CN102128203B - 具有载荷差分环的轴承 - Google Patents

Abstract

一种具有载荷差分环的轴承，包括外圈(或轴承座)、内圈(或转轴)、载荷差分环、滚动体、内枕垫及枕垫，内圈(或转轴)位于外圈内，载荷差分环设于外圈和内圈(或转轴)之间；滚动体均布于载荷差分环上；内枕垫和外枕垫分设于滚动体内外两侧，内枕垫外侧面与外圈内侧面相抵，外枕垫外侧面与内圈(或转轴)的外侧面相抵。与现有技术相比，本发明的优点在于：载荷差分环结合内外枕垫的设计将内圈(或转轴)的转速分配给外圈，使得内圈(或转轴)和外圈的相对转速降低，保证了滚动轴承在高速旋转时，其内圈(或转轴)和外圈的相对转速保持在额定极限转速之内，使得轴承磨损在正常范围之内，使用寿命延长。

Description

具有载荷差分环的轴承

技术领域

本发明涉及一种轴承。

背景技术

现有的轴承包括内圈(或转轴)、外圈(或轴承座)和滚动体及保持架，滚动体安装在保持架内；滚动体及保持架设在内圈和外圈之间。随着汽车、火车等运行速度的越来越高，这对轴承的高转速、长寿命、高载荷、高可靠性提出了更严格的要求。现有技术的轴承在高速运转的环境中使用时主要存在以下两个缺陷：

首先、现有技术的轴承在高速运转的环境中使用时，内圈与外圈的相对转速较高，使用时的转速很容易超出轴承的额定极限转速，使得轴承超负荷运行，而轴承在超负荷运行过程中很容易产生较大的发热量，使得轴承的磨损加剧，从而造成轴承使用寿命减少以及可靠性降低。

其次、现有技术的轴承在高速运转且高载荷的环境中使用时，一方面由于轴承内圈和外圈的刚性都比较强，另一方面由于滚动体及保持架承载力较差，因此高转速、高载荷运转时轴承很容易疲劳，使得轴承的磨损进一步加剧，从而造成轴承使用寿命减少以及可靠性降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种磨损少而使用寿命长的具有载荷差分环的轴承。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种具有载荷差分环的轴承，其特征在于包括

外圈；

内圈，位于前述外圈内；

载荷差分环，设于前述外圈和内圈之间；

滚动体，均布于前述载荷差分环上；以及

内枕垫和外枕垫，分设于前述滚动体内外两侧，内枕垫外侧面与外圈内侧面相抵，外枕垫外侧面与内圈的外侧面相抵。

外圈也可以直接用轴承座替代，因轴承座可以充当不法外圈的功能。

进一步，所述的第一滚动体包括外第一滚动体和内第一滚动体，前述的外第一滚动体位于载荷差分环的第一端外侧面与第一外圈的内侧面之间，前述的内第一滚动体位于载荷差分环的第一端内侧面与第一内圈的外侧面之间；

所述的第二滚动体包括外第二滚动体和内第二滚动体，前述的外第二滚动体位于载荷差分环的第二端外侧面与第二外圈的内侧面之间，前述的内第二滚动体位于载荷差分环的第二端内侧面与第二内圈的外侧面之间。

为使滚动体能高速稳定旋转，所述载荷差分环的中部设于油套，而所述的滚动体则设于该油套内。

作为优选，所述第一外圈的中心轴线、第二外圈的中心轴线、第一内圈的中心轴线及第二内圈的中心轴线重合，所述外第一滚动体的中心和外第二滚动体的中心连接形成的直线平行于所述第一外圈的中心轴线，所述的内第一滚动体的中心和内第二滚动体的中心连接形成的直线平行于所述第一外圈的中心轴线，并且，所述滚动体的中心与所述第一外圈的中心轴线的径向距离大于内第一滚动体的中心与第一外圈中心轴线的径向距离且小于外第一滚动体的中心与第一外圈中心轴线的径向距离。

作为优选，所述滚动体的径向长度均小于外第一滚动体、外第二滚动体、内第一滚动体及内第二滚动体。

进一步，所述的外第一滚动体、外第二滚动体、内第一滚动体及内第二滚动体的轴向侧面均设有密封圈。

所述的载荷差分环中设有内枕垫和外枕垫，前述内枕垫的内侧面与第一内圈和第二内圈的外侧面均相抵，外侧面与所述的滚动体接触；前述外枕垫的外侧面与第一外圈和第二外圈的内侧面均相抵，内侧面与所述的滚动体接触。内枕垫和外枕垫的设置具有一定的冲击缓冲性能和载荷二次均匀分配作用，有利于提高轴承的保持架的抗冲击性和抗接触疲劳性，可以保证滚动体的载荷角保持360°，使载荷差分环受力均匀和旋转均衡。

进一步，所述的内枕垫具有中空内腔而具有弹性，所述的外枕垫具有中空内腔而具有弹性。

便于装配，所述的第一外圈和第二外圈通过连接构件连接为一体，所述的第一内圈和第二内圈也通过连接构件连接为一体，所述的第一内圈中部具有轴向的凸起部，对应地，所述的第二内圈中部具有轴向的与前述凸起部配合定位的凹槽。

一种具有载荷差分环的轴承，其特征在于包括

外圈；

转轴，位于前述外圈内并能转动，

载荷差分环，设于前述外圈和转轴之间；

滚动体，均布于前述载荷差分环上；以及

内枕垫和外枕垫，分设于前述滚动体内外两侧，内枕垫外侧面与外圈内侧面相抵，外枕垫外侧面与转轴的外侧面相抵。

外圈也可以直接用轴承座替代。

所述滚动体沿着长度方向两端均具有垂直长度方向凸起的挡边，中部具有凸度而呈腰鼓形外端面。当跑偏时，滚子受偏心力作用，这时挡边可以承受大部分轴向作用力，产生的摩擦热也基本上发生在挡边上及内外圈两侧的棱上，保护了滚子主体部分和沟道，磨损率大大降低；同时，腰鼓形外侧面的设计作用力分布无阶跃性，而渐进性佳，跑偏时具有自调作用，有利于提高轴承的使用寿命。

与现有技术相比，本发明的优点在于：滚动体内外两侧枕垫结合载荷差分环的设计，可以将转速逐级差分，载荷差分环将内圈(或者转轴)的转速分配给外圈，使得内圈(或者转轴)和外圈的相对转速降低，保证了滚动轴承在高速旋转时，其内圈(或者转轴)和外圈的相对转速保持在额定极限转速之内，使得轴承磨损在正常范围之内，使用寿命延长。

附图说明

图1为实施例1剖面结构示意图。

图2为实施例2剖面结构示意图。

图3为图2中滚动体的放大图。

图4为实施例2分解装配图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1，如图1所示，本实施例中的滚动轴承包括第一外圈11、第一内圈12、第二外圈13、第二内圈14、载荷差分环3、外第一滚动体21、外第二滚动体23、内第一滚动体22、内第二滚动体24、油套5、滚动体25、外枕垫41及内枕垫42。

第一内圈12位于第一外圈11内侧，第二外圈13与第一外圈11对接通过连接构件连为一体而形成外圈，连接构件可以采用螺丝或螺栓等，第二内圈14位于第二外圈13内侧并与第一内圈12对接而形成内圈，进一步，第一内圈12中部具有轴向的凸起部121，对应地，第二内圈14中部具有轴向的与凸起部121配合定位的凹槽。

载荷差分环3的第一端位于装配于第一外圈11和第一内圈12之间，第二端则装配于第二外圈13和第二内圈14之间。油套5设于载荷差分环3的中部，该油套5内设有滚动体25，内枕垫42和外枕垫41设于载荷差分环3中部，内枕垫42的内侧面与第一内圈12和第二内圈14的外侧面均相抵，外侧面与滚动体25接触；外枕垫41的外侧面与第一外圈11和第二外圈13的内侧面均相抵，内侧面与滚动体25接触。内枕垫42和外枕垫41均具有中空内腔43而具有弹性。

外第一滚动体21位于载荷差分环3的第一端外侧面与第一外圈11的内侧面之间，内第一滚动体22位于载荷差分环3的第一端内侧面与第一内圈12的外侧面之间；外第二滚动体23位于载荷差分环3的第二端外侧面与第二外圈13的内侧面之间，内第二滚动体24位于载荷差分环3的第二端内侧面与第二内圈14的外侧面之间。

第一外圈11的中心轴线NN、第二外圈13的中心轴线、第一内圈12的中心轴线及第二内圈14的中心轴线重合，外第一滚动体21的中心和外第二滚动体23的中心连接形成的直线平行于第一外圈的中心轴线NN，内第一滚动体22的中心和内第二滚动体24的中心连接形成的直线平行于第一外圈的中心轴线NN，并且，滚动体25的中心与第一外圈21的中心轴线的径向距离大于内第一滚动体21的中心与第一外圈11中心轴线的径向距离且小于外第一滚动体21的中心与第一外圈11中心轴线的径向距离。

滚动体25的径向长度均小于外第一滚动体21、外第二滚动体23、内第一滚动体22及内第二滚动体24。外第一滚动体21、外第二滚动体23、内第一滚动体22及内第二滚动体24的轴向侧面均设有密封圈31。

本实施例中的外第一滚动体21、外第二滚动体23、内第一滚动体22、内第二滚动体24及滚动体25均采用钢球。

第一滚动体和第二滚动体承担大部分径向载荷，滚动体主要是向载荷差分环提供旋转动力，也承担部分径向载荷，由载荷差分环将内圈的转速分配给外圈，使得内圈和外圈的相对转速降低，保证了滚动轴承在高速旋转时，其内圈和外圈的相对转速保持在额定极限转速之内，使得轴承磨损在正常范围之内，使用寿命延长。

如图2、图3和图4所示，本实施例中的滑动轴承包括转轴10、外圈1、差分保持环3、滚动体2、外枕垫41及内枕垫42，差分保持环3位于载重外圈1内侧，差分保持环3具有供滚动体2设置的间隙，转轴10设于差分保持环3内侧并能转动，滚动体2沿着长度方向两端均具有垂直长度方向凸起的挡边2a，挡边2a与滚子2一体成型，中部具有凸度而呈腰鼓形外端面。外枕垫41设于外圈1的内侧和差分保持环3的外侧之间，并将滚动体2限位于差分保持环3上，内枕垫42套设于转轴10的外壁并外侧面与滚动体滚动接触。本实施例中的外圈1也可以直接采用轴承座替代，这里不再一一列举。

由载荷差分环及内外枕垫的设计，将转轴的转速分配给外圈，使得转轴和外圈的相对转速降低，保证了滚动轴承在高速旋转时，其转轴和外圈的相对转速保持在额定极限转速之内，使得轴承磨损在正常范围之内，使用寿命延长。同时当当跑偏时，滚动体受偏心力作用，这时挡边可以承受大部分轴向作用力，产生的摩擦热也基本上发生在挡边上及内外圈两侧的棱上，保护了滚子主体部分和沟道，磨损率大大降低；同时，腰鼓形外侧面的设计作用力分布无阶跃性，而渐进性佳，跑偏时具有自调作用，有利于提高轴承的使用寿命。

Claims (10)

1.一种具有载荷差分环的轴承，其特征在于包括

外圈；

内圈，位于前述外圈内；

载荷差分环，设于前述外圈和内圈之间；

滚动体，均布于前述载荷差分环上；以及

内枕垫和外枕垫，分设于前述滚动体内外两侧，内枕垫外侧面与外圈内侧面相抵，外枕垫外侧面与内圈的外侧面相抵。

2.根据权利要求1所述的具有载荷差分环的轴承，其特征在于

所述的外圈包括第一外圈及与第一外圈对接连为一体的第二外圈；所述的内圈包括第一内圈及与第一内圈对接而形成一内圈，

载荷差分环，第一端位于装配于前述第一外圈和第一内圈之间，第二端则装配于前述第二外圈和第二内圈之间；

所述滚动体位于外圈的中心轴线方向两侧分别布置有第一滚动体和第二滚动体，前述的第一滚动体设于前述载荷差分环的第一端，前述的第二滚动体设于前述载荷差分环的第二端；所述的滚动体设于载荷差分环的中部。

3.根据权利要求2所述的具有载荷差分环的轴承，其特征在于所述载荷差分环的中部设有油套，而所述的滚动体则设于该油套内。

4.根据权利要求2所述的具有载荷差分环的轴承，其特征在于所述的第一滚动体包括外第一滚动体和内第一滚动体，前述的外第一滚动体位于载荷差分环的第一端外侧面与第一外圈的内侧面之间，前述的内第一滚动体位于载荷差分环的第一端内侧面与第一内圈的外侧面之间；

所述的第二滚动体包括外第二滚动体和内第二滚动体，前述的外第二滚动体位于载荷差分环的第二端外侧面与第二外圈的内侧面之间，前述的内第二滚动体位于载荷差分环的第二端内侧面与第二内圈的外侧面之间。

5.根据权利要求4所述的具有载荷差分环的轴承，其特征在于所述第一外圈的中心轴线、第二外圈的中心轴线、第一内圈的中心轴线及第二内圈的中心轴线重合，所述外第一滚动体的中心和外第二滚动体的中心连接形成的直线平行于所述第一外圈的中心轴线，所述的内第一滚动体的中心和内第二滚动体的中心连接形成的直线平行于所述第一外圈的中心轴线，并且，所述滚动体的中心与所述第一外圈的中心轴线的径向距离大于内第一滚动体的中心与第一外圈中心轴线的径向距离且小于外第一滚动体的中心与第一外圈中心轴线的径向距离。

6.根据权利要求4所述的具有载荷差分环的轴承，其特征在于所述滚动体的径向长度均小于外第一滚动体、外第二滚动体、内第一滚动体及内第二滚动体。

7.根据权利要求1所述的具有载荷差分环的轴承，其特征在于所述的内枕垫或外枕垫至少之一具有中空内腔而具有弹性。

8.根据权利要求2所述的具有载荷差分环的轴承，其特征在于所述的第一外圈和第二外圈通过连接构件连接为一体，所述的第一内圈和第二内圈也通过连接构件连接为一体，所述的第一内圈中部具有轴向的凸起部，对应地，所述的第二内圈中部具有轴向的与前述凸起部配合定位的凹槽。

9.一种具有载荷差分环的轴承，其特征在于包括

外圈；

转轴，位于前述外圈内并能转动；

载荷差分环，设于前述外圈和转轴之间；

滚动体，均布于前述载荷差分环上；以及

内枕垫和外枕垫，分设于前述滚动体内外两侧，内枕垫外侧面与外圈内侧面相抵，外枕垫外侧面与转轴的外侧面相抵。

10.根据权利要求9所述的具有载荷差分环的轴承，其特征在于所述滚动体沿着长度方向两端均具有垂直长度方向凸起的挡边，中部具有凸度而呈腰鼓形外端面。

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