CN1319842C - 旋转机器 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供旋转机器，该旋转机器中，即使油封劣化、润滑油漏出，润滑油也不会漏到与制动器接触的旋转部，可以保持制动器的制动力。本发明的旋转机器设有轴(1)、旋转体(7)、制动器(23)、油供给孔(5)、油封(2)、支承体(9)、疏油处理部(11)。旋转体通过轴承(1a)支承在轴(1)上，以轴(1)为中心轴旋转。制动器把旋转体的轴方向一部的面作为接触面(8)，与接触面滑动，制动旋转体。油供给孔(5)把润滑油(4)供给到轴承(1a)。油封封住从轴方向往旋转体的面上泄漏的润滑油(4)。支承体(9)与旋转体的轴方向相向地固定配置着，与旋转体之间形成间隙(10)，该间隙作为从油封泄漏的润滑油(4)的流路。疏油处理部(11)形成在间隙(10)的途中，用于阻止从油封泄漏的润滑油的流动。
Description
技术领域
本发明涉及电梯用卷扬机等的、具有制动器的旋转机器。
背景技术
具有制动器的旋转机器，例如有电梯用卷扬机。在卷扬机的轴承上，要使用润滑油。如果该润滑油从制动器与制动器接触的旋转部分之间漏出，则制动器的制动力降低，所以，已往，是在轴承附近设置油封。但是，该油封经过长期使用后会劣化，润滑油仍会漏出。
为此，在电梯的齿轮箱上设置漏油检测器，用漏油检测器检测出从卷扬机轴部漏出的油，当漏油检测器动作时，通过电话线报告给维修公司，由维修公司进行维修。漏油检测器由检测液面位置的浮子开关构成，因漏油而储存着的润滑油量达到预定值时，该漏油检测器就动作(例如见专利文献1)
专利文献1：日本特开2002-302356号公报(第2页-第3页，图1)
如上所述，当油封劣化时，由漏油检测器检测出油的泄漏，并报告要求维修的方法中，虽然能检测出漏油，但是，在维修完毕之前电梯必须停止工作，在这期间不能使用电梯。
另外，当一次漏出大量的油时，虽然能检测出漏油，但是润滑油瞬间地流出来，当流出的润滑油附着在与制动器接触的旋转部上时，导致制动器的制动力降低。
发明内容
本发明是为解决上述问题而作出的，其目的是提供一种旋转机器，该旋转机器中，即使油封劣化，润滑油从油封漏出，润滑油也不会漏到与制动器接触的旋转部，可以保持制动器的制动力。
本发明的旋转机器，备有轴、旋转体、油封、接触面、制动器；所述旋转体通过轴承支承在所述轴上，以所述轴作为中心轴旋转；所述油封阻止轴承内的润滑油从所述轴方向漏到所述旋转体的面上；所述接触面形成在所述旋转体的面的一部分上；所述制动器与所述接触面滑动地对所述旋转体进行制动；其特征在于，设置与所述旋转体的面相向地固定配置着的支承体，形成当润滑油从所述油封漏出时作为所漏出润滑油的流路的间隙；在所述间隙的通往所述接触面的途中，设置了阻止该漏出润滑油流动的油阻止部；所述油阻止部是微小缝隙，该微小缝隙的宽度比所述间隙的宽度更小；设从所述油封漏到所述间隙的润滑油面距所述微小缝隙的高度是H，所述润滑油的表面张力是γ，在所述微小缝隙中的所述润滑油的接触角是θ，所述润滑油的密度是ρ，所述微小缝隙的宽度是h，重力加速度是g时，所述微小缝隙的宽度h小于(2γ·cosθ)/(ρ·g·H)的绝对值。
根据本发明的旋转机器，备有轴、旋转体、油封、接触面、制动器；上述旋转体通过轴承支承在上述轴上，以上述轴作为中心轴旋转；上述油封阻止轴承内的润滑油从上述轴方向漏到上述旋转体的面上；上述接触面形成在上述旋转体的面的一部分上；上述制动器与上述接触面滑动，用于制动旋转体；其特征在于，
设置与上述旋转体的面相向地固定配置着的支承体，该支承体与旋转体之间形成间隙，当润滑油从上述油封漏出时，该间隙作为漏出润滑油的流路，在上述间隙中的通往上述接触面的途中，设置了阻止该漏出润滑油流动的油阻止部。所以，从油封漏出的润滑油，不流到与制动器接触的旋转体的接触部，可以保持制动器的制动力。
附图说明
图1是表示本发明实施形态1的旋转机器的断面图。
图2是表示本发明实施形态1的旋转机器的断面图。
图3是表示实施形态1中的油阻止部的另一例的断面图。
图4是表示实施形态1中的油阻止部的另一例的断面图。
图5是表示在实施形态1中，在支承体上形成疏油处理部的断面图。
图6是表示本发明实施形态2的旋转机器的断面图。
图7是表示本发明实施形态2的旋转机器的断面图。
图8是表示本发明实施形态2的旋转机器的断面图。
图9是表示本发明实施形态3的旋转机器的断面图。
图10是表示本发明实施形态3的旋转机器的断面图。
图11是表示本发明实施形态4的旋转机器的断面图。
图12是表示本发明实施形态4的旋转机器的断面图。
图13是表示本发明实施形态5的旋转机器的断面图。
图14是表示本发明实施形态5的旋转机器的断面图。
图15是表示本发明实施形态6的旋转机器的断面图。
图16是表示本发明实施形态7的旋转机器的断面图。
图17是表示本发明实施形态8的旋转机器的断面图。
图18是表示本发明实施形态9的旋转机器的断面图。
图19是表示本发明实施形态9的旋转机器的断面图。
具体实施方式
实施形态1
图1、图2是表示本发明实施形态1的旋转机器的断面图。
如图所示，在设在轴1上的轴承1a的轴方向端部，设有油封2，润滑油4充填在轴承1a的空间3内。润滑油4例如是油脂，从设在轴1上的供给孔5注入。在工业用的旋转机器等中，要定期地更换润滑油4。这时，从供给孔5供给新的润滑脂时，按照图中箭头所示的路径，排出旧的油脂，该旧的油脂从设在轴1上的排出孔6排出。通过设置排出孔6，可以不拆开轴承1a的组装体地更换润滑油4。由于旧油脂是变色的，所以，在从排出孔6排出未变色的的新油脂之前，一直注入新油脂。
在轴1上设有例如电梯绳轮那样的旋转体7，该旋转体7通过轴承1a绕轴1中心旋转。
另外，在轴1上固定着支承体9，在支承体9与旋转体7之间形成间隙10，该间隙10作为从油封2漏出的润滑油4的流路。在间隙10的旋转体7侧，形成疏油处理部11，该疏油处理部11作为油阻止部，阻止从油封2漏出的润滑油4的流动，该疏油处理部11形成在通往与制动器23的接触面8的途中。
另外，在支承体9上，在与接触面8相向的部分，设有缺口，制动器23的制动瓦被驱动，通过缺口部可与接触面8接触。
油封2长期使用后磨耗，作为润滑油4的油脂漏出，或者油脂劣化而成为游离状的低粘度基油从油封2漏出，漏出的油脂或基油通过旋转体7的壁面流到与制动器23的接触面8，这样，制动器的制动力降低。
该实施形态中，如图2所示，从油封2漏出的油脂或基油，到达间隙10中的疏油处理部11，在表面张力的作用下，在疏油处理部11处被截住而成为球形。成为球形的油脂或基油，因自重和旋转体7的离心力而滴下，流到支承体9一侧。因此，从油封2漏出的油脂或基油，不流到接触面8，可以保持制动器的制动力。
作为疏油处理方法，可以采用涂敷或烧结氟系树脂。氟系树脂有PTFE(聚四氟乙烯)、PFA(四氟乙烷氟烷基乙烯醚共聚合体(tetrafluoroethylene perfluoroalkylvinylether copolymer))、FEP(四氟乙烯六氟丙烯共聚合体)、CF3系聚合物等。
油封2，可以采用唇形密封、机械密封，另外，也可以采用内包着密封件的密闭型球轴承1a。
图3和图4是表示本实施形态中的油阻止部之另一例的断面图。这时，从油封漏出的润滑油4飞散到支承体9上，沿着支承体9的面流动。
如图3所示，在间隙10的支承体9的一侧，设有槽12和排出孔13。如图4所示，从油封2漏出的润滑油4，被疏油处理部11截住，飞散到支承体9上，从槽12通过排出孔13排出到外部。
图5是表示在该实施形态中，把疏油处理部11形成在支承体9上的断面图。这时也同样地，从油封漏出的润滑油4飞散到支承体9上，沿着支承体9的面流动。
如图5所示，从油封2漏出的润滑油4，在支承体9的面上游动，到达了疏油处理部11时，其流动被疏油处理部11阻止，在疏油处理部11与支承体9的面的边界，成长为球形，直到形成为相当大的程度后，在支承体9的疏油处理部11上滚动，流入槽12，从排出孔13排出到外部。这样，由于在支承体9上也设置疏油处理部11，所以，可以迅速地将润滑油4排出到外部，可以防止在间隙内部产生润滑油4的挥发成分。
图5是表示在旋转体7和支承体9二者上都设置了疏油处理部11的情形。但是，如上所述，从油封漏出的润滑油4飞散到支承体9上，沿着支承体9的面流动时，没有必要在旋转体7上设置疏油处理部11。
实施形态2
图6、图7和图8是表示本发明第2实施形态的旋转机器的断面图。与上述实施形态1中相同标记，表示相同或相当的部分。
如图6所示，该实施形态中，在间隙10的途中设置间隙宽度比间隙10小的微小缝隙14，用该微小缝隙14作为油阻止部。另外，还设有与微小缝隙14相连的槽12、和与槽12相连的排出孔13。
如图7所示，从油封2漏出的润滑油4，在微小缝隙14的表面张力作用下，其流动被截住，从槽12通过排出孔13排出到外部。因此，从油封2漏出的润滑油4，不流到接触面8，可保持制动器的制动力。
图7中，微小缝隙14的间隙宽度沿长度方向是一定的，但也可以如图8所示那样，微小缝隙14的间隙宽度沿长度方向形成为喇叭状，这样也能得到同样的效果。
实施形态3
当从油封2漏出的润滑油4的粘度小时，将会有比较多量的润滑油4漏出，滞留在槽12内，这时，必须减小微小缝隙14的间隙宽度。
图9和图10是表示本发明实施形态3的旋转机器的断面图。与上述实施形态1中相同标记，表示相同或相当的部分。
如图9(a)所示，设从微小缝隙14的中心到滞留着的润滑油表面的尺寸为H，微小缝隙14的间隙尺寸为h，润滑油4的表面张力为γ，润滑油4的密度是ρ，润滑油4与旋转体7的接触角是θ(图中，接触角θ是平面上产生的接触角θ0加上90°的钝角)时，能保持在间隙10内的润滑油4的高度H，用下式(1)表示。另外，下式(1)中，g是重力加速度。当cosθ为负值时，右边计算其绝对值。
H＝(2γ·cosθ)/(ρ·g·h)…(1)
因此，为了保持润滑油4的高度H，要使微小缝隙14的空隙h为(2γ·cosθ)/(ρ·g·H)。为了加大润滑油4的高度H，必须减小h，但是，减小了微小缝隙14的空隙h时，组装性差，成本增高。
这时，如图9(b)所示，在微小缝隙14及其周边上，形成疏油处理部11。实施疏油处理的铁板上的润滑油的接触角θ0，比未实施疏油处理的铁板上的接触角大4倍以上。因此，在微小缝隙14及其周边上形成疏油处理部11，可以加大接触角θ，不必减小微小缝隙14的空隙h，可以加大可保持的润滑油4的高度H。
另外，当不太多的润滑油4漏出时，由于可以加大微小缝隙14的空隙h，所以，可以便于组装，降低成本，得到可靠性高的旋转机器。
另外，在图9(b)中，在微小缝隙14及其周边以外的部位，也形成了疏油处理部11，但是，在泄漏量少的情况下，也可以只在微小缝隙14及其周边形成疏油处理部11。
如图10(a)所示，在组装时，当旋转体7和支承体9的微小缝隙14的端面，在轴方向错开时，通过形成疏油处理部11，润滑油在微小缝隙14的出口侧也被截止封住。
另外，可以对微小缝隙14及其周边全体实施疏油处理，但为了提高疏油性能，也可以如图10(b)所示那样，最好在润滑油进入的微小缝隙14的上游侧端面，不形成疏油处理部11，而在间隙内的周面及下游侧端面形成疏油处理部11。这是因为形成了疏油处理部11的部位与未形成疏油处理部的部位的交界面的表面张力差增大，润滑油4不容易进入微小缝隙14的缘故。
如上所述，通过在微小缝隙14及其周边形成疏油处理部11，即使多量的润油油4从油封2漏出，也能被微小缝隙14截住，不会流到与制动器的接触面上，可以保持制动器的制动力，得到可靠性高的旋转机器。
另外，当尘埃进入了微小缝隙14时，润滑油有时借助毛细管现象沿着尘埃泄漏。但是，通过形成了疏油处理部11，表面张力的疏油效果比润滑油4借助尘埃扩散的力大，所以，润滑油4不扩散，而成为球状被截住。因此，润滑油4不会流到与制动器的接触面8，可保持制动器的制动力，得到可靠性高的旋转机器。
实施形态4
图11和图12是表示本发明实施形态4的旋转机器的断面图。图中，与上述实施形态1中相同的标记，表示相同或相当的部分。
上述实施形态2和3中，是用旋转体7的面和支承体9的面来构成微小缝隙14的。旋转体7和支承体9有时是用铸造物做成的，加工面的表面粗糙度大，封止润滑油的功能低。
该实施形态中，如图11所示，把环状部件15插入旋转体7和支承体9双方，用环状部件15的面构成微小缝隙14。
环状部件15是另外加工后组装的，加工精度好，可以减小表面粗糙度，封止性能好，加工组装的成本也低。
为了更加提高封止性能，如图12(a)所示，与上述实施形态3同样地，在环状部件15上形成疏油处理部11。如图12(b)所示，把形成有疏油处理部11的环状部件15，插入旋转体7和支承体9，这样，润滑油4的接触角θ增大，提高封止润滑油4的封止性能，即使多量的润滑油4漏出，润滑油也不会流到与制动器的接触面8上，可保持制动器的制动力，得到可靠性高的旋转机器。
另外，实施形态中，在润滑油进入的微小缝隙14的上游侧端面，不形成疏油处理部11，在间隙内的周面及下游侧端面，形成疏油处理部11。但也可以在微小缝隙14及其周边全体形成疏油处理部11。
另外，为了形成密接性好的疏油处理部11，有时要对进行疏油处理的表面实施电镀，如果直接对旋转体7和支承体9实施电镀，则加工、组装的成本提高，但是，采用环状部件15，对环状部件15实施电镀，则可以降低加工、组装成本。
环状部件15，例如可以用PTFE等疏油性部件形成，这样，可以节省疏油处理的工序。
另外，旋转体7是用铸造物做成的时，对油封2的接触面也同样，加工面的表面粗糙度大，加工精度差。所以，油封2的寿命缩短，润滑油4容易泄漏。把另外加工成的环状部件22插入旋转体7，油封2与环状部件22接触、滑动，可以延长油封2的寿命。
实施形态5
图13和图14是表示本发明实施形态5的旋转机器的断面图。图中，与上述实施形态1相同的标记，表示相同或相当的部分。
旋转机器的运转状态和运转环境各不相同，当温度上升，润滑油4的粘度下降时，容易泄漏。在温度上升大的环境下，润滑油4的泄漏量多时，如图13所示，在间隙10的途中设置凹凸部16，作为油阻止部。
例如，如图14所示，把凹凸部16做成为锯齿状。从油封2漏出的润滑油4，滞留在锯齿的顶点，然后滴下到支承体9一侧。即，凹凸部16具有截取润滑油4的效果。滴下到支承体9一侧的润滑油，从排出孔13排出到外部。
如上所述，该实施形态中，由于在间隙10的途中设置了凹凸部16，所以，即使旋转机器的温度上升、低粘度的润滑油漏出，也不会流到旋转体7侧的接触面8上，可以保持制动器的制动力，得到可靠性高的旋转机器。
实施形态6
图15是表示本发明实施形态6的旋转机器的断面图。图中，与上述实施形态1中相同的标记，表示相同或相当的部分。
如图15所示，该实施形态中，在凹凸部16上形成疏油处理部11。通过形成疏油处理部11，更加提高了凹凸部16的截取润滑油4的效果。
疏油处理部11，可以如图15(a)所示那样地形成在凹凸部16的全面上，但也可以如图15(b)所示那样，疏油处理部11只形成在润滑油4流下的下游侧面上，这样，凹凸部16上的经过疏油处理的面与未经过疏油处理的面的交界处的润滑油的表面张力增大。即，更加提高了凹凸部16的截取润滑油4的效果。
实施形态7
图16是表示本发明实施形态7的旋转机器的断面图。图中，与上述实施形态1中相同的标记，表示相同或相当的部分。
如图16所示，该实施形态中，组合配置了凹凸部16和微小缝隙14。
通过组合配置了微小缝隙14，大量漏出的润滑油4被凹凸部16截住，滞留在支承体9的槽12内时，被微小缝隙14截住，从排出孔13排出到外部，所以，不会流到旋转体7侧的接触面8。
实施形态8
图17是表示本发明实施形态8的旋转机器的断面图。图中，与上述实施形态1中相同的标记，表示相同或相当的部分。
长期使用了旋转机器后，例如，用油脂作为润滑油4时，从油脂游离出的基油成分会气化。这时，气化了的微小的雾状的润滑油通过间隙10，可能会附着到旋转体7侧的接触面8上。
该实施形态中，如图17所示，间隙10的途中，配置了由多孔性材料构成的油吸收部件17。油吸收部件17可更换地用工具18固定在支承体9上，该油吸收部件17与旋转体7接触。工具18具有以轴1为中心的环状部，借助该环状部和油吸收部件17，雾状的润滑油不会流到旋转体7侧的接触面8。
另外，当雾状的润滑油大量漏出，浸透油吸收部件17，并从油吸收部件17漏出时，在支承体9上设置接受从油吸收部件17漏出的润滑油的多孔性槽19和多孔性排出孔20，通过多孔性排出孔20，把从油吸收部件17漏出的润滑油排出到外部。
多孔性材料，可以采用烧结金属、陶瓷、多孔性塑料等的多孔性材料、或者毛毡等的纤维材料。
根据该实施形态，由于设置了油吸收部件17，所以，雾状的润滑油不会附着在旋转体7侧的接触面8上，可以保持制动器的制动力，得到可靠性高的旋转机器。
另外，由于使油吸收部件17与旋转体7接触，所以，尘埃不会从间隙10侵入旋转体7侧的接触面8。
另外，由于设置了多孔性槽19和多孔性排出孔20，所以，当雾状的润滑油大量漏出、浸透油吸收部件17并从油吸收部件17漏出时，从油吸收部件17漏出的润滑油被排出到外部，不流到旋转体7侧的接触面8。
实施形态9
图18和图19是表示本发明实施形态9的旋转机器的断面图。图中，与上述实施形态1中相同的标记，表示相同或相当的部分。
雾状的润滑油有时会附着旋转体7或支承体9的表面，成为液状流动。
该实施形态中，如图18和图19所示，在旋转体7与油吸收部件17的接触部附近，设置了多孔性凹凸21，可以减少成为液态的雾状润滑油对油吸收部件17的浸透量。
液态的雾状润滑油被多孔性凹凸21截住，滴下到支承体9一侧，从工具18的微小缝隙流到多孔性槽19，或者从工具18的间隙浸透到油吸收部件17，流到多孔性槽19。另外，流出到多孔性槽19的润滑油，从多孔性排出孔20排出到外部。
另外，如图19(a)和图19(b)所示，在多孔性凹凸21的全体(a)或油吸收部件17附近(b)，形成疏油处理部11，这样，可以提高截住液态的雾状润滑油的效果。
工业实用性
本发明的旋转机器，例如可作为电梯的卷扬机、起重机等具有制动器的旋转机器使用。
Claims (12)
1.旋转机器，备有轴、旋转体、油封、接触面、制动器；所述旋转体通过轴承支承在所述轴上，以所述轴作为中心轴旋转；所述油封阻止轴承内的润滑油从所述轴方向漏到所述旋转体的面上；所述接触面形成在所述旋转体的面的一部分上；所述制动器与所述接触面滑动地对所述旋转体进行制动；其特征在于，
设置与所述旋转体的面相向地固定配置着的支承体，形成当润滑油从所述油封漏出时作为所漏出润滑油的流路的间隙；
在所述间隙的通往所述接触面的途中，设置了阻止该漏出润滑油流动的油阻止部；
所述油阻止部是微小缝隙，该微小缝隙的宽度比所述间隙的宽度更小；
设从所述油封漏到所述间隙的润滑油面距所述微小缝隙的高度是H，所述润滑油的表面张力是γ，在所述微小缝隙中的所述润滑油的接触角是θ，所述润滑油的密度是ρ，所述微小缝隙的宽度是h，重力加速度是g时，所述微小缝隙的宽度h小于(2γ·cosθ)/(ρ·g·H)的绝对值。
2.如权利要求1所述的旋转机器，其特征在于，在所述微小缝隙中，形成有排斥润滑油的疏油处理部。
3.如权利要求2所述的旋转机器，其特征在于，在所述微小缝隙中的内部周面和下游侧端面上，形成所述的疏油处理部，在所述微小缝隙中的上游侧端面，未形成所述的疏油处理部。
4.如权利要求1所述的旋转机器，其特征在于，所述微小缝隙是由插入所述旋转体的一个环状部件的表面、和插入所述支承体的另一个环状部件的表面形成的。
5.如权利要求4所述的旋转机器，其特征在于，在所述环状部件上，形成了排斥润滑油的疏油处理部。
6.如权利要求1所述的旋转机器，其特征在于，所述油阻止部，是形成在所述间隙内的凹凸。
7.如权利要求6所述的旋转机器，其特征在于，所述凹凸，形成在所述旋转体上。
8.如权利要求6所述的旋转机器，其特征在于，在所述凹凸上，形成了排斥润滑油的疏油处理部。
9.如权利要求1所述的旋转机器，其特征在于，所述油阻止部，是由配置在所述间隙内的多孔性部件构成的油吸收部件。
10.如权利要求9所述的旋转机器，其特征在于，在所述油吸收部件附近的所述润滑油泄漏侧的间隙内，形成有多孔性凹凸。
11.如权利要求1所述的旋转机器，其特征在于，所述油阻止部，是设在所述间隙内的、滞留所述润滑油的槽，和把滞留在所述槽内的润滑油排出的排出孔。
12.如权利要求1所述的旋转机器，其特征在于，在所述旋转体的与油封的接触面上，配设了表面另行加工过的环。
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