CN110439927A - 外圈带有油雾通道的高速轴承 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外圈带有油雾通道的高速轴承，包括外圈、内圈、滚珠、第一压盘、第二压盘和油罐，外圈位于内圈外，内外圈之间设置滚珠，外圈两端通过紧固件安装第一压盘和第二压盘，外圈外表面设有油雾槽，第一压盘上开设两组通孔分别连接至与其相接触的外圈端面中心孔和油雾槽，第一压盘连接至油罐，第一压盘、第二压盘各自与内圈相邻的内表圆柱面上设置油封。内圈包括环体和设置在环体外表面的风叶，风叶圆周均布。油罐内设有雾化器；风叶与环体为分体连接、通过紧固件锁紧，风叶包括叶片、叶根和根板，叶根沿径向插入环体外表面，根板抵触环体外表面，根板与环体通过紧固件锁紧。

Description

外圈带有油雾通道的高速轴承

技术领域

本发明涉及轴承领域，具体是一种外圈带有油雾通道的高速轴承。

背景技术

轴承在机器中大量使用，其为旋转轴提供旋转支撑，以便旋转低阻顺畅。轴承的旋转速度范围很大，应用在高速场合时，其转速可达数万转。

现有技术中，轴承的润滑通常是油润滑或脂润滑，脂润滑由于阻力、热量等问题，在高速工况应用受限，而对于油润滑，高速旋转的滚珠会排挤滚动摩擦面上的润滑油，如果为普通的液态，那么由于液体张力，会造成一定的阻力，这一阻力虽然较小，但随着轴承运行速度的增加也会增加，而且，油膜在滚珠表面不均匀会增加滚动的抖动，从而加剧轴承的振动，此因素叠加在轴承游隙造成的振动的因素上。

传统上，轴承的内外圈都是一体式的，滚珠在塞入滚动槽时，需要将内外圈手动的拨动使其偏心，然后从较大的槽宽处塞入滚珠，在塞入足够数量的滚珠后，再将滚珠等距分配装上保持架，这种安装方式，需要将外圈的端面孔制得较大，并且能够塞入的滚珠数量有限，因为全靠缝隙塞入滚珠，随着滚珠塞入的变多，内外圈偏心度越来越小，后续越难塞入滚珠，滚珠对于内外圈的支撑力在圆周上并非完全均匀的，滚珠数量越少，支撑力越不均匀。

在轴承安装使用时，常常需要为其制作相应的轴承压盖或止口环等等，用于在机壳上进行锁紧定位，集成化程度不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种外圈带有油雾通道的高速轴承，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种外圈带有油雾通道的高速轴承，包括外圈、内圈、滚珠，外圈位于内圈外，内外圈之间设置滚珠，高速轴承还包括第一压盘、第二压盘和油罐，外圈两端通过紧固件安装有第一压盘和第二压盘，外圈外表面设有油雾槽，油雾槽从外圈一侧端面延伸至另一侧端面，第一压盘上开设两组通孔分别连接至与其相接触的外圈端面中心孔和油雾槽，第一压盘通过管路连接至油罐，第一压盘、第二压盘各自与内圈相邻的内圆柱面上设置粘毛密封或唇口油封。

轴承内圈套设在机轴上，外圈安装在机壳上，用于为机轴提供旋转支撑。

第一压盘、第二压盘分别从两侧安装在外圈两端，并在朝向内圈的内圆柱面上设置油封，使得滚珠所在空间与外部大气隔离，防止外部的杂物灰尘进入轴承滚动体处。在外圈的端面以及外表面开设油雾槽，第一压盘分别连接着滚珠所在空间和外圈上的油雾槽，外界的润滑油雾从第一压盘进出形成循环，油雾充分润滑滚珠并带走运行时的热量，相比于整团形式的液态状润滑油，让润滑油成为油雾并流动起来，润滑性更好，由于油雾会在停留一定时间后汇集为液态，所以需要将轴承内部润滑空间内的润滑油循环起来，循环动力加载在循环路径上即可。

进一步的，内圈包括环体和设置在环体外表面的风叶，风叶圆周均布。

设置在环体上的风叶直接从机轴上获得动力，鼓动周围空间的气体或气液混合态介质从而流动循环，风叶的形状是普通的轴流风机或汽轮机轴流叶片的形状，风叶应延伸至接近外圈的内表，以便对流道上的介质充分做功。轴承最好做成双列式轴承，一来轴向空间富余较多，结构上可利用的较多，二来轴承对机轴的径向力是充分对称的，防止出现安装挠度等问题，使得运行时风叶外缘碰触到外圈内表。除去双列轴承形式外，还可以是三列甚至四列，但越往上结构越复杂，实用性越低。

进一步的，油罐内设有雾化器，油罐通过两根管路分别连接至第一压盘，从油罐通往滚珠所在空间的管路连接油罐的内表顶部、并在管路上设置滤网；

风叶与环体为分体连接、通过紧固件锁紧，风叶包括叶片、叶根和根板，叶根沿径向插入环体外表面，根板抵触环体外表面，根板与环体通过紧固件锁紧。

内圈上的风叶从油罐内吸取经雾化器雾化后的油雾，往油罐内排回经历了一次润滑过程的油雾液，形成循环，雾化器将油罐内的润滑油充分破碎成雾状弥散在油罐内的上层空间，滤网过滤掉一些从结构缝隙中进入润滑油中的灰尘杂物，并且阻隔粒径较大的油雾雾滴，只让较为细碎的油雾通往滚珠。

进一步的，外圈为中开分体式，外圈外表设有用于将两瓣外圈连接在一起的连接台。

通过中开分体式的外圈，滚珠数量不再被装配工艺所限制，可以装入尽可能多的滚珠，使得轴承的内外圈在径向支撑力上尽可能地圆周均匀，装配时，预先将滚珠装入到内圈的滚动槽内，装入时使用工装托住滚珠防止掉落，然后将两瓣外圈对夹合并，箍套住滚珠，用于紧固件将两瓣外圈的连接台锁紧在一起。

进一步的，叶根截面为正多边形，环体上用于固定一个风叶的螺纹孔数量与叶根多边形边数成比例。

叶根截面为正多边形，正多边形对应叶片的不同的安装角度，方便使用者对风叶的做功能力进行调整，以便充分适应使用工况，例如正五角形具有五个角度，风叶也就有五个安装角度，在相同的转速下，具有不同的升力。当然，这种形式的安装角度调节不是无级的，而且数量有限，可以改为圆形截面的叶根并在根板上加工扇形腰圆孔用于紧固。

作为优化，油罐顶部设有油杯。油杯便于外界添加润滑油，弥补循环过程中损失的润滑油。

作为优化，油罐与第一压盘的连接管路端部使用卡套接头。卡套接头方便管路连接。

作为优化，雾化器为超声波雾化器。超声波雾化器结构小，雾化能力强，纯物理方式雾化，不改变润滑油性质。

作为优化，第一压盘的外径大于外圈的外径，第一压盘朝向外圈的端面上设有第一密封圈，第一密封圈内径大于外圈外径；第二压盘的外径等于外圈的外径，第二压盘的外圆柱面上设有第二密封圈。

第一压盘直接充当轴承压盖，在使用时不需要再行设计相应的压盖部件，直接将第一压盘固定到安装处的机壳上即能完成轴承在机器上的安装，集装化。第一密封圈、第二密封圈分别密封住外圈的对外通道，承担静密封职能，进一步增加本轴承的集装程度，使用时只需要将其套装到机轴上并推入机壳内即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在油罐中将润滑油雾化，并通过管路连接至第一压盘上，在外圈上有油雾循环用的油雾槽，通过内圈上的风叶进行鼓送形成循环，油雾代替传统的润滑油进行润滑，不仅润滑能力更强，而且循环起来的油雾能够有效带走滚珠产生的摩擦热；中开分体式的外圈，可以消除传统轴承装配工艺的限制，在内外圈之间装入尽可能多的滚珠，从而旋转支撑力在圆周方向上能够非常均匀，而且滚珠一个挨一个时，可以取消掉传统的保持架，消除面与面的滑动摩擦；风叶在环体上分体安装并角度可调，可以根据工况选择合适的油雾循环动力大小；两个压盘分别从两侧密封住轴承主体，整体集成式安装，防止安装不当损伤到滚珠。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的剖面结构示意图；

图2为本发明的运行原理图；

图3为本发明外圈、第一压盘、第二压盘的立体外形图；

图4为本发明外部油管系统的流程图；

图5为图1中的视图A；

图6为图5中的视图B-B；

图7为图1中的视图C。

图中：1-外圈、11-油雾槽、12-连接台、2-内圈、21-环体、22-风叶、221-叶根、222-根板、3-滚珠、41-第一压盘、42-第二压盘、51-卡套接头、52-油罐、53-雾化器、54-油杯、55-滤网、61-第一密封圈、62-第二密封圈、91-机轴、92-机壳。

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。

如图1所示，一种外圈带有油雾通道的高速轴承，包括外圈1、内圈2、滚珠3，外圈1位于内圈2外，内外圈之间设置滚珠3，高速轴承还包括第一压盘41、第二压盘42和油罐52，外圈1两端通过紧固件安装有第一压盘41和第二压盘42，外圈1外表面设有油雾槽11，油雾槽11从外圈1一侧端面延伸至另一侧端面，第一压盘41上开设两组通孔分别连接至与其相接触的外圈1端面中心孔和油雾槽11，第一压盘41通过管路连接至油罐52，第一压盘41、第二压盘42各自与内圈2相邻的内圆柱面上设置粘毛密封或唇口油封。

轴承内圈2套设在机轴91上，外圈1安装在机壳92上，用于为机轴91提供旋转支撑。

第一压盘41、第二压盘42分别从两侧安装在外圈1两端，并在朝向内圈的内圆柱面上设置油封，使得滚珠3所在空间与外部大气隔离，防止外部的杂物灰尘进入轴承滚动体处。在外圈的端面以及外表面开设油雾槽11，如图2、3所示，第一压盘41分别连接着滚珠3所在空间和外圈1上的油雾槽11，外界的润滑油雾从第一压盘41进出形成循环，油雾充分润滑滚珠3并带走运行时的热量，相比于整团形式的液态状润滑油，让润滑油成为油雾并流动起来，润滑性更好，由于油雾会在停留一定时间后汇集为液态，所以需要将轴承内部润滑空间内的润滑油循环起来，循环动力加载在循环路径上即可。

如图1所示，内圈2包括环体21和设置在环体21外表面的风叶22，风叶22圆周均布。

设置在环体21上的风叶22直接从机轴91上获得动力，鼓动周围空间的气体或气液混合态介质从而形成图2中的流动循环，风叶22的形状是普通的轴流风机或汽轮机轴流叶片的形状，风叶22应延伸至接近外圈1的内表，以便对流道上的介质充分做功。轴承最好做成如图1、2所示的双列式轴承，一来轴向空间富余较多，结构上可利用的较多，二来轴承对机轴91的径向力是充分对称的，防止出现安装挠度等问题，使得运行时风叶22外缘碰触到外圈1内表。除去双列轴承形式外，还可以是三列甚至四列，但越往上结构越复杂，实用性越低。

如图4所示，油罐52内设有雾化器53，油罐52通过两根管路分别连接至第一压盘41，从油罐52通往滚珠3所在空间的管路连接油罐52的内表顶部、并在管路上设置滤网55；

风叶22与环体21为分体连接、通过紧固件锁紧，风叶22包括叶片、叶根221和根板222，叶根221沿径向插入环体21外表面，根板222抵触环体21外表面，根板222与环体21通过紧固件锁紧。

内圈2上的风叶22从油罐52内吸取经雾化器53雾化后的油雾，往油罐52内排回经历了一次润滑过程的油雾液，形成循环，雾化器53将油罐52内的润滑油充分破碎成雾状弥散在油罐52内的上层空间，滤网55过滤掉一些从结构缝隙中进入润滑油中的灰尘杂物，并且阻隔粒径较大的油雾雾滴，只让较为细碎的油雾通往滚珠3。

如图3所示，外圈1为中开分体式，外圈1外表设有用于将两瓣外圈1连接在一起的连接台12。

通过中开分体式的外圈1，滚珠3数量不再被装配工艺所限制，可以装入尽可能多的滚珠3，使得轴承的内外圈在径向支撑力上尽可能地圆周均匀，装配时，预先将滚珠3装入到内圈2的滚动槽内，装入时使用工装托住滚珠3防止掉落，然后将两瓣外圈1对夹合并，箍套住滚珠，用于紧固件将两瓣外圈1的连接台12锁紧在一起。

滚珠3数量较多时，可以取消掉传统的保持架，而传统的保持架与滚珠的摩擦为滑动摩擦，是轴承发热的主要来源。

如图5、6所示，叶根221截面为正多边形，环体21上用于固定一个风叶22的螺纹孔数量与叶根221多边形边数成比例。

叶根221截面为正多边形，正多边形对应叶片的不同的安装角度，方便使用者对风叶22的做功能力进行调整，以便充分适应使用工况，例如正五角形具有五个角度，风叶22也就有五个安装角度，在相同的转速下，具有不同的升力。当然，这种形式的安装角度调节不是无级的，而且数量有限，可以改为圆形截面的叶根221并在根板222上加工扇形腰圆孔用于紧固。

如图4所示，油罐52顶部设有油杯54。油杯54便于外界添加润滑油，弥补循环过程中损失的润滑油。

如图1、4所示，油罐52与第一压盘41的连接管路端部使用卡套接头51。卡套接头51方便管路连接。

雾化器53为超声波雾化器。超声波雾化器结构小，雾化能力强，纯物理方式雾化，不改变润滑油性质。

如图1、7所示，第一压盘41的外径大于外圈1的外径，第一压盘41朝向外圈1的端面上设有第一密封圈61，第一密封圈61内径大于外圈1外径；第二压盘42的外径等于外圈1的外径，第二压盘42的外圆柱面上设有第二密封圈62。

第一压盘41直接充当轴承压盖，在使用时不需要再行设计相应的压盖部件，直接将第一压盘41固定到安装处的机壳92上即能完成轴承在机器上的安装，集装化。第一密封圈61、第二密封圈62分别密封住外圈1的对外通道，承担静密封职能，进一步增加本轴承的集装程度，使用时只需要将其套装到机轴91上并推入机壳92内即可。

本装置的运行过程是：内圈2跟随机轴91旋转，风叶22旋转鼓动周围油雾，使油雾从第一压盘41上进入，然后从远离第一压盘41的外圈1端面上的油雾槽11内循环回去再从第一压盘41上出去，在末端连接一个油罐52形成循环，油罐52内设置雾化器53充分将润滑油破碎为雾状，雾状的油雾不仅润滑性优良，而且循环起来的油雾能带走滚珠3处的摩擦热。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种外圈带有油雾通道的高速轴承，包括外圈（1）、内圈（2）、滚珠（3），外圈（1）位于内圈（2）外，内外圈之间设置滚珠（3），其特征在于：所述高速轴承还包括第一压盘（41）、第二压盘（42）和油罐（52），所述外圈（1）两端通过紧固件安装第一压盘（41）和第二压盘（42），所述第一压盘（41）通过管路连接至油罐（52），所述第一压盘（41）、第二压盘（42）各自与内圈（2）相邻的内表圆柱面上设置粘毛密封或唇口油封。

2.根据权利要求1所述的一种外圈带有油雾通道的高速轴承，其特征在于：所述外圈（1）外表面设有油雾槽（11），所述油雾槽（11）从外圈（1）一侧端面延伸至另一侧端面，所述第一压盘（41）上开设两组通孔分别连接至与其相接触的外圈（1）端面中心孔和油雾槽（11）。

3.根据权利要求2所述的一种外圈带有油雾通道的高速轴承，其特征在于：所述内圈（2）包括环体（21）和设置在环体（21）外表面的风叶（22），所述风叶（22）圆周均布。

4.根据权利要求3所述的一种外圈带有油雾通道的高速轴承，其特征在于：所述油罐（52）内设有雾化器（53），油罐（52）通过两根管路分别连接至第一压盘（41），从油罐（52）通往滚珠（3）所在空间的管路连接油罐（52）的内表顶部、并在管路上设置滤网（55）；

所述风叶（22）与环体（21）为分体连接、通过紧固件锁紧，风叶（22）包括叶片、叶根（221）和根板（222），所述叶根（221）沿径向插入环体（21）外表面，根板（222）抵触环体（21）外表面，根板（222）与环体（21）通过紧固件锁紧。

5.根据权利要求1所述的一种外圈带有油雾通道的高速轴承，其特征在于：所述外圈（1）为中开分体式，外圈（1）外表设有用于将两瓣外圈（1）连接在一起的连接台（12）。

6.根据权利要求4所述的一种外圈带有油雾通道的高速轴承，其特征在于：所述叶根（221）截面为正多边形，所述环体（21）上用于固定一个风叶（22）的螺纹孔数量与叶根（221）多边形边数成比例。

7.根据权利要求4所述的一种外圈带有油雾通道的高速轴承，其特征在于：所述油罐（52）顶部设有油杯（54）。

8.根据权利要求4所述的一种外圈带有油雾通道的高速轴承，其特征在于：所述油罐（52）与第一压盘（41）的连接管路端部使用卡套接头（51）。

9.根据权利要求4所述的一种外圈带有油雾通道的高速轴承，其特征在于：所述雾化器（53）为超声波雾化器。

10.根据权利要求2所述的一种外圈带有油雾通道的高速轴承，其特征在于：所述第一压盘（41）的外径大于外圈（1）的外径，第一压盘（41）朝向外圈（1）的端面上设有第一密封圈（61），所述第一密封圈（61）内径大于外圈（1）外径；所述第二压盘（42）的外径等于外圈（1）的外径，所述第二压盘（42）的外圆柱面上设有第二密封圈（62）。