TWI608181B - Rolling bearing device - Google Patents

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TWI608181B TW102118399A TW102118399A TWI608181B TW I608181 B TWI608181 B TW I608181B TW 102118399 A TW102118399 A TW 102118399A TW 102118399 A TW102118399 A TW 102118399A TW I608181 B TWI608181 B TW I608181B
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Takeshi Miyachi
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/38—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C23/08—Ball or roller bearings self-adjusting
    • F16C23/082—Ball or roller bearings self-adjusting by means of at least one substantially spherical surface
    • F16C23/086—Ball or roller bearings self-adjusting by means of at least one substantially spherical surface forming a track for rolling elements

Description

滾動軸承裝置
本發明是關於採用「利用壓縮空氣來供給潤滑油」之油氣潤滑的滾動軸承裝置。
對鋼鐵設備用壓延機所使用之壓延輥子用的滾動軸承，常利用混合了潤滑油與壓縮空氣的油氣執行潤滑。用來執行利用該油氣之潤滑(以下，也簡稱為「油氣潤滑」)的潤滑裝置，具備用來產生壓縮空氣的壓縮空氣產生部、和用來供給潤滑油的潤滑油供給部、及用來混合壓縮空氣與潤滑油的混合部，並構成：將在該混合部所混合的油氣，供給至用來收容滾動軸承的殼體內。此外，在殼體形成有：用來將壓縮空氣朝外部排出的排出口(譬如，請參考日本特開2008-126269)。
上述的油氣潤滑，除了「可藉由少量的潤滑油執行適當潤滑」的優點之外，還具有「藉由對殼體內供給壓縮空氣，防止水或塵埃等朝殼體內侵入」的優點。此外，在日本特開2008-126269號公開公報中，揭示一種：藉由將潤滑油貯留於殼體內的下部，即使在潤滑油的供給 系統產生故障的場合中，也能維持潤滑的技術。
如同日本特開2008-126269號公開公報所記載的技術，在「於殼體的下部貯留有潤滑油」的場合中，伴隨著壓延輥子的轉動由滾動軸承的內輪或轉動體的轉動來攪拌潤滑油，而在殼體內飛散成霧狀。在該狀態下，一旦對殼體內供給油氣，將導致飛散於殼體內的潤滑油與油氣所含有的壓縮空氣一起從排出口排出，結果將使貯於殼體內的潤滑油減少，而難以貯留所期望之量的潤滑油。
本發明提供一種：可防止貯留於殼體的下部側之潤滑油的油量減少，而維持適當潤滑性能的滾動軸承裝置。
本發明，是具備將轉動軸支承成自由轉動的滾動軸承、和收容著該滾動軸承的殼體、及備有可對該殼體供給油氣之供給部的潤滑手段，且在該前述殼體形成有用來供給油氣的供給口、及可排出油氣所含有之壓縮空氣的排出口，並且在前述殼體的下部側貯留有潤滑油的滾動軸承裝置，其特徵為：前述潤滑手段具備控制部，該控制部在前述轉動軸的轉動中停止前述供給部的油氣供給，在前述轉動軸的停止中執行前述供給部的油氣供給。
本發明的滾動軸承裝置，在轉動軸的轉動中停止對殼體的油氣供給，並藉由貯留於殼體之下部側的潤滑油來執行潤滑。因此，可防止：在殼體內飛散的潤滑油與油氣所含有的壓縮空氣一起從排出口被排出。然後，藉由在轉動軸的停止中對殼體內供給油氣，可維持殼體內的潤滑和執行貯留於殼體內之潤滑油的補充等。
滾動軸承裝置最好更進一步具備：在前述轉動軸的轉動中，透過前述排出口對前述殼體內作用空氣壓力的內壓作用手段。藉由這樣的構造，在轉動軸的轉動中，利用從排出口所作用的空氣壓力而提高殼體的內壓，可防止水或塵埃之類的異物侵入殼體內。此外，在殼體內由於透過排出口作用了空氣壓力，因此不會導致在殼體內飛散的潤滑油從排出口被排出。
前述供給部包含：壓縮空氣產生部；潤滑油供給部；用來混合「由前述壓縮空氣產生部所產生的壓縮空氣」與「由前述潤滑油供給部所供給的潤滑油」的混合部；及用來使壓縮空氣從前述壓縮空氣產生部朝向前述混合部流動的壓縮空氣流路，前述內壓作用手段最好具備：從前述壓縮空氣流路處分歧，且連接於前述排出口的旁通流路；及在前述轉動軸的轉動中，將壓縮空氣的流路從壓縮空氣流路朝旁通流路切換的切換部。
根據該構造，可利用潤滑手段之其中一個構成要素的壓縮空氣產生部，在轉動軸的轉動中，透過排出口對殼體內作用空氣壓力。因此，相較於利用與潤滑手段 不同的其他壓縮空氣產生裝置所產生的壓縮空氣對殼體內作用空氣壓力的場合，可降低成本和達成構造的簡化等。
前述內壓作用手段最好更進一步具備：在前述轉動軸的停止中，使朝向前述壓縮空氣流路流動之壓縮空氣的流量，大於朝向前述旁通流路流動之壓縮空氣的流量的流量調整部。根據這樣的構造，在對殼體供給油氣的場合中，即使朝向旁通流路之壓縮空氣的流動未被完全封閉，也能充分確保送往混合部之壓縮空氣的流量。
根據本發明，即使在轉動軸的轉動中，也能防止貯留於殼體下部側之潤滑油的油量減少，可維持良好的潤滑性能。
L‧‧‧油面高度
10‧‧‧滾動軸承裝置
11‧‧‧轉動軸
12‧‧‧滾動軸承
13‧‧‧殼體
13a‧‧‧外周壁
13b‧‧‧側壁
14‧‧‧潤滑裝置(油氣潤滑裝置)
16‧‧‧內輪
17‧‧‧外輪
17a‧‧‧供油孔
18‧‧‧轉動體
20‧‧‧密封構件
21‧‧‧供給口
22‧‧‧排出口
25‧‧‧供給部
26‧‧‧控制部
27‧‧‧潤滑油供給部
28‧‧‧壓縮空氣產生部
29‧‧‧混合部
31‧‧‧潤滑油流路
32‧‧‧壓縮空氣流路
33‧‧‧油氣流路
34‧‧‧排出流路
35‧‧‧回收槽
37‧‧‧旁通流路
38‧‧‧流量調整部(壓力調整部)
40‧‧‧開閉閥(切換部)
41‧‧‧轉動感測器
43‧‧‧連接部
46‧‧‧方向切換閥
48‧‧‧流量調整部
以下的圖面中，顯示本發明之典型實施形態的特徵、優點、技術與產業的重要性，其中以相同的圖號表示相同的元件。
第1圖：為顯示本發明中第1實施形態之滾動軸承裝置的概略示意圖。
第2圖：為滾動軸承及殼體的剖面說明圖。
第3圖：為顯示本發明中第2實施形態之滾動軸承裝置的概略示意圖。
第4圖：為顯示本發明中第3實施形態之滾動軸承裝 置的概略示意圖。
以下，參考圖面說明本發明的實施形態。第1圖是顯示本發明中第1實施形態之滾動軸承裝置的概略示意圖，第2圖為滾動軸承及殼體的剖面說明圖。本實施形態的滾動軸承裝置10具備：用來將譬如鋼鐵設備用壓延機的壓延輥子支承成自由轉動，且將該壓延輥子等的轉動軸11支承成自由轉動的滾動軸承12；和用來收容該滾動軸承12的殼體13；及用來潤滑殼體13內之滾動軸承12的油氣潤滑裝置(潤滑手段)14。
滾動軸承12具備：嵌合於轉動軸11之外周面的內輪16、和被配置在該內輪16之徑方向外側的外輪17、及可自由轉動地被設在內輪16與外輪17的徑方向之間的轉動體18。本實施形態的滾動軸承12，如同第2圖所示，為自動對位滾子軸承(self-aligning roller bearing)，轉動體18是在軸方向上被配成2列的球面滾子，且在外輪17的內周面形成有球面的軌道。
殼體13具有：可供外輪17的外周面嵌合的外周壁13a、及設於該外周壁13a之軸方向兩側的側壁13b。在側壁13b形成有可供轉動軸11貫穿的開口，在該開口的緣部與轉動軸11之間，設有接觸型的密封構件20。藉由該密封構件20將殼體13的內部予以密封，防止散布於殼體13周圍的冷卻水或塵埃之類的異物侵入殼體 13的內部。此外，如稍後所述，在本實施形態中，在轉動軸11的轉動中與停止中的兩個期間，藉由對殼體13的內部作用空氣壓力而提高殼體13的內壓，可更確實地防止異物的侵入。
在殼體13形成有：可供由油氣潤滑裝置14所供給的油氣流入的供給口21、及用來排出油氣所含有的壓縮空氣或多餘潤滑油的排出口22。在滾動軸承12的外輪17，形成有連通於供給口21的供油孔17a。排出口22，形成以「滾動軸承12的最下部之球面滾子的中心高度」作為下限。
在殼體13的下部所貯留之潤滑油的量，可形成直到排出口22的高度為止。在第1圖及第2圖中，是以圖號L來表示可貯留於殼體13內之潤滑油的最大油面高度。接著，本實施形態的滾動軸承裝置10，可藉由貯留於殼體13下部的潤滑油，而形成不僅是油氣潤滑，也能藉由貯留於殼體13的潤滑油來潤滑滾動軸承12。而貯留於殼體13下部的潤滑油，亦可藉由油氣潤滑裝置14來供給，或亦可藉由該油氣潤滑裝置14以外的裝置或方法(譬如，利用人工手動供給)。
如同第1圖所示，油氣潤滑裝置14是由用來供給油氣的供給部25、及用來控制該供給部25之動作的控制部26所構成。此外，供給部25備有：潤滑油供給部27、壓縮空氣產生部28及混合部29。潤滑油供給部27與混合部29是由潤滑油流路31所連接，由潤滑油供給部 27所間歇性吐出的潤滑油，是通過潤滑油流路31而朝混合部29供給(請參考實線箭號a)。
壓縮空氣產生部28與混合部29是由壓縮空氣流路32所連接，由壓縮空氣產生部28所產生的壓縮空氣，是通過壓縮空氣流路32朝混合部29供給(請參考實線箭號b)。混合部29，是藉由將壓縮空氣與潤滑油予以混合而產生油氣。此外，混合部29是藉由油氣流路33而連接於殼體13的供給口21，透過該油氣流路33對殼體13的供給口21供給油氣。控制部26具有以下的機能：執行潤滑油供給部27和壓縮空氣產生部28的作動、停止之切換等的控制。
在殼體13的排出口22連接著排出流路34。該排出流路34，可透過排出口22而供「由殼體13所排出的壓縮空氣或多餘潤滑油」流動(請參考實線箭號c)。排出流路34的末端，朝大氣環境開放，且連接於潤滑油的回收槽35。此外，該排出流路34的局部，亦可如稍後所述，用來「從排出口22對殼體13內作用空氣壓力」。
油氣潤滑裝置14，具備從壓縮空氣流路32處分歧的旁通流路37。由壓縮空氣產生部28所產生的壓縮空氣，構成不僅流動於壓縮空氣流路32，也能流動於旁通流路37(請參考實線箭號d)。該旁通流路37的下游側，連接於排出流路34的中途部。因此，旁通流路37透過排出流路34而連接於排出口22。
在旁通流路37設有：由節流閥或限流孔口(orifice)、阻風門(choke)等所形成的流量調整部(壓力調整部)38。該流量調整部38具有以下的功能：當壓縮空氣流動於壓縮空氣流路32與旁通流路37的雙方時，可進行調整而使流動於前者之壓縮空氣的流量(以及壓力)大於流動於後者之壓縮空氣的流量(以及壓力)。
在油氣流路33設有：由電磁開閉閥(electromagnetic on-off valve)等所形成的開閉閥(切換部)40。在該開閉閥40開啟的期間，使從混合部29朝殼體13的油氣供給變得可能，在開閉閥40關閉的期間，則使從混合部29朝殼體13的油氣供給停止。該開閉閥40是由控制部26控制開閉。
滾動軸承裝置10具備：用來偵測轉動軸11之轉動數(轉動速度)的轉動感測器41。控制部26構成：輸入該轉動感測器41的偵測訊號，並對應於該偵測訊號來控制開閉閥40。具體地說，控制部26，當由轉動感測器41偵測到轉動軸11的轉動時，關閉開閉閥40而停止朝殼體13的油氣供給，當轉動感測器41未偵測到轉動軸11的轉動時，便開啟開閉閥40而執行朝殼體13的油氣供給。
本實施形態的滾動軸承裝置10，藉由在轉動軸11轉動的期間關閉開閉閥40，而構成不會對殼體13內供給油氣。因此，滾動軸承12的潤滑，僅利用貯留於殼體13之下部側的潤滑油來進行。此外，一旦關閉開閉 閥40，將使壓縮空氣產生部28所產生的壓縮空氣，幾乎整個(指所產生的壓縮空氣量)流動於旁通流路37(請參考第1圖的點線箭號e)。
在轉動軸11的轉動期間流動於旁通流路37的壓縮空氣，是從旁通流路37與排出流路34之間的連接部43朝回收槽35側流動(請參考點線箭號g)。通常，由於回收槽35被配置在從殼體13處分離的位置，使從前述連接部43到回收槽35之配管長度變長，而使流動抵抗變大。藉由該流動抵抗所衍生的節流作用，使位於連接部43與殼體13之間的排出流路34的壓力變高。
因此，從排出流路34朝向殼體13傳遞的空氣壓力(請參考點線箭號f)，將透過排出口22而對殼體13的內部作用空氣壓力，而使殼體13的內壓高於殼體13外。如此一來，可良好地防止異物通過密封構件20(請參考第2圖)而侵入殼體13內的情形。亦即，在本實施形態中，即使在不執行油氣潤滑的場合中也能在殼體13內作用空氣壓力，與執行油氣潤滑的場合相同，可良好地防止異物的侵入。在此，開閉閥40、控制部26、旁通流路37等，在轉動軸11轉動的期間，構成對殼體13內作用空氣壓力的內壓作用手段(內壓作用裝置)。
在本實施形態中，當轉動軸11的轉動中不會對殼體13供給油氣，而是藉由貯留於殼體13內的潤滑油來執行滾動軸承12的潤滑，因此不會導致「被滾動軸承12所攪拌而飛散的潤滑油」與油氣所含有的壓縮空氣一 起從排出口22被排出。因為這緣故，可抑制貯留於殼體13內之潤滑油的減少。此外，在轉動軸11的轉動中，藉由從壓縮空氣產生部28流動於旁通流路37的壓縮空氣，透過排出流路34從排出口22對殼體13內作用空氣壓力，因此可確實地防止殼體13內的潤滑油從排出口22洩漏。
在轉動軸11的停止中，雖然對殼體13內供給油氣，但由於貯留於殼體13內之下部側的潤滑油並未飛散，因此可防止該潤滑油與油氣所含有的壓縮空氣一起從排出口22被排出。據此，在該場合中也能抑制貯留於殼體13內之潤滑油的減少。而在「因為油氣的供給而使殼體13內的潤滑油量增加至高於排出口22的高度(level)」的場合中，多餘的潤滑油從排出口22排出，並通過排出流路34而被回收槽35所回收。
由於在旁通流路37設有流量調整部38，因此在轉動軸11的停止中，當對殼體13供給油氣時，即使壓縮空氣朝向旁通流路37的流動未被完全遮斷，也能充分確保送往混合部29之壓縮空氣的流量。在轉動軸11的轉動中，在殼體13內也可藉由不同於壓縮空氣產生部28的裝置所產生的壓縮空氣來作用壓力。
但是，如同本實施形態般，利用壓縮空氣產生部28所產生的壓縮空氣對殼體13內作用壓力的做法，可達成滾動軸承裝置10之構造的簡化、和降低製造成本等。
第3圖，是本發明中第2實施形態之滾動軸 承裝置的概略示意圖。本實施形態的滾動軸承裝置10，並未將開閉閥40(請參考第1圖)設在油氣潤滑裝置14的油氣流路33，而是在壓縮空氣流路32與旁通流路37的分歧部設有方向切換閥46。接著，控制部26是根據轉動感測器41的偵測訊號而執行以下的控制：在轉動軸11的轉動中，切換方向切換閥46使壓縮空氣流動於旁通流路37，在轉動軸11的停止中，切換方向切換閥46使壓縮空氣從壓縮空氣流路32朝混合部29流動。
根據以上的構造，即使在本實施形態中，也能達到與上述第1實施形態相同的作用效果。此外，在本實施形態中，由於在轉動軸11的停止中壓縮空氣並未流動於旁通流路37，因此可省略設置於旁通流路37的流量調整部38(請參考第1圖)。但是，在本實施形態中也能設置與第1實施形態相同的開閉閥40、或設置流量調整部38。
第4圖，是本發明中第3實施形態之滾動軸承裝置的概略示意圖。本實施形態的滾動軸承裝置10，是在較「與排出流路34的旁通流路37之間的連接部43」更下游側，設置由節流閥或限流孔口等所形成的流量調整部48。藉由設置這樣的流量調整部48，可在轉動軸11的轉動中，藉由流動於旁通流路37的壓縮空氣而確實地從排出口22對殼體13內作用空氣壓力。
本發明並不侷限於上述的實施形態，可以有適當的變更。舉例來說，本發明的滾動軸承裝置，可用來 支承鋼鐵設備用壓延機等之壓延輥子以外的轉動軸11。此外，就殼體13的形狀而言，也不侷限於上述實施形態，舉例來說，其中一個側壁13b也可以形成完全封閉的形狀。此外，形成於殼體13的供給口21或排出口22的位置等也可以適當地變更。在上述的實施形態中，雖然是利用轉動感測器41來執行轉動軸11的轉動與停止的偵測，但本發明並不侷限於此，舉例來說，亦可藉由將「具有轉動軸11之裝置(鋼鐵設備用壓延機等)的運轉、停止資訊」、或「使轉動軸11轉動之馬達等的ON/OFF資訊」等輸入控制部26，而間歇性地偵測轉動軸11的轉動與停止。
L‧‧‧油面高度
10‧‧‧滾動軸承裝置
11‧‧‧轉動軸
12‧‧‧滾動軸承
13‧‧‧殼體
14‧‧‧潤滑手段
16‧‧‧內輪
17‧‧‧外輪
17a‧‧‧供油孔
18‧‧‧轉動體
21‧‧‧供給口
22‧‧‧排出口
25‧‧‧供給部
26‧‧‧控制部
27‧‧‧潤滑油供給部
28‧‧‧壓縮空氣產生部
29‧‧‧混合部
31‧‧‧潤滑油流路
32‧‧‧壓縮空氣流路
33‧‧‧油氣流路
34‧‧‧排出流路
35‧‧‧回收槽
37‧‧‧旁通流路
38‧‧‧流量調整部(壓力調整部)
40‧‧‧開閉閥(切換部)
41‧‧‧轉動感測器
43‧‧‧連接部

Claims (3)

  1. 一種滾動軸承裝置，其特徵為具備：將轉動軸支承成自由轉動的滾動軸承；和可收容前述滾動軸承的殼體；和具備可對前述殼體供給油氣之供給部的潤滑裝置；及在前述轉動軸的轉動中停止前述供給部的油氣供給，在前述轉動軸的停止中執行前述供給部之油氣供給的控制部，其中，在前述殼體形成有：用來供給油氣的供給口、及可將油氣所含有的壓縮空氣排出的排出口，在前述殼體的下部側貯留潤滑油，還具備：在前述轉動軸的轉動中，透過前述排出口對前述殼體內作用空氣壓力的內壓作用裝置。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載的滾動軸承裝置，其中前述供給部具備：壓縮空氣產生部；和潤滑油供給部；和將前述壓縮空氣產生部所產生的壓縮空氣、與前述潤滑油供給部所供給的潤滑油予以混合的混合部；及使壓縮空氣從前述壓縮空氣產生部朝前述混合部流動的壓縮空氣流路，前述內壓作用裝置具備：從前述壓縮空氣流路處分歧，並連接於前述排出口的旁通流路；及在前述轉動軸的轉動中，將壓縮空氣的流路從壓縮空氣流路朝旁通流路切換的切換部。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載的滾動軸承裝置， 其中前述內壓作用裝置具備：在前述轉動軸的停止中，使朝前述壓縮空氣流路流動之壓縮空氣的流量大於朝前述旁通流路流動之壓縮空氣的流量的流量調整部。
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