CN108953386A - 一种电机及其轴承润滑密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴承润滑密封结构，包括固定于轴承外侧的外油封和用于防止润滑脂向外飞溅的外挡环，外挡环壁面、外油封壁面和轴承端面三者形成用于储存润滑脂的外储脂腔，外油封与外挡环之间设有用于排出外储脂腔内润滑脂的排脂间隙。本发明中的轴承润滑密封结构中，外挡环与外油封中设置的排脂间隙，不仅具有优良的排脂功能，还能实现轴承内储脂率的控制，避免润滑脂在轴承内的聚集，从而解决了因此导致的轴承过热固死问题，实现轴承的高速运转。本发明还公开了一种包括上述轴承润滑密封结构的电机。

Description

一种电机及其轴承润滑密封结构

技术领域

本发明涉及轴承设计加工领域，更具体地说，涉及一种用于电机、采用脂润滑的轴承润滑密封结构。此外，本发明还涉及一种包括上述轴承润滑密封结构的电机。

背景技术

在电机设备中，轴承一般安装在支撑轴上，用以引导轴的旋转或用来承受轴上的空转。轴承润滑密封结构是影响轴承寿命的主要因素，对电机高速运转起着至关重要的作用。

润滑脂广泛应用于电机轴承中，以减少电机轴承的摩擦阻力，延长其使用寿命。需要注意的是，轴承内润滑脂过多，容易造成轴承温升过高；润滑脂太少，容易因轴承润滑不良，进而导致轴承擦伤。

为了确保轴承良好润滑，同时又控制轴承温升在合理范围内，需要确保轴承内具有稳定且合理的储脂率。此外，还必须定期对轴承进行补脂来维持该储脂率。

轴承润滑密封结构除其密封功能外，还兼有储脂和排脂功能，可实现对轴承内储脂率的控制，以使轴承维持在最佳工作状态。

现有大尺寸轴承采用脂润滑时，一般在轴承外侧设置油兜结构，以确保轴承的储脂性能要求。然而该结构的排脂功能太差，导致多余的润滑脂不能及时排出，从而造成轴承内润滑脂过多，引发轴承过热固死，致使具有该结构的轴承难以实现高速运转。另外，该油兜结构也无法实现润滑脂在轴承内的定量控制，难以保证轴承维持最佳工作状态。

综上所述，如何避免轴承内排脂功能差引起的过热固死，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种轴承润滑密封结构，能够有效解决轴承内因排脂功能差造成的轴承过热固死问题。

本发明的另一目的是提供一种包括上述轴承润滑密封结构的电机。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种轴承润滑密封结构，包括固定于轴承外侧的外油封和用于防止润滑脂向外飞溅的外挡环，所述外挡环壁面、所述外油封壁面和所述轴承端面三者形成用于储存润滑脂的外储脂腔，所述外油封与所述外挡环之间设有用于排出所述外储脂腔内润滑脂的排脂间隙。

优选的，所述外油封上设有阶梯槽，所述排脂间隙位于所述阶梯槽的轴向面与所述外挡环之间。

优选的，所述外挡环上设有用于引导润滑脂向外排出的倒角，所述倒角的倾斜方向与所述排脂间隙的排脂方向一致。

优选的，所述外油封与所述轴承的轴承外盖间设有至少两级的径向迷宫密封通道，且所述径向迷宫密封通道的一端与所述排脂间隙相连通，另一端与外部相连通。

优选的，所述径向迷宫密封通道与所述排脂间隙之间设有至少两级的轴向迷宫密封通道。

优选的，所述轴向迷宫密封通道与所述排脂间隙之间设有用于储存润滑脂的缓存腔。

优选的，固定于所述轴承内侧的安装端盖和内油封之间设有轴向密封通道；所述内油封内侧壁与所述轴承端面的间距沿远离所述轴承中心轴的方向逐渐减小，以避免润滑脂进入所述轴向密封通道。

优选的，所述轴向密封通道处的所述安装端盖上设有迷宫密封结构；或所述轴向密封通道处的所述内油封上设有迷宫密封结构。

一种电机，包括上述任一项所述的轴承润滑密封结构。

本发明所提供的轴承润滑密封结构，采用脂润滑，轴承外侧固定有外油封和用于防止润滑脂向外飞溅的外挡环。外挡环壁面、外油封壁面和轴承端面三者围成外储脂腔，用以储存润滑脂。外油封与外挡环之间设有排脂间隙，以便排出外储脂腔内多余或废弃的润滑脂。

在轴承不运转时，润滑脂充满外储脂腔；而当轴承的高速运转时，由于离心作用，安装在轴承外侧的外挡环，用于把旋转过程中轴承甩出的润滑脂挡回至外储脂腔内，而外储脂腔内的润滑脂会聚集在轴承外圈方位。当外储脂腔内的润滑脂量高于排脂间隙时，多余的润滑脂则顺着外油封与外挡环之间的排脂间隙排出。

相比于现有技术，本发明中的轴承润滑密封结构具有优良的排脂功能，通过外挡环与外油封间的排脂间隙，能够实现对外储脂腔内润滑脂最大存储量的控制，从而避免轴承内部润滑脂含量过多的问题，进而避免轴承过热固死。

此外，该排脂结构的结构简单，加工方便，还可以通过控制排脂间隙入口的高度位置，实现对轴承内润滑脂的定量控制，使轴承的润滑和温升处于合理且稳定的工作范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的轴承润滑密封结构具体实施例的剖面示意图。

图1中：

1为外油封、11为外储脂腔、111为轴向面、2为轴承外盖、3为外挡环、31为倒角、4为轴承、5为安装端盖、6为内油封、61为内储脂槽、611内侧壁、71为排脂间隙、72为径向迷宫密封通道、73为轴向迷宫密封通道、74为缓存腔、75为轴向密封通道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种轴承润滑密封结构，其具有更优的排脂功能，解决了现有技术中因排脂功能差导致的轴承过热固死问题，从而实现轴承高速运转。本发明的另一核心是提供一种包括上述轴承润滑密封机构的电机。

请参考图1，图1为本发明所提供的轴承润滑密封结构具体实施例的剖视示意图。

本发明所提供的轴承润滑密封结构可以应用在电机轴承上，可实现对电机轴承的润滑和密封，同时兼有优良的储脂和排脂功能，可实现电机轴承的高速运转。当然，该轴承润滑密封结构也可以应用在其他设备轴承4的润滑和密封上。

需要说明的是，下文所提到的轴承4外侧指远离电机的轴承侧，轴承4内侧指靠近电机的轴承侧。

本发明所提供的轴承润滑密封结构采用脂润滑方式，可以根据轴承4的类型、使用条件选用合适的润滑脂种类。

加脂量过大，会使摩擦力矩增大，温度升高；而加脂量过少，则不能获得可靠润滑而发生干摩擦。

本发明所提供的轴承润滑密封结构，固定于轴承4两侧。其中，外油封1和外挡环3固定在轴承4外侧。

外挡环3主要用于防止润滑脂向外飞溅，其可以通过螺栓固定在轴承4外圈。为了防止其周向旋转，可以在其上面增设固定销。

外油封1主要用于防止轴承4内润滑脂的外泄，其可以同轴承4一样套设于转轴上并与轴承内圈端面相抵。

外油封1可以与转轴过盈配合实现二者的紧固连接。

外挡环3壁面、外油封1壁面和轴承4端面三者围成外储脂腔11，以实现对润滑脂的存储，如图1所示。

外油封1与外挡环3之间设有排脂间隙71，以便排出外储脂腔11内多余或废弃的润滑脂。其中排脂间隙71可以为轴向间隙，当然也可为具有倾斜角度的间隙。

一般而言，对于不工作的轴承4而言，润滑脂充满外储脂腔11，而当轴承4高速运转时，在离心力作用下，外储脂腔11的润滑脂会聚集在轴承4外圈方位，即图1中外储脂腔11上侧，而当外储脂腔11内的润滑脂量高于排脂间隙71入口时，多余的润滑脂便顺着排脂间隙71排出。

显然，相比于现有技术，本发明中的轴承润滑密封结构中外挡环3和外油封1之间的排脂间隙71入口紧邻外储脂腔11，排脂功能优良，避免了润滑脂在轴承4内的聚集，以及因此导致的轴承4过热固死等问题。

此外，可以通过调节排脂间隙71入口的高度位置，来实现对轴承4内润滑脂的定量控制，从而确保轴承4的润滑和温升处于稳定且合理的工作范围。更重要的是，该排脂结构简单，加工方便，实用性较高。

在上述实施例的基础上，为了增强轴承外侧的储脂及排脂功能，在另一实施例中，可以对排脂间隙71及外储脂腔11的结构进行限制。

为了增强轴侧4外侧的储脂功能，可以在外油封1壁上设置阶梯槽。

阶梯槽的轴向面111，也就是阶梯槽的台阶面，与外挡环3壁之间排脂间隙71沿轴向设置，以便多余的润滑脂从其排出，请参考图1。

轴承4高速运转时，当外储脂腔11内的润滑脂量高于其轴向面111时，多余的润滑脂则沿着排脂间隙71向外排出。

此外，可以通过控制轴向面111的高度，实现对轴承4内润滑脂量的控制。比如当轴向面111高度减小，即排脂间隙71靠近轴承4内圈，考虑到离心作用外储脂腔11内的润滑脂聚集在轴承4外圈方位，此情况下，只有少部分润滑脂从排脂间隙71排出，而外储脂腔11内的储脂量会相对较多；而当轴向面111高度增大，即排脂间隙71靠近轴承4外圈，考虑到离心作用下润滑脂聚集在轴承4外圈方位，此时，大部分润滑脂会从排脂间隙71排出，而外储脂腔11内的储脂量会相对减少。

本实施例中，阶梯槽及排脂间隙71配合实现了对轴承4外侧储脂兼排脂功能的优化。其中，阶梯槽增加了外储脂腔11的储脂体积，而排脂间隙71排脂功能较优，便于多余的润滑脂的排出，避免润滑脂聚集在轴承4内引起的过热固死。此外，可以通过控制轴向面111实现对外储脂腔11内润滑脂的定量控制，以确保轴承4内的储脂率维持在预设范围，从而使轴承4的润滑和温升处于合理且稳定的工作范围。

为了增强轴承4外侧的排脂功能，在另一实施例中，可以对外挡环3的结构进行设置。

可以在位于排脂间隙71的外挡环3侧壁上设置倒角31，该倒角31到轴承4端面的距离沿靠近轴承4中心轴的方向逐渐增大，即倒角31的倾斜方向与排脂间隙71的排脂方向一致，从而对多余润滑脂的排出起到导向作用，如图1所示。

倒角31的倾斜角度可以结合外储脂腔11的储脂量进行设置，从而实现储脂和排脂的最佳配合。倾斜角度可以为60°，当然，也可以为30°或75°等其他角度。

在本实施例中，外挡环3处倒角31的导向作用，与润滑脂流动方向一致，增强轴承4外侧处的排脂功能，进一步降低润滑脂在轴承4内的聚集以及因此导致的轴承4过热固死等问题。

基于上述实施例，考虑到轴承4外密封结构的设计直接关系到轴承4内部的运转，在另一实施例中，对轴承4外侧的密封结构进行设置。

轴承4密封的目的是为了防止灰尘、水分、杂质等侵入轴承4内部，同时也阻止轴承4内润滑脂的流失。

迷宫密封是在零件间的间隙制成曲路形式，并在间隙内填入润滑脂，利用微小间隙或离心力起到密封作用实现较好的密封效果，特别适用于高速旋转及高温场合。

轴承4外侧设有轴承外盖2，可以通过外面的一圈螺栓将轴承4固定在电机箱体上。

可以在轴承外盖2与外油封1之间设置径向组合成凹凸式的径向迷宫密封通道72。其中，该径向迷宫密封通道72的一端与排脂间隙71相连通，另一端与外部相连通。

需要说明的是，这里的外部指轴承和轴承润滑密封结构共同的外部。例如，可以在外油封1外侧设置废脂盒，然后在外油封1上设置与径向迷宫密封通道72相通的排脂孔，将多余的润滑脂排出至废脂盒内，以便轴承4内部润滑脂的更换或排放。

可以在径向迷宫密封通道72中的间隙充填润滑脂，以加强密封效果，用以防止外部灰尘、水分和其他杂质侵入轴承4内部。

另外，当外储脂腔11的润滑脂量太多时，可以顺着排脂间隙71及该径向迷宫密封通道72排至外部，以防止轴承4内部润滑脂过多影响其运转。

径向迷宫密封通道72的级数可以设为两级，当然，也可以为四级、五级等其他级数，且级数越多，密封效果越好。

在本实施例中，轴承外盖2与外油封1之间的径向迷宫密封通道72确保轴承4内的清洁度及良好的运转，维持轴承4内的气压平衡。

基于上述实施例，考虑到两种以上的密封形式组合在一起，密封效果更好，在另一实施例中，可以在轴承4外侧的增设轴向迷宫密封通道73。

迷宫密封通道越曲折，其密封效果越好。为此，可以在径向迷宫密封通道72与排脂间隙71之间增设轴向组合成凹凸式的轴向迷宫密封通道73，以增加密封通道的曲折性，进而增加外界气体或者杂质的进入难度，保证轴承4良好的密封效果。

轴向迷宫密封通道73的级数可以为两级。当然，也可以为四级、五级等其他级数。

因考虑到轴受热后会伸长，轴向迷宫密封通道73的间隙应取大些。

在本实施例中，径向迷宫密封通道72与轴向迷宫密封通道73组合，保证轴承4外侧优良的密封效果，同时维持轴承4内的气压平衡。

基于上述实施例，为了避免多余润滑脂时时刻刻向轴承4外排出，在另一实施例中，在排脂间隙71和轴向迷宫密封通道73之间增设了缓存腔74。

缓存腔74，即排脂的缓冲区，位于排脂间隙71和轴向迷宫密封通道73之间，其腔体由轴承外盖2壁、外挡环3壁和外油封1壁围成。

缓存腔74的体积大小可以配合轴承4外侧储脂和排脂需求进行设置。

从排脂间隙71排出的润滑脂首先储存在缓存腔74，当该处的润滑脂满了再顺着轴向迷宫密封通道73向外排，避免了时时刻刻向外排脂。

基于上述任一实施例，为了确保轴承4内侧的密封效果，在另一实施例中，可以对轴承4内侧的密封结构进行设置。

在本实施例中，安装端盖5指电机端盖，这是由于电机轴承一般固定在电机一侧的电机端盖上，可以直接利用此端盖结构，无需加装轴承外盖2。

与外油封1类似，内油封6主要用于防止轴承4内润滑脂向电机侧泄露，其可以同轴承4一样套设于转轴上并与轴承4内圈端面。

内油封6可以与转轴过盈配合实现二者的紧固连接。

可以在安装端盖5和内油封6之间设置一道轴向密封通道75，该密封结构可以确保轴承4内侧的防尘密封性。

可以在安装端盖5上设置加脂孔，以实现对轴承内润滑脂的补充与更换。

考虑到轴向密封通道75的间隙越小越长，其密封效果越好，因此该轴向密封通道75为一道细长的间隙密封通道，并在间隙内填充润滑脂，以增强其密封效果。

为了增大轴承4内侧的储脂体积，可以在轴承4内侧的内油封6上开设内储脂槽61。

为了增大储脂体积，该内储脂槽61开口位置位于轴向密封通道75端口处，且靠近轴向密封通道75处为内侧壁611，使得内储脂槽61的底侧截面积大于内储脂槽61的开口截面积，即内侧壁611与轴承4端面的间距沿远离轴承4中心轴的方向逐渐减小。

显然，该具有倾斜内侧壁611的内储脂槽61可以有效的增大轴承4内侧的储脂空间，即增加轴承4内侧储脂体积，满足轴承4运转所需的润滑脂较大的需求量。

另外，内侧壁611位于轴向密封通道75下方，可以确保高速运转时离心力作用下，润滑脂被甩入倾斜的内储脂槽61内，与细长的轴向密封通道75配合，可以有效防止高速旋转下润滑脂进入轴向密封通道75内，进而向电机内蹿。

另外，内储脂槽61的内侧壁611符合流体的流向，具有较好的导向作用，可以将润滑脂引导至内储脂槽61中。当然，内储脂槽61侧壁也可以设置为圆弧形、阶梯型等其他形式，只要能够增大轴承4内侧储脂空间的结构都是可以的。

在本实施例中，轴承4内侧轴承内侧的具有倾斜内侧壁611的内储脂槽61配合轴向密封通道75，可以有效防止高速旋转下润滑脂向电机内侧蹿，同时可以增大内侧储脂空间，确保新加入的润滑脂尽可能多的储存在轴承4内侧。

为了增强轴承4内侧的密封效果，同时兼顾轴承气压平衡能力。在另一实施例中，可以在轴承4内侧的轴向密封通道75上设置迷宫密封结构。

由于轴承4固定于电机端盖外侧，高度运转的电机内部会形成负压，导致轴承内的润滑脂被抽吸至电机内部产生漏脂现象，严重时还会影响电机的正常运转。

为此，可以在在轴承4内侧的轴向密封通道75上设置迷宫密封结构，增强其密封效果。

另外，可以在安装端盖5上方设置气压平衡通道，与迷宫密封结构配合使用，以防止轴承内侧气压过高，导致润滑脂泄露入电机中。

迷宫密封结构是在转轴周围设置若干依次排列的环形密封齿，齿与齿之间形成一系列截流间隙，润滑脂在通过曲折迷宫间隙时产生节流效应，而达到阻漏的目的。

考虑到直通型迷宫结构加工方便，应用广泛，因此，可以在轴向密封通道75上设置直通型迷宫结构。

可以在安装端盖5壁或者内油封6壁上加工齿状迷宫结构，使得平滑的间隙密封变成了曲折式密封，并在间隙内填充润滑脂，从而增加润滑脂流动阻力，提高密封能力。

上述齿状可以为矩形，当然也可为三角形、半圆形等其他形状。

为了增强其密封效果，上述齿状可以设置为高低错落的。

另外，也可以选择在安装端盖5或者内油封6的壁面车环槽，在环槽内填充润滑脂，来提高密封效果。

环槽的形状可以为矩形。当然，也可以为半圆形、三角形等其他形状。

需要注意的是，除了上述直通型迷宫结构，还可以采用蜂窝型密封结构或者阶梯型密封结构等其他形式的迷宫结构进行密封。

在本实施例中，在原有光滑的轴向密封通道75上设置迷宫密封结构增强了轴承4内侧的防尘密封性，同时可兼顾轴承4气压平衡能力，降低了润滑脂泄露的可能性，确保了轴承4安全运转的环境。

可见，轴承4内侧和轴承4外侧配置的储脂及密封结构配合，使得轴承4内侧储脂性能和轴承4外侧的储脂兼排脂性能均优异，进而实现轴承4内储脂率的最佳控制，确保轴承4温升处于稳定的合理状态，避免因多余润滑脂不能及时排除而导致的轴4过热固死，有效解决轴承4在脂润滑条件下的高速运转问题。此外，轴承4内外侧的配置的密封结构，能够很好的保证轴承4内部润滑脂的清洁度，维持轴承4内外的气压平衡，延长轴承4的使用寿命。

除了上述轴承润滑密封结构，本发明还提供一种包括上述实施例公开的轴承润滑密封结构的电机，该电机的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的电机及其轴承润滑密封结构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种轴承润滑密封结构，其特征在于，包括固定于轴承(4)外侧的外油封(1)和用于防止润滑脂向外飞溅的外挡环(3)，所述外挡环(3)壁面、所述外油封(1)壁面和所述轴承(4)端面三者形成用于储存润滑脂的外储脂腔(11)，所述外油封(1)与所述外挡环(3)之间设有用于排出所述外储脂腔(11)内润滑脂的排脂间隙(71)。

2.根据权利要求1所述的轴承润滑密封结构，其特征在于，所述外油封(1)上设有阶梯槽，所述排脂间隙(71)位于所述阶梯槽的轴向面(111)与所述外挡环(3)之间。

3.根据权利要求2所述的轴承润滑密封结构，其特征在于，所述外挡环(3)上设有用于引导润滑脂向外排出的倒角(31)，所述倒角(31)的倾斜方向与所述排脂间隙(71)的排脂方向一致。

4.根据权利要求3所述的轴承润滑密封结构，其特征在于，所述外油封(1)与所述轴承(4)的轴承外盖(2)间设有至少两级的径向迷宫密封通道(72)，且所述径向迷宫密封通道(72)的一端与所述排脂间隙(71)相连通，另一端与外部相连通。

5.根据权利要求4所述的轴承润滑密封结构，其特征在于，所述径向迷宫密封通道(72)与所述排脂间隙(71)之间设有至少两级的轴向迷宫密封通道(73)。

6.根据权利要求5所述的轴承润滑密封结构，其特征在于，所述轴向迷宫密封通道(73)与所述排脂间隙(71)之间设有用于储存润滑脂的缓存腔(74)。

7.根据权利要求1-6任一项所述的轴承润滑密封结构，其特征在于，固定于所述轴承(4)内侧的安装端盖(5)和内油封(6)之间设有轴向密封通道(75)；所述内油封(6)上设有内储脂槽(61)，所述内储脂槽(61)的内侧壁(611)与所述轴承(4)端面的间距沿远离所述轴承(4)中心轴的方向逐渐减小，以避免润滑脂进入所述轴向密封通道(75)。

8.根据权利要求7所述的轴承润滑密封结构，其特征在于，所述轴向密封通道(75)处的所述安装端盖(5)上设有迷宫密封结构；或所述轴向密封通道(75)处的所述内油封(6)上设有迷宫密封结构。

9.一种电机，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的轴承润滑密封结构。