專利名稱：曲軸支承用新型滾動軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型為一種適用于曲軸支承用新型滾動軸承，尤其造用于內(nèi)燃機曲軸支承，它具有噪聲低、效率高及軸承壽命長等優(yōu)點。
現(xiàn)有內(nèi)燃機曲軸支承大多采用實心圓柱滾子軸承，如6135G柴油機曲軸主軸承，它采用的軸承為C4G7002136L(見附


圖1及2)，采用此種滾動軸承存在如下缺點1、總機噪聲大，一般高達120分貝，大大超過國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
2、有時軸承產(chǎn)生“耍圈”現(xiàn)象，即軸承內(nèi)圈、外圈與其配合的軸頸或機座孔出現(xiàn)高速游轉(zhuǎn)，使曲軸產(chǎn)生磨損，甚至使機器報廢。
這些缺點的出現(xiàn)主要是內(nèi)燃機的工作狀態(tài)是由汽缸、活塞、連桿等作往復(fù)運動而帶動曲軸作旋轉(zhuǎn)運動，運動方向不斷正反切換，加上汽缸在燃氣燃燒時產(chǎn)生的突發(fā)性推力，使軸承承受反復(fù)的沖擊負荷。這種周期性的負荷作用在有間隙的軸承上，軸承各個零件間就產(chǎn)生撞擊噪聲。至于“耍圈”的產(chǎn)生，就單套軸承而言是由于在較高溫度下、游隙等于零或負游隙情況下產(chǎn)生滾子卡死不轉(zhuǎn)，靜止不動的外圈因而隨內(nèi)圈一起旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生耍圈。作為多缸柴油機，一般有多個軸承同時支承曲軸工作，例6135G機有七個軸承。由于曲軸主軸頸存在同軸度誤差，軸承內(nèi)圈孔與滾道、外圈外圓與滾道存在壁厚誤差，且各個滾子存在直徑尺寸誤差等。因此各軸承回轉(zhuǎn)軸線便不在同一條直線上，形成各自的旋轉(zhuǎn)軸線，而曲軸只能按某一條軸線旋轉(zhuǎn)，在較高溫度下工作的各個軸承之實際游隙較小，當(dāng)它們不能按各自旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動時，有的軸承就會出現(xiàn)滾子卡住不轉(zhuǎn)而產(chǎn)生“耍圈”。
為了克服上述缺點，下面進一步對解決途徑作進一步分析。
如附圖3所示，汽缸壓燃，活塞04通過連桿05作用于曲軸02上一沖擊力F，若軸承01間隙(也稱游隙，下同)為△1，經(jīng)過t1時刻，曲軸02連同軸承內(nèi)圈2一起撞擊滾子3及外圈1，由于t12Δ1a1]]>而a1=FM]]> 式中M——活塞、連桿、曲軸、內(nèi)圓等系統(tǒng)質(zhì)量；a1——上述系統(tǒng)之加速度當(dāng)曲軸02連同內(nèi)圈2撞擊滾子3時，運動的動量MV轉(zhuǎn)變?yōu)闆_量Pt2，撞擊力P的大小不僅取決于動量大小，也取決于與滾子——滾道變形相關(guān)的撞擊時間t2，即Pt2=Mv=Ma1t1=M·-FM·2Δ1MF]]>=2Δ1MF]]>t2=2Δ2a2=2Δ2P/M]]> P=Δ1Δ2·F]]>即撞擊力P與軸承間隙△1汽缸沖擊力F成正比，而與軸承滾子——滾道總變形成反比。
為了保持內(nèi)燃機的輸出馬力，F(xiàn)是不能減小的，因此減少撞擊力及撞出噪聲的途徑是減小軸承的間隙和增大受載條件下滾子與滾道的總變形，其中減小△1是關(guān)鍵，如果△1為零，則P就等于零，就會消除撞擊。但必須指出(1)縮小軸承間隙會增大“耍圈”的危險性，因此使用現(xiàn)有的滾子軸承，大幅度減小軸承的工作間隙是無法實現(xiàn)的。
(2)軸承零件總有制造誤差和允差范圍，要實現(xiàn)軸承游隙為零就必須保證軸承在負間隙即過盈的條件下運轉(zhuǎn)，但實心滾子軸承不能在過盈條件下高速運轉(zhuǎn)。
(3)軸承的工作游隙(熱態(tài)間隙)不僅與軸承的原始間隙值及其范圍有關(guān)，而且與箱體孔和曲軸軸頸的尺寸及公差、軸承外圈和內(nèi)圈配合尺寸及公差有關(guān)。因此，要減小軸承的工作游隙，不僅要減少軸承的原始游隙值和公差帶，而且要壓縮箱體孔、軸頸及軸承內(nèi)處圈尺寸的公差帶。
除上述方法外，還可采用滿滾子無保持架預(yù)負荷的空心滾子軸承(見我國專利86209983.8,89200708.4)它可以完全消除軸承游隙。然而在此場合應(yīng)用此法，由于軸承原始游隙到熱態(tài)(工作)游隙約有0.10毫米縮減量，這對預(yù)負荷的空心圓柱滾子軸承來說，就要在原有的過盈量上再加上0.10毫米，這將破壞預(yù)負荷空心圓柱滾子軸承的正常工作。
本實用新型的目的在于克服上述缺點和問題，提供一種新型的曲軸支承用滾動軸承，特別適于要求噪聲低、效率高、軸承壽命長的內(nèi)燃機曲軸支承。
本實用新型的目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
一種曲軸支承用空心圓柱滾子軸承，包括內(nèi)圈、外圈、滾動體，其特征在于空心圓柱滾子軸承為帶保持架4的空心圓柱滾子軸承，且空心圓柱滾子3被保持架4的兜孔4—1所隔開，并均勻分布在具有軸承內(nèi)外圈壁厚標(biāo)志點5及縮小配合直徑公差帶的內(nèi)圈2、外圈1所組成的單列滾道中，并且具有按熱態(tài)工作時平均游隙值為零計算出的冷態(tài)軸承原始游隙△1。
本實用新型的目的還可以由以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。
前述的軸承，其中滾動體采用空心圓柱滾子3，空心圓柱滾子3的孔徑與外徑之比為0.50—0.65。
前述的軸承，其中保持架4開有兜孔4—1，并在保持架4上作均勻分布。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1、顯著地降低了撞擊噪聲，大部分軸承撞擊力為零，小部分撞擊力降至現(xiàn)有技術(shù)的1/4—1/12。
2、顯著地降低了滾子最大負荷26％。
3、提高軸承接觸疲勞壽命5倍以上。
4、減少滾子離心力30％。
5、由于縮小機器配合直徑公差及提高軸承組的同心度并非依靠提高加工精度，而是靠檢驗分選達到，因此成本增加不多，易實施。
下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型的實施例作進一步說明
圖1為采用實心滾子軸承的6135G柴油機汽缸曲軸剖面圖。
圖中01為軸承C4G7002136L02為曲軸03為曲軸軸頸04為活塞D為箱體孔圖2為
圖1之側(cè)視圖之局部剖視圖圖中05為連桿圖3為內(nèi)燃機曲軸支承受力分析圖圖4為本實用新型實施例之一剖視圖圖5為本實用新型實施例之一的正視圖圖4、圖5中1為軸承外圈，2為內(nèi)圈，3為空心圓柱滾子，4為帶兜孔，4—1的保持架，5為軸承內(nèi)外圈壁厚標(biāo)志點，△1為軸承游隙在本實用新型的實施例中1、采用空心圓柱滾子作為軸承的滾動體?？招膱A柱滾子孔徑與外徑之比為0.5，由于空心圓柱滾子受載時，不僅有接觸點的接觸變形，而且還有整體彎曲變形。與實心圓柱滾子相比，在同樣負荷下其總變形至少增加一倍(空心度愈大，增加愈多)，所以有效地減小了撞出力，由于空心圓柱滾子可以在一定過盈條件下工作，因此防止了滾子“卡死”、“耍圈”現(xiàn)象。
2、采用帶保持架的空心圓柱滾子軸承，且保持架開有兜孔，均勻分布在保持架上，以滿足和解決內(nèi)燃機分離法裝配要求和防止?jié)L子散落。
3、軸承的原始游隙根據(jù)軸承的工作溫度、有關(guān)零件的溫度分布(例箱體、軸承外圈、內(nèi)圈及曲軸等)、配合公差、材料熱膨脹系數(shù)計算出軸承的熱態(tài)工作時平均游隙為零的冷態(tài)軸承原始游隙，其公差帶控制在≤0.03毫米。
4、縮小軸承配合的公差帶，將軸承內(nèi)圈內(nèi)徑及外圈外徑按標(biāo)準(zhǔn)公差帶中值分為兩組，并在軸承內(nèi)、外環(huán)上分別標(biāo)出組別。
5、減小軸承圈壁厚差或減小影響前者將軸承圈的標(biāo)準(zhǔn)壁厚允差減小一倍以上，后者采用在軸承圈的端面上增添壁厚標(biāo)志點(最大壁厚或最小壁厚)。在裝配時外圈標(biāo)志點及內(nèi)圈標(biāo)志點分別取同一方向，以減少多個軸承滾道的不同心度。
本實施例的軸承外徑為280mm，內(nèi)徑為180mm，軸承寬度為31mm，原始游隙為0.1mm。
權(quán)利要求1.一種曲軸支承用空心圓柱滾子軸承，包括外圈、內(nèi)圈、滾動體，其特征在于空心圓柱滾子軸承為帶保持架(4)的空心圓柱滾子軸承，且空心圓柱滾子(3)被保持架(4)的兜孔(4—1)所隔開，并均勻分布在具有軸承內(nèi)外圈壁厚標(biāo)志點(5)及縮小配合直徑公帶差的內(nèi)圈(2)、外圈(1)所組成的單列滾道中，并且具有按熱態(tài)工作時平均游隙值為零計算出的冷態(tài)軸承原始游隙(△1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承，其特征在于空心圓柱滾子(3)的孔徑與外徑之比為0.5至0.65范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承，其特征在于保持架(4)上開有兜孔(4—1)，且均勻分布于保持架(4)上。
專利摘要本實用新型提供了一種曲軸支承用滾動軸承，尤其適用于內(nèi)燃機曲軸支承，它包括外圈、內(nèi)圈、滾動體，其特征在于空心圓柱滾子軸承為帶保持架的空心圓柱滾子軸承，且空心圓柱滾子被保持架的兜孔所隔開，并均勻分布在具有軸承內(nèi)外圈壁厚標(biāo)志點及縮小配合直徑公差帶的內(nèi)圈、外圈所組成的單列滾道中，且具有熱態(tài)工作時平均游隙為零計算出的冷態(tài)軸承原始游隙。
文檔編號F16C9/00GK2216613SQ9420638
公開日1996年1月3日 申請日期1994年3月14日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月14日
發(fā)明者張立芳, 張從選 申請人:北京軸承廠