滚子轴承制造技术

本发明专利技术提供了一种具有新颖的润滑剂密封设计的轴承组件，在一个实施方式中，所述润滑剂密封设计结合了迷宫类密封和接触密封二者的密封优点。所改进的密封包括非旋转的密封骨架，所述非旋转的密封骨架与转动件以紧密间隔关系配合工作以形成通道。所述转动件连接于轴杆并随所述轴杆一起转动，由此引起所述通道内的流动。通过由所述迷宫类密封的迂回通道所形成的蜿蜒流体路径以及由所述转动的轴杆产生的流体剪切力，来阻止润滑剂泄露。通过与所述转动件的表面接触并堵塞所述通道的弹性密封件，来进一步阻止润滑剂的任何泄露。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及耐磨轴承，而且更特别地在一个实施方式中涉及圆锥滚子轴承。
技术介绍
在各种工业应用中要经常使用耐磨轴承(也公知为“滚动接触轴承”)，诸如球轴 承和圆锥滚子轴承。典型地，购买的耐磨轴承为预先装配的，以准备压配合到轴杆或车轴的 轴颈上。润滑剂(例如油或润滑脂)应用于轴承的滚子上，以使摩擦和磨损最小化。润滑 剂的量和质量对轴承寿命有着显著影响。为了使轴承寿命最大化，使用轴承密封来将润滑 剂保持于轴承内并隔绝环境污染物。良好的密封设计要在保护轴承润滑剂的同时还能减少 使所述轴承密封导致的摩擦损耗最小化的需要。在铁道工业中使用的支撑铁道车辆车轴的轴承为特别高要求的应用，其要求能量 效率并同时提供抗环境污染物(诸如水、灰尘、沙子等)的保护。这些轴承也必须有效地将 轴承密封，以使润滑剂损耗最小化。
技术实现思路
本专利技术提供了一种具有新颖的双级密封设计的轴承组件。所述密封包括密封骨 架，所述密封骨架与转动件紧密间隔地配合工作，以建立两种类型的密封(1)与迷宫型密 封类似的活动密封；以及(2)接触或摩擦型密封。在一个实施方式中，所述密封骨架和所述转动件形成通道，所述通道以迂回路径 从所述轴承的被润滑的内部延伸至所述轴承的外部。所述通道允许所述轴承组件的旋转和 非旋转部件相对彼此运动，同时使润滑剂损耗最小。所述密封骨架为非旋转部件，其固定于所述轴承组件的非旋转部分(诸如轴承外 圈)上。所述转动件为旋转部件，其固定于轴杆并随所述轴杆一起转动。所述转动件在所 述通道内的润滑剂中引起流体剪切应力。所述通道的密间隔的蜿蜒路径和由所述转动(即 旋转)的转动件所施加的所述流体剪切力创建了迷宫样密封。在所述通道中任何不能由所述迷宫样密封阻止的润滑剂泄露将进一步通过接触 型密封来消除。在一个实施方式中，所述接触密封为弹性体密封件，所述弹性体密封件固定 于所述密封骨架并强制地抵靠在所述转动件上。在一个轴承组件中使用两种不同类型的密封使得该新颖的密封设计能将各种密 封类型的某些属性结合。只需所述密封组件的两个部件，即(1)所述转动件；以及(2)所述密封骨架(带有连接的密封件)，就结合了上述两种不同密封类型。这种新颖的密封设计消除了许多轴承应用中通常存在的对耐磨环的需求。耐磨环 保护轴杆免受由接触密封元件引起的摩擦损耗。在所述转动件的活动表面上形成接触密 封，消除了在现有技术的轴承组件中存在的对耐磨环的需求。附图说明所述轴承组件的各种实施方式被描述并示出于随附附图中。这些图仅作为示例予 以提供，且不应视为对本专利技术的限制。因此，所述轴承组件是以举例的方式而非限制性地示 出在随附附图中。在附图中图1是轴承组件的示范性实施方式的剖视图；图2是图1所示的所述示范性轴承组件的密封部的第一实施方式的详细剖视图；图3是在图1所示的示范性轴承组件中的密封件的细节剖视图；以及图4是图1所示的所述示范性轴承组件的密封部的第二实施方式的详细剖视图。具体实施例方式参照图1，示出了示范性轴承组件10。在该实施方式中，轴承组件10为在铁道应 用中通常使用的圆锥滚子轴承组件类型，用以支撑低摩擦轨道车车轮。然而，下面的实施方 式中所描述的所述轴承组件可适于用在诸多其他通用的工业应用中。因此，下面结合轨道 车车轮用的圆锥滚子轴承组件对该轴承组件进行的图示和描述仅是出于方便目的。此外， 尽管在这些图中说明并示出的所述实施方式针对的是圆锥滚子轴承组件，但是在此说明并 主张的该新颖的轴承组件可广泛地适用于各种耐磨轴承。轴承组件10在安装到轴杆(例如轨道车车轴)14的轴颈12上之前典型地进行预 装配。在轴杆14的自由端，轴颈12以大概呈锥形的渐缩导引部18的形式终止，以便于将 轴承组件10安装到所述轴颈上。在一个实施方式中，轴承组件10被压配合到轴颈12上， 轴颈12被加工成非常紧的公差，以正确地适应所述压配合。轴颈12在其内端处以预定轮 廓的倒角部16的形式终止，预定轮廓的倒角部16与轴杆14上的柱形轴肩17相连。垫环 22抵靠在轴承组件10和轴肩17上，从而以阻止轴承组件10向内轴向位移的方式与轴承组 件10附接。利用带螺纹的帽螺钉或螺栓21将具有多个螺纹孔19的轴承固定罩壳20安装 于轴杆14的所述自由端。轴承固定罩壳20夹紧轴承组件10使之在轴杆14上就位。在这个实施方式中，摒弃了在现有技术中通常使用的用来保护轴杆免受磨损的耐 磨环。一些现有技术的耐磨环已经设计成具有聚合物镶嵌件，以缓冲并保护轴杆免受耐磨 环导致的磨蚀。例如，于1996年8月27日授于Sink的“具有改进密封耐磨环的轴颈轴承 (Shaft Journal Bearing Having Improved Seal Wear Ring) " W^H^^J US5, 549, 395 讨论了这种一种改进的耐磨环，而且该文献整体通过援引而合并于此。因为本实施方式中 不存在有任何耐磨环，所以，在一个实施方式中，轴承固定罩壳20和垫环22均具有至少部 分地镶衬在它们的圆柱形内表面上的聚合物镶嵌件27。镶嵌件27可粘附固定于垫环22或 固定罩壳20中，或装配于在垫环22或固定罩壳20中磨削而成的键槽内。垫环22和固定 罩壳20中的聚合物镶嵌件27缓冲挠曲载荷，这减少了轴颈12磨蚀以及轴杆14的潜在失 效。如上所述，轴承组件10由多个分开的部件进行预装配。轴承组件10包括一体式的 轴承外圈31，所述轴承外圈具有一对在轴承外圈31的内表面上形成的相邻滚道32、34(每 个滚道分别邻近于所述轴承外圈的一个端部)。滚道32、34分别与一对轴承内圈38、40相配 合以限制并支撑两排圆锥滚子42、44。中间隔圈47定位在轴承内圈38、40之间，以保持所 述轴承内圈相对彼此处于精确的间隔位置并且允许合适的轴承侧隙。在一些实施方式中， 保持架46、48控制滚子42、44之间的间隔，以保持它们在所述滚道32、34内的相对位置。密封骨架50、52基本覆盖轴承组件10的各端，以保护所述轴承免遭外部污染物的 影响。密封骨架50、52为该双级密封系统的部件。在一个实施方式中，密封骨架50、52通 过过盈配合或其他合适的方法而固定到所述轴承组件的静止(即非旋转)侧(诸如轴承外 圈 31)。转动件80、82为双级密封系统的另一部件。在一个实施方式中，转动件80、82固 定于轴承内圈38、40上并随轴杆14 一起旋转。在另一实施方式中，所述转动件被限制在轴 承固定罩壳20和轴承组件10之间或垫环22和轴承组件10之间。例如，转动件80固定在 轴承内圈38和轴承固定罩壳20之间。而在轴承组件10的另一端，转动件82固定在轴承 内圈40和垫环22之间。转动件80、82和密封骨架50、52 —起被设计成用来控制润滑剂泄露并保护轴承组 件10和润滑剂25免受外部污染物的侵入。轴承组件10两侧的密封骨架及转动件的设计 相同。唯一不同在于一个转动件相邻于轴承固定罩壳20，而另一个转动件相邻于垫环22。密封骨架50、52与转动件80、82以紧密间隔关系配合工作，以控制润滑剂泄露。轴 承组件10中使用的润滑剂25例如可以为油或润滑脂。润滑剂25与滚子42、44直接接触。 在轴承组件10的各端处可设置润滑剂贮槽24、26，以确保将足够的润滑剂提供给本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴承组件，包括：轴承内圈；轴承外圈，其具有内表面，所述内表面具有滚道；多个滚子，其被限制在所述滚道和所述轴承内圈之间；转动件，其固定于所述轴承内圈；密封骨架，其固定于所述轴承外圈，所述密封骨架与所述转动件以紧密间隔关系配合来形成通道；以及密封件，其固定于所述密封骨架，所述密封件延伸接触所述转动件，以阻塞所述通道。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：PA哈伯德，
申请(专利权)人：阿母斯替德铁路公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]