CN116517953B - 一种能够恒温控制的离心机滚动轴承装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于轴承设备技术领域，具体的说是一种能够恒温控制的离心机滚动轴承装置，包括内圈、外圈和滚动体，所述内圈、外圈均为圆环形结构体，所述外圈套设于内圈外侧，且内圈与外圈同轴设计，所述内圈外壁与外圈内壁之间形成滚动槽，所述滚动体安装于滚动槽内；还包括双循环组件，所述双循环组件安装在内圈与外圈上，所述双循环组件用于控制润滑油的流动路径；交互组件，所述交互组件安装在外圈上，所述交互组件用于增强冷却腔与滚动槽内润滑油的热交换效率，本发明通过设置双循环组件以及交互组件，通过将润滑油分流，形成润滑油的两条循环路线，降低轴承的流动粘滞摩擦损耗，维持轴承的恒温环境，降低轴承温度的变化，延长轴承的使用寿命。

Description

一种能够恒温控制的离心机滚动轴承装置

技术领域

本发明属于轴承设备技术领域，具体的说是一种能够恒温控制的离心机滚动轴承装置。

背景技术

滚动轴承是离心机中重要的部件之一，用于承载和减小机器的摩擦和磨损，使其运转更加平稳和高效。在轴承的长期使用过程中，对于轴承温度的管控，是影响轴承使用寿命的重要参数之一。

轴承在使用时，其内圈与外圈、保持架、滚动体等产生相互运动，部件之间的相互摩擦，致使摩擦热产生，进而导致轴承温度升高，且随着轴承旋转速度的增大，热量积累速度大幅度提升，因此如何降低轴承运转时的摩擦，以及如何将摩擦产生的热量快速外泄，是实现轴承恒温控制的突破方向之一，而润滑油的投入使用，既能有效的降低轴承运转时的摩擦，同时又能吸收摩擦产生的热量，抑制轴承温度的升高，对轴承温度的控制起到了显著的作用，相关技术中为了增强润滑油对轴承的润滑与冷却效果，多通过对润滑油进行循环，促使润滑油将轴承内热量携带至轴承外部散发，进而增强对轴承温度的把控效果，然而在实际应用过程中发现，由于润滑油填充在轴承的内部，当轴承内外圈之间产生相对运动时，大量的润滑油的存在，会导致滚动体在运转过程中，产生显著的流体粘滞摩擦损耗，且粘滞摩擦损耗与润滑油的含量存在直接联系。

相关技术中为了在维持润滑油对热量的转移效果的前提下，降低润滑油对滚动体的流体粘滞摩擦损耗，通过对润滑油进行分流，一部分含量较低的润滑油与内外圈、滚动体直接接触，起到润滑、导热的作用，另一部分润滑油，在外圈或外圈中开设的循环通道中流动，经热交换后，将热量转移至轴承外部，然而在实际应用过程中发现，一方面循环流动于内圈或外圈中的润滑油，与摩擦生热位置存在间隔，致使热交换效率较差，另一方面，直接与摩擦生热部位接触的润滑油含量过低，对热量的转移效率较低，因此对轴承的温度把控效果不够理想，鉴于此，本发明提出了一种能够恒温控制的离心机滚动轴承装置，用于解决上述技术问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决上述技术问题，本发明提出了一种能够恒温控制的离心机滚动轴承装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种能够恒温控制的离心机滚动轴承装置，包括内圈、外圈和滚动体，所述内圈、外圈均为圆环形结构体，所述外圈套设于内圈外侧，且内圈与外圈同轴设计，所述内圈外壁与外圈内壁之间形成滚动槽，所述滚动体安装于滚动槽内；

还包括双循环组件，所述双循环组件安装在内圈与外圈上，所述双循环组件用于控制润滑油的流动路径；

所述双循环组件包括冷却腔和喷射腔，所述外圈内部开设有冷却腔和喷射腔，所述冷却腔与喷射腔均为环形腔室；

进液孔和出液孔，所述冷却腔与喷射腔上均开设有进液孔，所述冷却腔远离进液孔一侧开设有出液孔，所述进液孔与出液孔均通过管道外接润滑油泵送设备；

油雾喷头，所述外圈内壁镶嵌有多个油雾喷头，所述油雾喷头将喷射腔与滚动槽导通连接；

交互组件，所述交互组件安装在外圈上，所述交互组件用于增强冷却腔与滚动槽内润滑油的热交换效率；

所述交互组件包括至少一个交互槽，所述交互槽开设于外圈内壁上，所述交互槽为不完全环形槽；

换热件，所述换热件固定安装在交互槽内，所述换热件将冷却腔与滚动槽隔绝，所述换热件延伸至冷却腔中，所述换热件与外圈内壁平滑过度；

所述换热件呈V型设计，且换热件朝向冷却腔一侧宽度小于换热件朝向滚动槽一侧宽度。

优选的，多个所述交互槽相互错位，且均匀分布在外圈内壁上。

优选的，所述交互组件还包括隔板，所述换热件中部固定安装有隔板，所述换热件远离滚动槽一侧，与隔板非接触设计；

交互流道，所述隔板与换热件之间缝隙构成交互流道，所述交互流道用于引导润滑油流动路径。

优选的，所述交互流道内固定安装有至少一个引流板，所述引流板与隔板垂直设计，所述引流板与隔板垂直的两侧壁均倾斜设计，所述引流板将交互流道进行分割。

优选的，所述隔板截面呈锥形设计，且隔板与滚动槽距离越近，其厚度越大。

优选的，所述交互组件还包括甩油板，所述甩油板固定安装在内圈两侧，所述甩油板延伸至滚动槽内，且甩油板与滚动体不接触；

回流孔，所述外圈内壁开设有多个回流孔，所述回流孔与滚动槽导通连接，所述回流孔通过管道外接润滑油泵送设备。

优选的，所述外圈两侧面均固定安装有密封盖，所述甩油板均位于两个密封盖间隔中。

优选的，所述甩油板与密封盖相互靠近一侧非接触式密封设计。

优选的，所述外圈上固定安装有至少一个注油管，所述注油管延伸至冷却腔内，且注油管与交互流道均导通设计，初始状态下注油管两端开口均封堵。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种能够恒温控制的离心机滚动轴承装置，通过设置双循环组件以及交互组件，通过将润滑油分流，形成润滑油的两条循环路线，一方面，流经滚动槽的循环路径中，润滑油流量小，进而降低轴承的流动粘滞摩擦损耗，流经冷却腔的循环路线中，润滑油流量较大，便于将热量向轴承外部转移，另一方面，交互组件的设置，促使两条循环路线上的润滑油之间的热交换效果增强，进一步增强热量被转移至外部的效果，进而维持轴承的恒温环境，降低轴承温度的变化，延长轴承的使用寿命。

2.本发明所述的一种能够恒温控制的离心机滚动轴承装置，通过将停机后的轴承上的注油管，与润滑油泵送装置通过管道连接，随后，将润滑油向注油管中注入，润滑油顺着注油管逐渐进入交互流道中，并沿着交互流道向滚动槽内流动，此时汇聚在交互流道内的杂质，被冲击至滚动槽内，并沿着回流孔向外部排放，进而增强对轴承中杂质的清除效果。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的部分结构拆分图；

图3是部分结构的俯视图；

图4是外圈的立体图；

图5是换热件与隔板、引流板的装配图；

图6是本发明的剖视图；

图7是图6中A处的局部放大图；

图8是注油管与换热件的装配图；

图中：1、内圈；11、外圈；12、滚动体；13、滚动槽；2、冷却腔；21、喷射腔；22、进液孔；23、出液孔；24、油雾喷头；25、交互槽；26、换热件；3、隔板；31、交互流道；32、引流板；4、甩油板；41、回流孔；42、密封盖；5、注油管。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例一

参照说明书附图1-8，本发明所述的一种能够恒温控制的离心机滚动轴承装置，包括内圈1、外圈11和滚动体12，所述内圈1、外圈11均为圆环形结构体，所述外圈11套设于内圈1外侧，且内圈1与外圈11同轴设计，所述内圈1外壁与外圈11内壁之间形成滚动槽13，所述滚动体12安装于滚动槽13内；

还包括双循环组件，所述双循环组件安装在内圈1与外圈11上，所述双循环组件用于控制润滑油的流动路径；

所述双循环组件包括冷却腔2和喷射腔21，所述外圈11内部开设有冷却腔2和喷射腔21，所述冷却腔2与喷射腔21均为环形腔室；

进液孔22和出液孔23，所述冷却腔2与喷射腔21上均开设有进液孔22，所述冷却腔2远离进液孔22一侧开设有出液孔23，所述进液孔22与出液孔23均通过管道外接润滑油泵送设备；

油雾喷头24，所述外圈11内壁镶嵌有多个油雾喷头24，所述油雾喷头24将喷射腔21与滚动槽13导通连接；

交互组件，所述交互组件安装在外圈11上，所述交互组件用于增强冷却腔2与滚动槽13内润滑油的热交换效率；

所述交互组件包括至少一个交互槽25，所述交互槽25开设于外圈11内壁上，所述交互槽25为不完全环形槽；

换热件26，所述换热件26固定安装在交互槽25内，所述换热件26将冷却腔2与滚动槽13隔绝，所述换热件26延伸至冷却腔2中，所述换热件26与外圈11内壁平滑过度；

所述换热件26呈V型设计，且换热件26朝向冷却腔2一侧宽度小于换热件26朝向滚动槽13一侧宽度。

多个所述交互槽25相互错位，且均匀分布在外圈11内壁上。

所述交互组件还包括隔板3，所述换热件26中部固定安装有隔板3，所述换热件26远离滚动槽13一侧，与隔板3非接触设计；

交互流道31，所述隔板3与换热件26之间缝隙构成交互流道31，所述交互流道31用于引导润滑油流动路径。

所述隔板3截面呈锥形设计，且隔板3与滚动槽13距离越近，其厚度越大；

在轴承的工作过程中，轴承中各部件之间产生相对运动，在摩擦力的作用下，产生热量，此时为了降低热量的持续积累，通过双循环组件以及交互组件，将部件摩擦产生的热量吸收、裹挟、转移至轴承的外部进行释放，进而起到维持轴承整体温度的作用，具体的，在轴承安装时，其外圈11以及内圈1分别与轴类零件、轴承座的进行固定连接，当轴承工作时，轴承的内圈1与外圈11产生相对旋转，此时内圈1与外圈11之间构成的滚动槽13内安装的滚动体12，在实现对内圈1与外圈11的连接的前提下，增强内圈1与外圈11相对旋转时的摩擦力，降低摩擦热的产生效率，同时在本发明中滚动槽13内还设置有保持架，用于与滚动体12相配合，同时在轴承工作时，通过双循环组件进一步降低部件间的摩擦力，由于外界的润滑油泵送设备通过管道与进液孔22、出液孔23进行导通连接，因此当润滑油泵送设备启动后，润滑油沿着管道，由进液孔22分流后，分别进入冷却腔2和喷射腔21中，进入冷却腔2中的润滑油在流动至出液孔23处时，通过出液孔23处安装的管道，再次回流至润滑油泵送设备中，且优选的，在本申请的其他实施例中，本发明出液孔23的管道中安装有压力阀，当冷却腔2中润滑油压力达到预设的压力数值时，压力阀开启，致使润滑油回流，进而延长润滑油在冷却腔2中停留的时间，增强对轴承中热量的吸收效果，而随着时间的推移，喷射腔21中的润滑油持续增多，致使喷射腔21内压力增大，在压力的作用下，润滑油通过油雾喷头24向滚动槽13内进行喷射，喷射至滚动槽13内的润滑油，粘附在滚动体12、外圈11内壁、内圈1外壁上，进一步降低外圈11、滚动体12、内圈1之间的摩擦力，同时还将摩擦产生的热量进行吸收，且当滚动体12以及内圈1转动时，位于滚动槽13内的润滑油受到离心力作用，促使润滑油向外圈11内壁上汇聚，经过外圈11内壁的热传导作用，进一步促使热量向冷却腔2中的润滑油中汇聚，在冷却腔2中润滑油循环流动的过程中，热量被转移至轴承外部，进而维持轴承的整体温度。

进一步的，当轴承内圈1与外圈11相对旋转速度较快时，热量产生效率增大，此时交互组件的设置，促使热量快速向冷却腔2中润滑油中汇聚，具体的，油雾喷头24喷射的润滑油，粘附在轴承零件表面，并逐渐汇聚成大液滴，随后，在离心力的作用下，汇聚在外圈11内壁上，在重力的作用下，润滑油大液滴具备沿着外圈11内壁向下流动的趋势，而均匀错位分布在轴承外圈11内壁上的交互槽25以及换热件26，位于润滑油向下流动的路径上，当润滑油沿着外圈11内壁逐渐流动至换热件26表面后，由于润滑油本身存在一定的粘性、吸附性，促使润滑油沿着换热件26表面流动，而换热件26呈V型的形状，以及向冷却腔2内延伸的设置，促使换热件26与冷却腔2内的润滑油接触面积较大，换热件26本身优选为高导热金属材料制成，且厚度小于轴承外圈11内壁的厚度，因此滚动槽13的润滑油沿着换热件26表面流动时，能够提高热量向冷却腔2内润滑油中传导的速率，随后经过换热处理后的润滑油，沿着换热件26表面，再次流入至滚动槽13内，便于再次吸收摩擦产生的热量，当润滑油由外圈11内壁向换热件26表面上转移时，若润滑油液滴过大，即润滑油液滴本身重力大于润滑油与换热件26表面的吸附力，此时润滑油液滴具备脱离换热件26的趋势，而隔板3的设置，能够对滴落的润滑油液滴进行承接，并通过隔板3两侧形状的设置，促使隔板3上的润滑油仍旧沿着交互流道31进行流动，进而增强交互组件对润滑油液滴的热传导效果。

需要知道的是，在本发明中，内圈1与外圈11中均安装有温度传感器，用于检测轴承整体温度，当轴承整体温度高出或低于设定的阈值后，可以通过增大润滑油泵送效率的手段，进一步增强对轴承的温度控制效果，而当轴承的温度维持在设定温度内后，可以通过降低润滑油泵送效率的方式，增强其节能减排的效果。

本发明通过设置双循环组件以及交互组件，通过将润滑油分流，形成润滑油的两条循环路线，一方面，流经滚动槽13的循环路径中，润滑油流量小，进而降低轴承的流动粘滞摩擦损耗，流经冷却腔2的循环路线中，润滑油流量较大，便于将热量向轴承外部转移，另一方面，交互组件的设置，促使两条循环路线上的润滑油之间的热交换效果增强，进一步增强热量被转移至外部的效果，进而维持轴承的恒温环境，降低轴承温度的变化，延长轴承的使用寿命。

实施例二

参照说明书附图5，在实施例一的基础上，本发明通过设置引流板32，用以增强轴承的适用性，具体的，所述交互流道31内固定安装有至少一个引流板32，所述引流板32与隔板3垂直设计，所述引流板32与隔板3垂直的两侧壁均倾斜设计，所述引流板32将交互流道31进行分割。

在上述实施例的基础上，本实施例中引入了引流板32，轴承使用时，流入交互流道31内的润滑油受到重力以及交互流道31的限制，当轴承轴向与竖直方向存在偏差，尤其是轴承轴向与竖直方向垂直时，此时润滑油在向下运动的过程中，具备沿着交互流道31环向流动的趋势，在润滑油流动的过程中，润滑油与引流板32接触，在引流板32两侧斜面的引导下，润滑油向交互流道31外流动，促使润滑油再次进入滚动槽13内参与润滑与冷却，进一步增强轴承的冷却效果。

实施例三

参照说明书附图5-8，在上述实施例二的基础上，本发明通过对交互组件进一步进行改进，以实现增强润滑油向换热件26中流动的效果，具体的，所述交互组件还包括甩油板4，所述甩油板4固定安装在内圈1两侧，所述甩油板4延伸至滚动槽13内，且甩油板4与滚动体12不接触；

回流孔41，所述外圈11内壁开设有多个回流孔41，所述回流孔41与滚动槽13导通连接，所述回流孔41通过管道外接润滑油泵送设备。

所述外圈11两侧面均固定安装有密封盖42，所述甩油板4均位于两个密封盖42间隔中。

所述甩油板4与密封盖42相互靠近一侧非接触式密封设计。

在本实施例中，通过设置甩油板4和回流孔41，当喷射腔21内的润滑油在液压作用下，通过油雾喷头24喷射在滚动槽13内后，在重力的作用下，润滑油具备向下运动的趋势，此时轴承内圈1转动，固定安装在轴承内圈1上的甩油板4同步转动，进而促使滴落在甩油板4上的润滑油同步旋转，此时当润滑油与甩油板4之间的吸附力，小于润滑油旋转时受到的离心力时，润滑油具备向轴承外圈11方向运动的趋势，最终促使润滑油在轴承外圈11底部汇聚，并通过回流孔41、管道，向润滑油泵送设备中流动，而密封盖42的设置，与甩油板4形成配合，两者之间采用间隙密封连接、迷宫式密封连接的其中一种，致使密封盖42与甩油板4之间产生相对运动时，既不会产生摩擦力，又能够对滚动槽13内的润滑油进行密封，降低润滑油泄露的几率，同时密封盖42与甩油板4配合，还能给降低外界灰尘进入滚动槽13的几率，降低灰尘、杂质对轴承寿命的影响。

需要知道的是，本发明中沿着轴承外圈11圆周方向上开设有多个回流孔41，当轴承安装完毕后，此时轴承外圈11处于固定状态，将最下方的回流孔41通过管道与润滑油泵送设备连接，其余的回流孔41采用橡胶塞等构件封堵，进而便于润滑油的回流。

实施例四

参照说明书附图5-8，在实施例三的基础上，本发明通过设置注油管5，用以增强换热件26的维护便捷性，具体的，所述外圈11上固定安装有至少一个注油管5，所述注油管5延伸至冷却腔2内，且注油管5与交互流道31均导通设计，初始状态下注油管5两端开口均封堵；

在轴承的持续使用过程中，滚动槽13内不可避免的会有杂质汇聚，在轴承内圈1与外圈11的相对旋转运动中，杂质不仅会增大外圈11、滚动体12、内圈1之间的摩擦，还会严重影响轴承的使用寿命，而由于交互槽25以及换热件26的设置，致使滚动槽13内的杂质，逐渐向换热件26与隔板3形成的交互流道31中汇聚，进而降低杂质对轴承运转的影响，而在轴承的日常保养时，将停机后的轴承上的注油管5，与润滑油泵送装置通过管道连接，随后，将润滑油向注油管5中注入，润滑油顺着注油管5逐渐进入交互流道31中，并沿着交互流道31向滚动槽13内流动，此时汇聚在交互流道31内的杂质，被冲击至滚动槽13内，并沿着回流孔41向外部排放，进而增强对轴承中杂质的清除效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种能够恒温控制的离心机滚动轴承装置，包括内圈（1）、外圈（11）和滚动体（12），所述内圈（1）、外圈（11）均为圆环形结构体，所述外圈（11）套设于内圈（1）外侧，且内圈（1）与外圈（11）同轴设计，所述内圈（1）外壁与外圈（11）内壁之间形成滚动槽（13），所述滚动体（12）安装于滚动槽（13）内；

其特征在于：还包括双循环组件，所述双循环组件安装在内圈（1）与外圈（11）上，所述双循环组件用于控制润滑油的流动路径；

所述双循环组件包括冷却腔（2）和喷射腔（21），所述外圈（11）内部开设有冷却腔（2）和喷射腔（21），所述冷却腔（2）与喷射腔（21）均为环形腔室；

进液孔（22）和出液孔（23），所述冷却腔（2）与喷射腔（21）上均开设有进液孔（22），所述冷却腔（2）远离进液孔（22）一侧开设有出液孔（23），所述进液孔（22）与出液孔（23）均通过管道外接润滑油泵送设备；

油雾喷头（24），所述外圈（11）内壁镶嵌有多个油雾喷头（24），所述油雾喷头（24）将喷射腔（21）与滚动槽（13）导通连接；

交互组件，所述交互组件安装在外圈（11）上，所述交互组件用于增强冷却腔（2）与滚动槽（13）内润滑油的热交换效率；

所述交互组件包括至少一个交互槽（25），所述交互槽（25）开设于外圈（11）内壁上，所述交互槽（25）为不完全环形槽；

换热件（26），所述换热件（26）固定安装在交互槽（25）内，所述换热件（26）将冷却腔（2）与滚动槽（13）隔绝，所述换热件（26）延伸至冷却腔（2）中，所述换热件（26）与外圈（11）内壁平滑过度；

所述换热件（26）呈V型设计，且换热件（26）朝向冷却腔（2）一侧宽度小于换热件（26）朝向滚动槽（13）一侧宽度；

所述交互组件还包括隔板（3），所述换热件（26）中部固定安装有隔板（3），所述换热件（26）远离滚动槽（13）一侧，与隔板（3）非接触设计；

交互流道（31），所述隔板（3）与换热件（26）之间缝隙构成交互流道（31），所述交互流道（31）用于引导润滑油流动路径。

2.根据权利要求1所述的一种能够恒温控制的离心机滚动轴承装置，其特征在于：多个所述交互槽（25）相互错位，且均匀分布在外圈（11）内壁上。

3.根据权利要求2所述的一种能够恒温控制的离心机滚动轴承装置，其特征在于：所述交互流道（31）内固定安装有至少一个引流板（32），所述引流板（32）与隔板（3）垂直设计，所述引流板（32）与隔板（3）垂直的两侧壁均倾斜设计，所述引流板（32）将交互流道（31）进行分割。

4.根据权利要求2或3所述的一种能够恒温控制的离心机滚动轴承装置，其特征在于：所述隔板（3）截面呈锥形设计，且隔板（3）与滚动槽（13）距离越近，其厚度越大。

5.根据权利要求4所述的一种能够恒温控制的离心机滚动轴承装置，其特征在于：所述交互组件还包括甩油板（4），所述甩油板（4）固定安装在内圈（1）两侧，所述甩油板（4）延伸至滚动槽（13）内，且甩油板（4）与滚动体（12）不接触；

回流孔（41），所述外圈（11）内壁开设有多个回流孔（41），所述回流孔（41）与滚动槽（13）导通连接，所述回流孔（41）通过管道外接润滑油泵送设备。

6.根据权利要求5所述的一种能够恒温控制的离心机滚动轴承装置，其特征在于：所述外圈（11）两侧面均固定安装有密封盖（42），所述甩油板（4）均位于两个密封盖（42）间隔中。