CN110513398A - 轴箱装置及轴承 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种轴箱装置及轴承，其中，轴承包括：密封圈，与轴承的外圈固定连接，密封圈上开设有润滑油孔，以便润滑油能够从外界沿润滑油孔进入轴承的内圈挡边和滚子接触处。因密封圈上开设有润滑油孔，外界的油管可以与润滑油孔相连通，在工作过程中，油管内的润滑油可以通过润滑油孔进入轴承的内圈挡边和滚子接触处，从而可以改善滚子和内圈挡边处的润滑性能，减小内圈挡边和滚子端部之间的摩擦，从而可以降低内圈挡边和滚子端部之间的温升可能性，保证轴承运转温度在可控范围内，延长轴承使用寿命。

Description

轴箱装置及轴承

技术领域

本发明实施例涉及机械技术领域，尤其涉及一种轴箱装置及轴承。

背景技术

转向架是铁路车辆的核心组件，转向架实现牵引动力的输入，并把车厢载荷通过轮对轴承传递到轨道。为了保证可靠性和安全性，中国铁道部要求高速列车的轮对轴承配备有温度报警系统，当轴承运转温度超过120℃或者车辆同侧轴承温差超过40℃时，车辆必须减速到200Km/h，因此轴承温度过高，将影响对车辆运行速度的控制，进而将影响铁路的正常运行(车辆晚点)。并且根据中国铁道部要求，高温报警过的轴承必须进行报废处理，机车厂需要对轴承进行更换。

然而，通过拆解高温报警过的轴承发现，大多数高温报警的轴承并没有在轴承滚动表面发现失效和损伤，理论上可以继续使用，但是由于已发生高温报警，必须进行报废处理，从而给机车厂造成很大的经济损失。

因此，如何降低轴承的运转温度，成为亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例解决的技术问题是降低轴承的运转温度。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种圆锥滚子轴承，包括：

密封圈，与所述轴承的外圈固定连接，所述密封圈上开设有润滑油孔，以便润滑油能够从外界沿所述润滑油孔进入所述轴承的内圈挡边和滚子接触处。

可选地，所述密封圈包括注油密封环，与所述外圈固定连接，所述注油密封环包括注油部件，所述注油部件向靠近所述轴承的内圈挡边的方向延伸，所述润滑油孔开设于所述注油部件且贯通外界与所述轴承的轴承腔。

可选地，所述润滑油孔为径向通孔；

所述轴承的外圈上开设有外圈注油通道，所述外圈注油通道与所述径向通孔相连通。

可选地，所述密封圈还包括：引导密封环，固定套设于所述内圈上，所述引导密封环包括整体呈环状结构的引导轴向部，所述引导轴向部的轴线与所述轴承的轴线重合，所述引导轴向部的外环面的轴向截面的直径沿靠近滚子的方向逐渐减小，所述注油部件位于所述引导轴向部所在的轴向截面上，润滑油能够沿所述引导轴向部的外环面进入所述轴承的内圈挡边和滚子接触处。

可选地，所述引导密封环还包括整体呈环状结构的引导径向部，所述引导径向部与所述引导轴向部的轴向外端面固定连接。

可选地，所述外圈注油通道具有轴向开口；

所述注油部件包括卡接凸台，所述卡接凸台向远离所述轴承的轴线方向延伸，所述卡接凸台卡接于所述轴向开口。

可选地，所述轴承，还包括：

弹簧卡环；

所述外圈的外环面上开设有环形凹槽，所述弹簧卡环设置于所述环形凹槽内，所述卡接凸台分别与所述弹簧卡环和所述轴向开口的侧壁相接触。

可选地，所述轴承，还包括：

温度调节环，包括连接环和至少两个调节片，各所述调节片通过所述连接环固定连接，各相邻调节片之间形成卡接槽；

所述外圈的外环面上具有凹陷部，所述温度调节环套设于所述外圈的凹陷部上，所述凹陷部的深度大于所述调节片的厚度，以使得所述温度调节环的外环面低于所述外圈的凸出于所述卡接槽的区域的外表面。

可选地，所述连接环设置于所述温度调节环的轴向端部。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种轴箱装置，包括轴承座和上述的轴承，所述轴承设置于所述轴承座内。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：

本发明实施例所提供的轴承，包括：密封圈，与所述轴承的外圈固定连接，所述密封圈上开设有润滑油孔，以便润滑油能够从外界沿所述润滑油孔进入所述轴承的内圈挡边和滚子接触处。这样，本发明实施例所提供的轴承在其密封圈上开设润滑油孔，外界的油管可以与润滑油孔相连通，在工作过程中，油管内的润滑油可以通过润滑油孔进入轴承的内圈挡边和滚子接触处，从而可以改善滚子和内圈挡边处的润滑性能。可以看出，本发明实施例所提供的轴承，利用密封圈上开设的润滑油孔，使润滑油能够进入所述轴承的内圈挡边和滚子接触处，可以改善滚子和内圈挡边处的润滑性能，减小内圈挡边和滚子端部之间的摩擦，从而可以降低内圈挡边和滚子端部之间的温升可能性，保证轴承运转温度在可控范围内，延长轴承使用寿命。

可选方案中，所述密封圈包括注油密封环，与所述外圈固定连接，所述注油密封环包括注油部件，所述注油部件向靠近所述轴承的内圈挡边的方向延伸，所述润滑油孔开设于所述注油部件且贯通外界与所述轴承的轴承腔。因注油部件开设有贯通外界与所述轴承的轴承腔的润滑油孔，且注油部件向靠近轴承的内圈挡边的方向延伸，使得润滑油孔更靠近内圈挡边，更利于证润滑油注入到内圈挡边处，提高润滑效果。

可选地方案中，本发明实施例所提供的轴承，所述密封圈还包括：引导密封环，固定套设于所述内圈上，所述引导密封环包括整体呈环状结构的引导轴向部，所述引导轴向部的轴线与所述轴承的轴线重合，所述引导轴向部的外环面的轴向截面的直径沿靠近滚子的方向逐渐减小，所述注油部件位于所述引导轴向部所在的轴向截面上，润滑油能够沿所述引导轴向部的外环面进入所述轴承的内圈挡边和滚子接触处。因所述引导轴向部的外环面的轴向截面的直径在靠近滚子的方向上逐渐减小，形成坡面，当润滑油沿润滑油孔滴入到引导轴向部的外环面上后，润滑油可沿引导轴向部的坡面进入到内圈挡边和滚子接触处，且引导密封环的设置，能够避免在内圈上加工坡面或者将密封圈加工成复杂的形状，简化了制造方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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是一种圆锥滚子轴承的局部剖视图；

图2是本发明实施例所提供的一种圆锥滚子轴承的结构示意图；

图3是图2的轴向端面示意图；

图4是图3沿B-B方向的剖视图；

图5是图4中X区域的局部放大示意图；

图6是图3沿C-C方向的剖视图；

图7是图6中Y区域的局部放大示意图；

图8是本发明实施例所提供的一种轴承的局部结构示意图；

图9是是本发明实施例所提供的一种轴承外圈的结构示意图；

图10本发明实施例所提供的一种轴承的另一局部结构示意图；

图11是本发明实施例所提供的一种轴承的又一局部结构示意图。

其中：1-密封圈；2-轴承内圈；3-保持架；4-圆锥滚子；6-轴承外圈；10-注油密封环；101-注油密封轴向部；102-注油密封径向部；20-润滑油孔；30-注油部件；40-轴向开口；50-引导密封环；501-引导轴向部；502-引导径向部；60-弹簧卡环；70-凹陷部；71-凸起部；700-卡接槽；80-温度调节环；81-调节片；82-连接环；90-外圈；100-内圈；110-滚子。

具体实施方式

由背景技术可知，在对高温报警后的轴承进行拆卸后发现，大多数高温报警的轴承并没有在轴承滚动表面发现失效和损伤，但是由于高温报警的发生而无法继续使用。下面以圆锥滚子轴承为例，对轴承高温报警的原因进行分析。

请参考图1，图1是一种圆锥滚子轴承的局部示意图。

如图1所示，一种圆锥滚子轴承包括轴承内圈2，轴承外圈6，保持架3和圆锥滚子4。轴承在工作过程中，圆锥滚子4在离心力的作用下，与轴承内圈2的大挡边之间产生滑动摩擦，导致大挡边处温度升高，此处(虚框R区域)的摩擦热是整个轴承摩擦热的主要部分。因此，降低此处轴承的滑动摩擦热，成为降低圆锥滚子轴承运转温度，避免轴承产生高温报警的关键因素。

为了降低轴承运转温度，本发明实施例提供了一种轮对轴承，因所述密封圈上开设有润滑油孔，当轴承在工作过程中，通过将外界油管与润滑油孔相连通，油管内的润滑油可以通过润滑油孔进入轴承的内圈挡边和滚子接触处，改善了滚子和内圈挡边处的润滑性能，减少了内圈挡边和滚子端部之间的摩擦力，从而降低了内圈挡边和滚子端部之间的温升可能性，保证轴承运转温度在可控范围内，延长轴承使用寿命。

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。

需要说明的是，本说明书所涉及到的指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位，以特定的方位构造，因此不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，本发明实施例所提供的轴承，可以是圆锥滚子轴承，也可以是圆柱滚子轴承，下面均以圆锥滚子轴承为例，对本发明的技术方案进行清楚完整的说明。

请参考图2-图7，图2是本发明实施例所提供的一种圆锥滚子轴承的结构示意图；图3是图2的轴向端面示意图；图4是图3沿B-B方向的剖视图；图5是图4中X区域的局部放大示意图；图6是图3沿C-C方向的剖视图；图7是图6中Y区域的局部放大示意图；

如图所示，本发明实施例提供的轴承，包括：

密封圈，与所述轴承的外圈90固定连接，且与所述轴承的内圈100形成非接触密封，所述密封圈上开设有润滑油孔20，以便润滑油能够从外界沿所述润滑油孔20进入所述轴承的内圈挡边和滚子接触处。

密封圈整体呈环状结构，其轴线与外圈的轴线相重合。在一种实施例中，密封圈可以完全由金属材料制成，密封圈与内圈形成非接触密封；在另一实施例中，密封圈也可以包括弹性部件，其中，弹性部件与内圈相接触形成接触密封，弹性部件的材料可以是橡胶。

需要说明的是，所述轴承的内圈挡边和滚子接触处，指的是图5和图7中的虚框A区域，润滑油能够流到虚框A处，通过给虚框A处补充润滑油，以降低此处的摩擦热。能够实现润滑油沿所述润滑油孔20进入所述轴承的内圈挡边和滚子接触处的方式很多，比如，在一种实施例中，可以是通过将内圈100的挡边部的外表面加工成斜面，以利于润滑油流入内圈挡边和滚子接触处，在其他实施例中，也可以是在密封圈的密封腔内靠近内圈100的部分加工出锥形面，从而也有利于润滑油流入内圈挡边和滚子接触处。当然，还可以是将润滑油孔20开设在靠近内圈挡边和滚子接触处的位置，也能够保证润滑油能够进入内圈挡边和滚子接触处(图5中的虚框A)。所述润滑油能够从外界沿所述润滑油孔20进入所述轴承的内圈挡边和滚子接触处，指的是当润滑油孔开设于密封圈的与外圈非接触部位时，润滑油孔为连通外界和轴承腔的通孔；当润滑油孔开设于密封圈的与外圈相接触的部位时，外圈上具备能够使润滑油孔连通外界和轴承腔的条件，比如，轴承外圈的外环面上可以开设有外圈注油通孔，外圈注油通孔与润滑油孔相连通。

可以看出，本发明实施例所提供的轴承，利用密封圈上开设的润滑油孔，使润滑油能够进入所述轴承的内圈挡边和滚子接触处，可以改善滚子和内圈挡边处的润滑性能，减小内圈挡边和滚子端部之间的摩擦，从而可以降低内圈挡边和滚子端部之间的温升可能性，保证轴承运转温度在可控范围内，延长轴承使用寿命。

结合图2参考图5和图7和图8，在一种具体实施例中，所述密封圈包括注油密封环10，与所述外圈90固定连接，所述注油密封环10包括注油部件30，所述注油部件30向靠近所述轴承的内圈挡边的方向延伸，所述润滑油孔20开设于所述注油部件30上且贯通外界与所述轴承的轴承腔。

因注油部件30开设有贯通外界与所述轴承的轴承腔的润滑油孔20，且注油部件30向靠近轴承的内圈挡边的方向延伸，使得润滑油孔更靠近内圈挡边，更利于证润滑油注入到内圈挡边处，提高润滑效果。

进一步地，在一种具体实施例中，所述润滑油孔为径向通孔；

所述轴承的外圈上开设有外圈注油通道，所述外圈注油通道与所述径向通孔相连通。如此，通过将注油部件的位置调整至轴承的正上方区域，能够保证润滑油在重力作用下滴入润滑油孔，并进入所述轴承的内圈挡边和滚子接触处，也可降低注油过程中的能耗。当然，在其他实施例中，所述润滑油孔的延伸方向不做限定，只要能够连通外界和轴承腔即可。

如图8所示，在一种具体实施例中，注油密封环10可以包括注油密封轴向部101和注油密封径向部102和注油部件30，注油密封轴向部101和注油密封径向部102整体均为环状结构，注油密封轴向部101的轴向端面与注油密封径向部102的轴向端面固定连接，注油密封轴向部101的外环面与轴承外圈配合，注油密封径向部102的另一轴向端面与轴承的内圈100直接或者间接的形成非接触密封，主要防止外界灰尘泥土进入的作用。注油部件30可以设置于注油密封轴向部的另一轴向端面上，使得润滑油孔20(示于图5中)更靠近图7中的虚框A，更利于证润滑油注入到内圈挡边处。

结合图5参考图8和图9，为使密封圈更便于安装到轴承的外圈90上，在一种具体实施例中，所述注油通道还可以具有轴向开口40；

所述注油部件包括卡接凸台，所述卡接凸台向远离所述轴承的轴线方向延伸，所述卡接凸台卡接于所述轴向开口40。

待轴承圈安装到外圈90上后，密封部件与所述轴承的内环面过盈配合，注油部件的卡接凸台凸出于外圈注油通道。

当然，为了保证密封圈与外圈90的连接牢固性，结合图5和图7，在一种具体实施例中，所述轴承，还包括：

弹簧卡环60；

所述外圈90的外环面上开设有环形凹槽，所述弹簧卡环60设置于所述环形凹槽内，所述卡接凸台分别与所述弹簧卡环和所述轴向开口40(示于图9中)的侧壁相接触。

在径向方向上，密封圈通过外圈90固定，在轴向方向上，密封圈通过弹簧卡环60固定。如此，提高了密封圈与外圈90的固定连接的牢固性。

结合图8参考图5，为了提高润滑效果，在一种具体实施例中，所述注油部件30的数量可以是2个，2个注油部件对称设置且均开设有润滑油孔20，对应的，外圈上开设的外圈注油通道的数量也可以为2个。进一步地，2个注油部件30均可以具有卡接凸台，对应的，2个外圈注油通道均具有轴向开口40。当然，在其他实施例中，注油部件的数量不做限定，可以根据具体工况而定。

结合图10参考图5，在一种具体实施例中，所述密封圈还包括：引导密封环50，固定套设于内圈100上，所述引导密封环50包括整体呈环状结构的引导轴向部501，所述引导轴向部501的轴线与所述轴承的轴线重合，所述引导轴向部501的外环面的轴向截面的直径沿靠近滚子110的方向逐渐减小，所述注油部件30位于所述引导轴向部501所在的轴向截面上，润滑油能够沿所述引导轴向部501的外环面进入所述轴承的内圈挡边和滚子接触处。

需要说明的是，如图5所示，所述引导轴向部501的外环面的轴向截面的直径在靠近滚子的方向上逐渐减小，指的是引导轴向部501的轴向截面的直径在沿空心箭头所示的方向上逐渐减小。

因所述引导轴向部501的外环面的轴向截面的直径在靠近滚子的方向上逐渐减小，形成坡面，当润滑油沿润滑油孔滴入到引导轴向部501的外环面上后，润滑油可沿引导轴向部501的坡面进入到内圈挡边和滚子接触处，且引导密封环的设置，能够避免在内圈上加工坡面或者将密封圈加工成复杂的形状，简化了制造方法。

继续参考图5和图10，在一种具体实施例中，所述引导密封环50还可以包括整体呈环状结构的引导径向部502，所述引导径向部502与所述引导轴向部501的轴向外端面固定连接。

需要说明的是，所述引导轴向部501的轴向外端面，指的是图7中远离滚子的轴向端部。

通过增加引导径向部502，在轴承旋转过程中，引导径向部502能够止挡润滑油在离心作用下向外甩出，保证润滑油重新流向虚框A区域。而且，引导径向部502的设置，使得注油密封径向部102与引导径向部502形成迷宫密封，从而也可提高密封圈的密封性能。

容易理解的是，对于采用脂润滑的圆锥滚子轴承而言，脂润滑是无法散热的，对于环境温度过高的夏季(室外温度大于40℃)，更有必要降低轴承的运转温度，因此，为了进一步降低轴承在工作过程中的温升，如图11所示，在一种具体实施例中，所述轴承，还包括：

温度调节环80，包括连接环82和至少两个调节片81，各所述调节片81通过所述连接环82固定连接，各相邻调节片81之间形成卡接槽700；

结合图11参考图9，所述外圈90的外环面上具有凹陷部70，所述温度调节环80套设于所述外圈的凹陷部70上，所述凹陷部70的深度大于所述调节片的厚度，以使得所述温度调节环80的外环面低于所述外圈90的凸出于所述卡接槽的区域的外表面。

需要说明的是，所述凹陷部的深度大于所述调节片的厚度，以使得所述温度调节环的外环面低于所述外圈的凸出于所述卡接槽的区域的外表面，是为了利用外圈90承载，避免温度调节环80承载造成损伤。温度调节环80和外圈90在径向上的高度差可以通过润滑油脂填充去除空气，以提高导热效果。

具体地，在一种实施例中，凹陷部70沿外圈90的周向均匀分布，从而相邻的凹陷部70之间会形成有凸起部71，凸起部71凸出于温度调节环80的卡接槽700，且突出部与卡接槽700的形状相匹配，具体形状不做限定。为了便于外圈90的凹陷部70的加工，在一种具体实施例中，如图9所示，凸起部71的形状可以呈长方体，各相邻的调节片81之间形成所述卡接槽的700形状为U型。

为了便于电线的布置，在一种具体实施例中，所述连接环82设置于所述温度调节环80的轴向端部，即连接环82将各个调节片81的端部连接成环形。当然，在其他实施例中，所述连接环82也可以位于温度调节环80的其他位置，比如，连接环82将各个调节片81的中部连接，只要能够实现将各个调节片81连接成环形即可。

温度调节环80属于薄壁电子元件，轴承运转过程中，通过对温度调节环80通入直流电，利用帕尔贴效应，温度调节环80靠近外圈90的内环面制冷，而靠近轴箱的外环面制热，从而，温度调节环80可以迅速将轴承的热量传导入轴箱中。

在气温高的夏季(＞40℃)，对于容易出现轴承高温报警的线路，可以提前启动温度调节环80，将轴承的运转温度控制在合理范围内，防止轴承出现高温报警。

进一步地，在寒冷的冬季(＜-20℃)，车辆启动前，可以改变温度调节环80的电流方向，这样，温度调节环80靠近外圈90的内环面制热，而靠近轴箱的外环面制冷。这样，可以提前对轴承进行预热，轴承内的润滑脂可以提前析出基础油，防止轴承在低温启动由于摩擦不足而导致的轴承损伤。

为解决上述问题，本发明实施例还提供一种轴箱装置，包括轴承座和上述的轴承，所述轴承设置于所述轴承座内。

本发明实施例所提供的轴箱装置，因其轴承的密封圈上开设有润滑油孔，外界的油管可以与润滑油孔相连通，在工作过程中，油管内的润滑油可以通过润滑油孔进入轴承的内圈挡边和滚子接触处，从而可以改善滚子和内圈挡边处的润滑性能。可以看出，本发明实施例所提供的轴箱装置，利用密封圈上开设的润滑油孔，使润滑油能够进入所述轴承的内圈挡边和滚子接触处，可以改善滚子和内圈挡边处的润滑性能，减小内圈挡边和滚子端部之间的摩擦，从而可以降低内圈挡边和滚子端部之间的温升可能性，保证轴承运转温度在可控范围内，延长轴承使用寿命。

虽然本发明实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种轴承，其特征在于，包括：

密封圈，与所述轴承的外圈固定连接，所述密封圈上开设有润滑油孔，以便润滑油能够从外界沿所述润滑油孔进入所述轴承的内圈挡边和滚子接触处。

2.如权利要求1所述的轴承，其特征在于，所述密封圈包括注油密封环，与所述外圈固定连接，所述注油密封环包括注油部件，所述注油部件向靠近所述轴承的内圈挡边的方向延伸，所述润滑油孔开设于所述注油部件且贯通外界与所述轴承的轴承腔。

3.如权利要求2所述的轴承，其特征在于，所述润滑油孔为径向通孔；

所述轴承的外圈上开设有外圈注油通道，所述外圈注油通道与所述径向通孔相连通。

4.如权利要求3所述的轴承，其特征在于，所述密封圈还包括：引导密封环，固定套设于所述内圈上，所述引导密封环包括整体呈环状结构的引导轴向部，所述引导轴向部的轴线与所述轴承的轴线重合，所述引导轴向部的外环面的轴向截面的直径沿靠近滚子的方向逐渐减小，所述注油部件位于所述引导轴向部所在的轴向截面上，润滑油能够沿所述引导轴向部的外环面进入所述轴承的内圈挡边和滚子接触处。

5.如权利要求4所述的轴承，其特征在于，所述引导密封环还包括整体呈环状结构的引导径向部，所述引导径向部与所述引导轴向部的轴向外端面固定连接。

6.如权利要求3-5任一项所述的轴承，其特征在于，所述外圈注油通道具有轴向开口；

所述注油部件包括卡接凸台，所述卡接凸台向远离所述轴承的轴线方向延伸，所述卡接凸台卡接于所述轴向开口。

7.如权利要求6所述的轴承，其特征在于，还包括：

弹簧卡环；

所述外圈的外环面上开设有环形凹槽，所述弹簧卡环设置于所述环形凹槽内，所述卡接凸台分别与所述弹簧卡环和所述轴向开口的侧壁相接触。

8.如权利要求1-5任一项所述的轴承，其特征在于，还包括：

温度调节环，包括连接环和至少两个调节片，各所述调节片通过所述连接环固定连接，各相邻调节片之间形成卡接槽；

所述外圈的外环面上具有凹陷部，所述温度调节环套设于所述外圈的凹陷部上，所述凹陷部的深度大于所述调节片的厚度，以使得所述温度调节环的外环面低于所述外圈的凸出于所述卡接槽的区域的外表面。

9.如权利要求8所述的轴承，其特征在于，所述连接环设置于所述温度调节环的轴向端部。

10.一种轴箱装置，其特征在于，包括轴承座和如权利要求1-9任一项所述的轴承，所述轴承设置于所述轴承座内。