本實用新型屬于軸承制造技術領域，涉及一種水泵離合器支撐軸承，特別是一種用在汽車發(fā)動機冷卻水泵離合器皮帶輪上的支撐軸承。

背景技術：
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在汽車領域，隨著小排量渦輪增壓發(fā)動機的應用普及，以及汽車節(jié)能降耗和降低污染方面的要求，對發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)提出了新的要求。發(fā)動機做功過程產(chǎn)生大量的熱量，一般采用汽車發(fā)動機通過皮帶直接驅(qū)動冷卻水泵，冷卻水泵將冷卻液輸送到水箱進行散熱，反復循環(huán)冷卻發(fā)動機；發(fā)動機直驅(qū)冷卻水泵的結構簡單，成本低，但是對系統(tǒng)環(huán)境的適應能力低，比如在寒冷天氣或者發(fā)動機啟動階段，發(fā)動機的溫度比較低，而不停工作的冷卻水泵對發(fā)動機不停地進行冷卻，使發(fā)動機的溫度不能快速提高到適宜的溫度，造成發(fā)動機磨損，增加工作阻力，加大了發(fā)動機的能耗和排放，同時使依靠發(fā)動機熱量提供熱源的暖風機不能快速提供暖風，車廂內(nèi)部遲遲不能達到舒適的溫度；在發(fā)動機冷卻水泵上安裝離合器，控制冷卻水泵工作，能夠有效的實現(xiàn)節(jié)能降耗，提高乘用車的舒適性。

在現(xiàn)有的冷卻水泵離合器中，皮帶一般安裝在離合器的皮帶輪上，不同車型或者發(fā)動機可以使用相同的離合器，而皮帶輪可以更換，因此可以有效減少離合器的種類。皮帶輪的支撐軸承是密封單列深溝球軸承或雙列角接觸球軸承，密封單列深溝球軸承軸向尺寸小，結構緊湊，成本低，缺點是軸承外圈在旋轉中受外力影響容易產(chǎn)生較大的擺動，安裝在軸承外圈上的皮帶輪外徑尺寸大，旋轉中容易受軸向力矩的作用產(chǎn)生擺動傾向，密封單列深溝球軸承將這種擺動放大，皮帶輪外周的擺動會對皮帶輪旋轉產(chǎn)生影響，噪音升高，降低水泵離合器的工作效率；雙列角接觸球軸承外圈擺動小，皮帶輪運動較平穩(wěn)，皮帶 輪工作穩(wěn)定，缺點是軸承軸向尺寸大，結構復雜，成本高，安裝空間大。如果需要在單列軸承的空間內(nèi)安裝雙列角接觸球軸承，需要減小軸承鋼球的體積，即減小鋼球的直徑，以便能夠容納雙排的鋼球，而減小鋼球直徑，會造成軸承的承載能力下降，軸承壽命降低，水泵離合器的可靠性下降。因此，尋求設計一種軸向尺寸小、結構簡單、安裝空間小、外圈在旋轉中受外力影響產(chǎn)生擺動較小的水泵離合器皮帶輪支撐軸承。

技術實現(xiàn)要素：
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本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的缺點，提出設計一種水泵離合器支撐軸承，以解決密封單列深溝球軸承外圈在旋轉中受外力影響容易產(chǎn)生較大擺動的問題，克服雙列角接觸球軸承軸向尺寸大、結構復雜、成本高和壽命低的缺陷。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型涉及的水泵離合器支撐軸承，其主體結構包括：外圈、內(nèi)圈、鋼球、保持架、密封圈、鋼球與外溝的接觸點、外圈外徑、外溝、外圈內(nèi)徑、密封槽、鋼球與內(nèi)溝的接觸點、內(nèi)圈外徑、內(nèi)溝和內(nèi)圈內(nèi)徑；在過軸承軸線的截面上，外圈的外圈內(nèi)徑表面上加工有一條外溝，內(nèi)圈的內(nèi)圈外徑表面上加工有一條內(nèi)溝，鋼球分布在外溝和內(nèi)溝之間；外圈和內(nèi)圈的左右端面處分別加工有環(huán)狀槽，即密封槽，密封槽內(nèi)嵌裝密封圈，左右密封圈之間的鋼球和保持架上涂抹潤滑脂；外溝和內(nèi)溝分別由兩條在鋼球兩側呈對稱分布的線段或曲線連接組成，兩條線段或曲線的一端相交；外溝的兩條線段或曲線的另一端分別與外圈內(nèi)徑相交，內(nèi)溝的兩條線段或曲線的另一端分別與內(nèi)圈外徑相交；組成外溝和內(nèi)溝的兩條曲線的曲率半徑大于鋼球的半徑；鋼球與外溝和內(nèi)溝各有兩個接觸點，在過軸承軸線的截面上，單列的鋼球與外溝和內(nèi)溝四點接觸，鋼球與外溝的兩個接觸點、鋼球與內(nèi)溝的兩個接觸點分別在鋼球兩側呈對稱分布。

外溝和內(nèi)溝分別由兩條圓弧連接組成，在過軸承軸線的截面上，外 溝和內(nèi)溝呈尖拱形結構，即桃形結構，兩條圓弧的交點即為尖拱的頂點。

外溝和內(nèi)溝分別由兩條半徑、長度相同的圓弧連接組成。

組成外溝和內(nèi)溝的圓弧半徑與鋼球的半徑之比為1.02～1.18，優(yōu)選的比值為1.04～1.14。

組成外溝的圓弧半徑大于或者等于組成內(nèi)溝的圓弧半徑。

外溝的兩個接觸點連接鋼球的中心的夾角、內(nèi)溝的兩個接觸點連接鋼球的中心的夾角為30～80°，優(yōu)選的夾角為40～70°。

本實用新型與現(xiàn)有技術相比，鋼球與外溝壑內(nèi)溝四點接觸，增加了承載能力，外圈在旋轉中受外力影響產(chǎn)生擺動較小，工作穩(wěn)定，軸向尺寸小，結構簡單，成本低，壽命長；其結構設計簡單巧妙，原理科學，便于生產(chǎn)和推廣使用，應用環(huán)境友好。

附圖說明：

圖1為本實用新型的剖面結構原理示意圖。

圖2為本實用新型的軸承外圈與鋼球配合部分的放大結構原理示意圖。

圖3為本實用新型的軸承內(nèi)圈與鋼球配合部分的放大結構原理示意圖。

圖4為本實用新型在應用時涉及的水泵離合器皮帶輪系統(tǒng)的結構原理示意圖。

具體實施方式：

下面通過具體實施例并結合附圖對本實用新型作進一步說明。

實施例：

本實施例涉及的水泵離合器支撐軸承，其主體結構包括：外圈1、內(nèi)圈2、鋼球3、保持架4、密封圈5、鋼球與外溝的接觸點6、外圈外徑7、外溝8、外圈內(nèi)徑9、密封槽10、鋼球與內(nèi)溝的接觸點11、內(nèi)圈外徑12、內(nèi)溝13和內(nèi)圈內(nèi)徑14；圖1是過軸承軸線的截面，外圈1的外圈內(nèi)徑9表面上加工有一條外溝8，內(nèi)圈2的內(nèi)圈外徑12表面上加工 有一條內(nèi)溝13；鋼球3分布在外溝8和內(nèi)溝13之間，作滾動運動；外圈1和內(nèi)圈2的左右端面處分別加工有環(huán)狀槽，即密封槽10，密封槽10內(nèi)嵌裝密封圈5，密封圈5起防塵、防水以及防止?jié)櫥孤┑墓δ埽蛔笥颐芊馊?之間的鋼球3和保持架4上涂抹潤滑脂供潤滑使用，保持架4將鋼球3均勻的分隔，避免了相鄰鋼球3接觸、碰撞而增大摩擦和產(chǎn)生噪音，引導鋼球3旋轉及改善軸承內(nèi)部潤滑性能；外溝8和內(nèi)溝13分別由兩條半徑、長度相同的圓弧連接組成，外溝8的左側圓弧的圓心在鋼球3的球心的右下方，外溝8的右側圓弧的圓心在鋼球3的球心的左下方，兩條圓弧的左右距離在圖2中以b表示，外溝8的兩條圓弧的圓心距離其上方的鋼球球心距離以c表示；內(nèi)溝13的左側圓弧的圓心在鋼球3的球心的右上方，右側圓弧的圓心在鋼球3的球心的左上方，兩條圓弧的左右距離在圖3中以f表示，內(nèi)溝13的兩條圓弧的圓心距離其下方的鋼球3的球心距離以e表示；外溝8的左側圓弧的右端與右側圓弧的左端相交，外溝8的左側圓弧的左端與外圈內(nèi)徑9的左側相交，右側圓弧的右端與外圈內(nèi)徑9的右側相交；內(nèi)溝13的左側圓弧的右端與右側圓弧的左端相交，內(nèi)溝13的左側圓弧的左端與內(nèi)圈外徑12的左側相交，右側圓弧的右端與內(nèi)圈外徑12的右側相交；組成外溝8和內(nèi)溝13的兩條圓弧在鋼球3的兩側呈對稱分布，鋼球3與外溝8的兩個接觸點6、鋼球3與內(nèi)溝13的兩個接觸點11分別在鋼球3的兩側呈對稱分布，在理論上，接觸點6和接觸點11在圓弧弧長的中心；外溝8和內(nèi)溝13均為呈尖拱形結構，即桃形結構，外溝8的尖頭向上，內(nèi)溝13的尖頭向下；鋼球3的半徑在圖2和圖3中以R表示，組成外溝8的兩條圓弧的半徑在圖2中以Re表示，組成內(nèi)溝13的兩條圓弧的半徑在圖3中以Ri表示，本實施例中，Re和Ri相等，Re/R和Ri/R均等于1.10；圖2中兩個接觸點6與鋼球3的球心連線夾角a為28°，圖3中兩個接觸點11與鋼球3的球心連線夾角d也為28°；c與e相等,b與f相等。

在某些設計中，Re和Ri也可以不相等，這種情況下，c與e不相等，b與f不相等，可以通過幾何關系進行計算。

本實施例在使用時，在水泵離合器皮帶輪系統(tǒng)中實現(xiàn)，該系統(tǒng)的主體結構包括皮帶輪15、支撐軸承16、離合器17和水泵18；皮帶輪15安裝在外圈1的外圈外徑7上，內(nèi)圈2的內(nèi)圈內(nèi)徑14安裝在水泵18的驅(qū)動軸上，發(fā)動機工作，曲軸旋轉，發(fā)動機附件系統(tǒng)驅(qū)動皮帶轉動，皮帶帶動皮帶輪15旋轉，從而帶動固定在皮帶輪15內(nèi)部的外圈1跟隨旋轉，離合器17根據(jù)線圈是否通電進行吸合或分離，使外圈和內(nèi)圈同轉動或相對轉動，內(nèi)圈帶動水泵18的驅(qū)動軸轉動或靜止，進而實現(xiàn)水泵18旋轉或靜止。