CN102221047A - 多套圈轴承用中间层套圈 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轴承，特别是多套圈轴承的中间层套圈。多套圈轴承用中间层套圈，中间层套圈主体内外圆周上开设的内轨道槽和外轨道槽，中间层套圈主体轴向断面呈变径结构，内轨道槽和外轨道槽内装配的滚动体对中间层套圈径向产生顺向拉力。本发明采用变径中间层套圈，中间层套圈的内、外圆周上设置的轨道槽轴向错开设定，使套圈内轨道槽与外轨道槽的轴向投影相交或相交错，它能够将内、外两层滚子对中间层套圈径向点接触的垂直剪切与弯折压力，改变为对中间层套圈径向的顺向拉力，这一力学结构的改变，能够大幅度提高中间层套圈的承载力；有效地控制轴承中间层在高速转动时的稳定性。

Description

多套圈轴承用中间层套圈
技术领域
本发明涉及轴承，特别是多套圈轴承的中间层套圈。
背景技术
现有技术中，多套圈轴承虽然可以大幅降低磨擦阻力，但是一般只能用于同时两个方向相反运转的设备或摆振设备，或用于转速较低、轴心不要求稳定性的大型辊筒使用，以补尝偏心和减小启动阻力，因为，多套圈轴承在稍高的速度或大负荷情况下运转时存在着致命的缺陷，例如：
(1)现有的多套圈轴承的两层滚子为同圆周轨道线，中间层套圈夹在两层滚子中间，其两层滚子轨道的直径差大，重心差别也大，套圈在运行中没有轴或外壳的控制，它们在两层或多层滚子的游隙中受到轴向、径向及复杂综合力矩的作用，会发生不规则的摆振，随着速度的增高这种摆振会发展为强烈的共振，因而加速了轴承的损坏；
(2)多套圈轴承中的中间层套圈的纵剖面为直板承力结构，中间层套圈同时受到了两层滚动体内、外支点垂直交变压力，应力集中在支点上，容易造成中间层套圈破碎，就像是将木板两端支起后用锤砸中间一样容易砸断，所以现在采用的低转速多套圈轴承，其中间层套圈都特别厚，以增加承载力，但是，这样不仅增大了轴承的直径，加大了重心差，还因中间层套圈重力的惯性原因，摆震起来更容易失去控制，危害更大。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明提供一种多套圈轴承用中间层套圈，采用变径结构，改变多滚子层轴承中间层套圈力学结构，无需增加厚度，且运转平稳、提高承载力，延长轴承的使用寿命。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：多套圈轴承用中间层套圈，中间层套圈主体内外圆周上开设的内轨道槽和外轨道槽，中间层套圈主体轴向断面呈变径结构，内轨道槽和外轨道槽内装配的滚动体对中间层套圈径向产生顺向拉力。
所述内轨道槽与外轨道槽的轴向投影相交或相交错。
所述中间层套圈内轨道槽和外轨道槽各设有两排，其中两内轨道槽分别位于两外轨道槽内侧，内轨道槽间距小于外轨道槽间距，且对称布置形成双列对称式中间层套圈。
所述中间层套圈内轨道槽和外轨道槽各设有两排，其中两内轨道槽分别位于两外轨道槽外侧，内轨道槽间距大于外轨道槽间距，且对称布置形成双列对称式中间层套圈。
所述中间层套圈的内轨道槽和外轨道槽为轴向对称间隔距离排列，其内轨道槽和外轨道槽的数量相等，形成对称式多级变径中间层套圈。
所述中间层套圈的内轨道槽和外轨道槽数量不相同，形成非对称称多级变径中间层套圈。
所述单级中间层套圈，外轨道槽一个，内轨道槽二个分别位于外轨道槽两侧；或者内轨道槽一个，外轨道槽二个分别位于内轨道槽两侧。
所述变径中间层套圈的内轨道槽和外轨道槽采用为角向接触轨道槽、深沟球滚子轨道槽、或圆柱形滚子轨道槽、球面滚子轨道槽、圆锥滚子轨道槽、圆环滚子轨道槽或其中任意两种混合滚子轨道槽。
所述中间层套圈为半组合式结构，内轨道槽采用圆柱形滚子轨道槽，外轨道槽采用角向接触轨道槽、深沟球滚子轨道槽、或圆柱形滚子轨道槽、球面滚子轨道槽、圆锥滚子轨道槽或圆环滚子轨道槽。
所述中间层套圈为全组合式结构，内轨道槽和外轨道槽均采用圆柱形滚子轨道槽。
所述中间层套圈主体上带有台肩，形成平衡套安装座；或者所述内轨道槽和外轨道槽均采用各种形式轨道槽，直接与滚动体装配；或者所述平衡套安装座位于中间层套圈主体的一端。
本发明多套圈轴承用中间层套圈，与普通的多套圈轴承中间层套圈相比具有显著的有益效果：中间层套圈由轴向断面呈同径改为变径后，内轨道槽与外轨道槽轴向错开设定，使中间层套圈内轨道槽及其装配的滚动体与外轨道槽及其装配的滚动体的轴向投影相交或相交错，从而改变中间层套圈的受力情况，即内、外两层滚动体对中间层套圈径向点接触的垂直剪切与弯折压力，改变为对中间层套圈径向的顺向拉力，这一力学结构的改变，通过同样截面积的金属材料的极限抗剪切力与极限抗弯曲力及抗扭转力分析研究发现，在材料截面几何形状不同时是有极大区别的，例如：用同物质截面积相同的圆柱和管形为粱头载体，其环桶形截面的粱头比圆柱形为粱头载体，其承载力大近1倍：抗扭转力大3倍以上，研究分析还发现，钢轴或其它物质的轴在径向受力时，由于刚性原因，其力沿圆周传递，力很难达到轴心，而且随轴密度和硬度的强化而强化，此时，钢轴轴心处在较大半经内不受力，这不仅是一种浪费，还不利于散热，所以，飞机的许多轴都采用空心轴，这种道理在大自进化的选择中到处可见，例如：麦杆的空心作用使它在风中挺立不折，如果将其变成截面积相同的实心麦杆则很容易被风吹断。
因此本发明结构改进后能够大幅度提高中间层套圈的承载力；应用到轴承时，能够大幅度减小多滚子层轴承的直径，使两层滚子的重心接近一致，形成角向受力，有效地控制轴承中间层在高速转动时的稳定性；能够使各滚子层间的摩擦阻力(或摩擦系数)趋向一致性式或基本一致性，这是使轴承各套圈能同步运转或基本同步运转，实现降低摩擦系数的重要条件之一。
附图说明
图1为本发明双列对称式结构示意图(方式一)。
图2为本发明双列对称式结构示意图(方式二)。
图3为图1的左视图。
图4为本发明二级对称式结构示意图。
图5是本发明三级结构示意图。
图6是本发明非对称式结构示意图。
图7是本发明单级结构示意图。
图8是本发明半组合式结构示意图。
图9是本发明全组合式结构示意图。
图10是本发明带平衡的全组合式结构示意图。
图11是本发明带平衡式结构示意图。
图12是本发明小端带平衡套组合式结构示意图。
图13是本发明图1为例的使用状态图。
图中：1、中间层套圈主体，2、内轨道槽，3、外轨道槽，4、滚动体，5、成品轴承，6、台肩，7、平衡套安装座。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明并不局限于具体实施例。
实施例1：
如图1所示的多套圈轴承用中间层套圈，中间层套圈主体1内外圆周上开设的内轨道槽2和外轨道槽3，中间层套圈主体1轴向断面呈变径结构，内轨道槽2与外轨道槽3的轴向投影相交或相交错，内轨道槽2和外轨道槽3内装配的滚动体对中间层套圈径向产生顺向拉力；中间层套圈内轨道槽和外轨道槽各设有两排，其中两内轨道槽分别位于两外轨道槽外侧，内轨道槽间距大于外轨道槽间距，且对称布置形成双列对称式中间层套圈。使用时如图13所示的多套圈轴承，滚动体4分别与内轨道槽和外轨道槽配合，对中间层套圈主体径向产生拉力。
实施例2
基本结构与实施例相同，中间层套圈内轨道槽2和外轨道槽3各设有两排，其中两内轨道槽2分别位于两外轨道槽3内侧，内轨道槽间距小于外轨道槽间距，且对称布置形成双列对称式中间层套圈。
实施例3
如图4所示的中间层套圈，中间层套圈的内轨道槽2和外轨道槽3为轴向对称间隔距离排列，其内轨道槽2和外轨道槽3的数量均为二排，形成二级对称式中间层套圈。也可以如图5所示其内轨道槽2和外轨道槽3的数量均为三排，形成三级对称式中间层套圈。
实施例4
如图6所示的中间层套圈，中间层套圈的内轨道槽2和外轨道槽3数量不相同，轨道槽大小也不相同，外轨道槽3为三个，中间一个为大径外轨道槽，两侧为小径外轨道槽，内轨道槽2位于大径和小径外轨道槽之间，形成非对称角向接触轨道槽。
实施例5
如图7所示的中间层套圈为单级中间层套圈，外轨道槽3一个，内轨道槽2二个分别位于外轨道槽3两侧。
实施例6
如图8所示的中间层套圈，中间层套圈为半组合式结构，内轨道槽2采用圆柱形滚子轨道槽，可以直接与现有成品轴承装配，外轨道槽3采用角向接触轨道槽、深沟球滚子轨道槽、或圆柱形滚子轨道槽、球面滚子轨道槽、圆锥滚子轨道槽或圆环滚子轨道槽，外轨道槽3与滚动体4装配。
实施例7
如图9所示的中间层套圈，中间层套圈为全组合式结构，内轨道槽2和外轨道槽3均采用圆柱形滚子轨道槽，均可以直接与现有成品轴承5装配。
实施例8
如图10所示的中间层套圈，中间层套圈为全组合式结构，内轨道槽2和外轨道槽3均采用圆柱形滚子轨道槽，均可以直接与现有成品轴承5装配，中间层套圈主体上带有台肩6，形成平衡套安装座。
也可以如图11所示，内轨道槽2和外轨道槽3均采用各种形式轨道槽，直接与滚动体装配，中间层套圈主体上带有台肩6，形成平衡套安装座7。
或者如图12所示，平衡套安装座7位于中间层套圈主体的小端。
本发明所述变径中间层套圈的内、外圆周设置的滚动体轨道槽为角向接触轨道槽、深沟球滚子轨道槽、或圆柱形滚子轨道槽、球面滚子轨道槽、圆锥滚子轨道槽、圆环滚子轨道槽或它们的混合滚子轨道槽，以适应不同类型滚子轴承的需要。同时也适用于中间层套圈内、外圆周上各设有多排轨道槽，形成带变径中间层套圈的多级轴承。

Claims (10)

1.多套圈轴承用中间层套圈，中间层套圈主体内外圆周上开设的内轨道槽和外轨道槽，其特征是：中间层套圈主体轴向断面呈变径结构，内轨道槽和外轨道槽内装配的滚动体对中间层套圈径向产生顺向拉力。
2.根据权利要求1所述的多套圈轴承用中间层套圈，其特征是：所述内轨道槽与外轨道槽的轴向投影相交或相交错。
3.根据权利要求1所述的多套圈轴承用中间层套圈，其特征是：所述中间层套圈内轨道槽和外轨道槽各设有两排，其中两内轨道槽分别位于两外轨道槽内侧，内轨道槽间距小于外轨道槽间距，且对称布置形成双列对称式中间层套圈。
4.根据权利要求1所述的多套圈轴承用中间层套圈，其特征是：所述中间层套圈内轨道槽和外轨道槽各设有两排，其中两内轨道槽分别位于两外轨道槽外侧，内轨道槽间距大于外轨道槽间距，且对称布置形成双列对称式中间层套圈。
5.根据权利要求1所述的多套圈轴承用中间层套圈，其特征是：所述中间层套圈的内轨道槽和外轨道槽为轴向对称间隔距离排列，其内轨道槽和外轨道槽的数量相等，形成对称式中间层套圈。
6.根据权利要求1所述的多套圈轴承用中间层套圈，其特征是：所述中间层套圈的内轨道槽和外轨道槽数量不相同，轨道槽大小也不相同，外轨道槽为三个，中间一个为大径外轨道槽，两侧为小径外轨道槽，内轨道槽位于大径和小径外轨道槽之间，形成角向接触轨道槽。
7.根据权利要求1所述的多套圈轴承用中间层套圈，其特征是：所述单级中间层套圈，外轨道槽一个，内轨道槽二个分别位于外轨道槽两侧。
8.根据权利要求1-7任一所述的多套圈轴承用中间层套圈，其特征是：所述变径中间层套圈的内轨道槽和外轨道槽采用为角向接触轨道槽、深沟球滚子轨道槽、或圆柱形滚子轨道槽、球面滚子轨道槽、圆锥滚子轨道槽、圆环滚子轨道槽或其中任意两种混合滚子轨道槽。
9.根据权利要求1所述的多套圈轴承用中间层套圈，其特征是：所述中间层套圈为半组合式结构，内轨道槽采用圆柱形滚子轨道槽，外轨道槽采用角向接触轨道槽、深沟球滚子轨道槽、或圆柱形滚子轨道槽、球面滚子轨道槽、圆锥滚子轨道槽或圆环滚子轨道槽。
10.根据权利要求1所述的多套圈轴承用中间层套圈，其特征是：所述中间层套圈主体上带有台肩，形成平衡套安装座；或者所述内轨道槽和外轨道槽均采用各种形式轨道槽，直接与滚动体装配；或者所述平衡套安装座位于中间层套圈主体的一端。
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