CN111520399A - 新型深沟球轴承 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型深沟球轴承，属于轴承领域，包括有外圈、内圈、滚珠，外圈与内圈之间设于用于安装滚珠的滚道，外圈、内圈上分别设有环槽，环槽中安装有密封件，内圈的环槽为双台阶结构，密封件与内圈的环槽相配合的内唇包括第一、第二密封唇，第一、第二密封唇分别与双台阶结构中的不同阶面配合。本发明通过设计双台阶结构实现了轴承与密封件连接处的内侧、外侧两个方向上的双重密封，能够在较大程度上阻挡外界灰尘、杂质等进入轴承内部，保证轴承的正常工作和性能。

Description

新型深沟球轴承

技术领域

本发明涉及轴承领域，尤其涉及一种新型深沟球轴承。

背景技术

轴承的应用广泛，为确保其能够正常使用并延长其使用寿命，在轴承的两侧的内圈与外圈之间通常会设置密封件将其侧面盖合，避免外界异物进入影响或破坏其内部的结构。此外，设置密封件也能够使轴承内部用于润滑的润滑脂得以保留，减少轴承内部的摩擦。

目前使用最为普遍的深沟球轴承的接触式密封结构如专利申请号为200620044420.0的中国实用新型专利的附图3所示，其提供一种深沟球轴承用三唇式接触式，包括内圈、外圈、滚珠、保持架和密封圈，密封圈的下沿有三片伸展的唇口，在外侧的唇口和中间的唇口之间的内圈上有密封槽，中间的唇口与内圈的密封槽侧面相接触，内侧的唇口与内圈之间有间隙，外侧的唇口与内圈之间有间隙。密封槽中用于储存从内侧唇口与内圈之间的间隙中流出的油脂。

上述密封结构虽然具有较为可靠的密封性，但仅能满足一般场合使用需要，对于对密封的要求更为严格的许多特殊要求的场合，上述密封结构的密封性能不能满足。

基于此，提出本案申请。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种新型深沟球轴承，其具有更良好的密封性能，以满足对密封性能要求更高的特殊场合的使用需求。

为实现上述目的，本发明提供一种新型深沟球轴承，包括有外圈、内圈、滚珠，外圈与内圈之间设于用于安装滚珠的滚道，外圈、内圈上分别设有环槽，环槽中安装有密封件，内圈的环槽为双台阶结构，密封件与内圈的环槽相配合的内唇包括第一、第二密封唇，第一、第二密封唇的唇口分别与双台阶结构中的不同阶面配合。

本发明通过设计双台阶结构与密封唇配合密封，其密封性能的提升通过以下方面：一、双台阶结构中，增加了密封唇与环槽的内壁之间配合所形成的密封隔离带的数量，在密封唇与环槽之间形成了双重密封效果，从而提升密封效果。二、双台阶结构中，两个阶面之间存在阶差，故外界异物使两个密封隔离带分处于轴承不同的轴向平面上，以此避免因双重密封隔离带处于同个平面上易同时失去密封效果的情况出现，以此提高密封效果。三、上述结构中，双台阶与密封唇之间通过延长路径与阶差阻隔，形成了接近于迷宫的密封结构，使密封效果得以提升。

为进一步提高密封效果，本发明进一步设置如下：所述双台阶结构中，位于外侧的阶面与密封件的内唇的第一密封唇接触配合。相较于间隙配合，接触配合时密封唇与阶面之间的接触更为紧密，可以有效杜绝体积较大的物质进入，例如使大于0.5mm³的尘粒无法通过该密封隔离带。此外，也对于固定密封件本身起到一定的作用，避免密封件随意移动，而使第二密封唇与另一阶面之间的位置关系尽量保持稳定。

本发明进一步设置如下：所述双台阶结构中，位于内侧的阶面与密封件的内唇的第二密封唇相对并间隙配合。当轴承运转后，在该间隙区域中会形成润滑脂聚集区，进行二次密封。由于润滑脂聚集区是由于轴承运转所形成的，故只要密封件不脱离或者存在较大的位置偏移，只要轴承运转，该润滑脂聚集区便始终存在，并始终起到密封效果。

为确保密封效果，本发明进一步设置如下：所述位于内侧的阶面与密封件的第二密封唇之间的间隙为0.01～0.08mm或为内圈轴向长度的1～2％。

上述内侧、外侧，均以滚珠所在一侧为内侧进行描述，此处的内侧指轴承装配后的内部、外侧指轴承装配后的外界。

为防止保持的润滑脂聚集区的润滑脂的聚集，本发明进一步设置如下：所述双台阶结构由阶面一、弧形连接段一、阶侧壁、弧形连接段二、阶面二和弧形连接段三依次连接而成。所述第二密封唇的唇口包括有侧平面一和底平面一，其中侧平面一用于与阶面二间隙配合、底平面一与阶侧壁间隙配合。所述第二密封唇与第三密封唇之间采用弧形段一过渡连接；所述侧平面一的一端正对于阶面二、另一端正对于弧形连接段三。通过上述结构，所述侧平面一同弧形连接段三之间的间隔必然大于侧平面一同阶面二之间的间隔、底平面一同阶侧壁之间的间隔，同时结合该处的间隙以及润滑脂的粘性即张力，可以尽量避免润滑脂从该处间隙中逸出。

本发明进一步设置如下：以滚珠所在一侧为内侧时，第三密封唇位于最外侧，内圈的环槽外侧设有与其相邻的挡边与第三密封唇间隙配合：第三密封唇的唇口包括有底平面二，用于与挡边上的上表面平行间隙配合；侧平面二，与底平面的一侧垂直连接，侧平面二与底平面二相交所形成的拐角正对于挡边的上表面；倾斜平面一，与底平面的另一侧连接且连接处的拐角与环槽相对。首先通过第三密封唇的存在在第二密封唇的之外又设置一道物理屏障，再通过对底平面二的特殊位置从内侧(第二密封唇所在侧)防止环槽中的润滑脂通过第三密封唇逸出，同时从外侧形成“风墙”起到一定的防止异物进入的作用。

本发明进一步设置如下：所述第三密封唇的唇口还包括有倾斜平面二，倾斜平面二与主体之间通过内凹的弧形段二连接，弧形段二与弧形段一的位置相对，从而降低该处厚度，提高内唇的柔性，使第一密封唇与阶面一之间保持柔性的接触以降低二者之间的摩擦力；此外，由于上述弧形段二所在位置处由于弧形段二的存在而内凹形成有一个碗状的凹槽，碗状的凹槽使得在轴承转动时，降低外界空气于内唇附件产生的相对转动对内唇所造成的影响，从而使内唇与环槽、挡边之间的配合更加稳定，也进一步确保所形成的润滑脂聚集区的稳定。

为减少摩擦的同时减少润滑脂聚集区中润滑脂的逃逸，本发明进一步设置如下：所述侧平面一同弧形连接段三之间的间隔不小于侧平面一同阶面二之间的间隔、底平面一同阶侧壁之间的间隔、侧平面一与底平面一的连接处同弧形连接段二之间的间隔、弧形段一与阶面一之间的间隔。

为提高密封效果，本发明进一步设置如下：所述第二密封唇具有与其相对的阶面平行的平面。或者第二密封唇的侧平面一与内圈径向平行。一方面，平面使得润滑脂聚集区更易于形成，另一方面，平面与平面之间更易于形成均匀的隔离带，以确保轴承各处的密封效果较为均匀。

本发明进一步设置如下：与第二密封唇相对的阶面平行于轴承的径向平面。由于异物易于从轴向进入到轴承内部，使阶面平行于轴承的径向设置时可以利用阶面与轴向的垂直关系直接阻截而防止其进入。此外，轴承运转时，进入的异物受到离心力的作用，故其难以从径向进入轴承内部。明进一步设置如下：

为使轴承得以适用于单向载荷偏大的特殊场合的使用，本发明进一步设置如下：轴承两侧的挡肩是非对称结构，其中一侧为大挡肩、另一侧为小挡肩。根据所受到的轴向力方向选择大挡肩和小挡肩的相对位置，小挡肩与所受的轴向力方向保持一致，例如，所受的轴向力是从左向右施加的，则小挡肩在安装时处于右侧，得以承受较大的单向轴向冲击载荷。在轴承的一侧受到较大的单向轴向冲击载荷时，轴承的的另一侧的密封件同样可能受到一定的单向轴向载荷的冲击。本发明中，密封性能一定程度上取决于内圈、外圈之间的稳定性，而通过上述非对称结构的挡肩结构，可以避免在受到较大的单向轴向载荷的情形下由于内圈偏移而造成密封性能下降的情况出现。

并且，本实施例中密封件的内唇在于内圈密封时通过第一密封唇、第二密封唇和第三密封唇所形成的三道主要物理屏障、结合双台阶结构中至少两个存在阶差的不同阶面以及其与第一密封唇、第二密封唇的配合构成辅助物理屏障，再结合第一密封唇与挡边结构之间的配合以及第三密封唇与阶面二之间所形成的润滑脂聚集区，在轴承运转时进一步提高轴承的密封性能，使其在受到单向轴向载荷的冲击时，仍能保留有一定的密封性能，以适应单向载荷偏大的特殊场合使用。

本发明的有益效果如下：

本发明通过双台阶结构，使密封件内唇的两个密封唇分别与双台阶的两个阶面分别配合，从而形成双重密封效果，使得密封件的密封效果得以提高。并进一步将轴承两侧的挡肩设计为非对称结构，根据所受到的轴向的大小与方向进行适应调整大、小挡肩的相对位置，具有可以承受较大的单向轴向冲击载荷的特点。

附图说明

图1为本发明具体实施例1整体结构示意图。

图2为图1A处放大结构示意图。

图3为本发明双台阶结构示意图。

图4为本发明内唇结构示意图。

图5为图3B处放大结构示意图。

图6为本发明具体实施例2使用状态1示意图。

图7为本发明具体实施例2使用状态2示意图。

图8为本发明密封件结构示意图。

附图标记：100—外圈，200—内圈，300—滚珠，400—密封件，500—保持架，600—润滑脂聚集区；

101—左外挡肩，102—右外挡肩，201—左内挡肩，202—右内挡肩，210—挡肩，212—阶面一，213—阶面二，214—阶侧壁，220—环槽，221—挡边，410—外唇，420—主体，430—内唇，431—第一密封唇，432—第二密封唇，433—第三密封唇，434—弧形段一，435—弧形段二；

212a—弧形连接段一，213a—弧形连接段二，214a—弧形连接段三，221a—上表面，431a—弧形过渡段一，432a—导流斜面，432b—侧平面一，432c—底平面一，433a—底平面二，433b—侧平面二，433c—倾斜平面一，433d—倾斜平面二，432a-1—对角一，432b-1—对角二。

具体实施方式

实施例1结合图1、图2所示，本实施例提供一种密封效果更好的深沟球轴承，包括外圈100、内圈200、滚珠300和保持架500，外圈100与内圈200设有用滚道，滚珠300嵌设于滚道中，同时保持架500亦装设在滚道内将滚珠300固定。外圈100、内圈200的左、右两侧分别设有用于密封的环形凹槽、环槽220，位于同侧的外圈100、内圈200的环槽220之间安装有密封件400，如图3中所示，密封件400包括主体420、外唇410、内唇430，密封件400的外唇410嵌入到外圈100的环形凹槽中进行密封。

如图2所示，内唇430包括第一密封唇431、第二密封唇432和第三密封唇433，其中第一密封唇431和第三密封唇433呈Y形分布并且第三密封唇433处于外侧(此处外侧为密封件400与内圈200、外圈100进行密封时，滚珠300所在为内，外界所在为外)，而第二密封唇432则位于内侧(此处外侧为密封件400与内圈200、外圈100进行密封时，滚珠300所在为内，外界所在为外)，第一密封唇431位于第二密封唇432和第三密封唇433之间。

参见图2所示，内圈200的环槽220设置为双台阶结构，双台阶结构由阶面一212、阶面二213和阶侧壁214组成，阶面二213最好与轴承的的径向平面平行，阶面一212可与轴承的径向平面平行设置、也可相对于轴承的径向平面略为偏斜，偏斜角最好不大于15°(若阶面二213也相对于轴承的径向平面略微倾斜，角度可参照阶面一212的角度)。阶侧壁214位于阶面一212与阶面二213之间且用于连接阶面一212和阶面二213。作为另一种实施方式，可以使阶侧壁214与阶面一212、阶面二213相垂直设置。其中，阶面一212位于外侧(此处外侧为密封件400与内圈200、外圈100进行密封时，滚珠300所在为内，外界所在为外)、阶面二213位于内侧。本实施例中，环槽220与挡肩210邻接，阶面一212、阶面二213、阶侧壁214也可视作挡肩210的外侧壁(此处以密封件400与内圈200、外圈100进行密封时，滚珠300所在为内，外界所在为外)。

密封件400的内唇430上，第一密封唇431的唇口与阶面一212接触配合，第二密封唇432的唇口与阶面二213间隔设置，该间隔距离L1要求最好为0.1～0.8mm或为内圈200轴向长度的1～2％。第一密封唇431与阶面一212的接触配合实现第一重密封，其可将大小大于0.5mm³的异物隔绝在外；第二密封唇432与阶面二213之间的间隙在轴承运转过程中可形成如图2中所示的润滑脂聚集区600，形成第二重密封。在上述双重密封的作用下，可以从外侧、内侧同时实现密封，从而有效提高密封效果。

作为另一种实施方式，为提高密封效果，可以使与阶面二213相对的第二密封唇432的侧面与阶面二213平行设置，令第二密封唇432与阶面二213之间的间隙均匀，从而能够形成均匀的润滑脂聚集区600用于密封。此外，也可对阶侧壁214的宽度L2进行调整，使阶面一212与阶面二213之间的距离适中，在不影响密封件400的正常结构的情况下使使第一重密封与第二重密封的位置相隔尽可能地远。

当然，为便于形成润滑脂聚集区600，阶面二213与第二密封唇432相对之处最好远离阶面一212并尽可能地与轴承的内部贴近。

实施例2如图3所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例对于密封件400和挡肩210上的双台阶结构进行进一步限定。

双台阶结构的进一步结构设置如下：双台阶结构由阶面一212、阶面二213和阶侧壁214组成，其中，阶面一212与阶侧壁214之间通过弧形连接段一212a连接，阶侧壁214与阶面二213之间则通过弧形连接段二213a过渡连接，而阶面二213与内圈200的挡肩210的轴向平面之间通过弧形连接段三214a过渡连接。

密封件中，第二密封唇432由底平面一431a、侧平面一432b和导流斜面432a依次连接而成，侧平面一432b和导流斜面432a的连接处形成对角一432a-1，底平面一431a与侧平面一432b的连接处形成对角二432b-1。

第一密封唇431与第二密封唇432之间通过弧形段一434连接，第一密封唇431与弧形段一434之间通过直接平滑过渡连接，弧形段一434则与第二密封唇432的底平面一431a过渡连接。弧形段一434与底平面一431a过渡连接处具有用于过渡的第一弧形弯，参照图4所示，本实施例中，弧形连接段一212a与第一弧形弯的位置相对应。

如图3中所示，本实施例中第一密封唇431的唇口上的侧平面一432b与阶面二213的上部分与弧形连接段二213a的下部分相对并间隔设置，且进一步的，对角一432a-1需正对于弧形连接段二213a与阶面二213所形成的连接段。对角二432b-1需正对于阶面二213上。

通过上述结构，本实施例使密封件与双台阶结构间隙配合并与之始终保持一定的间隔，如图4所示，侧平面一432b与阶面二213之间的间隔L1、对角一432a-1与弧形连接段三214a之间的间隔L3、弧形连接段一212a与第一弧形弯之间的间隔L4间隙几乎一致，当然，本实施例中间隔L1＞L2、L3。上述间隙控制使该间隔L1在径向上从外至内逐渐增加，进而得以形成如图4中两端外大、内小的倒梯形间隔，从而利用该倒梯形的间隔的形状特点有效地将离散的润滑脂聚集到该处。同时，间隔L1在径向上从外至内逐渐增加结合间隔L1限定于0.1～0.8mm的微小范围，由于润滑脂聚集后其表面所具有的张力，使得润滑脂难以向下(图3中所示方向为基准)继续“侵入”到弧形段一434与阶面二213的下部分、阶侧壁214、阶面一212、弧形连接段一212a所依次连接形成的弯折曲回(具有至少两道弯折的曲线)的类似于迷宫回路的间隙中，从而有效避免润滑脂油从润滑脂聚集区600的下方下流到环槽220中。也有效避免环槽220中的润滑脂轻易进入破坏润滑脂聚集区。

作为优选，密封件的进一步结构如下：第三密封唇433与密封件400的本体之间通过弧形段二435过渡连接，弧形段二435处形成了一个碗状的凹槽——且该弧形的凹槽与第一密封唇431与弧形段一434所形成的碗状的凹槽位置对应，降低该处厚度降低，进而便于从而使第一密封唇431与阶面一212配合时处于柔性的接触配合，而非刚性的过盈配合，避免内唇410与内圈200之间由于过度接触造成的剧烈摩擦。

作为另一种优选方式，结合图5所示，第三密封唇433的底平面二433a与挡边221的上表面平行。并且底平面二433a的一端正对于挡边221的上表面221a上，同时第三密封唇433上设有与底平面二433a的垂直并相邻的垂直平面433b。垂直平面433b也垂直于挡边221的上表面221a，鉴于二者之间采用间隙且该间隙间隔小于间隔L1的1/3，当密封件400相对于内圈200发生旋转时，在密封件400的左侧(以图5中所示方位为参照基准)会形成平行于垂直平面433b的“风墙”(如图7所示)将底平面二433a与上表面221a之间的间隙封死，从而避免转动过程中有异物通过该处开口进入到环槽220中。同时，由于弧形段二435所在位置上具有一个碗状的凹槽，在轴承的转动时，如图6所示，也会将从周边吸引气流。“风墙”与气流方向被改变会对异物的入侵造成一定的阻碍。进而起到一定的防止异物入侵的作用。

相较于传统的V形凹槽，碗状的凹槽对周边气流的吸引力更强、吸引的气流量更大，故其防止内唇受到轴承转动所产生的、在其附件相对旋转的气流的影响，保持润滑脂聚集区的稳定。

再者，底平面二433a另一端边缘则跨越挡边221的上表面的边缘而延伸至环槽220处。当轴承从静态起步转动时或者将轴承以竖直方式装配时，挡边221在位置上处于相对的上方，如图6所示，环槽220中由于静态状态下渗透进入环槽220内的润滑脂6将在重力作用下向下掉落，其中部分润滑脂6则会沿着环槽的槽壁向下移动，最终落于底平面二433a的左侧边沿上，由于润滑脂的粘稠性以及底平面二433a与上表面221a之间微小的间隙，润滑脂6将不会继续向图6中所示的右侧方向移动、而是沿着与底平面二433a的左侧相邻的倾斜平面一433c上移动。相应地，在其转动过程中，挡边221处于相对的上方的位置将会随着转动而处于下方，如图7所示，由于图6中底平面二433a的左侧边沿，即图7中的底平面二433a的右侧边沿处于环槽220之中，此刻润滑脂6同样的由于重力的作用，将汇聚于该点并下落到环槽220之中。因此，通过本段结构将有效防止环槽220中的润滑脂6从底平面二433a与上表面221a之间的间隙中逸出。环槽220中的润滑脂6可用于润滑第一密封唇431与阶面二212之间的接触，减少该处摩擦，也可以用于包裹通过从底平面二433a与上表面221a之间进入的异物(尤其是静态时)，避免异物随空气进入到轴承内部。

此外，在实施例1与实施2所提供的双台阶结构中，由于双台阶结构的阶面一213与阶面二212均采用径向设置，形成了异物在轴向入侵时进行阻挡的两道防线，也将有力于提供轴承的密封性能。

实施例3以图1所示进行方位描述，轴承受到一个从左向右侧施加的单向载荷，为承受该载荷，现将将轴承左、右两侧的挡肩210设置为非对称结构——位于同侧、相对设置的外圈100的左外挡肩101和内圈200的左内挡肩201这一对挡肩210均设置为小挡肩210，将外圈100的右外挡肩102、内圈200的右内挡肩202设置为大挡肩210。滚珠300设于滚道之中，其同时与两侧的小挡肩210、大挡肩210直接间隙配合。

上述小挡肩210意为该挡肩210的凸出高度低、大挡肩210的凸出高度高；或者依照附图中的标记进行理解：将左内挡肩201的外侧壁之间的直径记为d1、将右内挡肩202的外侧壁之间的直径记为d2，d1<d2；相应地，将左外挡肩101的外侧壁之间的直径记为D1、将右外挡肩102的外侧壁之间的直径记为D2，D1<D2，从而使左内挡肩201与左外挡肩101之间的间距较大、右内挡肩202与右外挡肩102之间的间距较小。在轴承受到从左至右的单向载荷时，位于右侧的大挡肩210可以作为受力部位而支撑滚珠300在承受单向载荷时的稳定，使其不轻易受力爬坡；同时，由于大挡肩210之间的距离较小，也限制了滚珠300爬肩的可能。

上述大挡肩210和小挡肩210的大、小或者安装时的所在位置可根据具体使用进行适应性调整，而不限于本实施例的描述。

综上所述，本发明通过设计双台阶结构实现了轴承与密封件400连接处的内侧、外侧两个方向上的双重密封，能够在较大程度上阻挡外界灰尘、杂质等进入轴承内部，保证轴承的正常工作和性能，同时，还通过非对称设计，提高了轴承承受单向荷载的能力，提高了轴承的性能。

Claims (10)

1.一种新型深沟球轴承，包括有外圈、内圈、滚珠，外圈与内圈之间设于用于安装滚珠的滚道，外圈、内圈上分别设有环槽，环槽中安装有密封件，其特征在于：内圈的环槽为双台阶结构，密封件与内圈的环槽相配合的内唇包括第一、第二密封唇，第一、第二密封唇的唇口分别与双台阶结构中的不同阶面配合。

2.如权利要求1所述的新型深沟球轴承，其特征在于：双台阶结构中，以滚珠所在一侧为内侧时，位于外侧的阶面与所述第一密封唇的唇口接触配合。

3.如权利要求1或2所述的新型深沟球轴承，其特征在于：双台阶结构中，以滚珠所在一侧为内侧时，位于内侧的阶面与所述第二密封唇的唇口相对并间隙配合。

4.如权利要求3所述的新型深沟球轴承，其特征在于：所述位于内侧的阶面与密封件的第二密封唇的唇口之间的间隙为0.01～0.08mm或为内圈轴向长度的1～2％。

5.如权利要求3所述的新型深沟球轴承，其特征在于：

所述双台阶结构由阶面一、弧形连接段一、阶侧壁、弧形连接段二、阶面二和弧形连接段三依次连接而成；

所述第二密封唇的唇口包括有侧平面一和底平面一，其中侧平面一用于与阶面二间隙配合、底平面一与阶侧壁间隙配合；

所述第二密封唇与第三密封唇之间采用弧形段一过渡连接；

所述侧平面一的一端正对于阶面二、另一端正对于弧形连接段三。

6.如权利要求5所述的新型深沟球轴承，其特征在于：所述密封件的内唇上还设有第三密封唇，以滚珠所在一侧为内侧时，第三密封唇位于最外侧，内圈的环槽外侧设有与其相邻的挡边与第三密封唇间隙配合：

第三密封唇的唇口包括有底平面二，用于与挡边上的上表面平行间隙配合；

侧平面二，与底平面的一侧垂直连接，侧平面二与底平面二相交所形成的拐角正对于挡边的上表面；

倾斜平面一，与底平面的另一侧连接且连接处的拐角与环槽相对。

7.如权利要求6所述的新型深沟球轴承，其特征在于：所述第三密封唇的唇口还包括有倾斜平面二，倾斜平面二与主体之间通过一内凹的弧形段二连接，弧形段二与弧形段一的位置相对。

8.如权利要求7所述的新型深沟球轴承，其特征在于：所述侧平面一同弧形连接段三之间的间隔不小于侧平面一同阶面二之间的间隔、底平面一同阶侧壁之间的间隔、侧平面一与底平面一的连接处同弧形连接段二之间的间隔、弧形段一与阶面一之间的间隔。

9.如权利要求4-8任一所述的新型深沟球轴承，其特征在于：所述第二密封唇的侧平面一与内圈径向平行，所述与第二密封唇相对的阶面或阶面二平行于轴承的径向。

10.如权利要求4-8任一所述的新型深沟球轴承，其特征在于：滚道的两侧均具有挡肩，挡肩是非对称结构，其中一侧为大挡肩、另一侧为小挡肩。

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