ПОДШИПНИК С МАГНИТОЖИДКОСТНЫМ УПЛОТНЕНИЕМ Российский патент 2016 года по МПК F16C33/82 F16C33/78 F16J15/43 F16C19/00 

Область техники

[0001]

Предлагаемое изобретение относится к подшипнику с магнитожидкостным уплотнением, который поддерживает вращающийся вал так, чтобы он мог свободно вращаться, в различных механизмах силовой передачи; при этом магнитожидкостное уплотнение предотвращает попадание внутрь подшипника посторонних веществ, таких как пыль и влага.

По данной заявке испрашивается приоритет согласно японской заявке №2012-100551, поданной 26 апреля 2012 г., полное содержание которой включено в данное описание в качестве ссылки.

Уровень техники

[0002]

Обычно вращающиеся валы в различных механизмах силовой передачи поддерживаются подшипниками так, что валы могут свободно вращаться. В этом случае часто используются так называемые шариковые подшипники, которые содержат несколько тел качения (элементов качения), расположенных по окружности между внутренним кольцом и наружным кольцом. Подшипники такого типа предназначены для улучшения характеристик вращения вращающихся валов.

[0003]

Подшипники такого типа используются для поддержки вращающихся валов в механизмах силовой передачи различных приводных устройств. В некоторых приводных устройствах требуется предотвратить попадание внутрь механизма посторонних веществ, таких как пыль и влага, через подшипниковые узлы. Кроме того, попадание посторонних веществ в сам подшипник ведет к ухудшению характеристик вращения, возникновению аномального шума и т.д. Для решения подобных проблем на поверхности вращающегося вала вплотную к подшипнику иногда помещают уплотнительный элемент, сделанный из упругого материала, который предохраняет подшипниковый узел от влаги и пыли; однако, в этом случае, характеристики вращения вращающегося вала неизбежно ухудшаются под влиянием контактного давления уплотнительного элемента, сделанного из упругого материала.

[0004]

Известны подшипники, снабженные магнитожидкостным уплотнительным механизмом с использованием магнитной жидкости (ниже именуются «подшипники с магнитожидкостным уплотнением») для предотвращения подшипникового узла от попадания посторонних веществ без ухудшения характеристик вращения вращающихся валов. Например, в [1] раскрывается шариковый подшипник, в котором тела качения удерживаются между внутренним кольцом и наружным кольцом; при этом между внутренним кольцом и наружным кольцом, вращающимися относительно друг друга, помещен магнитный элемент, одна сторона которого закреплена, а на второй стороне имеется щелевое уплотнение, в котором находится магнитная жидкость. А именно, магнитный элемент, помещенный между внутренним кольцом и наружным кольцом, перекрывает тела качения; одна сторона магнитного элемента закреплена, а на второй стороне имеется щелевое уплотнение, в котором располагается магнитная жидкость; таким образом, тела качения надежно уплотняются, и предотвращается попадание внутрь подшипникового узла посторонних веществ, влияющих на характеристики качения.

Библиографические ссылки

Патентная литература

[0005]

1. Японская выложенная заявка №57-33222

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено изобретение

[0006]

Вышеуказанный подшипник с магнитожидкостным уплотнением, раскрытый в [1], обеспечивает достаточную уплотнительную способность в случае пыли и жидкости с относительно высокой вязкостью; однако, достаточная уплотнительная способность может быть не обеспечена в случае жидкости с низкой вязкостью. А именно, размерная точность указанного магнитного элемента ниже по сравнению с частями подшипника, и жидкость может попасть внутрь с закрепленной стороны магнитного элемента; чем ниже вязкость жидкости, тем легче она может попасть на тела качения (в частности, после высыхания просочившейся морской воды образуются кристаллы соли, что ведет к ухудшению характеристик качения). В этом случае для создания надежного уплотнения требуется с высокой точностью контролировать размеры магнитного элемента или устанавливать дополнительные уплотняющие элементы, что ведет к снижению производительности.

[0007]

Предлагаемое изобретение было сделано исходя из вышеупомянутых проблем и имеет целью предложить подшипник с магнитожидкостным уплотнением, конструкция которого обеспечивает надежное уплотнение расположенных внутри тел качения и высокую производительность.

Раскрытие изобретения

[0008]

Для достижения указанной цели подшипник с магнитожидкостным уплотнением по предлагаемому изобретению, в котором имеются несколько тел качения, помещенных между внутренним кольцом и наружным кольцом, а на открытой стороне внутреннего и наружного колец расположен кольцевой магнит для удержания магнитной жидкости с целью уплотнения нескольких тел качения, отличается тем, что кольцевой магнит намагничен так, что магнитные полюса расположены в осевом направлении, и тем, что подшипник содержит кольцевую полюсную пластину, которая установлена так, что она касается наружной поверхности кольцевого магнита в осевом направлении; магнитную жидкость наружного кольца, которая удерживается между наружным кольцом и кольцевой полюсной пластиной и/или между наружным кольцом и кольцевым магнитом; и магнитную жидкость внутреннего кольца, которая удерживается между внутренним кольцом и кольцевой полюсной пластиной и/или между внутренним кольцом и кольцевым магнитом.

[0009]

В указанной конструкции кольцевой магнит намагничен так, что магнитные полюса расположены в осевом направлении, а кольцевая полюсная пластина расположена так, что она касается наружной поверхности кольцевого магнита в осевом направлении. Следовательно, магнитная жидкость (магнитная жидкость наружного кольца) может быть удержана между наружным кольцом и кольцевой полюсной пластиной и/или между наружным кольцом и кольцевым магнитом, и магнитная жидкость (магнитная жидкость внутреннего кольца) может быть удержана между внутренним кольцом и кольцевой полюсной пластиной и/или между внутренним кольцом и кольцевым магнитом. Таким образом, магнитная жидкость может быть удержана в зазорах как на внутренней периферийной поверхности наружного кольца, так и на наружной периферийной поверхности внутреннего кольца. Следовательно, достаточная уплотнительная способность для тел качения может быть достигнута даже при низкой размерной точности кольцевого магнита, и не требуется с высокой точностью контролировать размеры кольцевого магнита; это позволяет упростить сборку и повысить производительность.

[0010]

Магнитная жидкость, удерживаемая на внутренней периферийной поверхности наружного кольца и на наружной периферийной поверхности внутреннего кольца, может находиться в зазоре как на одной стороне, так и на обеих сторонах подшипника.

Технический результат

[0011]

Подшипник с магнитожидкостным уплотнением по предлагаемому изобретению имеет конструкцию, которая обеспечивает надежное уплотнение расположенных внутри тел качения и высокую производительность.

Краткое описание чертежей

[0012]

[Фиг. 1]: Продольный разрез подшипника с магнитожидкостным уплотнением по предлагаемому изобретению в соответствии с 1-м примером осуществления.

[Фиг. 2]: Увеличенный вид основной части Рис. 1.

[Фиг. 3]: Иллюстрация модификации 1-го примера осуществления.

[Фиг. 4]: Продольный разрез подшипника с магнитожидкостным уплотнением по предлагаемому изобретению в соответствии со 2-м примером осуществления; увеличенный вид главной части.

[Фиг. 5]: Иллюстрация модификации 2-го примера осуществления.

[Фиг. 6]: Продольный разрез подшипника с магнитожидкостным уплотнением по предлагаемому изобретению в соответствии с 3-м примером осуществления.

Описание примеров осуществления изобретения

[0013]

Ниже описываются примеры осуществления подшипника с магнитожидкостным уплотнением по предлагаемому изобретению со ссылками на чертежи.

На Фиг. 1 и 2 показан 1-й пример осуществления подшипника с магнитожидкостным уплотнением по предлагаемому изобретению; Фиг. 1 - это продольный разрез, а Фиг. 2 - увеличенный вид основной части Фиг. 1.

[0014]

Подшипник 1 с магнитожидкостным уплотнением по данному примеру осуществления (ниже именуется также «подшипник») содержит цилиндрическое внутреннее кольцо 3, цилиндрическое наружное кольцо 5 вокруг внутреннего кольца 3 и несколько тел качения (элементов качения) 7, расположенных между внутренним кольцом 3 и наружным кольцом 5. Тела качения 7 удерживаются сепаратором (держателем) 8, так что внутреннее кольцо 3 и наружное кольцо 5 могут вращаться относительно друг друга.

[0015]

Внутренне кольцо 3, наружное кольцо 5 и тела качения 7 могут быть сделаны из материала с магнитными свойствами, например, из хромистой нержавеющей стали (SUS440C), а сепаратор 8 может быть сделан из материала с высокой стойкостью к коррозии и температуре, например, из нержавеющей стали (SUS304). Тела качения 7 не обязательно должны быть магнетиками. В данном примере осуществления наружное кольцо 5 сделано так, что его открытый торец 5а установлен вровень (или почти вровень) с открытым торцом 3а внутреннего кольца 3. Однако, как описано ниже в 3-ем примере осуществления, наружное кольцо 5 может быть длиннее внутреннего кольца 3 в осевом направлении (наружное кольцо 5 может включать цилиндрический участок, выступающий за внутреннее кольцо 3 в осевом направлении), или напротив, внутреннее кольцо 3 может быть длиннее наружного кольца 5 в осевом направлении.

[0016]

На открытых сторонах внутреннего кольца 3 и наружного кольца 5 установлены магнитожидкостные уплотнения 10, которые будут подробно описаны ниже. В данном примере осуществления магнитожидкостные уплотнения 10 одинаковой конструкции установлены в зазорах по обеим сторонам внутреннего кольца 3 и наружного кольца 5; следовательно, ниже будет описана конструкция с одной стороны (левая сторона на Рис. 1).

[0017]

Магнитожидкостное уплотнение 10 содержит кольцевой магнит (ниже именуется «магнит») 12, кольцевую полюсную пластину (ниже именуется «полюсная пластина») 14, установленную так, что она касается наружной поверхности магнита 12 в осевом направлении, и магнитную жидкость (магнитную жидкость наружного кольца 15а и магнитную жидкость внутреннего кольца 15b), удерживаемую магнитной цепью, образованной магнитом 12; эти компоненты обладают уплотняющими функциями для предотвращения попадания пыли, влаги и т.д. на тела качения 7.

[0018]

Магнит 12 может быть постоянным магнитом с высокой плотностью магнитного потока и большой магнитной силой; например, можно использовать неодимовый магнит, изготовленный методом спекания. Как показано на Рис. 2, магнит 12 предварительно намагничен так, что магнитные полюса (полюс S и полюс N) расположены в осевом направлении (направлении центральной оси X подшипника). Полюсная пластина 14 установлена так, что она касается наружной поверхности магнита 12 в осевом направлении. Полюсная пластина 14 имеет практически такую же форму, что и магнит 12, и сделана из материала с магнитными свойствами, например из хромистой нержавеющей стали (SUS440C).

[0019]

В данном примере осуществления магнит 12 и полюсная пластина 14 предварительно скреплены друг с другом, но такое предварительно скрепление не является обязательным. Предварительное скрепление упрощает установку и центровку магнита 12; кроме того, при объединении магнита 12 и полюсной пластины 14 в единый узел упрощается процесс сборки, как будет описано ниже.

[0020]

Магнитная жидкость наружного кольца 15а и магнитная жидкость внутреннего кольца 15b образованы путем дисперсии магнитных частиц, таких как Fe3O4, в поверхностно-активном веществе и базовом масле; благодаря вязкости магнитной жидкости она реагирует на приближение магнита. Следовательно, магнитная жидкость 15а и 15b надежно удерживается в заданном положении магнитной цепью, образованной между внутренним кольцом 3, наружным кольцом 5 и полюсной пластиной 14, сделанными из магнитных материалов.

[0021]

На внутренней поверхности наружного кольца 5 сформирован уступ 5b ближе к телам качения 7, чем магнит 12. Благодаря уступу 5с, наружное кольцо 5 включает тонкий участок 5А с открытой стороны и толстый участок 5В со стороны тел качения; при этом промежуток между внутренним и наружным кольцами больше с наружной стороны, чем с внутренней стороны в осевом направлении. Уступ 5b сделан так, чтобы образовался зазор для удержания магнитной жидкости (ступенчатый зазор); в данном примере осуществления уступ сформирован так, что образуется плоскость 5с, перпендикулярная осевому направлению (благодаря образованию перпендикулярной плоскости, магнит 12 притягивается к ней, что позволяет выполнить его установку и фиксацию, как будет описано ниже). Уступ не обязательно должен образовывать перпендикулярную плоскость, как в данном примере осуществления, а может иметь ступенчатую или наклонную форму (наклонную поверхность), если только магнитная жидкость надежно удерживается между уступом и магнитом 12. В этом случае магнит 12 может быть установлен и магнитная жидкость может удерживаться, благодаря образованию наклонной плоскости.

[0022]

Полюсная пластина 14 сделана так, что ее наружный диаметр немного больше диаметра внутренней периферийной поверхности наружного кольца 5 (внутренней поверхности тонкого участка 5А) и установлена с натягом с открытой стороны наружного кольца 5 вместе с прикрепленным к ней магнитом 12. Полюсная пластина 14 с прикрепленным к ней магнитом 12 сделана такого размера, что после установки полюсной пластины 14 с натягом в наружное кольцо 5 между ней и наружной периферийной поверхностью внутреннего кольца 3 образуется заданный зазор G. Длины магнита 12 и полюсной пластины 14 в осевом направлении таковы, что когда они в скрепленном состоянии устанавливаются с натягом в наружное кольцо 5, образуется заданный зазор G1 по отношению к перпендикулярной поверхности 5с уступа 5b.

[0023]

Когда полюсная пластина 14 с прикрепленным к ней магнитом 12, намагниченным так, что его магнитные полюса расположены в осевом направлении, устанавливается с натягом в наружное кольцо 5, как описано выше, со стороны внутреннего кольца 3 и со стороны наружного кольца 5 образуются магнитные потоки, как показано на чертеже (магнитные цепи 3М и 5М). Таким образом, магнитная жидкость внутреннего кольца 15b и магнитная жидкость наружного кольца 15а могут удерживаться, соответственно, в зазоре G между полюсной пластиной 14 и внутренним кольцом 3, и в зазоре G1 между магнитом 12 и наружным кольцом 5. А именно, когда магнитная жидкость вводится в зазор G с помощью пипетки или другого устройства, она удерживается в зазоре G благодаря магнитной цепи 3М, а также перетекает в зазор G1 и удерживается в зазоре G1 благодаря магнитной цепи 5М, образованной со стороны наружного кольца.

[0024]

В подшипнике 1 вышеописанной конструкции уплотнительный эффект обеспечивается также и со стороны, где крепятся магнит 12 и полюсная пластина 14 (внутренняя периферийная поверхность наружного кольца 5 в данном примере осуществления); следовательно, можно надежно предотвратить попадание на элементы качения 7 низковязкой влаги или пыли со стороны крепления. В известных подшипниках с магнитожидкостным уплотнением не учитывалась необходимость уплотнения со стороны крепления магнита и полюсной пластины, в связи с чем не обеспечивалось достаточное уплотнение тел качения. С другой стороны, в данном примере осуществления, помимо уплотнения с помощью магнитной жидкости внутреннего кольца 15b, предусмотрено уплотнение со стороны крепления с помощью магнитной жидкости наружного кольца 15а, чем достигается достаточный уплотнительный эффект.

[0025]

Уплотнения могут быть образованы только лишь намагничиванием магнита 12 - единственного компонента - так, что его магнитные полюса расположены в осевом направлении, и установкой магнита 12 так, чтобы он касался полюсной пластины 14; таким образом, достаточно небольшого числа компонентов. Кроме того, не требуется с высокой точностью контролировать размеры магнита 12; таким образом, можно упростить сборку и снизить затраты. То есть достаточный уплотнительный эффект может быть получен даже при использовании магнита, уступающего по размерной точности другим компонентам.

[0026]

Более того, магнит 12, который удерживает магнитную жидкость со стороны как внутреннего кольца, так и наружного кольца, выполнен как единый компонент, а магнитожидкостные уплотнения со стороны как внутреннего кольца, так и наружного кольца, могут быть образованы одновременно введением магнитной жидкости в одном месте; в результате улучшается технологичность.

[0027]

Кроме того, в данном примере выполнения, на наружном кольце 5 формируется уступ 5b; используя этот уступ можно образовать пространство (ступенчатый зазор), в котором надежно удерживается магнитная жидкость, в результате чего можно легко повысить уплотнительный эффект. На Фиг. 2 магнитная жидкость наружного кольца 15а удерживается в зазоре G1; эта жидкость может проникать в зазор между наружной периферийной поверхностью магнита 12 и внутренней периферийной поверхностью наружного кольца 5, а также в небольшой зазор между полюсной пластиной 14 и внутренней периферийной поверхностью наружного кольца 5, чем обеспечивается достаточная уплотнительная способность со стороны наружного кольца.

[0028]

На Фиг. 3 показана модификация вышеописанного примера осуществления.

В примере осуществления, показанном на Фиг. 1 и 2, полюсная пластина имеет постоянную толщину в радиальном направлении. Однако, как показано на Фиг. 3, желательно, чтобы полюсная пластина 14 имела коническую форму, так что ее толщина постепенно уменьшается по направлению к месту удержания магнитной жидкости (внутренняя сторона в радиальном направлении в данном примере осуществления; тонкий участок обозначен ссылочной позицией 14А).

[0029]

При такой конструкции магнитная жидкость 15b не будет вытекать наружу в осевом направлении (за пределы открытых торцов 5а и 3а наружного и внутреннего колец), благодаря чему можно предотвратить вытирание магнитной жидкости во время сборки и обеспечить надежное заполнение.

[0030]

На Фиг. 4 показан 2-й пример осуществления предлагаемого изобретения.

В данном примере осуществления размер полюсной пластины 14 в радиальном направлении выбран так, чтобы создать некоторый люфт (зазор G2) по отношению к внутренней периферийной поверхности наружного кольца 5.

[0031]

Следовательно, когда полюсная пластина 14 с прикрепленным к ней магнитом 12 (магнит может и не быть прикреплен) просто вставляется с открытой стороны внутреннего и наружного колец, манит 12 притягивается магнитной силой к перпендикулярной поверхности 5 с уступа, что обеспечивает установку и фиксацию. Когда на этом этапе сборки магнитная жидкость вводится в зазор G и в зазор G2 с помощью пипетки или другого устройства, она удерживается в зазоре G (между внутренним кольцом 3 и полюсной пластиной 14) благодаря магнитной цепи 3М и в зазоре G2 (между наружным кольцом 5 и полюсной пластиной 14) благодаря магнитной цепи 5М. Кроме того, магнитная жидкость, заполняющая зазор G, перетекает к уступу и удерживается также в ступенчатом участке магнита 12 и наружного кольца 5 (между магнитом 12 и наружным кольцом 5); в результате повышается уплотнительный эффект со стороны наружного кольца.

[0032]

При такой конструкции облегчается сборка полюсной пластины 14 с прикрепленным к ней магнитом 12; в то же время упрощается контроль ориентации магнитов, когда подшипник уплотняется с обеих открытых сторон. Кроме того, поскольку полюсная пластина 14 выполнена так, что образуется зазор G2, наружное кольцо 3 не подвергается деформирующей нагрузке во время сборки и не ухудшаются характеристики вращения подшипника. По соображениям легкости сборки и уплотнительной способности зазор G2 можно установить в пределах 10-500 мкм, желательно в пределах 20-200 мкм.

[0033]

На Фиг. 5 показана модификация 2-го примера осуществления.

В этой модификации со стороны внутреннего кольца формируется уступ 3b с плоскостью 3с, перпендикулярной осевому направлению; на внутреннем кольце установлены магнит 12 и полюсная пластина 14 так же, как показано на Фиг. 4 (конструкция, симметричная той, что показана на Фиг. 4).

Подшипник с такой конструкцией соответствует случаю, когда наружное кольцо устанавливается на вращающийся элемент.

[0034]

В конструкциях, показанных на Фиг. 1- 3, магнит 12 и полюсная пластина 14 могут быть установлены на внутреннем кольце так же, как показано на Фиг. 5.

[0035]

На Фиг. 6 показан 3-й пример осуществления предлагаемого изобретения.

В этом примере осуществления наружное кольцо 5 сделано длиннее внутреннего кольца 3 в осевом направлении, и сформирован цилиндрический участок 5D, выступающий за открытый торец 3а внутреннего кольца 3; на этом выступающем цилиндрическом участке 5D установлено магнитожидкостное уплотнение с конструкцией, подобной описанной выше.

[0036]

В этом случае длина цилиндрического участка 5D в осевом направлении может быть выбрана так, что магнит 12 притягивается к перпендикулярной поверхности 5с, образованной уступом 5b на наружном кольце, устанавливается там и фиксируется; в этом положении образуется зазор G3 между магнитом 12 и открытым торцом 3а внутреннего кольца 3. В конструкции по данному примеру осуществления размер H магнита 12 в радиальном направлении может быть больше, чем в вышеописанных примерах осуществления и модификациях; это позволяет увеличить магнитную силу и усилить уплотнительную способность (способность удерживать магнитную жидкость). Кроме того, магнитная жидкость внутреннего кольца 15b находится с внутренней стороны в осевом направлении и не открыта наружу, благодаря чему можно предотвратить вытирание магнитной жидкости во время сборки и обеспечить надежное заполнение. В данном примере осуществления выступающий цилиндрический участок сформирован на наружном кольце 5, однако такой участок может быть сформирован и на внутреннем кольце 3.

[0037]

В вышеописанных примерах осуществления и модификациях поверхности внутреннего кольца 3 и наружного кольца 5 желательно обработать путем электролиза хромовой кислоты. Такая обработка путем электролиза хромовой кислоты может предотвратить появление на поверхности трещин и разрывов, вызванных ржавчиной или коррозией, и надежно предотвратить попадание внутрь выли и посторонних веществ.

[0038]

Кроме того, в вышеописанных конструкциях можно установить с натягом кольцевую защитную крышку (герметичную крышку) на наружную в осевом направлении поверхность полюсной пластины 14, установленной с открытой стороны. Такая крышка может быть сделана из материала с высокой стойкостью к коррозии и температуре, например из нержавеющей стали (SUS304) или полимерной смолы. Установка такой крышки позволит более эффективно предотвращать попадание посторонних веществ, а также налипание на магнит 12 магнитных частиц (посторонних веществ), таких как железистый песок.

[0039]

Кроме того, в вышеописанных конструкциях можно установить тонкую шайбу или установочную распорку между магнитом 12 и наружным кольцом 3 (или внутренним кольцом 3). Установка такой шайбы или распорки позволит упростить размерный контроль и повысить технологичность сборки. Такую шайбу или распорку желательно изготавливать из магнитного материала, чтобы образовать надежные магнитные цепи.

Примеры

[0040]

Подшипники с магнитожидкостными уплотнениями вышеописанных конструкций могут устанавливаться на вращающихся валах различных устройств, от которых требуется пылезащищенность и влагозащищенность; в частности, тяжелые условия ожидаются в средах, где присутствует соль (морская вода). А именно морская вода легко просачивается даже сквозь крохотные зазоры в силу ее низкой вязкости, а после высыхания просочившейся морской воды образуются кристаллы соли; налипание таких кристаллов на вращающиеся части ведет к значительному ухудшению характеристик качения.

[0041]

Поэтому, когда подшипники по вышеописанным примерам осуществления устанавливаются на приводные валы силовой передачи различных рыболовных катушек используемых на морском берегу или в море, этим обеспечивается долговременная надежная поддержка приводных валов.

В таблице 1 приведены результаты тестирования характеристик вращения вращающихся валов, приводимых от рукоятки спиннинговой катушки, на которых были установлены подшипники по вышеописанным примерам осуществления и подшипники известной конструкции; характеристики вращения (ощущаемая плавность вращения рукоятки) были получены после погружения в соленую воду.

[0042]

В приведенной ниже таблице 1 известный пример 1 относится к случаю, когда подшипник вала рукоятки (вращающегося вала) уплотнен обычной резиновой набивкой. Известный пример 2 относится к подшипнику, снабженному магнитожидкостным уплотнением, но в котором магнит зажат между двумя полюсными пластинами и прикреплен к наружному кольцу (способ, раскрытый в выложенной заявке на регистрацию полезной модели №1-91125). Пример 1 относится к подшипнику по вышеописанному примеру осуществления, показанному на Фиг. 1 и 2. Пример 2 относится к подшипнику по вышеописанному примеру осуществления, показанному на Рис. 4. Пример 3 относится к подшипнику по вышеописанному примеру осуществления, показанному на Фиг. 6.

[0043]

В таблице 1, в случае сопротивления вращению означает, что сопротивление вращению было низким, а X означает, что сопротивление вращению было высоким. В случае сенсорной оценки означает, что выполняемое вращение ощущалось плавным, а X означает, что вращение ощущалось неровным. Что касается тестов, проведенных после погружения в соленую воду, приведенные результаты были получены при выполнении вращения в высушенном состоянии после выполнения вращения в течение 1 мин во время погружения в 5-процентный раствор соли.

[0044]

Кроме того, подшипники с вышеописанными конструкциями уплотнений были оценены с точки зрения производительности, включая легкость сборки самого подшипника и удобство обращения при установке на вал рукоятки. В таблице 1, в случае легкости сборки означает, что сборка была очень легкой, Δ означает, что сборка потребовала некоторых усилий, а X означает, что сборка вызвала трудности. Кроме того, в таблице 1, в случае удобства обращения означает, что обращение с подшипником было очень удобным, означает, что обращение было удобным, а Δ означает, что обращение требовало внимания.

[0045]

[0046]

Что касается характеристик вращения, с подшипником с резиновой набивкой (известный пример 1) работать было тяжело из-за высокого сопротивления вращению. С подшипниками с магнитожидкостным уплотнением (известный пример 2, примеры 1-3) работать было легко благодаря низкому сопротивлению вращению. Первоначально, перед погружением в соленую воду, ни один подшипник не создавал ощущения неровного вращения. После погружения в соленую воду вращение подшипника по известному примеру 2 ощущалось неровным. Это объясняется тем, что соленая вода попала на тела качения через неуплотненные части, и после ее высыхания образовались кристаллы соли. Подшипник по известному примеру 1 не создавал ощущения неровного вращения, но можно ожидать, что при повторении тестов такое ощущение появилось бы скорее, чем у подшипников по примерам 1-3, из-за разрушения резинового уплотнения. В конструкциях по примерам 1-3 магнитная жидкость не вытекает, чем обеспечивается ощущение плавного вращения в течение долгого времени.

[0047]

Что касается легкости сборки, на установку резиновой набивки (известный пример 1) потребовались некоторые усилия; в подшипнике по примеру 1 потребовались некоторые усилия для того, чтобы установить с натягом магнит 12. Значительные усилия потребовались при сборке подшипника по примеру 2, поскольку трудно было объединить компоненты. В то же время подшипники по примерам 2 и 3 собрать было легко, поскольку для этого было достаточно только вставить полюсную пластину с прикрепленным к ней магнитом с открытого торца, используя силу притяжения магнита.

[0048]

Что касается удобства обращения, в случае подшипника с резиновой набивкой (Известный пример 1) не возникло проблем. У подшипника с магнитожидкостным уплотнением по Примеру 3, случайное вытирание магнитной жидкости предотвращалось ее расположением в глубине конструкции. В Примере 2 магнитная жидкость располагается на некотором расстоянии от отверстия, что делает ее вытирание маловероятным. В Примере 1 и Известном примере 2 магнитная жидкость располагается в торце, что делает вероятным ее случайное вытирание и требует внимания при обращении.

[0049]

Как следует из вышеприведенных результатов тестирования, конструкции по предлагаемому изобретению превзошли по уплотнительной способности и производительности известные подшипники с резиновой набивкой, а также известные подшипники с магнитожидкостным уплотнением, у которых внутреннее (наружное) кольцо закреплено, а магнитная жидкость удерживается наружным (внутренним) кольцом.

Перечень ссылочных позиций

[0050]

1 Подшипник с магнитожидкостным уплотнением

3 Внутреннее кольцо

3а Открытый торец

5 Наружное кольцо

5b Уступ

5с Перпендикулярная поверхность

5а Открытый торец

7 Тело качения

10 Магнитожидкостное уплотнение

12 Кольцевой магнит

14 Кольцевая полюсная пластина

15а, 15b Магнитная жидкость

G, G1-G3 Зазор

Изобретение относится к подшипнику с магнитожидкостным уплотнением, который поддерживает вращающийся вал так, чтобы он мог свободно вращаться, в различных механизмах силовой передачи. Подшипник с магнитожидкостным уплотнением имеет несколько тел качения (7), помещенные между внутренним кольцом (3) и наружным кольцом (5), а на открытой стороне колец (3, 5) расположен кольцевой магнит (12) для удержания магнитной жидкости с целью уплотнения нескольких тел качения (7). Кольцевой магнит (12) намагничен так, что магнитные полюса расположены в осевом направлении. Подшипник содержит кольцевую полюсную пластину (14), которая установлена так, что она касается наружной поверхности кольцевого магнита (12) в осевом направлении, магнитную жидкость (15a) со стороны наружного кольца, которая удерживается по меньшей мере между наружным кольцом (5) и кольцевым магнитом (12), и магнитную жидкость (15b) со стороны внутреннего кольца (3), которая удерживается по меньшей мере между внутренним кольцом (3) и кольцевой полюсной пластиной (14). Технический результат: создание подшипника с магнитожидкостным уплотнением, конструкция которого обеспечивает надежное уплотнение тел качения и высокую производительность. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Подшипник с магнитожидкостным уплотнением, в котором имеются несколько тел качения, помещенных между внутренним кольцом и наружным кольцом, а на открытой стороне внутреннего и наружного колец расположен кольцевой магнит для удержания магнитной жидкости с целью уплотнения нескольких тел качения, и
в котором кольцевой магнит намагничен так, что магнитные полюса расположены в осевом направлении; и подшипник содержит:
кольцевую полюсную пластину, которая установлена так, что она касается наружной поверхности кольцевого магнита в осевом направлении;
магнитную жидкость со стороны наружного кольца, которая удерживается по меньшей мере между наружным кольцом и кольцевым магнитом; и
магнитную жидкость со стороны внутреннего кольца, которая удерживается по меньшей мере между внутренним кольцом и кольцевой полюсной пластиной.

2. Подшипник с магнитожидкостным уплотнением, в котором имеются несколько тел качения, помещенных между внутренним кольцом и наружным кольцом, а на открытой стороне внутреннего и наружного колец расположен кольцевой магнит для удержания магнитной жидкости с целью уплотнения нескольких тел качения, и
в котором кольцевой магнит намагничен так, что магнитные полюса расположены в осевом направлении; и подшипник содержит:
кольцевую полюсную пластину, которая установлена так, что она касается наружной поверхности кольцевого магнита в осевом направлении;
магнитную жидкость со стороны наружного кольца, которая удерживается по меньшей мере между наружным кольцом и кольцевой полюсной пластиной; и
магнитную жидкость со стороны внутреннего кольца, которая удерживается по меньшей мере между внутренним кольцом и кольцевым магнитом.

3. Подшипник с магнитожидкостным уплотнением по п. 1, в котором на поверхности наружного кольца или внутреннего кольца со стороны тел качения сформирован уступ, и
благодаря этому уступу промежуток между внутренним и наружным кольцами больше с наружной стороны, чем с внутренней стороны в осевом направлении.

4. Подшипник с магнитожидкостным уплотнением по п. 3, в котором уступ образует поверхность, перпендикулярную осевому направлению, или наклонную поверхность и
в котором кольцевой магнит притягивается магнитной силой к перпендикулярной поверхности или наклонной поверхности.

5. Подшипник с магнитожидкостным уплотнением по п. 1, в котором образован зазор между наружной периферийной поверхностью кольцевой полюсной пластины и внутренней периферийной поверхностью наружного кольца и
в котором магнитная жидкость располагается в этом зазоре.

6. Подшипник с магнитожидкостным уплотнением по п. 1, в котором кольцевая полюсная пластина установлена с натягом в наружном кольце и
в котором магнитная жидкость располагается в ступенчатом зазоре.

7. Подшипник с магнитожидкостным уплотнением по п. 1, в котором кольцевой магнит прикреплен к кольцевой полюсной пластине.

8. Подшипник с магнитожидкостным уплотнением по п. 1, в котором поверхности внутреннего кольца и наружного кольца обработаны электролитической хромовой кислотой.

9. Подшипник с магнитожидкостным уплотнением по п. 1, в котором магнитная жидкость со стороны наружного кольца расположена между наружным кольцом и поверхностью внутренней стороны кольцевого магнита в осевом направлении.

10. Подшипник с магнитожидкостным уплотнением по п. 2, в котором на поверхности наружного кольца или внутреннего кольца со стороны тел качения сформирован уступ, и
благодаря этому уступу промежуток между внутренним и наружным кольцами больше с наружной стороны, чем с внутренней стороны в осевом направлении.

11. Подшипник с магнитожидкостным уплотнением по п. 10, в котором уступ образует поверхность, перпендикулярную осевому направлению, или наклонную поверхность и
в котором кольцевой магнит притягивается магнитной силой к перпендикулярной поверхности или наклонной поверхности.

12. Подшипник с магнитожидкостным уплотнением по п. 2, в котором образован зазор между наружной периферийной поверхностью кольцевой полюсной пластины и внутренней периферийной поверхностью наружного кольца и
в котором магнитная жидкость располагается в этом зазоре.

13. Подшипник с магнитожидкостным уплотнением по п. 2, в котором кольцевая полюсная пластина установлена с натягом в наружном кольце и
в котором магнитная жидкость располагается в ступенчатом зазоре.

14. Подшипник с магнитожидкостным уплотнением по п. 2, в котором кольцевой магнит прикреплен к кольцевой полюсной пластине.

15. Подшипник с магнитожидкостным уплотнением по п. 2, в котором поверхности внутреннего кольца и наружного кольца обработаны электролитической хромовой кислотой.

16. Подшипник с магнитожидкостным уплотнением по п. 2, в котором магнитная жидкость со стороны наружного кольца расположена между наружным кольцом и поверхностью внутренней стороны кольцевого магнита в осевом направлении.