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CN101008422A - 推力球轴承的润滑和密封装置 - Google Patents

推力球轴承的润滑和密封装置 Download PDF

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CN101008422A
CN101008422A CN 200710066607 CN200710066607A CN101008422A CN 101008422 A CN101008422 A CN 101008422A CN 200710066607 CN200710066607 CN 200710066607 CN 200710066607 A CN200710066607 A CN 200710066607A CN 101008422 A CN101008422 A CN 101008422A
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CN
China
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ball bearing
thrust ball
magnetic liquid
lubricated
seal arrangement
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CN 200710066607
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English (en)
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陈善飞
王正良
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Abstract

本发明属于一种推力球轴承的润滑和密封装置。所述推力球轴承包括上圈、下圈、钢球组以及保持架，所述润滑和密封装置设置在上圈和下圈之间，其包括二个环状磁铁以及磁性液体，其中二个环状磁铁分别设置在钢球组的外侧和内侧，固定连结在上圈的下部或下圈的上部，磁性液体分布在钢球侧部以及环状磁铁与上圈或下圈的间隙。本发明的优点在于本发明的磁体和磁性液体组合的转动密封是一种非接触式密封，即动件和静件没有直接接触。该密封是由环形永磁体、轴承下圈和磁性液体组成。在环形永磁体和轴承下圈之间的间隙内注入磁性液体。

Description

推力球轴承的润滑和密封装置
技术领域
本发明属于滚动轴承技术领域，尤其是指一种推力球轴承的润滑和密封装置。
背景技术
现有的滚动轴承，一般是由上圈、下圈、钢球、保持架、密封装置构成，如专利号为CN97235843.9的中国专利就公开了一种滚轮轴承，其密封装置为密封圈。
因为许多产品需在洁净和真空的特殊环境中生产完成，在这些生产设备中大量使用排放微粒极少的轴承。润滑脂的散失，材料磨损微粒的排放成为这些推力球轴承的主要技术指标。在洁净和真空环境中，目前采用价格昂贵的无油润滑、无密封的陶瓷氮化硅等推力球轴承。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状而提供一种性能优良、价格便宜、能阻止运转部件产生的磨屑微粒泄漏，阻止润滑剂散失的推力球轴承的润滑和密封装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该一种推力球轴承的润滑和密封装置，所述推力球轴承包括上圈、下圈、钢球组以及保持架，所述润滑和密封装置设置在上圈和下圈之间，其包括二个环状磁铁以及磁性液体，其中二个环状磁铁分别设置在钢球组的外侧和内侧，固定连结在上圈的下部或下圈的上部，磁性液体分布在钢球侧部以及环状磁铁与上圈或下圈的间隙。
所述的磁性液体是将5～10nm的铁磁性颗粒通过表面活性剂分散到基础液制备成的稳定的胶体溶液。
所述的铁磁性颗粒为Fe3O4、FeN或Ni。
所述的基础液为水、油或脂。
所述的磁性液体选择为蒸发极低、粘度适合和润滑性能优良的磁性液体。
所述的磁性液体选择为癸二酸二异辛脂基磁性液体或聚α烯烃合成油基磁性液体。
所述的磁性液体占推力球轴承内部空间的7-10％。
与现有技术相比，本发明的优点在于本发明的磁体和磁性液体组合的转动密封是一种非接触式密封，即动件和静件没有直接接触。该密封是由环形永磁体、轴承下圈和磁性液体组成。在环形永磁体和轴承下圈之间的间隙内注入磁性液体。由环形永磁铁和轴承下圈构成的磁路使磁性液体被牢牢地吸在间隙中，形成一磁性液体″O″型环，阻止运转部件产生的磨屑微粒泄漏，阻止磁性液体散失。
附图说明
图1为本发明实施例的部分推力球轴承剖视图；
图2为本发明实施例的推力球轴承剖视图；
图3为本发明实施例的推力球轴承环状磁铁位置示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1至图3所示，该该一种推力球轴承的润滑和密封装置，所述推力球轴承包括上圈3、下圈6、钢球组1以及保持架8，所述润滑和密封装置设置在上圈3和下圈6之间，其包括二个环状磁铁以及磁性液体5，二个环状磁铁分别是外环状磁铁7和内环状磁铁4，如图3所示，其中外环状磁铁7和内环状磁铁4分别设置在钢球组1的外侧和内侧。本实施例中，外环状磁铁7和内环状磁铁4是固定连结在上圈3的下部，磁性液体5分布在钢球侧部以及外环状磁铁7和内环状磁铁4与下圈的间隙，如图1和2所示。本实施例中，外环状磁铁7和内环状磁铁4是采用用硅酮胶做静密封这一粘结固定连结方式连结在上圈3的下部，还可以采用通用的其他固定方式连接。外环状磁铁7和内环状磁铁4也可以是连结的下圈6上。所述的磁性液体5是将5～10nm的铁磁性颗粒通过表面活性剂分散到基础液制备成的稳定的胶体溶液。所述的铁磁性颗粒可以为Fe3O4、FeN或Ni等。所述的基础液为水、油或脂等。所述的磁性液体选择为蒸发极低、粘度适合和润滑性能优良的磁性液体，如癸二酸二异辛脂基磁性液体或聚α烯烃合成油基磁性液体。所述的磁性液体5占推力球轴承内部空间的7-10％是最优选择。
本发明涉及一种推力球轴承的磁性液体润滑和密封的技术。虽然磁性液体不能旋转密封其它液体，但却能够旋转密封磁性液体本身；推力球轴承是一个特殊的自润滑和密封的零件；选择蒸发极低、粘度适合和润滑性能优良的磁性液体作为推力球轴承的润滑脂；利用磁性液体转动密封的零泄漏和极低磨损微粒排放的优异性能，用磁体和磁性液体组合的转动密封作为推力球轴承密封，制造出磁性液体润滑和密封的推力球轴承。从而使这种推力球轴承在运转过程中产生的微粒排放量极少，满足洁净和真空环境的要求。磁性液体润滑和密封的推力球轴承价格低廉，性能优良。
本发明涉及推力球轴承的磁性液体润滑和密封的技术：特别是用磁性液体代替推力球轴承的润滑脂；用磁体和磁性液体组合的转动密封实现推力球轴承密封。达到有效地减少润滑剂的散失和磨损微粒的排放，使该磁性液体润滑和密封的推力球轴承适用于洁净和真空的特殊环境。
本发明的磁体和磁性液体组合的转动密封是一种非接触式密封，即动件和静件没有直接接触。该密封是由环形永磁体、轴承下圈和磁性液体组成。在环形永磁体和轴承下圈之间的间隙内注入磁性液体。由环形永磁铁和轴承下圈构成的磁路使磁性液体被牢牢地吸在间隙中，形成一磁性液体″O″型环，阻止运转部件产生的磨屑微粒泄漏，阻止磁性液体散失。
本发明的具体应用为：增大一标准推力球轴承的外圈直径3mm左右，减小其内圈直径3mm左右，以利于安装2个厚度为3mm的环形磁体，制造成一非标准的推力球轴承。上圈、下圈和滚珠都由马氏体不锈钢SUS440C制造，保持架由马氏体不锈钢SUS303制造，用有机溶剂清洗推力球轴承并凉干后，选用饱和蒸气压极低的癸二酸二异辛脂基磁性液体注入推力球轴承内部(磁性液体占推力球轴承内部空间的7-10％)；磁体由钕铁硼稀土永磁材料Nd2Fe14B表面镀Ni制造，磁体与滚动推力球轴承上圈用硅酮胶做静密封；磁体与滚动推力球轴承下圈动配合，动配合间隙为0.05-0.1mm，间隙内注入磁性液体实行旋转密封，磁力线穿过滚珠闭合，磁性液体吸附在滚珠表面起到润滑脂的作用。其特点是：不改变推力球轴承的基本材料、结构及其加工工艺，仅用磁性液体的旋转密封实施推力球轴承密封，用磁性液体的流体润滑代替润滑脂润滑。
本方案的表面活性剂可以采用油酸。

Claims (7)

1、一种推力球轴承的润滑和密封装置，所述推力球轴承包括上圈、下圈、钢球组以及保持架，其特征在于，所述润滑和密封装置设置在上圈和下圈之间，其包括二个环状磁铁以及磁性液体，其中二个环状磁铁分别设置在钢球组的外侧和内侧，固定连结在上圈的下部或下圈的上部，磁性液体分布在钢球侧部以及环状磁铁与上圈或下圈的间隙。
2、根据权利要求1所述的推力球轴承的润滑和密封装置，其特征在于所述的磁性液体是将5～10nm的铁磁性颗粒通过表面活性剂分散到基础液制备成的稳定的胶体溶液。
3、根据权利要求2所述的推力球轴承的润滑和密封装置，其特征在于所述的铁磁性颗粒为Fe3O4、FeN或Ni。
4、根据权利要求2所述的推力球轴承的润滑和密封装置，其特征在于所述的基础液为水、油或脂。
5、根据权利要求1所述的推力球轴承的润滑和密封装置，其特征在于所述的磁性液体选择为蒸发极低、粘度适合和润滑性能优良的磁性液体。
6、根据权利要求1～5中任一权利要求所述的推力球轴承的润滑和密封装置，其特征在于所述的磁性液体选择为癸二酸二异辛脂基磁性液体或聚α烯烃合成油基磁性液体。
7、根据权利要求1～5中任一权利要求所述的推力球轴承的润滑和密封装置，其特征在于所述的磁性液体占推力球轴承内部空间的7-10％。
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