CN112543829A - 轴承装置和施工机器 - Google Patents

Abstract

[问题]提供一种轴承装置和配备有该轴承装置的施工机器，该轴承装置能够通过浮动密封确保密封性，并且能够长时间地分配额外的润滑剂供应。[解决方案]一种轴承装置(30)包括设置在轴(36)上并且调节轴环(37)相对于轴(36)的轴向位置的大直径部分(42)。该轴承装置(30)具有轴承(39)，该轴承将该轴(36)可旋转地保持在凸台部分(32)外侧的位置处，并且在一端具有与该轴环(37)的相对部分(45)相对的圆柱形轴承构件(38)。该轴承装置(30)包括浮动密封件(53)，其用于密封夹在该轴环(37)的相对部分(45)与该轴承构件(38)的一端之间的润滑剂。该轴承装置(30)包括安装构件(57)，其从该轴承构件(38)的另一端侧安装到该轴(36)的一端上并且被配置为用于调节该轴承(38)相对于该轴(36)的轴向位置。

Description

轴承装置和施工机器

技术领域

本发明涉及一种具有可旋转地保持轴体的轴承的轴承装置以及配备有该轴承装置的施工机器。

背景技术

施工机器的前工作机器具有多个轴部分，并且轴部分的润滑和保护需要周期性的油脂供应。然而，由于油脂供应操作需要时间，因此需要将油脂供应间隔延长到较长时间段并实现免维护，这无需油脂供应本身。

已知一种配置，其中使用浮动密封作为用于免维护的装置将油脂封装在润滑部件中。在此配置中，例如，一个凸台部分配合并固定到一个支架的凸台孔，而另一个凸台部分固定到轴体的一端并配合到另一个支架的凸台孔。该浮动密封件被安装到密封凹槽上，该密封凹槽被提供在这两个凸台部分与该套筒的相对面上，并且该另一个凸台部分被可拆卸地安装到该另一个支架上，在该状态下施加一个轴向初始压缩载荷以便致使该浮动密封件实现密封性(例如参见专利文献1)。

现有技术文献

[专利文献]

[专利文献1]日本未审查实用新型申请公开第1985-24928号

发明内容

[本发明要解决的问题]

在上述配置的情况下，如果支架之间的尺寸精度不好，则存在不能施加期望的轴向初始压缩载荷的可能性。例如，如果支架之间的尺寸比预期的更宽，则即使将凸台部分的安装螺钉拧紧到最大扭矩，也不能减小间隙，并且因此不能向浮动密封施加足够的压缩载荷，并且不能容易地获得密封性。

特别地，施工机器的前工作机器通常是焊接结构，并且由于焊接引起的热应变而不容易正确地完成精细尺寸。在这种情况下，需要制造安装表面，使得可以通过诸如切割的机器加工最终获得正确的尺寸，但是机器加工花费时间和成本。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种轴承装置以及配备有该轴承装置的施工机器，该轴承装置能够确保密封构件的密封性，并且能够长期地不需要附加供应润滑剂。

[解决问题的方法]

根据本发明的权利要求1提供了一种轴承装置，该轴承装置包括圆柱形部分；轴体，其插入到所述圆柱形部分；圆柱形保持构件，其具有安装在上述轴体上并插入到上述圆柱形部分的内部的主要部分和位于上述圆柱形部分的外侧的相对部分；调节部分，其设置在所述轴体上，并配置为调节所述保持构件相对于所述轴体的轴向位置；圆柱形轴承构件，其具有轴承，配置为将所述轴体可旋转地保持在所述圆柱形部分外侧的位置处，其一端定位在与所述保持构件的相对部分相对的位置处；密封构件，其用于密封夹在保持构件的相对部分和轴承构件的一端之间的润滑剂；以及安装构件，其从所述轴承构件的另一端侧安装到所述轴体的端部，被配置为调节所述轴承构件相对于所述轴体的轴向位置。

根据本发明的权利要求2，在根据本发明的权利要求1所述的轴承装置中，提供了一种轴承装置，该轴承装置进一步包括用于覆盖该轴承构件的另一端的盖；以及用于密封盖和轴承构件之间的间隙的端部密封构件。

根据本发明的权利要求3，在根据本发明的权利要求1或2所述的轴承装置中，提供了一种轴承装置，该轴承装置进一步包括用于密封所述轴体与所述保持构件之间的接触部的内部密封构件。

根据本发明的权利要求4提供了一种施工机器，该施工机器包括根据本发明的权利要求1至3中任一项所述的轴承装置。

[本发明的有益效果]

根据本发明的权利要求1，在插入到圆柱形部分的轴体上安装保持构件，利用调节部分调节保持构件相对于轴体的轴向位置，在具有将轴体可旋转地保持在圆柱形部分的外侧位置的轴承构件的一端和与该一端相对的保持构件的相对部分之间夹入密封构件，利用容易实现尺寸精度的调节部分的位置、保持构件的轴向长度、轴承构件的轴向长度和轴体整体的长度，固定能够对密封构件施加轴向载荷的位置关系，以从轴承构件的另一端侧将安装构件安装在轴体的端部，以调节轴承构件相对于轴体的轴向位置，然后，利用安装构件将轴承构件按压在保持构件侧，由此能够施加并保持密封构件所需的轴向载荷。因此，能够确保密封构件的密封性，并且将轴承所位于的轴承构件的空间封闭，从而不需要长时间向轴承额外供应润滑剂。

根据本发明的权利要求2，轴承构件的另一端被盖覆盖，并且盖和轴承构件之间的间隙被端部密封构件密封，从而能够防止润滑剂从轴承构件的另一端泄漏，并且能够更可靠地密封填充在轴承所在的空间中的润滑剂。

根据本发明的权利要求3，通过利用内部密封构件密封轴体和保持构件之间的接触部，能够更可靠地密封填充在轴承所在的空间中的润滑剂。

根据本发明的权利要求4，通过提供根据权利要求1至3中任一项所述的轴承装置，能够以低成本提供易于维护的施工机器。

附图说明

图1是根据本发明的轴承装置的实施例的截面图。

图2是示出上述轴承装置的一端侧的透视图。

图3A是在对应于图1的线I的位置处的截面图。

图3B是在对应于图1的线II的位置处的截面图。

图4是示出上述轴承图的分解透视图。

图5是示出配备有上述轴承装置的施工机器的侧视图。

具体实施方式

在下文中，将基于图1至图5所示的一个实施例详细描述本发明。

图5示出了液压铲型施工机器10。施工机器10包括机器体11、驾驶室12和用作前工作机器的工作装置13。

机器体11包括下行进结构15和可旋转地设置在下行进结构15上的上回转结构16。机器体11配备有用于驱动下行进结构15的行进电机17。机器体11还配备有用于驱动上回转结构16的回转马达18。

驾驶室12和工作装置13分别安装在机器体11(上回转结构16)上。工作装置13包括作为第一连接体的吊杆21，作为第二连接体的形成杆的臂22和作为第三连接体的铲斗23。另外，工作装置13包括用作第四连接体的成对吊杆圆柱体25、形成用作第五连接体的杆圆柱体的臂圆柱体26和用作第六连接体的铲斗圆柱体27。

吊杆21由上回转结构16可枢转地支撑，以便可在其近端沿竖直方向旋转。臂22可枢转地支撑在吊杆21的远端部处。铲斗23经由用作第七连接体的连杆28枢转地支撑在臂22的远端处。然后，吊杆21通过吊杆圆柱体25旋转，臂22通过臂圆柱体26旋转，铲斗23通过铲斗圆柱体27旋转。即，在本实施例的工作装置13的多个位置使用轴承装置30。在本实施例中，在吊杆21的近端与上回转结构16的连接部、吊杆21的远端与臂22的近端侧的连接部、吊杆圆柱体25的近端侧与上回转结构16的连接部、吊杆圆柱体25的远端侧与吊杆21的连接部、臂圆柱体26的近端与吊杆21的连接部、臂圆柱体26的远端与臂22的近端侧的连接部、臂22的远端与连杆28的连接部、臂22的远端与铲斗23的连接部、铲斗圆柱体27的近端与臂22的连接部、铲斗圆柱体27的远端与连杆28的连接部、连杆28与铲斗23的连接部等中，使用轴承装置30a至30k。在下文中，将以轴承装置30d为例描述本实施例的轴承装置30，但其也可用作另一施工机器(例如轮式装载机)的轴承装置。

轴承装置30旨在用于施工机器10中，并且在本实施例中，旨在与施工机器1O的工作装置13一起使用。如图1和4所示，轴承装置30包括为一对圆柱形部分的凸台部分32、32。每个凸台部分32形成为圆柱形，并且彼此分开地位于施工机器1O的左右两侧，即车辆宽度方向上(图5)。凸台部分32、32例如通过焊接一体地安装在分别用作安装部分的支架33、33上。在轴承装置30d的情况下，支架33、33用作形成在吊杆21上的吊杆板。用作加强板的复板34、34可以安装到支架33、33。凸台部分32、32可以通过用作连接构件的圆柱形套筒35连接。

轴承装置30包括作为轴体的轴36，轴36由用作保持构件的圆柱形轴环37、37保持，并且由设置在圆柱形轴承构件38、38上的轴承39、39可旋转地保持。

轴36沿左右方向横跨凸台部分32、32布置。本实施例的轴36形成为圆柱形。本实施例的轴36被配置为使得用作构成中心部的调节部分的大直径部分42一体地形成在每个用作构成两个端部的保持部的小直径部分41、41之间。换言之，轴36被设置为使得中心部的直径相对较大，并且两端的直径相对较小。轴36形成为长于凸台部分32、32之间的距离，并且形成两端的小直径部分41、41布置为从凸台部分32、32在两侧上向外突出。

大直径部分42是在轴36中沿径向以阶梯状突出的突出部。这意味着，大直径部分42在两端包括用作在径向上从小直径部分41、41延伸的调节表面的延伸表面42a、42a。该大直径部分42具有比这些凸台部分32、32之间的距离更短的纵向尺寸并且位于这些凸台部分32、32之间。在本实施例中，大直径部分42位于套筒35的内侧。

这些轴环37、37被同轴地安装到轴36的小直径部分41、41上。每个轴环37一体地具有插入并配合到每个凸台部分32中的主要部分44和位于每个凸台部分32外侧的相对部分45。主要部分44形成为圆柱形，并从凸台部分32向内延伸，即，沿轴36的轴向朝向中心部侧延伸。此外，主要部分44的一端抵靠在轴36的大直径部分42的延伸表面42a、42a上。因此，调节每个轴环37相对于轴36的轴向位置。另外，相对部分45形成在主要部分44的大直径部分42的相对侧上的另一端处。该相对部分45被形成为相对于主要部分44以凸缘状方式突出并且抵靠在凸台部分32的外表面上。

在每个轴环37和轴36中的至少一个上形成有用于防止一个相对于另一个空转的空转防止部分47(图3A)。在本实施例中，空转防止部分47例如在轴环37的主要部分44的内周侧且在轴36的小直径部分41的大直径部分42侧的端部的位置形成为钥匙状。此外，通过用作内部密封构件的O形环48实现每个轴环37与轴36之间的密封。在本实施例中，各O形环48通过沿周向形成在轴36的小直径部分41的外周表面上的安装凹部49保持，并与各轴环37的主要部分44的内周面压力接触。

在每一个轴环37和每一个凸台部分32的至少任一个上形成有用于防止一个相对于另一个空转的空转防止部分50(图3B)。在本实施例中，空转防止部分50例如在轴环37的主要部分44的外周侧和凸台部分32的位置形成为钥匙状。

各轴承构件38位于各凸台部分32的外侧。在轴承装置30d的情况下，各轴承构件38一体地形成在各吊杆圆柱体25的圆柱体杆的远端。每个轴承构件38在作为其一端的内侧端部处与每个轴环37的每个相对部分45相对。

各轴承39插入各轴承构件38，并与各轴承构件38同轴地布置。各轴承39与各轴承构件38配合并一体地固定。每轴承39由用作润滑剂的油润滑。

用作密封构件的浮动密封件53夹在每个轴承构件38和每个轴环37之间，并且轴承构件38和轴环37之间的间隙由浮动密封件53封闭。浮动密封件53用于防止容纳在轴承39中的油泄漏。该浮动密封件53包括成对的金属密封环53a和O形环53b，这些金属密封环例如是金属保持环，这些O形环例如是树脂环，被保持在这些金属密封环53a的外周侧上，并且被设计成是在圆周方向上可旋转的，其结果是这些金属密封环53a、53a彼此滑动接触。浮动密封件53以这样的方式保持，即其一端侧(内侧)保持在形成于作为每个轴环37的每个轴承构件38侧的端部的相对部分45中的安装凹槽54中，而其另一端(外侧)由在与每个轴承构件38的每个轴环37的相对部分45相对的端部处围绕轴承39形成的保持凹槽55保持。

每个轴承构件38通过安装构件57从另一端侧即与每个轴环37相对侧推入轴36中并且被一体地固定。因此，各轴承构件38相对于轴36的轴向位置由安装构件57调节。每个安装构件57例如形成为圆形平板形状，并且在本实施例中通过用作固定装置的螺栓58固定到轴36的端部或小直径部分41的端部。换言之，例如，用于插入螺栓58的多个通孔60形成在每个安装构件57中，并且插入到这些通孔60中的螺栓58拧入例如形成在轴36的端部中的多个安装孔61中，由此将每个安装构件57牢固地固定到轴36上。

在本实施例中，在作为各轴承构件38的另一端的外端形成有用于将各安装构件57布置于其中的凹部63。凹部63沿各轴承构件38的轴向凹入，并与各轴承构件38同轴地形成。轴承39的端部暴露为面向凹部63。这意味着凹部63构成轴承39所在的空间的一部分。每个凹部63的底部形成用于在其上重叠每个安装构件57的座部63a。座部63a形成为与轴承39的端部齐平或基本齐平。此外，每个凹部63通过将螺栓58的头部的高度增加到等于或大于安装构件57的厚度的深度而形成。每个凹部63由安装在轴承构件38上的盖65覆盖。

图1和图2中所示的每个盖65用于覆盖作为轴承构件38的另一端的外端。每个盖65例如形成为具有与每个轴承构件38的外端相同或基本相同的直径的盘状形状。在盖65中，与凹部63配合的配合部分66以突出状态布置。配合部分66形成为环状，沿着凹部63的内周面插入并配合于凹部63。每个盖65和每个轴承构件38之间的间隙由用作端部密封构件的每个O形环67密封。在本实施例中，各O形环67保持在形成于各盖65的配合部分66的外周侧的凹槽68中，并与轴承构件38的凹部63的内周面压力接触。

然后，通过作为盖固定装置的螺栓70将每个盖65固定到轴承构件38的端部。换言之，例如，在每个盖65中形成用于经由垫圈71插入螺栓70的多个通孔72，并且插入到这些通孔72中的螺栓70拧入例如形成在作为轴承构件38的另一端的外端中的多个安装孔73中，由此，各盖65固定于各轴承构件38。

盖65在轴承装置30的一端侧和另一端侧基本上横向对称，因此在图2中仅示出了一端侧，而省略了另一端侧。

接下来，将描述所示实施例的操作。

在装配轴承装置30时，预先形成具有小直径部分41、41和大直径部分42的轴36，并且将轴36插入凸台部分32、32和套筒35中。在该状态下，轴36处于两端的小直径部分41、41分别从凸部32、32向外侧突出的状态。

然后，将O形环48、48安装在轴36的安装凹部49、49上，并且将轴环37安装到轴36的两端。每个轴环37通过将其主要部分44从轴36的端部插入小直径部分41中来配合到凸台部分32、32。此时，通过使空转防止部分47、50彼此对齐，各轴环37相对于轴36和各凸台部分32一体地固定在旋转停止状态，并且通过使主体44的各端抵接在轴36的大直径部分42的延伸表面42a上，来调节其相对于轴36的轴向位置。这意味着，通过轴36的大直径部分42的尺寸和每个轴环37的轴向长度来设定每个轴环37相对于轴36的轴向位置。每个轴环37的相对部分45暴露于每个凸台部分32的外侧。浮动密封件53在轴环37的外端处安装在安装凹槽54上。

此外，轴承构件38安装在从轴环37向外突出的轴36的每个小直径部分41上。每个轴承构件38在与每个轴环37的相对部分45相对的端部处将浮动密封件53保持在保持凹槽55中，并且通过轴承39可旋转地保持轴36的小直径部分41。用作润滑剂的油预先供应到轴承39。然后，从各轴承构件38的外侧将各安装构件57插入各轴承构件38的凹部63，重叠在座部63a上，利用螺栓58固定于轴36。这将确保通过拧紧螺栓58以将每个安装构件57与轴36紧固在一起而设定每个轴承构件38相对于轴36的轴向位置。因此，对夹在各轴承构件38与各轴环37之间的浮动密封53施加规定的轴向载荷(轴向初始压缩载荷)。该预定轴向载荷是指根据浮动密封件53预设的载荷，并且是通过使浮动密封件53的一对金属密封环53a在轴向上压力接触而允许浮动密封件53实现预定密封性能的载荷。

此后，通过螺栓70将每个盖65固定到每个轴承构件38的外端，同时将安装有O形环67的每个配合部分66内部插入凹部63中。

结果，轴承装置30被构造为使得轴环37、37一体地固定到轴36，并且凸台部分32、32通过轴环37、37一体地固定到轴36，从而与轴环37、37一体地固定。为此，轴承构件38、38通过轴承39、39可旋转地保持轴36，并且安装到这些轴承构件38、38上的盖65、65变得相对于轴36、轴环37、37和凸台部分32、32可旋转。在该旋转过程中，因为一个金属密封环53a和一个O形环53b由轴环37、37保持，并且另一个金属密封环53a和O形环53b由轴承构件38、38保持，所以浮动密封件53允许另一个金属密封环53a和O形环53b相对于一个金属密封环53a和O形环53b相对旋转，同时通过轴向载荷彼此压力接触的金属密封环53a、53a彼此可滑动地接触，并且保持轴承39、39所处的空间的密封性。

如上所述，根据本实施例，轴环37安装到插入凸台部分32中的轴36，轴环37相对于轴36的轴向位置由大直径部分42限制，浮动密封件53被夹在轴承构件38的一端和轴环37的与其相对的相对部分45之间，该轴承构件具有在凸台部分32的外部位置处可旋转地保持轴36的轴承39，并且通过从轴承构件38的另一端侧将安装部件57安装到轴36的端部来限制轴承构件38相对于轴36的轴向位置。因此，基于轴36的大直径部分42的位置和尺寸，轴环37的轴向长度、轴承构件38的轴向长度以及整个轴36的长度，固定轴向载荷施加到浮动密封件53的位置关系。这些部件比较容易施加机加工，容易获得尺寸精度，容易获得精确的尺寸，并且可以通过安装构件57将轴承构件38压靠在轴环37侧上而将必要的轴向载荷施加到浮动密封件53上，并且可以维持载荷。为此，通过防止浮动密封件53的开口夹在轴环37与轴承构件38之间，能够确保浮动密封件53的密封性，并且通过浮动密封件53密封轴承构件38的轴承39所在的空间，能够实现免维护操作，该免维护操作长时间地将用作润滑剂的油的额外供应分配给轴承39。

特别地，施工机器10的工作装置13通常是焊接结构，并且可能导致焊接变形，并且还具有大的尺寸，并且因此，需要大规模的机加工过程以便在与支架33、33一体地形成的凸台部分32、32之间获得正确的间隔。然而，如上所述，通过以良好的尺寸精度利用轴36、轴环37和轴承构件38，能够固定用于将浮动密封件53夹在轴向上的尺寸，而不会使将浮动密封件53夹在中间的尺寸依赖于可能引起变化的凸台部分32、32之间的尺寸。因此，即使凸台部分32、32之间的尺寸不需要过多的精度并且加工操作简单，也能够对浮动密封件53施加预定的轴向载荷，从而不会损害浮动密封件53的密封性能。

另外，通过用盖65覆盖轴承构件38的与轴环37相对侧的端部，并且用O形环67密封盖65与轴承构件38之间的间隙可以防止润滑剂泄漏出轴承构件38的轴环37的相对侧上的端部，并且可以更可靠地密封填充在轴承39所在的空间中的润滑剂。为此，在轴承构件38中，用作润滑剂的油可以密封地填充在用于将安装构件57容纳在其中的凹部63内，并且因此可以获得更好的润滑性。此外，由于轴承装置30的侧部由盖65覆盖，所以设计性能优异，并且可以抑制土壤或沙子侵入轴36侧以及石头与安装构件57的碰撞。

此外，通过用O形环48密封轴36与每个轴环37之间的接触部，能够更可靠地密封用作填充在轴承39所在的空间中的润滑剂的油。

通过提供上述轴承装置30，可以以低成本提供易于维护的施工机器1O。

在上述实施例中，凸台部分32形成在轴承装置30的每一侧。然而，这些凸台部分32可以被配置为使得一个凸台部分在其两侧上是连续的。

通过上述的轴环37和轴承构件38的浮动密封件53的夹持结构可仅形成在轴36的一个端侧上。

如果可以调节轴环37的轴向位置，则轴36的大直径部分42可以取决于每个轴环37单独地形成，而不限于在轴36的轴向上一体连续的一个。

盖65不是必要的部件，例如可以设置端部密封构件以密封安装构件57和轴承构件38之间的间隙。

工业实用性

本发明对于制造或销售例如用于施工机器的工作装置的各种类型的轴承装置或配备有该轴承装置的施工机器的企业家具有工业实用性。

Claims (4)

1.一种轴承装置，包含：

圆柱形部分；

轴体，其插入到所述圆柱形部分；

圆柱形保持构件，其具有安装在所述轴体上并插入到所述圆柱形部分的内部的主要部分和位于所述圆柱形部分的外侧的相对部分；

调节部分，其设置在所述轴体上，并配置为调节所述保持构件相对于所述轴体的轴向位置；

圆柱形轴承构件，其具有轴承，配置为将所述轴体可旋转地保持在所述圆柱形部分外侧的位置处，其在一端处被定位在与所述保持构件的所述相对部分相对的位置处；

密封构件，其用于密封夹在保持构件的相对部分和轴承构件的一端之间的润滑剂；以及

安装构件，其从所述轴承构件的另一端侧安装到所述轴体的端部，被配置为调节所述轴承构件相对于所述轴体的轴向位置。

2.根据权利要求1所述的轴承装置，进一步包含：

盖，其覆盖所述轴承构件的另一端；和

端部密封构件，其用于密封所述盖和所述轴承构件之间的间隙。

3.根据权利要求1或2所述的轴承装置，进一步包含：

内部密封构件，其用于密封所述轴体与所述保持构件之间的接触部。

4.一种施工机器，其配备有根据权利要求1至3中任一项所述的轴承装置。

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