專利名稱：反向旋轉(zhuǎn)減摩軸承組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明廣義上涉及軸承，并且更具體的是減摩軸承。
背景技術(shù)：
減摩軸承包括幾種類型，但是典型的分成兩類，名稱分別為滾珠軸承及滾柱軸承。根據(jù)其名稱，這兩類軸承都根據(jù)相近似的原理工作，即滾動構(gòu)件，例如滾珠或者滾子，在旋轉(zhuǎn)及靜止部件間的滾動運(yùn)動。該滾動運(yùn)動可以減少摩擦，這里采用術(shù)語“減摩”來表示。
軸承根據(jù)它們承受徑向和軸向載荷以及合并的徑向和軸向載荷的能力來分類。另外，滾子或滾珠的形狀決定軸承的類別。滾動構(gòu)件形狀包括球體形，圓柱形，錐形，針形。
在滾柱軸承的設(shè)計中，一個持續(xù)的目標(biāo)是延長使用壽命和加強(qiáng)滾子軸承的整體性能。特別地，一導(dǎo)架結(jié)構(gòu)用來分離和容納一軸承內(nèi)的滾子。由于旋轉(zhuǎn)滾子和相對靜止的導(dǎo)架間的接觸，結(jié)果是增加了產(chǎn)生在滾子和導(dǎo)架間的摩擦力和振動。這樣增加的摩擦力和振動導(dǎo)致了溫度的上升和噪音的提高。
因此，在商業(yè)的軸承工業(yè)中，減少軸承組件中的構(gòu)件所產(chǎn)生的摩擦力及振動的滾子軸承是所期望的，從而要降低溫度和噪音及軸承的磨損并提高軸承的使用壽命和性能。減少滾動構(gòu)件與導(dǎo)架結(jié)構(gòu)間的直接接觸面積也是所期望的。
尤其期望的是使得軸承能夠適應(yīng)滾動構(gòu)件，該滾動構(gòu)件在動態(tài)狀態(tài)下，相互連接并滾動接觸。在這種情況下，這種連接并滾動接觸的構(gòu)件可以稱之為“反向旋轉(zhuǎn)”。工業(yè)生產(chǎn)中對具有反向旋轉(zhuǎn)的滾動構(gòu)件的軸承有特別的需要，以獲得上面提到的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種軸承組件包括一個具有內(nèi)表面的外圈；一個具有外表面的內(nèi)圈，外圈的內(nèi)表面和內(nèi)圈的外表面形成了一個軸承組件滾道；多個主滾子設(shè)置于軸承組件滾道內(nèi)，主滾子與外圈的內(nèi)表面和內(nèi)圈的外表面接觸；多個中間滾子設(shè)置于軸承組件滾道內(nèi)與主滾子反向旋轉(zhuǎn)以致每一個中間滾子與多個主滾子的一對滾動接觸；并且一個導(dǎo)架設(shè)置在軸承組件滾道內(nèi)用于至少部分地限制每一個中間滾子及主滾子。
在一個實(shí)施例中，導(dǎo)架可以置于軸承組件滾道內(nèi)并且包括一個導(dǎo)架本體，該本體具有多個平行的由多個輻條連接的環(huán)狀邊緣，輻條是分離的以在導(dǎo)架本體內(nèi)形成多個主滾子開口用于容納多個主滾子，輻條具有從輻條上延伸出的多個中間滾子定位器，該定位器允許中間滾子與主滾子開口中的主滾子反向旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明還公開了一種用于使用在一減摩軸承組件中的導(dǎo)架。該組件包括一個具有內(nèi)表面的外圈，一個具有外表面的內(nèi)圈，外圈的內(nèi)表面和內(nèi)圈的外表面形成了一個軸承組件滾道，多個主滾子設(shè)置于軸承組件滾道內(nèi)，主滾子與外圈的內(nèi)表面和內(nèi)圈的外表面接觸，多個中間滾子設(shè)置于軸承組件滾道內(nèi)與主滾子交替作用以致每一個中間滾子與多個主滾子的一對滾動接觸。該導(dǎo)架設(shè)置在軸承組件滾道內(nèi)并且包括一個導(dǎo)架本體，該本體具有多個平行的由多個輻條連接的環(huán)狀邊緣，輻條是分離的以在導(dǎo)架本體內(nèi)形成多個主滾子開口用于容納多個主滾子，輻條具有從輻條上延伸出的多個中間滾子定位器，該定位器允許中間滾子與主滾子開口中的主滾子反向旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的其他方面、實(shí)施例、目的和優(yōu)點(diǎn)將在詳細(xì)閱讀后附的附圖和詳細(xì)說明，包括權(quán)利要求后顯示出來。


附圖描述用于本發(fā)明實(shí)施的目前預(yù)期的最佳方式。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一方面的一種軸承組件的主視圖；圖2是圖1所示的僅有兩個軸承滾子的軸承組件的分解圖；圖3是本發(fā)明軸承組件的示意圖，示出反向旋轉(zhuǎn)滾動構(gòu)件；圖4是沿圖1的4-4線的剖視圖；及圖5是類似于圖4的剖視圖，示出本發(fā)明的另一個實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1是一種根據(jù)本發(fā)明的一方面的軸承組件10的主視圖，并且圖2是圖1的軸承組件的分解圖。軸承組件10包括了一個具有內(nèi)表面13的外圈12。該組件10還包括一個具有外表面15的內(nèi)圈14。外圈12的內(nèi)表面13和內(nèi)圈14的外表面15形成了一個軸承組件滾道17。多個主滾子16，更廣義地說是滾動構(gòu)件，設(shè)置于軸承組件滾道17內(nèi)，并且主滾子與外圈12的內(nèi)表面13和內(nèi)圈14的外表面15接觸。多個中間滾子18設(shè)置于軸承組件滾道17內(nèi)與多個主滾子16反向旋轉(zhuǎn)以致每一個中間滾子與多個主滾子的一對滾動接觸。一個導(dǎo)架20設(shè)置在軸承組件滾道17內(nèi)用于至少部分地分別限制多個中間和主滾子18和16中的每一個。
圖3是本發(fā)明軸承組件的示意圖，示出多個主滾子和中間滾子16和18，作為“反向旋轉(zhuǎn)”的滾動構(gòu)件；特別地，因?yàn)橹鳚L子16按照箭頭22所示的方向旋轉(zhuǎn)，中間滾子18按照箭頭24所示的方向旋轉(zhuǎn)，即是一種相對方向，或者方向相反于，箭頭22所示的方向。需要注意的是主和中間滾子是滾動接觸。中間滾子是逐個被主滾子控制在其位置上并與主滾子滾動接觸。反向旋轉(zhuǎn)滾子包括主和中間滾子的旋轉(zhuǎn)軸分別是46和48及反向旋轉(zhuǎn)滾子分別是16和18相互對應(yīng)設(shè)置以致使旋轉(zhuǎn)軸實(shí)質(zhì)上與軸承組件的中心線50是等距離的。
在操作中，內(nèi)圈14是受旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的，即通過一個軸(未示出)或者其他轉(zhuǎn)動部件帶動。該軸可以一個傳統(tǒng)的方式受驅(qū)動，例如，用發(fā)電機(jī)(未示出)。內(nèi)圈的旋轉(zhuǎn)傳遞旋轉(zhuǎn)至多個主滾子16，該主滾子沿著內(nèi)圈的外表面旋轉(zhuǎn)并且是與在軸承組件滾道17內(nèi)的外圈12的內(nèi)表面接觸。在一種應(yīng)用中，外圈可保持靜止。主滾子與連接的中間滾子18滾動接觸。主和中間滾子以相反方向沿它們各自的軸旋轉(zhuǎn)，并且因此，是反向旋轉(zhuǎn)的。導(dǎo)架(圖2)限制主和中間滾子并允許兩種類型的滾子反向旋轉(zhuǎn)。在一個可選擇的設(shè)置中，外圈可受驅(qū)動并且內(nèi)圈可保持靜止。這樣會導(dǎo)致多個主和中間軸沿它們的軸反方向旋轉(zhuǎn)，而仍然相對于彼此反向旋轉(zhuǎn)。結(jié)果形成一個相對靜止的或者未移動的，自旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)架，而不是公轉(zhuǎn)的，滾動構(gòu)件。
圖4是沿圖1的4-4線的剖視圖。涉及到圖2和4，軸承組件10包括設(shè)置于軸承組件滾道17內(nèi)的導(dǎo)架20。導(dǎo)架20包括一個導(dǎo)架本體21，該本體具有多個平行的環(huán)狀邊緣或者邊緣部分26和28，該邊緣是由多個輻條或輻條部分30連接的。輻條30是分離的以形成多個主滾子開口32，或者主滾動構(gòu)件開口，在導(dǎo)架本體內(nèi)用于容納多個主滾子16。輻條30包括多個中間滾子定位器34，或者中間滾動構(gòu)件定位器，該定位器從輻條延伸出來用于限制多個中間滾子18，并允許中間滾子18的旋轉(zhuǎn)。定位器的作用是限制，定位，而不是導(dǎo)向該滾動構(gòu)件。中間滾子18與主滾子16滾動接觸。軸承組件外圈12包括一個在外圈的內(nèi)表面13內(nèi)形成的導(dǎo)架凹槽36(見圖2)用于容納導(dǎo)架。
參照圖2和4，軸承組件外圈12包括一個主軸承滾子凹槽38，或者軌道，形成或產(chǎn)生于外圈的內(nèi)表面13內(nèi)用于導(dǎo)向多個主滾子16。在一個實(shí)施例中，多個主滾子是圓柱形的并且凹槽38包括一個長方形的截面(見圖4)用于在內(nèi)表面13上導(dǎo)向多個圓柱形主滾子的運(yùn)轉(zhuǎn)。
轉(zhuǎn)向圖5，一個類似于圖4的剖面圖所示為本發(fā)明的另一個實(shí)施例。在這個實(shí)施例中，內(nèi)圈14包括一個主軸承滾子凹槽38a，或者軌道，在內(nèi)圈的內(nèi)表面13內(nèi)形成或者另外產(chǎn)生，用于導(dǎo)向在滾道17內(nèi)的多個主滾子16的旋轉(zhuǎn)。在一個實(shí)施例中，多個主滾子16是圓柱形的并且內(nèi)表面主軸承滾子凹槽38a包括一個長方形的截面用于在滾道17內(nèi)導(dǎo)向多個圓柱形主滾子的運(yùn)轉(zhuǎn)。
再次參照圖2和4，導(dǎo)架20包括從輻條30延伸的多個中間滾子定位器34。定位器34允許中間滾子18反向旋轉(zhuǎn)。每一個定位器34包括多個延伸件40在每個定位器中為中間滾子產(chǎn)生一個限制空間42。每個延伸件40包括多個錐形凸起部分44。總體上，定位器的功能用來保證，在軸承組件的使用中，主滾子與中間滾子保持滾動接觸。在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，導(dǎo)架本體是與外圈可拆卸的安裝。在另一個優(yōu)選的實(shí)施例中，導(dǎo)架本體與內(nèi)圈不直接的安裝在一起。
要注意的是中間滾子與外圈的內(nèi)表面和內(nèi)圈的外表面都不是滾動接觸。陳述的另外一種方式，多個中間滾子的每一個僅與多個主滾子的一對是滾動接觸。如本發(fā)明所示，多個主滾子的每一個比多個中間滾子大，使這樣的安裝成為可能。
本創(chuàng)造性的軸承組件可以采用在軸承技術(shù)內(nèi)已知的傳統(tǒng)技術(shù)生產(chǎn)。多種材料適于在本發(fā)明中使用。在一個實(shí)施例中，多個主滾子的至少一個，多個中間滾子，內(nèi)圈和外圈是由鋼材料構(gòu)成的，例如ANSI/ASTMA295標(biāo)準(zhǔn)52100鋼。在一個實(shí)施例中，導(dǎo)架可用玻璃纖維增強(qiáng)的尼龍構(gòu)成。在另一個實(shí)施例中，導(dǎo)架可用聚酰胺66構(gòu)成。材料和本軸承組件的整體設(shè)計導(dǎo)致在軸承組件構(gòu)件的工作過程中整體摩擦的減少，并且因此帶來溫度的降低。
本發(fā)明軸承組件的商業(yè)應(yīng)用包括，但不僅限于，電動機(jī)，傳送裝置，汽車設(shè)備，農(nóng)業(yè)設(shè)備，和其他機(jī)械。結(jié)構(gòu)的設(shè)計參數(shù)包括內(nèi)、外圈的直徑，滾動構(gòu)件的尺寸，例如，通過一個滾子長度或滾子直徑來確定。據(jù)預(yù)期本發(fā)明描述的軸承組件，由其各種構(gòu)件構(gòu)成的，可以是接地的或非接地的類型。
多個主和中間滾子的每一個有一個直徑并且，在優(yōu)選的實(shí)施例中，主滾子直徑大于中間滾子直徑。在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，主滾子與中間滾子直徑的比率是在大約3比1至大約5比1。而且，多個主和中間滾子的每一個有一個長度并且，優(yōu)選地，主滾子的長度大于中間滾子的長度。在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，主滾子的長度與中間滾子的長度的比率是在大約2比1至大約3比1。
本發(fā)明已經(jīng)對優(yōu)選實(shí)施例做了描述。除上述已經(jīng)表述過的外，相同的，可替換的，并且修改的技術(shù)方案是可能的并且應(yīng)當(dāng)理解為是在附加的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種軸承組件包括一個具有內(nèi)表面的外圈；一個具有外表面的內(nèi)圈，外圈的內(nèi)表面和內(nèi)圈的外表面形成了一個軸承組件滾道；多個主滾子設(shè)置于軸承組件滾道內(nèi)，主滾子與外圈的內(nèi)表面和內(nèi)圈的外表面接觸；多個中間滾子設(shè)置于軸承組件滾道內(nèi)與主滾子反向旋轉(zhuǎn)使得每一個中間滾子與多個主滾子的一對滾動接觸；并且一個導(dǎo)架設(shè)置在軸承組件滾道內(nèi)用于至少部分地限制每一個中間和主滾子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的軸承組件，其中導(dǎo)架置于軸承組件滾道內(nèi)，包括一個導(dǎo)架本體，該本體具有多個平行的由多個輻條連接的環(huán)狀邊緣，輻條是分離的以在導(dǎo)架本體內(nèi)形成多個主滾子開口用于容納多個主滾子，輻條具有從輻條上延伸出的多個中間滾子定位器，該定位器允許中間滾子與主滾子開口中的主滾子反向旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的軸承組件，其中外圈包括一個在外圈的內(nèi)表面內(nèi)形成的導(dǎo)架凹槽用于容納導(dǎo)架。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的軸承組件，其中外圈包括一個形成于外圈的內(nèi)表面內(nèi)的主軸承滾子凹槽，用于當(dāng)沿內(nèi)表面滾動時導(dǎo)向多個主滾子的旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的軸承組件，其中多個主滾子是圓柱形的并且凹槽包括一個通常為長方形的截面用于導(dǎo)向沿內(nèi)表面滾動的多個圓柱形主滾子的運(yùn)轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的軸承組件，其中內(nèi)圈包括形成于內(nèi)圖的外表面內(nèi)主軸承滾子凹槽，用于導(dǎo)向在滾道內(nèi)的多個主滾子的旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的軸承組件，其中多個主滾子是圓柱形的，并且其中內(nèi)表面主軸承滾子凹槽包括一個通常為長方形的截面，用于導(dǎo)向在滾道內(nèi)的多個圓柱形主滾子的運(yùn)轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的軸承組件，其中從輻條延伸的多個中間滾子定位器包括產(chǎn)生一個中間滾子限制空間的多個延伸件。
9.根據(jù)權(quán)利要求2的軸承組件，其中延伸件包括多個錐形凸起部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求2的軸承組件，其中導(dǎo)架本體內(nèi)的多個主滾子開口是長方形的以容納多個主滾子，并且其中主滾子是呈圓柱形的形狀。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的軸承組件，其中中間滾子是逐個被主滾子控制在其位置上并與主滾子滾動接觸。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的軸承組件，其中反向旋轉(zhuǎn)滾子包括旋轉(zhuǎn)軸，并且反向旋轉(zhuǎn)滾子是相互對應(yīng)設(shè)置以便使旋轉(zhuǎn)軸是與軸承組件的中心線50等距離的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的軸承組件，其中中間滾子與外圈的內(nèi)表面和內(nèi)圈的外表面都不是滾動接觸。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的軸承組件，其中多個中間滾子的每一個僅與多個主滾子的一對是滾動接觸。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的軸承組件，其中多個主滾子比多個中間滾子大。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的軸承組件，其中多個主滾子的至少一個，多個中間滾子，內(nèi)圈和外圈是由符合ANSI/ASTM A295 52100標(biāo)準(zhǔn)的鋼材料構(gòu)成的。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的軸承組件，其中導(dǎo)架由玻璃纖維增強(qiáng)的尼龍構(gòu)成。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的軸承組件，其中導(dǎo)架由聚酰胺66構(gòu)成。
19.一種軸承組件包括一個具有內(nèi)表面的外圈；一個具有外表面的內(nèi)圈，外圈的內(nèi)表面和內(nèi)圈的外表面形成了一個軸承組件滾道；多個主滾動構(gòu)件設(shè)置于軸承組件滾道內(nèi)，主滾動構(gòu)件與外圈的內(nèi)表面和內(nèi)圈的外表面接觸；多個中間滾動構(gòu)件設(shè)置于軸承組件滾道內(nèi)與主滾動構(gòu)件反向旋轉(zhuǎn)以使得每一個中間滾動構(gòu)件與多個主滾動構(gòu)件的一對滾動接觸；并且一個導(dǎo)架設(shè)置在軸承組件滾道內(nèi)，該導(dǎo)架包括一個導(dǎo)架本體，該本體具有多個平行的由多個輻條連接的環(huán)狀邊緣，輻條是分離的以在導(dǎo)架本體內(nèi)形成多個主滾動構(gòu)件開口，用于容納多個主滾動構(gòu)件，輻條具有從輻條上延伸出的多個中間滾動構(gòu)件定位器，該定位器允許中間滾動構(gòu)件與主滾動構(gòu)件開口中的主滾動構(gòu)件反向旋轉(zhuǎn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的軸承組件，其中多個主和中間滾動構(gòu)件彼此滾動接觸，以使得多個主滾動構(gòu)件相對于多個中間滾動構(gòu)件以一個相對的方向旋轉(zhuǎn)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的軸承組件，其中多個主和中間滾動構(gòu)件是滾子。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的軸承組件，其中從輻條延伸的多個中間滾動構(gòu)件定位器包括產(chǎn)生一中間滾動構(gòu)件限制空間的多個延伸件。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的軸承組件，其中延伸件包括多個錐形凸起部分。
24.根據(jù)權(quán)利要求21的軸承組件，其中多個主和中間滾子的每一個具有一個直徑并且主滾子直徑大于中間滾子直徑。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的軸承組件，其中主滾子直徑與中間滾子直徑的比率是在大約3比1至大約5比1之間。
26.根據(jù)權(quán)利要求21的軸承組件，其中多個主和中間滾子的每一個具有一個長度，并且主滾子長度大于中間滾子長度。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的軸承組件，其中主滾子長度與中間滾子長度的比率是在大約2比1至大約3比1之間。
28.根據(jù)權(quán)利要求26的軸承組件，其中導(dǎo)架本體是與外圈可拆卸的安裝。
29.一種用于使用在減摩軸承組件中的導(dǎo)架，該組件包括一個具有內(nèi)表面的外圈，一個具有外表面的內(nèi)圈，外圈的內(nèi)表面和內(nèi)圈的外表面形成了一個軸承組件滾道，多個主滾子設(shè)置于軸承組件滾道內(nèi)，主滾子與外圈的內(nèi)表面和內(nèi)圈的外表面接觸，并且多個中間滾子設(shè)置于軸承組件滾道內(nèi)與主滾子為可替換接觸，以使得每一個中間滾子與多個主滾子的一對滾動接觸，該導(dǎo)架設(shè)置在軸承組件滾道內(nèi)并且包括一個導(dǎo)架本體，該本體具有多個平行的由多個輻條連接的環(huán)狀邊緣，輻條是分離的以在導(dǎo)架本體內(nèi)形成多個主滾子開口，用于容納多個主滾子，輻條具有從輻條上延伸出的多個中間滾子定位器，該定位器允許中間滾子與主滾子開口中的主滾子反向旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種軸承組件包括一個具有內(nèi)表面的外圈；一個具有外表面的內(nèi)圈，外圈的內(nèi)表面和內(nèi)圈的外表面形成了一個軸承組件滾道；在軸承組件滾道內(nèi)設(shè)置多個主滾子，主滾子與外圈的內(nèi)表面和內(nèi)圈的外表面接觸，在軸承組件滾道內(nèi)設(shè)置多個中間滾子，與主滾子反向旋轉(zhuǎn)，以使得每個中間滾子與多個主滾子的一對滾動接觸；并且在軸承組件滾道內(nèi)設(shè)置一個導(dǎo)架用來至少部分地限制中間滾子和主滾子的每一個。在一個實(shí)施例中，導(dǎo)架置于軸承組件滾道內(nèi)并且包括一導(dǎo)架本體，該本體具有多個平行的由多個輻條連接的環(huán)狀邊緣，輻條是分離的以在導(dǎo)架本體內(nèi)形成多個主滾子開口用于容納多個主滾子，輻條具有從輻條上延伸出的多個中間滾子定位器，該定位器允許中間滾子與主滾子開口中的主滾子反向旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明軸承組件與傳統(tǒng)的軸承組件相比極大地減少了噪音和振動。
文檔編號F16C33/46GK1802516SQ03826753
公開日2006年7月12日 申請日期2003年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月8日
發(fā)明者王旭, 安國璞, 程和平 申請人:蓋德國際有限公司