JP2007092790A - Sealed rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接触シールのシールリップによる内輪側のシール摺接面の緊迫圧力を環状のばね部材で補強して、軸受内部を密封した密封型転がり軸受に関する。 The present invention relates to a hermetic rolling bearing in which an inner spring seal pressure reinforced by a seal lip of a contact seal is reinforced by an annular spring member to seal the inside of the bearing.
鉄鋼圧延機のロールネック部を支持する軸受のように、ロール冷却水や圧延潤滑油を分散させたエマルション等の水が多量に飛散する環境で使用され、軸受内外での温度差の発生により軸受内部が負圧になることがある転がり軸受には、接触シールの弾性部材で形成されたシールリップによる内輪側の摺接面の緊迫圧力を環状のばね部材で補強して、軸受内部を密封した密封型転がり軸受が多く用いられている(例えば、特許文献1参照)。 Used in an environment where a large amount of water, such as an emulsion in which roll cooling water or rolling lubricant is dispersed, is scattered, such as a bearing that supports the roll neck of a steel rolling mill. For rolling bearings that may have negative pressure inside, the pressure inside the sliding surface on the inner ring side by the seal lip formed by the elastic member of the contact seal is reinforced by an annular spring member to seal the inside of the bearing. Sealed rolling bearings are often used (see, for example, Patent Document 1).
近年の鉄鋼圧延機の圧延速度の高速化に伴い、上述したシールリップの緊迫圧力を環状のばね部材で補強したばね付きの接触シールで軸受内部を密封した密封型転がり軸受では、シール摺接面を緊迫するシールリップの摩擦発熱が大きくなって、接触シールが早期に損傷する問題が生じている。 With the recent increase in rolling speed of steel rolling mills, in the case of sealed rolling bearings in which the inside of the bearing is sealed with a spring-loaded contact seal reinforced by the pressure of the sealing lip described above with an annular spring member, the seal sliding contact surface As a result, the frictional heat generated by the sealing lip that tightens the contact lip increases, causing a problem that the contact seal is damaged early.
この問題に対して、従来はシールリップの剛性を低くしてシールリップ自体の緊迫圧力を小さく設定しているが、シールリップ自体の緊迫圧力を小さく設定すると、軸受内部が負圧になったときに、シールリップが剛性の低下によって変形しやすくなり、シール性が極端に低下する問題がある。 To solve this problem, the rigidity of the seal lip itself has been lowered and the pressure applied to the seal lip itself has been set low. However, if the pressure on the seal lip itself is set to a low value, the inside of the bearing becomes negative. In addition, the seal lip is liable to be deformed due to a decrease in rigidity, and there is a problem that the sealing performance is extremely lowered.
そこで、本発明の課題は、水が多量に飛散する環境で使用され、軸受内部が負圧になっても、耐久性と良好なシール性を確保できる密封型転がり軸受を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a sealed type rolling bearing that is used in an environment in which a large amount of water scatters and can ensure durability and good sealing performance even when the inside of the bearing becomes negative pressure.
上記の課題を解決するために、本発明は、接触シールの弾性部材で形成されたシールリップで、内輪側に設けられたシール摺接面を緊迫し、このシールリップによる前記シール摺接面の緊迫圧力を環状のばね部材で補強して、軸受内部を密封した密封型転がり軸受において、前記ばね部材で補強した後のシールリップによる前記シール摺接面の緊迫圧力を0.3〜0.6MPaとし、前記ばね部材で補強する前のシールリップによる前記シール摺接面の緊迫圧力を、前記ばね部材で補強した後の緊迫圧力の40〜70%とした構成を採用した。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a seal lip formed of an elastic member of a contact seal, pressing a seal slidable contact surface provided on the inner ring side, and forming the seal slidable contact surface by the seal lip. In a hermetic rolling bearing in which the pressure is reinforced with an annular spring member and the inside of the bearing is sealed, the pressure on the seal sliding contact surface by the seal lip after reinforcement with the spring member is 0.3 to 0.6 MPa. In addition, a configuration was adopted in which the pressing pressure of the seal sliding contact surface by the seal lip before being reinforced by the spring member was 40 to 70% of the pressing pressure after being reinforced by the spring member.
すなわち、ばね部材で補強した後のシールリップによるシール摺接面の緊迫圧力を0.3〜0.6MPaとし、ばね部材で補強する前のシールリップによるシール摺接面の緊迫圧力を、ばね部材で補強した後の緊迫圧力の40〜70%とすることにより、シール摺接面を緊迫するシールリップの摩擦発熱を抑制して耐久性を確保するとともに、シールリップ自体に十分な剛性を持たせて、軸受内部が負圧になってもシールリップが変形しないようにし、良好なシール性を確保できるようにした。 That is, the tension pressure of the seal sliding contact surface by the seal lip after being reinforced by the spring member is 0.3 to 0.6 MPa, and the tension pressure of the seal sliding contact surface by the seal lip before being reinforced by the spring member is By setting the pressure to 40 to 70% of the pressure after reinforcement, the friction heat generated by the seal lip that presses the seal sliding contact surface is suppressed to ensure durability, and the seal lip itself has sufficient rigidity. Therefore, the seal lip is prevented from being deformed even when the bearing has a negative pressure so that a good sealing property can be secured.
本発明の密封型転がり軸受は、ばね部材で補強した後のシールリップによるシール摺接面の緊迫圧力を0.3〜0.6MPaとし、ばね部材で補強する前のシールリップによるシール摺接面の緊迫圧力を、ばね部材で補強した後の緊迫圧力の40〜70%としたので、シール摺接面を緊迫するシールリップの摩擦発熱を抑制して耐久性を確保できるとともに、シールリップ自体に十分な剛性を持たせて、軸受内部が負圧になってもシールリップが変形しないようにし、良好なシール性を確保することができる。 The sealing type rolling bearing of the present invention is such that the pressure applied to the seal sliding contact surface by the seal lip after being reinforced by the spring member is 0.3 to 0.6 MPa, and the seal sliding contact surface by the seal lip before being reinforced by the spring member Since the tension pressure of the seal lip is 40 to 70% of the tension pressure after being reinforced with the spring member, it is possible to suppress the heat generated by friction of the seal lip that tightens the seal sliding contact surface and to ensure the durability. Sufficient rigidity is provided so that the seal lip is not deformed even when the bearing has a negative pressure, and good sealing performance can be ensured.
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この密封型転がり軸受は、図1に示すように、鉄鋼圧延機のロールネック部を支持する4列円錐ころ軸受であり、2列ずつの軌道面を有する左右2つの内輪1と、2列の軌道面を有する中央の外輪2aおよびその両側に間座3を介して並べられた1列ずつの軌道面を有する2つの外輪2bとの間に、4列の円錐ころ4が保持器5で保持され、軸受内部が両端のサイドシール6と中央部の中間シール11とで密封されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, this sealed rolling bearing is a four-row tapered roller bearing that supports a roll neck portion of a steel rolling mill, and includes two left and right
前記サイドシール6は、図2に示すように、外輪2bの端面に当接された環状のシールケース7と、シールケース7の内周面に固定された接触シール8とから成り、シールケース7の外周面には、軸受箱(図示省略)との間をシールするOリング9が装着されている。接触シール8は芯金8aとニトリルブタジエンゴムの弾性部材8bとから成り、弾性部材8bで形成されたシールリップ8cが、内輪1の外端延長部の外周面に設けられたシール摺接面1aを緊迫するように摺接し、シールリップ8cによるシール摺接面1aの緊迫圧力が、シールリップ8cの外周側に嵌めこまれた環状のコイルばね10で補強されている。
As shown in FIG. 2, the
前記中間シール11は、図3に示すように、断面L字形の環状の芯金11aと弾性部材11bとから成り、左右の内輪1の突き合わせ部の外周面に設けられた凹部1bに装着されて、弾性部材11bで形成された2つのシールリップ11cが、内輪1の突き合わせ部を跨ぐように凹部1bと接触するようになっている。なお、この中間シール11は各内輪1と一緒に回転するので、各シールリップ11cは凹部1bと摺接はしない。
As shown in FIG. 3, the
まず、前記コイルばね10で補強された後のシールリップ8cによるシール摺接面1aの緊迫圧力Paを0.2〜0.7MPaの範囲で変化させた4列円錐ころ軸受のサンプルを回転軸に取り付け、回転の進行に伴うシール状態の変化を調査する予備試験を行った。この予備試験では、軸受内部を外気圧と等しくし、シールリップ8cがシール摺接面1aに摺接するリップ周速は8〜15m/秒の範囲で変化させた。
First, a sample of a four-row tapered roller bearing in which the pressing pressure Pa of the seal sliding
表1に上記予備試験の結果を示す。この結果より、緊迫圧力Paを0.3〜0.6MPaの範囲としたサンプル3〜6は、いずれも良好なシール性が得られ、シール部での発熱も少なかった。一方、緊迫圧力Paを0.2〜0.25MPaとしたサンプル1、2はシール性が不足し、緊迫圧力Paを0.7MPaとしたサンプル7はシール部で異常発熱が生じた。なお、表1には、前記コイルばね10で補強される前のシールリップ8cによるシール摺接面1aの緊迫圧力Pbと補強された後の緊迫圧力Paとの比Pb/Paも併記した。
Table 1 shows the results of the preliminary test. From these results, all of
つぎに、前記予備試験で良好な結果が得られた緊迫圧力Paを0.3〜0.6MPaの範囲としたものについて、コイルばね10による補強前後の緊迫圧力比Pb/Paを変化させた4列円錐ころ軸受を回転軸に取り付け、軸受内部を外気圧に対して30kPaの負圧とした本試験を行った。なお、本試験でのリップ周速は12m/秒一定とした。
Next, the compression pressure ratio Pb / Pa before and after reinforcement by the
表2に上記本試験の結果を示す。この結果より、緊迫圧力比Pb/Paを40〜70%の範囲とした各実施例のものは、シール部での異常発熱も負圧によるシールリップの変形も生じることなく、良好なシール性が確保された。これに対して、緊迫圧力比Pb/Paを20〜30%とした各比較例のものは、いずれも負圧によってシールリップが変形し、良好なシール性が得られなかった。 Table 2 shows the results of this test. From these results, the examples having the tension pressure ratio Pb / Pa in the range of 40 to 70% have good sealing performance without causing abnormal heat generation at the seal portion and deformation of the seal lip due to negative pressure. Secured. On the other hand, in each of the comparative examples in which the tension pressure ratio Pb / Pa was 20 to 30%, the seal lip was deformed by the negative pressure, and good sealability was not obtained.
上述した実施形態では、密封型転がり軸受を4列円錐ころ軸受としたが、本発明に係る密封型転がり軸受は、玉軸受やころ軸受等の他の種類の転がり軸受にも適用することができる。 In the embodiment described above, the sealed type rolling bearing is a four-row tapered roller bearing. However, the sealed type rolling bearing according to the present invention can also be applied to other types of rolling bearings such as a ball bearing and a roller bearing. .
1 内輪
1a シール摺接面
1b 凹部
2a、2b 外輪
3 間座
4 円錐ころ
5 保持器
6 サイドシール
7 シールケース
8 接触シール
8a 芯金
8b 弾性部材
8c シールリップ
9 Oリング
10 コイルばね
11 中間シール
11a 芯金
11b 弾性部材
11c シールリップ
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