力传感器，该压力传感器配置为测量该轴承壳体中的压力且产生表示测量压力的输出信号；

给该轴承壳体增加润滑剂同时测量压力；

通过给该轴承壳体增加润滑剂而确定可获得的最大压力；以及

如果该最大压力不大于预定压力，则提供表示密封磨损的信号。

20.如权利要求18所述的润滑方法，包括：

提供温度传感器，该温度传感器配置为测量该轴承壳体中润滑剂的温度且发送表示测量温度的温度信号到该泵的控制器，

确定该泵每次抽吸润滑剂到该轴承壳体中时是否发生温度升高，以及

响应于该控制器产生表示润滑失败事件的信号，该控制器响应于为该轴承壳体增加润滑剂而确定没有发生温度升高。

21.一种用于具有挤压型密封壳体的润滑方法，包括：

提供配置为容纳轴承的轴承壳体，该轴承壳体密闭用于容纳润滑剂的自由体积且包括轴开口；

提供泵以抽吸润滑剂至该轴承壳体中；

在该轴开口中提供轴；

在该轴开口和该轴之间提供挤压型密封，该挤压型密封配置为当压力在第一水平之上时允许润滑剂流过该挤压型密封；

提供可操作地连接到该泵的控制器以控制该泵，以及

提供压力传感器，该压力传感器配置为测量该轴承壳体中的压力且发送表示测量压力的输出信号到该控制器；

为该轴承壳体增加润滑剂同时测量压力；

通过给该轴承壳体增加润滑剂而确定可获得的最大压力；以及

如果该最大压力不大于预定压力，则提供表示密封磨损的信号。