[发明专利]滚动轴承装置和旋转设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有自润滑功能的滚动轴承装置、适用于以较高转速旋转的加工工具的滚动轴承装置，以及包括该滚动轴承装置的旋转设备。

背景技术

例如径向滚珠轴承的滚动轴承用以支撑以较高转速旋转的轴，例如在加工工具上使用的各种心轴。作为润滑用于支撑高速旋转的此类心轴的滚动轴承的润滑方法，通常来讲，在许多情况下主要使用油气润滑法。

油气润滑法是借助于压缩空气通过管线将间歇提供的微量润滑油吹向滚动轴承的方法，在该方法中，由于通过迫使润滑油穿过形成在高速旋转的滚动轴承周围的空气幕而将其提供给轴承，因此压缩空气作为所谓的载体使用。

在这种油气润滑法中，油气润滑装置和混合阀，以及压缩机和外部管线必须位于心轴等部件的外面，在所述心轴中结合有作为润滑对象的轴承，除此以外，在心轴等部件的内部需要形成用于油和空气的通道。这导致以下问题，即，生产成本提高，和由于使用压缩空气造成的噪音等级增大。

为了解决上述问题，提出了一种滚动轴承装置，其中润滑油供给机构设置在滚动轴承内部(例如，参见专利文献No.1)。

在该提议的技术中，用于储存润滑油的油箱和泵安装在滚动轴承的固定环一侧，喷嘴以这样的方式安装在泵上，以便延伸开放在滚动于滚动轴承的内外环之间的滚动元件附近，使得极少量，或例如几十n1(或几十μcc)的润滑油朝向旋转经过其下方的滚动元件滴下。通过该配置，由于润滑油提供给在滚动轴承旋转时形成的空气幕内部，在油气润滑法中例如起到载体作用的压缩空气不再是必要的，从而解决了噪音问题，而且压缩机和油气润滑装置，以及外部管线和内部管线也不再是必要的，其中专利文献No.1中的技术变得有利。

在具有这种润滑功能的滚动轴承装置中，如何使从喷嘴供给的润滑油有效促进滚动元件和轴承环之间的润滑构成了要解决的关键问题。由于滚动轴承的旋转环、滚动元件和保持架高速旋转，有时候会发生下列情况，即，如此提供并粘附到滚动轴承的任何组成元件上的润滑油受到沿远离转动组成元件旋转中心方向作用的作用力(在下文中称作离心力)，从而使润滑油难以在轴承环和滚动元件之间流动。当考虑象这样的离心力时，图9所示滚动轴承装置的剖视图中显示的喷嘴位置代表喷嘴的优选布置，其中滚动轴承装置平行于其轴线剖开。在图9所示滚动轴承装置的实例中，采用以下配置，其中，用于在内部储存润滑油的油箱(未显示)和供油单元固定到极为靠近滚动轴承的地方或者固定到邻近外环62设置的间隔物65上，所述供油单元由泵66、喷嘴67和驱动单元(未显示)组成，所述泵用于吸出储存于油箱中的润滑油以便排出，所述喷嘴以这样的方式安装在泵66的排出口处，以便在保持架64的内圆周表面和内环61的外圆周表面之间延伸并且在其远端开放，所述驱动单元用于驱动泵66，所述滚动轴承主要由内环61、外环62、滚动元件63和保持架64组成，所述外环构成轴承的固定环。

根据象这样的喷嘴67的布置，从喷嘴67远端开口提供到保持架的内圆周表面上的润滑油在借助于滚动轴承旋转产生的离心力的作用下，在滚动元件63上朝向外环62的滚道表面流动，并且经由滚动元件63传送以粘附到内环61的滚道表面上，从而可能有效润滑滚动轴承。

顺便提及的是，除了离心力外，由于通过轴承旋转产生于滚动轴承内的气流所引起的作用力也作用在供自喷嘴的润滑油上，其中所述喷嘴对滚动轴承内部开放。因此，即使在采用如图9所示的喷嘴布置以便将如此提供的几乎全部润滑油提供到保持架64的内圆周表面上的情况下，有时候也会发生以下情况，即，润滑油在保持架64的内圆周表面上沿图9所示箭头方向朝向滚动元件63的相对侧流动，从而由于轴承内部气流干扰的原因而流出滚动轴承，因此不能确保所提供的润滑油总量都用于轴承润滑。

通常，用于将润滑油提供到在高速旋转的滚动轴承中限定的环形空间内的方法已知有喷射润滑、油雾润滑、油气润滑等方法。

但是，在这些方法中，为了使润滑油从外面到达环形空间内，需要通过压缩空气使润滑油加压或加速，从而需要包括压缩机等的大型附属设备。另外，由于提供的润滑油量超过所需，大量润滑油最终被浪费。为了避免环境污染，需要回收和循环过量润滑油的机构。

为了解决上述问题，对于在不使用压缩机的情况下，将微量润滑油以稳定方式从单个润滑装置均匀可靠地提供给多个轴承的方法来说，已经提出了一种润滑装置，包括用于将润滑油排到轴承中的喷嘴、用于将润滑油提供给喷嘴的油润滑泵和用于将微量润滑油分配给每个泵的多分配机构(例如，参见专利文献No.2)。