專利名稱：子母式圓柱形滾子軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種關(guān)于滾動體為圓柱形的滾動軸承，特別是一種在一個軸承中采用了兩組(或兩組以上)直徑不同的圓柱形滾子的滾動軸承。
圓柱形滾子軸承(包括各種變形設(shè)計的滾柱軸承和滾針軸承)，由于其承受徑向載荷的能力大，所占的徑向尺寸小，目前被廣泛用于各種機械中，是使用最廣泛的滾動軸承之一。
在現(xiàn)有的圓柱形滾子軸承中，可分為帶有保持架及不帶保持架兩種。對于帶有保持架的滾子軸承而言，雖然因為保持架的存在而能確保兩相鄰的滾子不產(chǎn)生直接摩擦，但相應(yīng)帶來其他一些問題如(1)，只能安置較少數(shù)量的滾子而限制了額定載荷的進一步提高;(2)，保持架與各滾子之間的滑動摩擦?xí)a(chǎn)生相當(dāng)?shù)臒崃?，影響提高轉(zhuǎn)速;(3)，由于保持架的剛度即固有頻率較低，當(dāng)軸承的轉(zhuǎn)速較高時，便易產(chǎn)生振動，從而導(dǎo)致發(fā)熱及噪音等問題。
對于不帶保持架的滾子軸承，因為去掉了保持架，使得滾子的數(shù)量增加，從而承載能力有所提高。但相應(yīng)而來的問題是當(dāng)軸承轉(zhuǎn)動時，由于各個滾子之間沒有任何隔離物，相鄰兩滾子便很容易發(fā)生高速摩擦而導(dǎo)致軸承溫度迅速上升及滾子的摩損，故通常許容轉(zhuǎn)速遠遠低于帶有保持架的軸承。另外，由于制造裝配及滾子受力后變形等方面的原因，必須考慮在各滾子之間留有一定的間隙。軸承工作時，這些間隙將集中到兩個滾子之間形成一個較大的間隙(h)，如圖十所示。由于這一間隙的存在，隨著軸承的轉(zhuǎn)動，各滾子便輪流與另一個滾子產(chǎn)生沖擊，引起噪音。
在實際使用滾動軸承時，為了避免所謂微動磨損及獲得較高的轉(zhuǎn)動精度，通常要求軸及軸承孔分別與軸承的內(nèi)圈及外圈為過盈配合，以防止由于配合表面的相對微小滑動而引起磨損。由于過盈配合，常常使得軸承的裝配變得比較麻煩而影響工作效率。事實上，對于大多數(shù)并不要求特別精密轉(zhuǎn)動且潤滑條件良好的場合，如果能從軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計上做到即使采用間隙配合也能消除微動摩損，則可使軸承的裝配大為簡化。
基于上述問題，本發(fā)明的目的旨在提供一種具有許容轉(zhuǎn)速高，額定載荷大，噪音小，裝配容易等優(yōu)點的圓柱形滾子軸承。
發(fā)明的意圖是這樣實現(xiàn)的在一個由內(nèi)圈及外圈構(gòu)成的圓環(huán)形空間內(nèi)，安設(shè)兩組(或兩組以上)數(shù)目相同，直徑不同，但長度可以一樣的圓柱形滾子。直徑大的一組圓柱形滾子(母滾子)為承壓滾子，直徑較小的圓柱形滾子(子滾子)為隔離滾子，其功能是使每兩個承壓滾子之間始終有一個很小的間隙。兩組滾子交替安置，即每兩根直徑較大的圓柱形滾子之間安設(shè)一根直徑較小的圓柱形滾子。也可以說每兩根直徑較小的圓柱形滾子之間有一根直徑較大的圓柱形滾子。隔離滾子既可安放在承壓滾子與外圈之間(外圈側(cè)布置法)也可安放在承壓滾子與內(nèi)圈之間(內(nèi)圈側(cè)布置法)，具體布置法視軸承的類型而定。隔離滾子直徑的大小應(yīng)正好保證任意兩承壓滾子之間有很小的間隙但又絕對不會發(fā)生直接接觸。換句話說，在本發(fā)明中，一組分散分布的隔離滾子代替了傳統(tǒng)的整體式保持架。
當(dāng)軸承工作時，內(nèi)圈或外圈將帶動承壓滾子向一個方向滾動，每兩個承壓滾子和內(nèi)圈(如果外圈側(cè)布置法，則是外圈)的摩擦力矩及慣性力的聯(lián)合作用將使隔離滾子在公轉(zhuǎn)的同時，以同承壓滾子自轉(zhuǎn)反向相反的方向自轉(zhuǎn)。因為隔離滾子與內(nèi)圈(或外圈)在滾道接觸點存在著絕對速度差，彈性動力潤滑效應(yīng)所產(chǎn)生的油膜將使隔離滾子不與滾道發(fā)生固體接觸。尤其是將隔離滾子布置在內(nèi)圈側(cè)時，離心力的作用將進一步幫助隔離滾子脫離滾道而與承壓滾子接觸。這樣，承壓滾子與隔離滾子之間幾乎只存在純滾動，而隔離滾子與滾道之間因為存在著絕對的線速度差，很容易形成流體彈性潤滑油膜，因此，除滾子與兩側(cè)止推平面以外，可保證各個零件之間幾乎沒有直接摩擦，從而在最大限度地安置承壓滾子即提高軸承承載能力的基礎(chǔ)上，又可以進一步提高軸承的許容轉(zhuǎn)速，降低因振動和沖擊引起的噪音。
為了實現(xiàn)即使將軸承的內(nèi)外圈配合面與軸及孔設(shè)計成間隙配合也不會引起微動磨損，本發(fā)明采用了如下的方法在內(nèi)圈及外圈上的圓柱形配合面上，設(shè)置了螺旋潤滑油槽，該螺旋油槽與設(shè)在端面上的相應(yīng)油槽相通。這樣，即使當(dāng)兩配合表面發(fā)生微小滑動時，因為始終有油被導(dǎo)入滑動表面之間，潤滑該表面并帶走熱量，故可有效地避免微動磨損。
與現(xiàn)有的各種圓柱形滾子軸承相比較，本發(fā)明具有承載能力大，許允轉(zhuǎn)速高，溫升低，噪音小，壽命長，可靠性高，安裝方便等一系列優(yōu)點。
本發(fā)明用于圓柱形滾子軸承的實施例由附圖
2-附圖4給出。
下面，結(jié)合附圖2-附圖四，詳細說明依據(jù)本發(fā)明提出的子母式圓柱形滾子軸承的結(jié)構(gòu)特征及工作原理等。
圖2為將隔離滾子組(子滾子)安放在內(nèi)圈滾道與承壓滾子組(母滾子)之間的結(jié)構(gòu)。圖3表示了當(dāng)把隔離滾子組安放在外圈滾道與承壓滾子組之間時各零件的相對位置關(guān)系。圖4則為說明隔離滾子為什么會轉(zhuǎn)動時所需的示意圖。
首先，以隔離滾子組安放在內(nèi)圈時的情況為例。如圖2所示，軸承由內(nèi)圈(1)，復(fù)數(shù)個隔離滾子(2)，與隔離滾子數(shù)目相同的復(fù)數(shù)個承壓滾子(3)，外圈(4)，擋圈(5)等零件組成。當(dāng)(軸帶動)內(nèi)圈(1)沿圖示方向順時針轉(zhuǎn)動時，一般情況下，承壓滾子組(3)將同時與內(nèi)圈(1)的滾道及外圈(4)的滾道產(chǎn)生接觸。由于載荷及慣性力的聯(lián)合作用，使得承壓滾子組(4)之間有產(chǎn)生相互接觸的趨勢。但是，因為隔離滾子(2)的存在，保證了兩承壓滾子之間始終有一個預(yù)先確定的間隙而無法接觸。
下面，參照圖4詳細說明隔離滾子必然產(chǎn)生滾動的理由。
對于隔離滾子(2)而言，如果不考慮油膜及慣性力的影響，當(dāng)軸承工作時，則會在(a)，(b)，(c)三點分別與承壓滾子(3)-1，(3)-2及內(nèi)圈(1)的滾道發(fā)生接觸。雖然在(c)點的摩擦力矩(Mc)有使隔離滾子(2)產(chǎn)生反時針方向自轉(zhuǎn)的趨向，但點(a)及點(b)處的摩擦力矩(Ma)，(Mb)則會使隔離滾子(2)產(chǎn)生順時針方向的自轉(zhuǎn)。由于角速度差的存在，只要各零件之間的摩擦系數(shù)相同，則(Ma)及(Mb)的聯(lián)合作用將克服(Mc)而使隔離滾子(2)產(chǎn)生順時針方向的自轉(zhuǎn)及順時針方向的公轉(zhuǎn)。當(dāng)然，這最后一點意味著如果在隔離滾子與內(nèi)圈滾道面之間沒有油膜，則兩者之間便可能產(chǎn)生相對滑動。幸運的是，只要設(shè)計得當(dāng)，便可使隔離滾子(2)在(c)點的絕對速度值不等于內(nèi)圈滾道在(c)點的絕對速度值，從而十分有利于在隔離滾子與內(nèi)圈滾道之間產(chǎn)生流體動力潤滑油膜而使兩者不會產(chǎn)生直接摩擦。離心力(Fc)的作用有助于減輕(c)點的摩擦力。進而言之，因為隔離滾子(2)與兩側(cè)的兩個承壓滾子(3)轉(zhuǎn)向相反，使得兩對滾動面之間很容易形成油膜，故可保證除兩端面以外各個零件之間幾乎沒有滑動摩擦。
對于圖3所示“外圈布置法”的情形，除離心力的影響不同以外，工作原理基本相同，故不再贅述。
為了在保證即使將軸或孔與軸承的內(nèi)外配合面做成間隙配合時也不會在配合表面出現(xiàn)微動磨損，在內(nèi)圈(1)及外圈(4)的配合表面上開設(shè)了連通至兩端的螺旋形潤滑油槽(Lc)。為使?jié)櫥筒皇茌S肩等的阻礙而能方便的進入潤滑油槽，可在內(nèi)圈和外圈的兩端面開設(shè)導(dǎo)油槽(Ld)，如圖2及圖3所示。
考慮到在許多場合只要內(nèi)圈與軸的配合為適當(dāng)?shù)拈g隙配合便可使裝配足夠簡單，故可只在內(nèi)圈上開設(shè)上述潤滑油槽(Lc)和(Ld)。
另外，對應(yīng)于圖3中的結(jié)構(gòu)，只要將內(nèi)圈去掉便可形成所謂無內(nèi)圈式滾動軸承。
順便指出，依據(jù)本發(fā)明提出的基本原理，可以將軸承做成多種不同的結(jié)構(gòu)型式如復(fù)列結(jié)構(gòu)軸承，內(nèi)外圈可相對移動形式，內(nèi)外圈不可相對移動形式，無內(nèi)圈式結(jié)構(gòu)等。同時，本發(fā)明的基本原理還可應(yīng)用到滾子形狀為球體，錐柱體，鼓狀體等各種結(jié)構(gòu)的軸承中。
權(quán)利要求
子母式圓柱型滾子軸承，由內(nèi)圈(1)，外圈(4)，一組或一組以上直徑較大的承壓滾子(3)即母滾子和一組或一組以上直徑較小的隔離滾子(2)即子滾子等零件構(gòu)成(當(dāng)然也可以不要內(nèi)圈)，其特征在于1、(a)，在一個軸承中，配置了兩組(或兩組以上)數(shù)目相同但名義直徑不同的圓柱型滾子。(b)，兩組滾子交替放置，直徑較大的承壓滾子(3)在與內(nèi)滾道及外滾道接觸的同時，與分置于兩側(cè)的隔離滾子(2)產(chǎn)生接觸。(c)，隔離滾子(2)在同兩側(cè)的承壓滾子(3)產(chǎn)生接觸的同時，永遠不會同時與內(nèi)滾道和外滾道發(fā)生接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求“1”所述的軸承，其特征在于;至少在外圈或內(nèi)圈中的一個配合面上，開設(shè)了螺旋式潤滑油槽(Lc)。
3.根據(jù)權(quán)利要求“1”所述的軸承，其特征在于;至少在外圈或內(nèi)圈中一個的兩側(cè)端面上，開設(shè)了徑向通油槽(Ld)。
全文摘要
子母式圓柱形滾子軸承，為一種滾動軸承。本發(fā)明的特點在于在一個軸承中，交替安置了兩組(或兩組以上)數(shù)目相同但名義直徑不同的圓柱形滾子。直徑較大的母滾子組為承壓滾子，直徑較小的子滾子組為隔離滾子。由此，在增加了滾子數(shù)目的同時又保證了各滾子之間的間隙。為使軸承的裝配簡單易行且不會發(fā)生微動磨損，至少在內(nèi)圈和外圈中的一個配合表面上開設(shè)了螺旋潤滑油槽，該螺旋潤滑油槽連通至兩端面的徑向通油槽。
文檔編號F16C19/50GK1083903SQ9310105
公開日1994年3月16日 申請日期1993年1月24日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月24日
發(fā)明者杜長春 申請人:杜長春