CN112360874A - 轴承及密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种轴承及密封装置，其中，密封装置包括密封部，整体呈环形结构；弹性部，与密封部固定连接，弹性部与密封部沿密封装置的轴向间隔排列且二者之间形成有储油腔，弹性部开设有开口位于其端面的径向外侧部或径向内侧部的通孔，当密封装置安装到轴承的轴承圈后，沿轴承的轴向方向上，弹性部与轴承的内腔的距离小于密封部与内腔的距离，通孔适于连通储油腔和轴承的内腔。在轴承运转过程中，利用弹性部在压力作用下产生变形，使得储存在储油腔内的润滑油脂通过通孔流出，不断为轴承提供润滑油脂，保证轴承持久运转，不但提高润滑效果，延长轴承使用寿命，而且结构简单，易于加工，成本较低。
Description
技术领域
本发明实施例涉及机械密封技术领域，尤其涉及一种轴承及密封装置。
背景技术
轴承是在机械传动过程中起固定和减小载荷摩擦系数的部件，它的主要功能是支撑机械旋转体，用以降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数。作为轴承寿命的重要影响因素，轴承的润滑方式、润滑剂的用量一直以来都是决定轴承性能的关键设计因子。
然而，轴承长时间运转后，存在润滑不佳的问题，导致轴承寿命受限。
因此，如何延长轴承使用寿命是本领域技术人员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延长轴承使用寿命。
为解决上述问题，本发明实施例提供一种密封装置，包括：
密封部，整体呈环形结构；
弹性部，与所述密封部固定连接，所述弹性部与所述密封部沿所述密封装置的轴向间隔排列且二者之间形成有储油腔，所述弹性部开设有开口位于其端面的径向外侧部或径向内侧部的通孔，当所述密封装置安装到轴承的轴承圈后，沿所述轴承的轴向方向上，所述弹性部与所述轴承的内腔的距离小于所述密封部与所述内腔的距离，所述通孔适于连通所述储油腔和所述轴承内腔。
可选地，所述通孔包括注油孔和出油孔，所述注油孔的开口设置于所述弹性部的端面的径向外侧部，所述出油孔的开口设置于所述弹性部的端面的径向内侧部。
可选地，所述通孔包括锥形孔，所述注油孔的位于弹性部外表面的孔径尺寸大于所述注油孔的位于弹性部内表面的孔径尺寸，所述出油孔的位于弹性部外表面的孔径尺寸小于所述出油孔的位于弹性部内表面的孔径尺寸。
可选地，在所述弹性部的横截面上，所述出油孔的孔径尺寸小于所述注油孔的孔径尺寸。
可选地，所述注油孔的数量等于所述出油孔的数量，所述注油孔和所述出油孔均沿所述弹性部的周向方向间隔排列。
可选地，所述通孔的数量为至少4个，各所述通孔沿所述密封装置的周向均匀排列。
可选地，所述弹性部的材料为橡胶材料。
为解决上述问题，本发明实施例还提供一种轴承，包括轴承内圈，轴承外圈以及前述的密封装置，所述密封装置分别设置于轴承外圈和所述轴承内圈之间，所述弹性部与所述轴承的内腔的距离小于所述密封部与所述内腔的距离。
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密封装置，包括：整体呈环形结构的密封部和弹性部，所述弹性部与所述密封部沿所述密封装置的轴向间隔排列且二者之间形成有储油腔，所述弹性部开设有开口位于其端面的径向外侧部或径向内侧部的通孔，将密封装置安装到轴承圈之前，可以通过通孔向储油腔内注入一定量的润滑油脂，当所述密封装置安装到轴承后，沿所述轴承的轴向方向上，所述弹性部与所述轴承的内腔的距离小于所述密封部与所述内腔的距离，所述通孔连通所述储油腔和所述轴承的内腔。即所述弹性部靠近所述轴承的内腔，所述密封部远离轴承的内腔作为轴承的轴向端部的一部分。当轴承开始运转，轴承内腔的压强升高，因弹性部靠近轴承内腔，弹性部在压力作用下产生挤压变形，即储油腔内部空间被压缩，储油腔内部的润滑油脂受挤压，被挤向弹性部的径向内侧部和径向外侧部，便会通过分布于径向内侧部或径向外侧部的通孔被挤出来，进入轴承内腔，在轴承高速运转时源源不断的为轴承提供润滑油脂供给，保证轴承长时间运转后仍具有稳定的润滑油膜，提高了润滑效果，使得温升、噪音等情况得到改善，轴承使用寿命提高。
可以看出，本发明实施例所提供的密封装置，在轴承运转过程中，利用弹性部在压力作用下产生变形，使得储存在储油腔内的润滑油脂通过通孔流出，不断为轴承提供润滑油脂，保证轴承持久运转，不但提高润滑效果，延长轴承使用寿命，而且结构简单，易于加工，成本较低。
可选方案中，所述通孔包括注油孔和出油孔，所述注油孔的开口设置于所述弹性部的端面的径向外侧部，所述出油孔的开口设置于所述弹性部的端面的径向内侧部。所述注油孔用于向储油腔内注入油脂，所述出油孔用于将储油腔内的润滑油脂输送给轴承内部。当轴承内圈转动时，随着挤出量逐渐增加，被挤出的补给润滑油脂便会进入内圈滚道与滚动体的摩擦位置，起到润滑作用。随着轴承持续运转且受离心力作用，补给润滑剂会逐渐从内圈滚道-滚动体结合处向外圈滚道-滚动体结合部运动，最后堆积在外圈挡肩与密封圈结合处。而此时，由于轴承内部压强的梯度分布，外侧较高的压强会推移着这些润滑剂从注油孔再次进入储油腔，并在腔体内逐渐向出油孔移动，如此往复，在轴承内部及密封装置之间形成一个润滑剂循环系统，即润滑油脂形成一个从储油腔—出油孔—内圈滚道—滚动体—外圈滚道—注油孔—储油腔的无限循环系统，通过在轴承内部有限的空间内创造出了润滑剂循环系统，使得更多的润滑剂参与到摩擦部位的润滑作用中，提高了润滑剂的利用率，且使轴承具有持续自润滑性能，提高轴承使用寿命及运转状态。而且，随着轴承运转，润滑油脂受到剪切，润滑油脂里的增稠剂被打碎，润滑油脂粘度下降流动性增强，进一步提供循环效果。进一步地，无需外部装置或内外圈的特殊加工以外接润滑剂循环系统，结构紧凑，节约成本。
可选方案中，所述通孔包括锥形孔，所述注油孔的位于弹性部外表面的孔径尺寸大于所述注油孔的位于弹性部内表面的孔径尺寸，所述出油孔的位于弹性部外表面的孔径尺寸小于所述出油孔的位于弹性部内表面的孔径尺寸。通过将注油孔设计成锥形孔，更便于将润滑油脂注入储油腔，通过将出油孔设计成锥形孔，有利于储油腔内的润滑油脂沿出油孔流出。
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是本发明实施例所提供的密封装置的结构示意图；
图2是本发明实施例所提供的密封装置的局部示意图；
图3是本发明实施例所提供的密封装置工作过程中所承受的压力示意图；
图4是本发明实施例所提供的密封装置的工作状态示意图；
图5是本发明实施例所提供的密封装置的纵切面的简化示意图；
图6是本发明实施例所提供的轴承的局部示意图；
图7是本发明实施例所提供的轴承的油脂循环路径示意图。
其中：10-密封部；100-储油腔；20-弹性部；30-通孔；31-注油孔；32-出油孔；40-轴承外圈；50-轴承内圈；60-滚动体。
具体实施方式
由背景技术可知，当前轴承的使用寿命不佳。
为了延长轴承使用寿命，本发明实施例提供了一种轴承及密封装置，在轴承运转过程中，利用弹性部在压力作用下产生变形，使得储存在储油腔内的润滑油脂通过通孔流出，不断为轴承提供润滑油脂，保证轴承持久运转，不但提高润滑效果，延长轴承使用寿命，而且结构简单，易于加工，成本较低。
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。
请参考图1和图2，图1是本发明实施例所提供的密封装置的结构示意图，图2是本发明实施例所提供的密封装置的局部示意图。
如图所示，本发明实施例所提供的密封装置，包括：
密封部10，整体呈环形结构；
弹性部20，与所述密封部10固定连接，所述弹性部20与所述密封部10沿所述密封装置的轴向间隔排列且二者之间形成有储油腔100，所述弹性部20开设有开口位于其端面的径向外侧部或径向内侧部的通孔30，当所述密封装置安装到轴承的轴承圈后，沿所述轴承的轴向方向上，所述弹性部20与所述轴承的内腔的距离小于所述密封部10与所述内腔的距离，所述通孔30适于连通所述储油腔100和所述轴承的内腔。
需要说明的是，图2中的A方向表示密封装置的轴向，R方向表示密封装置的径向。当将密封装置安装到轴承圈(轴承内圈和轴承外圈之间)后，密封装置的轴向即为轴承的轴向，密封装置的径向即为轴承的径向。沿所述轴承的轴向方向上，所述弹性部20与所述轴承的内腔的距离小于所述密封部10与所述内腔的距离，即所述弹性部20位于所述轴承的轴向内侧，所述密封部10位于所述轴承的轴向外侧，轴承的轴向内侧指的是靠近滚动体60(示于图4中)的一侧，轴承的轴向外侧指的是靠近外界的一侧，轴承的内腔指的是轴承内部，即轴承内圈和轴承外圈之间的滚动体与所在的区域。容易理解的是，通过尺寸计算和合理设计，弹性部20不会与滚动体60(如图4所示)或者保持架产生干涉。
弹性部20的端面参考图1显示的端面，弹性部20整体呈环形结构，沿弹性部20的中心线(图1中的环形点划线)，靠近外径的区域为端面的径向外端部，靠近内径的区域为端面的径向内侧部。
容易理解的是，弹性部20指的是受力后容易产生形变的弹性件。在一种具体实施例中，为节约成本，所述弹性部20的材料可以为橡胶材料。当然，在其他实施例中，弹性部还可以为塑料等其他能够易于变形的材料。
将密封装置安装到轴承之前，可以通过通孔30向储油腔100内注入一定量的润滑油脂，当所述密封装置安装到轴承后，沿所述轴承的轴向方向上，所述弹性部20与所述轴承的内腔的距离小于所述密封部10与所述内腔的距离，所述通孔30连通所述储油腔100和所述轴承的内腔。当轴承开始运转，内部压强升高，如图3所示，左侧三角形表示压强呈梯度分布，径向外侧压强越来越大。
因弹性部20靠近轴承内腔，弹性部20在压力作用下产生挤压变形，图4中的虚线表示变形后的弹性部20，即弹性部20变形后储油腔100内部空间被压缩，储油腔100内部的润滑油脂受挤压，被挤向弹性部20的径向内侧部和径向外侧部(如图4中实心箭头所示)，便会通过分布于径向内侧部或径向外侧部的通孔30被挤出来，进入轴承内腔，在轴承高速运转时源源不断的为轴承提供润滑油脂供给，保证轴承长时间运转后仍具有稳定的润滑油膜，提高了润滑效果，使得温升、噪音等情况得到改善，轴承使用寿命提高。
可以看出，本发明实施例所提供的密封装置，在轴承运转过程中，利用弹性部20在压力作用下产生变形，使得储存在储油腔100内的润滑油脂通过通孔30流出，不断为轴承提供润滑油脂，保证轴承持久运转，不但提高润滑效果，延长轴承使用寿命，而且结构简单，易于加工，成本较低。
在一种具体实施例中，结合图2参考图5-图7所示，所述通孔30包括可以注油孔31和出油孔32，所述注油孔31的开口设置于所述弹性部20的端面的径向外端部，所述出油孔32的开口设置于所述弹性部20的端面的径向内端部。
所述注油孔31用于向储油腔100内注入油脂，所述出油孔32用于将储油腔100内的润滑油脂输送给轴承内部。当轴承内圈50转动时，随着挤出量逐渐增加，被挤出的补给润滑油脂便会进入内圈滚道与滚动体60的摩擦位置，起到润滑作用。随着轴承持续运转且受离心力作用，补给润滑剂会逐渐从内圈滚道-滚动体60结合处向外圈滚道-滚动体60结合部运动，最后堆积在外圈挡肩与密封装置结合处。而此时，由于轴承内部压强的梯度分布，外侧较高的压强会推移着这些润滑剂从注油孔31再次进入储油腔100，并在腔体内逐渐向出油孔32移动，如此往复，在轴承内部及密封装置之间形成一个润滑剂循环系统，具体请参考图7，其中，为了更直观的观察循环过程，图中省去了一个滚动体，区域①表示储油腔，区域②表示出油孔，区域③表示内圈滚道，区域④表示滚动体，区域⑤表示外圈滚道，区域⑥表示注油孔。
因润滑油脂形成一个从储油腔—出油孔—内圈滚道—滚动体—外圈滚道—注油孔—储油腔的无限循环系统，通过在轴承内部有限的空间内创造出了润滑剂循环系统，使得更多的润滑剂参与到摩擦部位的润滑作用中，提高了润滑剂的利用率，且使轴承具有持续自润滑性能，提高轴承使用寿命及运转状态。而且，随着轴承运转，润滑油脂受到剪切，润滑油脂里的增稠剂被打碎，润滑油脂粘度下降流动性增强，进一步提供循环效果。进一步地，无需外部装置或内外圈的特殊加工以外接润滑剂循环系统，结构紧凑，节约成本。
在一种具体实施例中，如图5所示，所述通孔30可以包括锥形孔，所述注油孔31的位于弹性部20外表面的孔径尺寸大于所述注油孔31的位于弹性部20内表面的孔径尺寸，所述出油孔32的位于弹性部20外表面的孔径尺寸小于所述出油孔32的位于弹性部20内表面的孔径尺寸。通过将注油孔31设计成锥形孔，更便于将润滑油脂注入储油腔100，通过将出油孔32设计成锥形孔，有利于储油腔100内的润滑油脂沿出油孔32流出。
继续参考图5，在一种具体实施例中，为了尽可能将轴承内部的油脂压入储油腔100参与循环利用，在沿所述弹性部20的径向截面上，所述出油孔32的孔径尺寸小于所述注油孔31的孔径尺寸。
如图1和图2所示，在一种具体实施例中，所述注油孔31的数量等于所述出油孔32的数量，所述注油孔31和所述出油孔32沿所述弹性部20的周向方向间隔排列。沿周向间隔排列指的是注油孔31和出油孔32不在同一相位角上，以避免储油腔100内的油脂在沿出油孔32挤出的同时沿注油孔31进入储油腔100，通过将注油孔31和出油孔32沿周向间隔排列，储油腔100内部的润滑脂有更多的润滑脂参与循环，提高油脂润滑效率。当然，在其他实施例中，注油孔和出油孔也可以在同一相位角上。
容易理解的是，通过增加通孔30的数量，可以保证更多的润滑油脂从储油腔100中被挤到轴承内部参与润滑作用，从而提高润滑效果。因此，在一种具体实施例中，所述通孔30的数量为至少4个，各所述通孔30沿所述密封装置的周向均匀排列。当然，在其他实施例中，所述通孔的数量也可以是2个或3个。为便于加工，且保证密封装置的结构稳定性和美观性，各个通孔可以周向均匀排列，当然，在其他实施例中，所述通孔也可以是沿周向非均匀排列。
如图6-图7所示，为解决上述问题，本发明实施例还提供一种轴承，包括轴承内圈50，轴承外圈40以及前述的密封装置，所述密封装置设置于轴承外圈40和所述轴承内圈50之间，所述弹性部20与所述轴承的内腔的距离小于所述密封部10与所述内腔的距离。
随着轴承持续运转且受离心力作用，补给润滑剂会逐渐从内圈滚道-滚动体60结合处向外圈滚道-滚动体60结合部运动，最后堆积在外圈挡肩与密封圈结合处。而此时，由于轴承内部压强的梯度分布，外侧较高的压强会推移着这些润滑剂从注油孔31再次进入储油腔100，并在腔体内逐渐向出油孔32移动，如此往复，在轴承内部及密封槽润滑剂存储腔形成一个润滑剂循环系统，具体请参考图7，其中，为了更直观的观察循环过程，图中省去了一个滚动体，区域①表示储油腔，区域②表示出油孔，区域③表示内圈滚道，区域④表示滚动体，区域⑤表示外圈滚道，区域⑥表示注油孔。
在轴承运转过程中，利用弹性部在压力作用下产生变形，使得储存在储油腔内的润滑油脂通过通孔流出，不断为轴承提供润滑油脂，保证轴承持久运转，不但提高润滑效果，延长轴承使用寿命，而且结构简单，易于加工，成本较低。
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 (8)
1.一种密封装置，其特征在于，包括：
密封部，整体呈环形结构；
弹性部，与所述密封部固定连接，所述弹性部与所述密封部沿所述密封装置的轴向间隔排列且二者之间形成有储油腔，所述弹性部开设有开口位于其端面的径向外侧部或径向内侧部的通孔，当所述密封装置安装到轴承的轴承圈后，沿所述轴承的轴向方向上，所述弹性部与所述轴承的内腔的距离小于所述密封部与所述内腔的距离，所述通孔适于连通所述储油腔和所述轴承的内腔。
2.如权利要求1所述的密封装置，其特征在于，所述通孔包括注油孔和出油孔，所述注油孔的开口设置于所述弹性部的端面的径向外侧部，所述出油孔的开口设置于所述弹性部的端面的径向内侧部。
3.如权利要求2所述的密封装置，其特征在于，所述通孔包括锥形孔，所述注油孔的位于弹性部外表面的孔径尺寸大于所述注油孔的位于弹性部内表面的孔径尺寸，所述出油孔的位于弹性部外表面的孔径尺寸小于所述出油孔的位于弹性部内表面的孔径尺寸。
4.如权利要求2所述的密封装置，其特征在于，在所述弹性部的横截面上，所述出油孔的孔径尺寸小于所述注油孔的孔径尺寸。
5.如权利要求2所述的密封装置，其特征在于，所述注油孔的数量等于所述出油孔的数量，所述注油孔和所述出油孔均沿所述弹性部的周向方向间隔排列。
6.如权利要求1-5任一项所述的密封装置，其特征在于，所述通孔的数量为至少4个，各所述通孔沿所述密封装置的周向均匀排列。
7.如权利要求1-5任一项所述的密封装置，其特征在于，所述弹性部的材料为橡胶材料。
8.一种轴承，其特征在于，包括轴承内圈，轴承外圈以及如权利要求1-7任一项所述的密封装置，所述密封装置设置于轴承外圈和所述轴承内圈之间，所述弹性部与所述轴承的内腔的距离小于所述密封部与所述内腔的距离。
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| CN202011238020.4A CN112360874A (zh) | 2020-11-09 | 2020-11-09 | 轴承及密封装置 |
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|---|---|---|---|
| CN202011238020.4A CN112360874A (zh) | 2020-11-09 | 2020-11-09 | 轴承及密封装置 |
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Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|---|
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-
2020
- 2020-11-09 CN CN202011238020.4A patent/CN112360874A/zh active Pending
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN116123211A (zh) * | 2023-02-22 | 2023-05-16 | 南京林业大学 | 一种带有自适应密封和强化冷却结构的高速滚动轴承 |
| CN116123211B (zh) * | 2023-02-22 | 2023-08-01 | 南京林业大学 | 一种带有自适应密封和强化冷却结构的高速滚动轴承 |
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