專(zhuān)利名稱(chēng)：具有曲線滾柱和滾道的滾柱軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在權(quán)利要求前序部分所定義的滾柱軸承。
這種軸承為大家所熟知，在文獻(xiàn)US-A-2595121中提出了帶有凹面滾柱的軸承，在文獻(xiàn)SE-A-53256中描述了具有凸面滾柱的軸承。由于在這種軸承中，座圈滾道和滾柱的曲面形狀半徑基本上大于其相應(yīng)的半徑，例如大于球面滾柱軸承所對(duì)應(yīng)的半徑，就有可能制成長(zhǎng)度大于在球面滾柱軸承中的滾柱，這就改善了軸承的徑向負(fù)荷能力。此外，根據(jù)序言中所定義的這種軸承，與相同軸向?qū)挾?、即等長(zhǎng)的滾柱的球面軸承比較，其摩擦力比較小。其缺點(diǎn)是，當(dāng)裝有共同凸緣和保持架時(shí)，這種軸承缺少球面軸承的自對(duì)準(zhǔn)能力，而這種能力在許多情況下是很有價(jià)值的。再有，一直在考慮有必要在其中的一個(gè)座圈上加工一個(gè)滾柱安裝開(kāi)口，如在文獻(xiàn)SE-A-53256中用標(biāo)號(hào)8示出的，以便將所需數(shù)量的滾柱塞入到軸承中。由于開(kāi)口可不處在軸承的負(fù)荷部分中，則這種開(kāi)口意味著復(fù)雜并且其用途減少。如果在上述定義的這種類(lèi)型的軸承中，例如，在上述美國(guó)專(zhuān)利的圖8中沒(méi)有安裝開(kāi)口，有必要使得具有滾柱的軸承當(dāng)其外座圈和內(nèi)座圈處在偏心的位置時(shí)，能夠允許將相對(duì)少量的滾柱塞入到軸承中。因此，這種軸承的負(fù)荷能力相對(duì)來(lái)說(shuō)要低些。
在文獻(xiàn)EP-A-0175858中所描述的是一種滾柱軸承，其滾柱和座圈滾道縱剖面相應(yīng)曲線外形的曲率半徑基本上大于軸承中心線和滾道表面之間的最大距離，在座圈滾道之間滾柱可以在其附近作軸向移動(dòng)而不會(huì)遭到凸緣或類(lèi)似物的阻礙，對(duì)于滾道而言作相對(duì)的傾斜和軸向偏移。這些技術(shù)特性對(duì)于負(fù)荷能力和可調(diào)節(jié)性給出很好的效果，如上所述，滾柱加長(zhǎng)了長(zhǎng)度并同時(shí)增加了負(fù)荷能力。當(dāng)然，其本身也已證實(shí)，非常平直的滾柱、即滾柱外形的曲率半徑和滾柱長(zhǎng)度之間的比值很大的軸承的工作壽命要短些，這是因?yàn)檩^高的周邊壓力，即作用在滾柱端部的高壓應(yīng)力所致，這意味著具有很高負(fù)荷能力的這種軸承將不可接受地在偏移時(shí)降低其工作壽命。
本發(fā)明的目的是提供一種在權(quán)利要求前序部分所定義的滾柱軸承，其中已獲得下列標(biāo)準(zhǔn)的可能的最佳綜合改善徑向負(fù)荷能力，軸承座圈滾道之間相互偏移和軸向移位，及較長(zhǎng)的軸承工作壽命。該軸承具有在相應(yīng)權(quán)利要求中所定義的技術(shù)特性。
以下，本發(fā)明將參照兩個(gè)實(shí)例進(jìn)行描述，并以相應(yīng)的附圖予以說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明滾柱軸承的軸向剖視圖；圖2是圖1軸承的滾柱，并示出負(fù)荷和力作用線；圖3示出本發(fā)明的角接觸滾柱軸承的軸向剖面的一半。
圖1給出軸承1的斷面圖，包括具有外滾道3的內(nèi)座圈2和具有內(nèi)滾道5的外座圈4。在滾道3和5之間裝有若干滾柱6。內(nèi)座圈2固定地連接在軸7上，該軸只給出它的位置而不給出細(xì)節(jié)，由于軸和作用到軸承上負(fù)載方向的偏移，該軸相對(duì)于軸承的中心線8偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度γ。座圈2和4因此也將產(chǎn)生一個(gè)互相偏轉(zhuǎn)角γ，滾柱6就可能在其附近作軸向移動(dòng)以補(bǔ)償這一偏轉(zhuǎn)。滾柱6、以及滾道3和5分別具有其曲率半徑R大于軸承中心線和滾道表面之間最大距離的縱向剖面外形。滾道表面平滑的曲率允許對(duì)于一給定滾柱的長(zhǎng)度，軸承的徑向延伸很少，以節(jié)省空間；由于在滾柱和滾道之間的滑動(dòng)接觸，與球面滾柱軸承在相應(yīng)的負(fù)荷能力和受到相應(yīng)的負(fù)荷情況下相比較，出現(xiàn)在軸承中的內(nèi)摩擦是很小的。
圖2所示的是圖1軸承的滾柱6，其縱向剖面形狀的曲率半徑為R。在圖1中的偏轉(zhuǎn)情況下，負(fù)載Q以角度作用在滾柱上，由于在偏轉(zhuǎn)時(shí)滾柱作軸向滑動(dòng)這一事實(shí)，所產(chǎn)生的摩擦力必須被滾柱的垂直力所平衡。
當(dāng)在這種軸承中負(fù)載Q作用到滾柱上時(shí)，由于內(nèi)座圈和外座圈以相對(duì)于垂直滾柱軸線的滾柱中心線9的角度相互接觸，可以求得徑向力和軸向力分量。
由滾道作用到滾柱上的軸向力為QSin，此處被考慮為小角度的情況下，該軸向力可以簡(jiǎn)化為Q。由于滾柱受到來(lái)自兩個(gè)滾道的合成軸向力，它可以表示為2Q。根據(jù)平衡方程式，滾柱在軸向上取得平衡
2Q＝μQ(方程I)式中μ＝滾柱6和其滾道之間的摩擦系數(shù)。這一摩擦系數(shù)按經(jīng)驗(yàn)來(lái)定，依其潤(rùn)滑條件介于0.05和0.1之間。
圖中的力作用線被畫(huà)成相互相對(duì)的，盡管在實(shí)際上它們?cè)谳S向上相互之間存在一個(gè)小的位移。
作用在滾柱上力的軸向位移可以表示為Δ，它是滾柱在其中間處垂直于滾柱中心軸的中線與負(fù)載Q作用在滾柱上該作用點(diǎn)之間的距離。這一條件的幾何關(guān)系為＝Δ/R(方程II)將方程I簡(jiǎn)化后得＝μ/2(方程III)將方程III代入到方程II中得Δ＝μR/2(方程IV)同時(shí)已證明，Δ必須小于滾柱長(zhǎng)度的一半，即la/2。
于是有μR/2＜la/2(方程V)從這一關(guān)系式中可以得出R/la＜1/μ(方程VI)在上述μ取最小值的情況下，μ大約取0.05的值，該值是用經(jīng)驗(yàn)的方法來(lái)求取的，可對(duì)滾柱的曲率半徑R和滾柱的長(zhǎng)度la之間的關(guān)系、即R/la求得極限值，它應(yīng)小于20。超過(guò)這一值，該軸承將不能很好地運(yùn)行，因?yàn)樵谄D(zhuǎn)時(shí)將出現(xiàn)極大的周邊壓力，導(dǎo)致工作壽命縮短，由此，關(guān)系式必須為R/la＜20(方程VII)圖3中表示的是角接觸滾柱軸承上半部的軸向剖視圖，該軸承具有向軸承中心線18傾斜的有曲面滾道的內(nèi)座圈12和向軸承中心線18傾斜的有曲面滾道的外座圈14。在座圈12、14中的滾道之間安裝有中間凸起的滾柱6，它不會(huì)由凸緣或保持架阻礙而不能軸向移動(dòng)，并且像滾道一樣，滾柱也有其曲率半徑R大于外滾道和軸承中心線之間垂直滾道進(jìn)行測(cè)量的最大距離的縱向剖面外形。
如在圖2中所示的相同的力作用在這種軸承中的滾柱上，在這種情況下，相同的關(guān)系存在于縱向剖面外形的曲率半徑和滾柱長(zhǎng)度之間。
本發(fā)明不限于所示和所描述的有關(guān)實(shí)例，在相應(yīng)的權(quán)利要求范圍內(nèi)可以有若干變化和改型。
權(quán)利要求
滾柱軸承，包括一些裝在兩個(gè)座圈滾道(3，5)之間并與之接觸的滾柱(6)，滾柱和滾道具有曲率半徑(R)基本上相同的縱向剖面外形，其曲率半徑(R)大于外滾道和軸承中心線之間垂直滾道進(jìn)行測(cè)量的最大距離，滾柱(6)在滾道之間從滾道的軸向極限處可以無(wú)阻礙地進(jìn)行軸向移動(dòng)，以便允許滾道的相對(duì)偏轉(zhuǎn)和軸向位移，滾道只由在滾道之間滾柱的徑向擠壓所限制，其特征在于滾柱形狀的曲率半徑(R)和滾柱的長(zhǎng)度(la)之間的關(guān)系為R/la＜20。
全文摘要
滾柱軸承包括一些裝在兩個(gè)滾道(3，5)之間并與之接觸的滾柱(6)，滾柱和滾道具有曲率半徑(R)基本相同的縱向剖面外形，曲率半徑(R)大于外滾道和軸承中心線之間垂直滾道進(jìn)行測(cè)量的距離，滾柱(6)在滾道之間從滾道的軸向極限處可無(wú)阻礙地軸向移動(dòng)，以便允許滾道的相對(duì)偏轉(zhuǎn)和軸向位移，滾道只由滾道之間滾柱的徑向擠壓所限制，其中，滾柱形狀的曲率半徑(R)和滾柱的長(zhǎng)度(la)之間的關(guān)系為R/la＜20。
文檔編號(hào)F16C33/36GK1168717SQ9519657
公開(kāi)日1997年12月24日 申請(qǐng)日期1995年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月2日
發(fā)明者芒努斯·凱爾斯特倫, 彼得·阿奎斯特 申請(qǐng)人:Skf公司