CN1022438C - 小轴向尺寸高负荷滚柱轴承的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种制做轴向尺寸小于或等于6毫米而承载能力大的滚柱轴承的方法，该方法包括将滚柱装到轴承外套的环形导板和滚动轨道中并用两个厚度以十分之一毫米计的横向台肩形状弹簧圆环保持在其位置上，这两个弹簧圆环弹性地插入轴承外套的相对面中的向里张开的凹槽中，上述圆环通过适当的压力模锁定在其位置上，在轴向压下环状突出件，以限定上述环状凹槽的开口大小。

Description

本发明是关于一种不用隔圈的轴向尺寸小于或等于6毫米的滚柱轴承的制做方法，这种方法很简单、精确而且速度高，它很完善、容易操作和控制，因此也很经济，由于不用隔圈，所以完全用滚柱来充满，可以承受很大的负荷，这在各种机械行业中是特别需要的，比如在往复机械上，尤其是在现代回转式多臂织机在高速度下操作都需要这种轴承。

本发明还关系到用这种方法所制做的滚柱轴承，在给定的轴向尺寸和滚柱的两个滚动直径值的条件下，这种轴承具有卓越的特点，能得到最大的承载能力。

在回转式多臂织机上，不论主回转轴是否将运动传递给主动曲柄连杆的凸轮，按照键是否嵌入轴的键槽中，每一个杆都是通过两上侧颊板之间的轴承来支撑的，这些侧颊板装在织机综线框架的主操纵杠杆上。在现代的织机上，综线框架的轴向尺寸以及所有构成上述主操纵杠杆的连杆件的轴向尺寸都已标准化，定为12毫米。由于所必须传递的相当大的往复负荷，上述主操纵杠杆的侧颊板至少具有大约2.5毫米这么厚，由于还必须留出一定的轴向间隙，上述凸轮操 纵的曲柄连杆的轴向厚度就不可能超过6毫米左右，因此，上述曲柄连杆的两个滚柱轴承也必须是相同的轴向厚度。就当前的技术水平来说，在凸轮与传动的曲柄连杆之间的大直径的轴向尺寸小的滚动轴承都是采用具有内外轴承套的滚珠轴承，轴承套直接在凸轮和曲柄连杆上，滚珠之间用适当的隔离圈相隔开。这样的一种结构形式在操作上、控制上、结构上和装配上都存在着一系列的缺点。在这方面，加工滚珠轴承套圈就有很大的困难，它的加工精度必须严格，公差在千分之几毫米的范围内，工件的尺寸大但厚度很小，因此很容易变形;由于这些加工的凹槽都必须热处理使其硬化，所以就更加剧了它的困难程度。上述加工凹槽的质量控制是个明显的问题，但还又加上一些很费工的操作，因为需要把滚珠一个个地等距离地摆进去，要把隔离圈装上。最后，但不是最后一个问题，那就是不可能用滚珠将其完全充满，因为所能装入的滚珠数目，仅仅是当凸轮一侧与上述曲柄连杆相接触的时候所能装进去的那么多，这样就限制了轴承所承载负荷的能力。考虑到现代织机的速度日益提高这种情况下，上面提到的这个缺点是最为严重的，因为负载大小与速度的三次方成比例地增加，所以就要求轴承的结构能在一定的直径和轴向尺寸的条件下承受已大大增加的负载。

本发明的目的是要提供一个制做轴向尺寸小于或等于6毫米的轴承的方法，这种方法除了简单易行、设备良好、制做迅速、便于装配，并且价格低廉以外，它还能够有效而便于控制，特别是具有承受大负载的能力。

做到这一点主要是采用滚柱轴承，也就是说要取代滚珠而用滚柱，它比滚珠具有更大的接触面，从而能够承受较大的负载，这些滚柱可以使轴承完全充满，因此又增加了轴承承受负载的能力，此外，由于滚柱是靠两个相对的可更换的弹簧圆环来限定位置的，这些圆环具有横向台肩，并且可以做得尽量地薄，从而就可以使滚柱尽可能地加长，而这又可增加轴承所能承受负载的能力，使其能够承受最大的载荷。

这样，在采用这种轴承后，不仅可以避免使用隔离圈，这些隔离圈长期以来总是造成故障的原因，而且还有一个好处，那就是滚柱的轨道是简单的圆柱形表面，这些表面完全可以看到、容易接近，因此容易加工和控制。另外，由于滚柱可以完全充满，因此滚柱的数目约为过去所采用的滚珠的两倍，这样可使有效的接触面成为过去的三倍，所以实际上轴承承载负荷的能力约为以往类似轴承的6倍。

不过，上述台肩形状的弹簧圆环的厚度非常小，同时直径又大，因此就产生了一个困难，那就是如何将其锁定在位置上而不会引起变形的问题;这个问题按照本发明的一个基本特征已经解决了，解决的办法是每一个圆环只承受轴向力而没有任何径向分力，所以不会使圆环产生变形，上述这一点能做到主要是用机械加工方法在外侧轴承套的里面一边加工出两个向里张开的相对的环状凹槽，以便装入弹簧圆环，还要加工出两个相应的环状沟道，在它们之间构成了两个相对的倾斜的环状突出件，这两个突出件具有截头锥体的形状伸出来，它使上述凹槽开口直径稍稍小于上述台肩形状的弹簧圆环的直径，这样，它们之间就形成一种弹性的插入，上述的突出件被适当的外模压住，压到上述台肩形状圆环外端的环状齿的平边上。

采用这样的方法，上述环状凹槽的张开就可以保证没有径向力传递到横向台肩形状的弹簧圆环上，因为在径向产生了一个较大的空间，可以允许台肩形状圆环自由移动;而上述的环状沟道不仅可以减小把上述倾斜的环状突出件压下所需要的轴向力，而且还可以给上述 环状突出件一个合适的形状，从而在压下的时候使突出件容易产生径向移动，减小压下所需轴向力是防止轴承外滚动轨道变形所必需的，结果不再是完全的滑动，由于突出件的径向移动，又增加了横向台肩形状弹簧圆环弹性插入的重叠，使台肩形状圆环覆盖住上述环状齿的上述平边，而这样又改善了对轴向力的阻力。在压下以后，上述环状突出件还作为一个径向台肩用来把相应的弹簧圆环锁定在其位置上，这种与上述弹簧圆环外壁的配合没有压力产生，因此也就不会传递径向力。

上面所讲的这种横向台肩形状弹簧圆环在其位置上的上述弹性安装还有一个好处，那就是可以用一种简单的装置把滚柱迅速方便地装到轴承中去，这种装入滚柱的装置具有一个回转的带齿的轮子，由一个直立的喂入机把滚柱装进去，使滚柱的中心线平行于回转轮回转中心线装入轮子的齿间。当上述轮子回转时，滚柱便这样一个个地喂入一个环形槽中，这个环形槽是由一个固定的环状面围起来的，这个环状面在装置上与上述带齿的轮子相切，有一个真正的轴承内套圈安装在一个空转的回转台面上，这个回转台在该装置底座上可以在垂直方向升降。

当轴承内套已经这样被滚柱充满以后，就把一个轴承外套放到上述轴承内套的中心线上方，在轴承外套上已经预先装上上面的那个台肩形状弹簧圆环。当装有上述轴承内套的那个回转台在垂直方向上升的时候，上述的两个轴承套就套在一起了，即内套装到了外套之中，在把装配好的轴承翻转过来，并将另一个台肩形状弹簧圆环弹性安装好以后，就要用一个压力模将轴承外套的截头锥体形状的环形突出件压下去，以便将上述的台肩形状弹簧圆环牢牢地锁住。

制做轴向尺寸非常小而承载能力大的滚柱轴承的方法包括一个轴承内套和一个轴承外套，内套具有一个圆环状导板和滚柱滚动轨道，而外套具有上述滚柱的圆筒形滚动轨道。这种按本发明制做滚柱轴承方法的特征在于它由下列几个步骤所组成：在上述轴承外套的内侧形 成相对的面，用机械加工方法加工出两个向里张开的相对的环状凹槽和两个相对应的环状沟道，从而在它们之间形成两个倾斜的相对的环状突出件，该突出件具有截头锥体的形状，伸出来以限定上述凹槽的开口大小;构成两个横向的厚度很小的台肩形状弹簧圆环，它的外径稍稍大于上述凹槽的上述凹槽的上述开口，并且在其外端具有一个伸出的环状齿带，带有一个平的环状压边;用一种适当的装置把滚柱装到上述的上述轴承内套的环形导板和滚动轨道中;将上述横向的台肩形状弹簧圆环中的一个弹性地插入上述轴承外套的上述环状凹槽中的一个中;用一种适当的装置把已经装满滚柱的轴承内套装入上述的轴承外套中，在这个外套上已经弹性地插入一个横向台肩形状弹簧圆环;将另外一个横向台肩形状的弹簧圆环弹性地插入轴承外套的另外一个环状凹槽中;此外，还用两个相对的压力外模在轴向压住轴承外套的上述的两个相对的倾斜的环状突出件，压在上述横向台肩形状弹簧圆环的上述伸出环形齿的环形压边的平面上。

按照本发明所推荐的一个实施例，上述滚柱插入上述轴承内套的上述环形导板的滚动轨道之中，直到上述轨道完全充满为止。

按照本发明的另一个推荐的实施例，每一个上述的压模都有一个环状突出件，它与上述横向台肩形状的弹簧圆环的内边相配合。这样就保证了弹簧圆环在其相应的凹槽中的定心，在它们被上述截头锥体形状的环状突出件的压力锁住以前进行这种定心。

最后，按照本发明的另一个推荐的实施例，上述的适用于装入滚柱的装置用来把滚柱装到上述轴承内套圈的上述环形导板和滚动轨道，也用来把上述的内套圈装入上述的轴承外套中，轴承外套上已经弹性地插入了一个横向台肩形状的弹簧圆环，这种装入滚柱的装置具有一个带齿的轮子，由一个喂入机把滚柱装到这些齿之间，上述轮子在一个环形槽的切线方向回转，这个环形槽是由该装置上的一个固定的圆筒面和安装在该装置的一个空转回转台上的实际轴承内套共同形成的，这个回转台可在垂直方向升降。

按照本发明的一种改进形式，上述的两个相对的环状沟道不是用机械加工的方法制做出来而是利用上述的压下方法得到，这两个沟道形成了上述截头锥体形状的环状突出件的外侧面，这里是由上述相对的两个压力模上的两个环状楔的动作来形成这些沟道的。这种改进不仅明显地降低了生产加工成本，而且可以更加有效地将那个横向台肩形状的弹簧圆环锁住，因为随着压力模的环状楔的动作，上述的环状突出件可以有一个比较大的径向位移，所以那个台肩形状弹簧圆环的上述齿的上述环状平边的覆盖距离增加了，从而使这些齿可以在径向的位移更大一些。

不过，上述这种改进需要比主方法所需的压力更大的压力，因此在某些情况下，主方法更为有利，这种方法主要适用于尺寸非常小的滚柱轴承，比如那些用在回转式多臂织机的由凸轮传动的曲柄连杆的小头的轴承以及用在上述织机的其他一些铰接点上的轴承。

由于后面这种情况下所用轴承在直径方向的尺寸很小，那些横向台肩形状的弹簧圆环的厚度可以做得很小，只有十分之一毫米，因此可以在相当的加工硬化条件下用金属片来压制，这也就是说得到很大的硬度。这样就可以使所用滚柱的长度差不多等于整个轴承的厚度，而轴承厚度不得大于6毫米，这样就使轴承具有很大的承受负载的能力。另一方面，为了使轴承外套的截头锥体形状的环状突出件在压下时不致使上述突出件伸出轴承的厚度，上述台肩形状弹簧圆环被做成这样的形状，即其外圆边部被压下形成一个环状的平面。这样的结果是，轴承外套上的上述向里张开的环状凹槽必须具有一个环形台阶，这个台阶可以用来进行那些横向台肩形状弹簧圆环的定心，而不需要用压力模来进行定心。由于小尺寸的轴承的圆周速度低，那些横向台肩形状的弹簧圆环可在径向伸到那一点使它也做为轴承内套的轴向台肩，这样就使得轴承内套滚动轨道的研磨更加简单化。

最后，轴向尺寸很小而承载能力很大的滚柱轴承包括一个内套和一个外套;内套具有一个环形导板和用于上述滚柱的滚动轨道，而外 套则具有上述滚柱的圆筒形的滚动轨道，按照本发明的这种滚柱轴承的特征在于上述这些滚柱是由两个厚度不大的相对的横向台肩形状的弹簧圆环使其保持在其位置上，这两个弹簧圆环弹性地插入上述轴承外套内侧相对面的向里张开的环状凹槽中，上述两个弹簧圆环由两个相对的倾斜的环状突出件锁定在其位置上，突出件具有截头锥体的形状，它们在轴向被压下，压到从上述台肩形状弹簧圆环向外伸的形状齿上。

下面参照一些附图对本发明加以说明，将按照一些推荐的实施例来说明，可以做一些技术上和结构上的改进，但并不超出本发明的范围。

虽然这些附图都是用于回转式多臂织机的滚柱轴承，但是很明显，本发明并非局限于这个领域，它可以应用于所有其他领域中，只要这些地方需要轴向尺寸非常小而承载能力很大的轴承。

图1所示是回转式多臂织机的回转轴与主连杆之间的连接装置的部分透视图，这里采用了按照本发明的技术制做的滚柱轴承;

图2所示是图1中沿A-A线剖开的局部断面图;

图3和图4所示是按照本发明制做滚柱轴承的方法和步骤;

图5-9所示是按照本发明的滚柱轴承的一种改进的实施例的制做方法和步骤;

图10和图11所示是按照本发明的滚柱轴承的一种改进的实施例的制做方法和步骤，它特别适合于小直径轴承;

图12所示平面图是按照本发明用来把滚柱装进内套圈之中以及将内套圈装入轴承外套之中的装置;

图13所示是图12中沿B-B线的断面图;

图14所示是按照本发明将内套圈装进轴承外套中去的过程。

参照这些附图，1代表回转式多臂织机的主回转轴，轴上有键槽2，其中装有一个链3，这样，就使上述回转轴与传动曲柄轴连杆5的凸轮4相连接成为一体，连杆5的小头系用小直径滚柱轴承6安装 在编织机主连杆9的两个侧颊板7和8之间。上述的凸轮4构成了那个大直径滚柱轴承的内套圈，这个轴承里摆满了滚柱，而轴承的轴向尺寸不超过上述两个侧颊板7和8的间距，大约6毫米，曲柄连杆5的大头5′构成了轴承的外套。轴承内套圈4包括一个环形的导板和滚柱11的滚动轨道，而轴承外套5′则包括上述滚柱的环形滚动轨道12，滚柱由两个相对的横向台肩形状的弹簧圆环13和14来将其固定在位置上，这两个弹簧圆环的厚度很小。

为了将上述这两个直径大而厚度小的台肩形状的弹簧圆环13和14固定在位置上而又不会使其产生任何变形，要按照本发明在轴承外套5′的内侧5″的相对两面上用机械加工的方法分别加工出两个环状凹槽15和16（参看图3或图5），并加工出两个相对应的环状沟道17和18，这样就形成了两个相对的倾斜的环状突出件19和20，这两个突出件具有截头锥体的形状（见图3）伸出来，它们的端部21和22决定看上述凹槽15和16的开口直径，使之稍稍小于上述台肩形状圆环13和14的外径。这样就在上述突出件端部21和22与相对应的弹簧圆环13和14之间产生一个重叠距离23（参看图3、5和10），这样，这些弹簧圆环就与上述的环状凹槽15和16形成一种弹性插入，因此，一旦插入以后就固定在那里。此外，上述的环状凹槽15和16都向里张开，从而在径向产生一个较大的空间24，这就允许弹簧圆环有一些径向运动，当上述的环状突出件19和20被压到伸出的凸台26的环状平边25（参看图3、5和10）上的时候，保证没有径向力传到它们上面，上述伸出的凸台26是在上述台肩形状的弹簧圆环13和14的外圆环上。

上面所讲的轴向压力是由两个相对的压力模27和28（参看图4）作用上去的，每一个压力模都具有一个环形伸出件29，它与上述台肩形状的弹簧圆环13和14的内边30相配合，使其很好地在相应的向里张开的环状凹槽中定位。借助上述的压力，使那两个环状突出件19和20呈倾斜的形状，它们也产生径向移动，从而又增加了上述 弹性安装的重叠距离23，这样就保证更多地覆盖住上述的环形边部25，因此得到更有效的锁紧，当环状突出件19和20的端部21和22与上述弹簧圆环13和14的外圆壁31相配合的时候，不会产生径向力的传递（见图2）。

按照本发明的另外一个实施例（见图5-9），上述的相对的环状凹槽17和18不是用机械加工的方法加工在轴承外套5上，而是上述向里张开的相对的环状凹槽15和16的外缘或外端21′和22′由两个相对的压力模32和33（参见图6）从轴向预以压下，这两个压力模除了上述的环状突出件29以外，还具有一个环状的楔板34，它有一个倾斜面朝向轴承的里面。这样，上述这个环状模34的动作就楔入轴承的外套5′中（参见图7和8），产生相对的环状沟道17′和18′，从而得到上述的倾斜突出件19和20，而这两个突出件又在轴向被上述的压力模32和33压住，上述环状楔34的倾斜面35使上述的突出件19和20产生较大的径向移动，结果仍然是得到弹簧圆环13和14的更为有效的锁紧。

当滚柱轴承的直径和轴向尺寸都很小的时候，比如在回转式多臂织机主连杆9上，设在两个侧颊板7和8之间、位于传动曲柄连杆5小头的那个轴承6就是很小的，这里，台肩形状的弹簧圆环13′和14′的厚度都是以十分之一毫米计算的，因此都得用经过硬化处理的金属片来制做，金属片的硬度很大，所采用的方法是按照本发明的方法，如图10和11所示。

按照这种方法，滚柱11所用的相对的横向台肩形状的弹簧圆环13′和14′都是压制成型的，它的外圈边部25′被压成环状的平压边形状，与其相对应的倾斜的环状突出件19和20从轴向压到它的上面。

与此相对应，向里张开的环状凹槽15和16分别具有一个环状台阶36，它与上述的被压下的边部25′相配合以便使弹簧圆环13′和14′定位，而它们同时也用作上述轴承内套圈4的横向台肩，它们的里边37在径向伸到相应的环状凹槽38处，凹槽是在上述轴承内套圈4的 相对的外边。

最后，在图12-14中所示是按照本发明的一种用来将滚柱装入轴承的装置。

这个装置有一个带齿的轮子39，它装在一个底座40上，可以回转。由一个喂入机41将滚柱11装入上述轮子39的齿中，这个轮子沿着一个环形槽42的切线方向回转，这个环形槽的外圈由一个环状面43（见图12）来限定，而这个环状面是由底座40和轴承内套圈4本身共同形成的，轴承内套4系安装在一个回转台44（见图13）上，可以在底座40上空转，同时可以靠推力45在垂直方向升降（见图14），从而可以将上述的轴承内套4连同已经装进去的滚柱一起装到轴承的外套5′中，在这个轴承外套上已有一个台肩形状的弹簧圆环13事先弹性地插入进去了。

Claims (6)

1、一种制做轴向尺寸小于或等于6毫米而承载能力大的滚柱轴承的方法，这种轴承包括一个内套和一个外套，内套具有一个环形导板和用于上述滚柱的滚动轨道，而外套具有上述滚柱所用的圆柱形滚动轨道，在上述轴承外套内侧的两个相对面上形成两个向里张开的相对的环状凹槽和两个相对应的环状沟道，从而在二者之间形成两个相对的倾斜的环状突出件，突出件大体上呈截头锥体形状向外伸出，用来决定上述凹槽的开口大小；制做两个厚度以十分之一毫米计的横向台肩形状的弹簧圆环，其外径稍稍大于上述凹槽的上述开口直径，并且在其外面圆周边上具有一个伸出的齿，它有一个环状的平边；其特征在于：将滚柱装入上述轴承内套的上述环形导板和滚动轨道中；将上述横向台肩形状弹簧圆环中之一弹性地插入轴承外套的上述环状凹槽之中；将轴承内套连同已装进其环形导板和滚动轨道中的滚柱装到上述的轴承外套中，在轴承外套上已经弹性地插入横向台肩形状的弹簧圆环；将另外一个横向台肩形状的弹簧圆环弹性地装到轴承外套的另外一个环状凹槽之中；另外，用两个相对的压力模从轴向将轴承外套的上述两个相对的倾斜的环状突出件压下，压到上述横向台肩形状弹簧圆环的上述伸出齿的压下环状平边上。

2、一种制做轴向尺寸小于或等于6毫米而承载能力大的滚柱轴承的方法，这种轴承包括一个内套和一个外套，内套具有一个环形导板和用于上述滚柱的滚动轨道，而外套具有上述滚柱所用的滚动轨道;在上述轴承外套内侧的两个相对面上形成两个向里张开的相对的环状凹槽;制做两个厚度以十分之一毫米计的横向台肩形状的弹簧圆环，其外径稍稍大于上述凹槽开口的直径，并且在其外圆周端有一个伸出的齿，它具有环状的平边;其特征在于：把滚柱装入上述轴承内套的环形导板和滚动轨道之中;把上述横向台肩形状的弹簧圆环中的一个弹性地插入轴承外套的上述环状凹槽中的一个之中;将轴承内套连同已装入的滚柱一起装入上述的轴承外套中，有一个横向台肩形状的弹簧圆环已经被弹性地装在轴承外套上;将另外一个横向台肩形状的弹簧圆环弹性地插入轴承外套的另外一个环状凹槽中;另外，用两个相对的压力模将轴承外套的上述向里张开的环状凹槽外侧边在轴向压到上述横向台肩形状弹簧圆环的上述伸出齿的环状平边上，每一个上述的压力模都有一个环状楔，它可以靠近上述环状凹槽的外侧，环状楔的倾斜面朝向轴承的里面。

3、一种按照权利要求1或2所述的制做滚柱轴承的方法，其特征是上述滚柱被装入上述环形导板和上述轴承内套的滚动轨道中直到将上述轨道装满为止。

4、一种按照权利要求1或2所述的制做滚柱轴承的方法，其特征是上述相对的压力模均有一个环状突出件，它与上述横向台肩形状的弹簧圆环的内边相配合。

5、一种按照权利要求1或2所述的制做滚柱轴承的方法，其特征是将滚柱装入上述轴承内套的上述环形导板和滚动轨道以及将上述轴承内套和滚柱一起装入已弹性地插入一个横向台肩形状的弹簧圆环的上述轴承外套中这两个步骤是由一个装置实施的，该装置具有一个带齿的轮子，由一个喂入机将滚柱装到轮子的齿间，上述轮子可在一个环形槽的切线方向回转，这个环形槽由该装置的固定的圆筒面和实际的轴承内套所构成，而轴承内套是安装在该装置的可空转的回转台上，它可以在垂直方向升降。

6、一种按照权利要求1或2所述的制做滚柱轴承的方法，其特征在于：所述的在上述轴承外套内侧的两个相对面上的两个向里张开的相对的环状凹槽是用机加工方法形成的。

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