CN102489642A - 整体式自润滑关节轴承辊轧成形方法及辊轧设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种整体式自润滑关节轴承辊轧成形方法及辊轧设备，其特征是：将自润滑层贴于外圈坯料内表面，将轴承内圈套装在包含有上辊、左下辊和右下辊三个主动辊，以及一个浮动轴的辊轧设备的浮动轴上，并将轴承内圈置于粘附自润滑层的外圈坯料中，通过精确控制辊型素线形状与尺寸、外圈坯料形状与尺寸、辊轧转速与进给运动，同时实现轴承外圈成形与装配。辊轧过程中，轴承外圈与轴承内圈间无抱死与挤压作用，并形成符合成品轴承要求的轴承游隙。本发明解决了整体式自润滑关节轴承现有制造工艺对自润滑层造成损伤的问题。轴承外圈内表面成形过程与轴承游隙可控，所制造的轴承具有使用寿命长、可靠性高的优点。

Description

整体式自润滑关节轴承辊轧成形方法及辊轧设备
技术领域
本发明属于轴承制造领域,特别涉及一种关节轴承的成形方法及设备。
背景技术
目前，公知的自润滑关节轴承按外圈的结构形式可分为：单缝式、双缝式、双半式和整体式。粘附于外圈内球面上的自润滑层是轴承的关键功能结构，其在制造中有无损伤，对轴承的性能起到决定性作用。单缝式自润滑关节轴承在组装时，将内圈直接压入开缝的外圈内，该方法极易造成自润滑层与内圈外表面损伤，在使用上，因开缝导致的受力不均，使轴承寿命与可靠性降低；双缝式自润滑关节轴承外圈与自润滑层是剖分的，装配结构相对复杂，使用中易导致受力不均匀；双半式自润滑关节轴承，由若干螺栓将两个半外圈连接，结构复杂、装配要求高，两半外圈与自润滑层表面也是非整体式结构，间隙不均匀、受力不均匀，并且此结构不适用于小型自润滑关节轴承。以上结构形式的自润滑关节轴承都存在受力不均匀与间隙不均匀的缺点。
整体式自润滑关节轴承，外圈与自润滑层为整体结构，外圈与内圈结构简单，间隙条件符合成品轴承要求，使用中可靠性高，但现有制造技术上，外圈是用锻压方法包络成形在内圈上，首先将外圈坯料套在内圈外，然后压制外圈，使得外圈内表面抱死内圈的外球面上，然后机加工外圈，再通过辊轧外圈，使得润滑层与内圈外表面之间产生间隙，即自润滑关节轴承游隙，在制造过程中，为形成外圈内球面与符合成品轴承要求的轴承游隙，自润滑层需经受两次非均匀的剧烈挤压与变形，自润滑层极易造成压溃损伤，产品成品率不高、自润滑层可靠性不高，锻造压力较大，精确控制成形较难，而辊轧成形具有成形力小、易于控制成形间隙的优点，因此，开发整体式自润滑关节轴承制造中的无内圈作用辊轧成形技术具有重要的价值。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，针对整体式自润滑关节轴承，提供一种在制造过程中外圈坯料内表面与内圈外球面间无压力作用的整体式自润滑关节轴承辊轧成形方法及辊轧设备。
本发明的目的可通过下述技术方案来实现：
一种包括轴承内圈、轴承外圈和粘附在轴承外圈内表面的自润滑层的整体式自润滑关节轴承，其特征是：按要求，对外圈坯料进行车磨加工，将自润滑层贴于外圈坯料内表面，将轴承内圈套装在包含有上辊、左下辊和右下辊三个主动辊，以及一个浮动轴的辊轧设备的浮动轴上，并将轴承内圈置于粘附自润滑层的外圈坯料中，调整浮动轴高度，使外圈坯料置于上辊、左下辊和右下辊三个轧辊中间，并与左下辊和右下辊相靠，调整上辊高度，当上辊与外圈坯料刚好接触后，上辊、左下辊和右下辊围绕自身中心轴线同时同向转动，上辊向下做进给运动，左下辊和右下辊沿相互靠近的方向实现进给运动，依据辊轧的转速与位置控制要求，精确控制上辊的向下移动位置和速度，以及左下辊和右下辊的相对间距与三辊分布，待上辊向下移动到达目标位置，外圈坯料内表面成内球面并形成符合成品轴承要求的轴承游隙时，上辊向上移动，然后停机，对辊轧过的外圈坯料端部和外表面进行车磨加工，获得符合成品要求的自润滑关节轴承。
所述外圈坯料为环形体，其宽度两端有倒棱，倒棱尺寸为                                                
Figure 2011103624889100002DEST_PATH_IMAGE001
。
在所述成形方法中，辊轧设备上辊的辊轧转速-时间曲线与辊轧进给运动的位移-时间曲线按成形要求进行控制与调整，左下辊和右下辊的转速-时间曲线与进给运动的位移-时间曲线由上辊的转速-时间曲线与进给运动的位移-时间曲线相同。
本发明的成形方法通过精确控制上辊辊型素线与下辊辊型素线形状和尺寸、辊轧工艺参数及外圈坯料形状和尺寸，在外圈坯料成形的同时，实现外圈坯料与轴承内圈之间的装配过程，在粘附有自润滑层的轴承外圈与轴承内圈之间形成满足成品要求的间隙，在辊轧过程中，外圈坯料与轴承内圈之间无抱死挤压作用，不会对自润滑层造成损伤，该辊轧成形工艺是在辊轧设备上实现的。
所述辊轧设备包括上辊、左下辊和右下辊三个主动辊，以及一个浮动轴，其特征是：三个辊子的中心轴线相互平行，从辊子端面看，三个辊子中心轴线成等腰三角形分布，上辊位于顶端，左下辊和右下辊分别水平分布于底端，同时，从垂直上辊中心轴线方向看，三个辊子都对称于同一个面；浮动轴轴线可在竖直方向上运动。
上辊辊型素线形状为一圆弧，左下辊和右下辊具有相同辊型素线，其辊型素线形状为一矩形凹槽。
本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明解决了现有整体式自润滑关节轴承外圈成形及装配对自润滑层影响的问题，在轴承外圈辊轧成形及装配中，成形力小，成形过程易于控制，轴承外圈与轴承内圈间无抱死与挤压作用，在辊轧过程中，不会对自润滑层造成损伤，并形成符合成品轴承要求的游隙，所制造的轴承具有使用寿命长、可靠性高的特点，同时，在生产过程中，该制造方法使轴承成品率得到大幅提高。
附图说明
图1为本发明的辊轧设备示意图；
图2为图1的A--A 向剖视图；
图3为图2中上辊辊型的放大图；
图4为本发明的轴承外圈形状变化示意图；
图5为上棍位移-时间曲线；
图6为上棍转速-时间曲线。
图中：1、上辊，2、上辊轴，3、外圈坯料，4、自润滑层，5、轴承内圈，6、左下辊，7、左下辊轴，8、右下辊，9、右下辊轴，10、上辊辊型素线，11、浮动轴，12、下辊辊型素线，13、轴承外圈。
具体实施方式
在图1、2、3所示的整体式自润滑关节轴承辊轧成形辊轧设备示意图中，上辊1、左下辊6和右下辊8三个主动辊分别置于上辊轴2、左下辊轴7和右下辊轴9中，浮动轴11位于上述三个辊轴中间，辊轧设备上辊辊型素线10形状为一圆弧，圆弧尺寸与外圈坯料3的宽度两端倒棱尺寸相适应，左下辊和右下辊具有相同的下辊辊型素线12，其形状为一矩形凹槽，凹槽宽度与外圈坯料的宽度相适应，凹槽深度与外圈坯料的厚度相适应；浮动轴轴线可随外圈坯料在竖直方向上运动。将套装在辊轧设备浮动轴的轴承内圈5置于粘附有自润滑层4的外圈坯料中，调整浮动轴高度，使外圈坯料置于上辊、左下辊和右下辊的中间，并靠在左下辊和右下辊的凹槽中。依照附图4所示，整体式自润滑关节轴承的外圈坯料为环形体，其宽度两端有倒棱，倒棱尺寸为
Figure 49858DEST_PATH_IMAGE001
。按不同产品对外圈坯料3的要求，制造出外圈坯料，将外圈坯料内表面进行打磨处理，在打磨后的外圈坯料内表面上粘附自润滑层4。调整上辊高度，当上辊与外圈坯料刚好接触后，三个辊子同时转动，外圈坯料在摩擦力作用下随三个辊子转动，在转动过程中，依照图5和图6所示，其中，
Figure 829595DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 2011103624889100002DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 349438DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 2011103624889100002DEST_PATH_IMAGE005
分别表示进给到最大位移的初始时间、进给到最大位移的结束时间、进给结束时间、进给最大位移，
Figure 540641DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure DEST_PATH_IMAGE007
、、
Figure DEST_PATH_IMAGE009
分别为转速提升时间、转速不变时间、转速降低时间、最大转速，依据上辊位移-时间曲线和上辊的转速-时间曲线，精确控制上辊的向下移动位置和旋转速度，上辊移动的同时，左下辊和右下辊从水平方向相互靠近，左下辊和右下辊的转速-时间曲线与进给运动的位移-时间曲线和上辊的转速-时间与进给运动的时间-位移曲线相同，待上辊向下移动到达目标位置时，外圈坯料内表面成内球面，外圈坯料内表面与轴承内圈外表面无抱死挤压作用，并且外圈坯料内表面与轴承内圈外表面之间的间隙满足成品整体式自润滑关节轴承的游隙要求，然后上辊向上移动，最后停机。从浮动轴上取出辊轧后的轴承，按轴承外圈13宽度与外径要求，对轴承进行车加工，最终获得符合游隙要求并满足外形要求的整体式自润滑关节轴承。

Claims (6)

1.一种整体式自润滑关节轴承辊轧成形方法，其特征是：将自润滑层贴于外圈坯料内表面，将轴承内圈套装在包含有上辊、左下辊和右下辊三个主动辊，以及一个浮动轴的辊轧设备的浮动轴上，并将轴承内圈置于粘附自润滑层的外圈坯料中，调整浮动轴高度，使外圈坯料置于上辊、左下辊和右下辊三个轧辊中间，并与左下辊和右下辊相靠，调整上辊高度，当上辊与外圈坯料刚好接触后，上辊、左下辊和右下辊围绕自身中心轴线同时同向转动，上辊向下做进给运动，左下辊和右下辊沿相互靠近的方向实现进给运动，依据辊轧的转速与位置控制要求，精确控制上辊的向下移动位置和速度，以及左下辊和右下辊的相对间距与三辊分布，待上辊向下移动到达目标位置，外圈坯料内表面成内球面并形成符合成品轴承要求的轴承游隙时，上辊向上移动，然后停机，对辊轧过的外圈坯料端部和外表面进行车磨加工，获得符合成品要求的自润滑关节轴承。
2.根据权利要求1所述的整体式自润滑关节轴承辊轧成形方法，其特征是：外圈坯料为环形体，其宽度两端有倒棱，倒棱尺寸为                                                
Figure 263008DEST_PATH_IMAGE001
。
3.一种根据权利要求1所述的整体式自润滑关节轴承辊轧成形方法中使用的辊轧设备，包括上辊、左下辊和右下辊三个主动辊，以及一个浮动轴，其特征是：三个主动辊的中心轴线相互平行，从辊子端面看，三个辊子中心轴线成等腰三角形分布，上辊位于顶端，左下辊和右下辊分别水平分布于底端，同时，从垂直上辊中心轴线方向看，三个辊子都对称于同一个面。
4.根据权利要求3所述的的辊轧设备，其特征是：浮动轴的轴线可在竖直方向上运动。
5.根据权利要求3或4所述的的辊轧设备，其特征是：上辊辊型素线形状为一圆弧，左下辊和右下辊具有相同辊型素线，其辊型素线的形状为一矩形凹槽。
6.根据权利要求5所述的的辊轧设备，其特征是：上辊辊型素线的圆弧尺寸与外圈坯料的宽度两端倒棱尺寸相适应，左下辊和右下辊的辊型素线的凹槽宽度与外圈坯料的宽度相适应，凹槽深度与外圈坯料的厚度相适应。
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