CN102767571A - 一种球轴承支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械传动的轴承设备技术领域，涉及一种球轴承支撑装置，由波浪型的下支撑架和波浪型的上支撑架对合固连装配形成，下支撑架由下半兜孔、下间隔板、连接卡扣压注制成一体式，下间隔板上制有连接卡扣，连接卡扣顶端制成自锁式卡扣，或制成立柱和立柱式的定位轴通过铆接或焊接在连接孔中；上支撑架由上半兜孔、上间隔板、连接孔压注制成一体，上间隔板上制有连接孔；下支撑架与上支撑架为对称配对结构组立于球轴承的内外滚道之间；下半兜孔和上半兜孔对合形成腰鼓圆筒状兜孔或球面状兜孔，钢球置于兜孔中，钢球与兜孔为间隙配合，其整体结构新颖，制备加工工艺简单，成本低，使用磨损少，噪音小，使用寿命长。

Description

一种球轴承支撑装置

技术领域：

本发明属于机械传动的轴承设备技术领域，涉及一种高速转动场合用的球轴承用保持架，特别是一种球轴承支撑装置。

背景技术：

目前，在机械传动场合中，高速轴承在工作时，由于摩擦而造成轴承发热和磨损，特别在高速高温运转条件下，惯性离心力的作用加剧了摩擦、磨损与发热，严重时会造成轴承中保持架烧伤或断裂，致使轴承不能正常工作。因此，要求保持架的材料除具有一定强度外，还必须导热性好、摩擦系数小、耐磨性好、冲击韧性强、密度较小。现有的球轴承保持架可分为冲压式和实体式，冲压式保持架常用钢性金属材料制造，有时也用铜板，这种保持架相对于金属实体保持架的优势在于重量较轻，冲压保持架占据轴承内外圈间的空隙小，润滑油容易进入轴承并留在保持架内，缺点是结构简单，对于结构复杂的形式，冲压保持架很难实现，加工精度相对较低，因此高速运行时，噪音高，振动大，钢球与保持架的磨损增大，缩短轴承使用寿命，不适于轴承的高速状态；实体式保持架是根据设计要求采用机械加工方式成型，可以采用比较昂贵的铝合金或者铜合金加工而成，强度好，精度高，在嵌入钢球时保持架不变形，球兜处加工成能与钢球球面平滑接触，该种保持架由内圈导向在球轴承旋转时，由轴承内圈外径引导，旋转精度高，保持架强度好，但是铜合金的密度比较高，加工的保持架质量比较大，因此轴承高速旋转的离心力很大，轴承发热量大，高速性能不好。铝合金的密度比较低，但是摩擦系数比较高，因此在高速旋转时具有发热量大，磨损严重的缺点；另一种实体式保持架是用酚醛层压布管等材料，通过机械加工制成的环状一体式保持架，在高速转动时，保持架强度高，具有较好的效果，但是材料价格比较高，而且产品只能通过机械加工方式实现，生产效率低，质量稳定性差，价格高，而且酚醛为热固性塑料，回收困难，对环境有污染。还有一种实体保持架是冠状实体保持架，采用工程塑料注塑而成，其主要特点是，质量轻，摩擦小，缺点是结构形式为冠状，强度低，在高速情况下容易变形，不适于高速运动状态。总之，现有的球轴承保持架结构在高速状态下存在不同的缺点。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计制备一种新型结构和材料的在高速转动场合使用的球形轴承支撑装置，特别是一种轴承保持架，采用上下对称的支撑架体通过焊接或铆接成一体式结构的波浪圆环状保护架，上下支撑体也可以通过高强度材料例如金属进行加固和连接，提高保持架的强度。保持架在圆周方向呈现波浪形，不同位置保持架的壁厚不同，实现强度高，轻量化的目标，保持架钢球引导兜孔采用进行优化，采用非圆结构形式，减小保持架在径向方向的串动，在钢球运动方向增加间隙，改善润滑条件，提高轴承高速运动能力。

为了实现上述目的，本发明的主体结构包括下支撑架、上支撑架、钢球、连接卡扣（或立柱和定位轴）、连接孔、下间隔板、上间隔板、下半兜孔、上半兜孔、第一功能腔和第二功能腔；其整体由波浪型的下支撑架和波浪型的上支撑架对合固连装配形成，下支撑架由下半兜孔、下间隔板、连接卡扣压注制成一体式，下间隔板上制有连接卡扣，连接卡扣顶端制成自锁式卡扣，或制成立柱和立柱式的定位轴通过铆接或焊接在连接孔中；上支撑架由上半兜孔、上间隔板、连接孔压注制成一体，上间隔板上制有连接孔；波浪型下支撑架与波浪型上支撑架为对称配对结构组立于球轴承的内外滚道之间；下半兜孔和上半兜孔对合形成腰鼓圆筒状兜孔或球面状的兜孔，钢球置于下半兜孔和上半兜孔对合的兜孔中，钢球与兜孔为间隙配合，钢球中心与兜孔中心重合时，钢球外表面距离兜孔表面距离为0.15-0.22毫米，钢球在兜孔中，在兜孔两侧形成第一功能腔和第二功能腔，两个功能腔的容积为0.8-1.6立方毫米，两个功能腔用于存储润滑脂，为钢球高速旋转时及时补充润滑脂，减少钢球与轴承套圈之间的磨损，延长轴承使用寿命，同等工况下延长轴承使用寿命5％，两个功能腔的另一作用是储存轴承运转时产生的有害颗粒，降低轴承运行时的噪音和异音；上支撑架和下支撑架的材料为工程塑料注射成型，工程塑料包括聚苯硫醚(PPS)、聚酰胺46(PA46)和聚酰胺PA66(PA66)中的一种。

本发明的波浪型下支撑架和同样结构的波浪型上支撑架采用卡扣自锁的方式固接在一起；下支撑架上间隔均布制有7-15个连接卡扣，波浪型上支撑架上与连接卡扣对合处制有7-15个定位式连接孔，连接卡扣与连接孔配合后，其卡扣顶端的扣爪自然张开自动锁紧，使上支撑架的上间隔板与下支撑架的下间隔板对齐密封固连在一起，以达到上、下支撑架固定连接为一体；下支撑架与上支撑架或采用超声波将连接卡扣和连接孔联接在一起；下支撑架上压注制有均匀分布的立柱的连接卡扣或为塑料铆钉，与上支撑架上配有的连接孔铆合固连，连接卡扣与连接孔配合后，上、下两个支撑架组合为一体，下间隔板和上间隔板密切接触，使用超声波塑料铆焊机铆接；下支撑架与上支撑架或采用金属铆钉铆合的方式固定连接，下支撑架均布制有7-15个铆钉式连接卡扣，上支撑架上配合制有7-15个定位式连接孔，铆钉式连接卡扣与定位式连接孔配合后，上、下支撑架组合固连成一体，下间隔板和上间隔板密切接触，使用压力机铆接，铆钉式连接卡扣两端形成铆钉头，以使上、下两个支撑架固定连接在一起，使用金属铆钉以增加支撑架的强度和刚度，上支撑架和下支撑架连接的牢靠程度增强，上支撑架和下支撑连接后再分离的拉拔力大于100牛顿，金属铆钉的抗剪切比塑料单纯的塑料铆钉好；下支撑架与上支撑架或采用超声波焊接连接在一起，下支撑架上注塑制有均匀分布的7-15个定位轴，上支撑架上配合制有7-15个定位式连接孔，定位轴式连接卡扣与定位式连接孔配合后，上支撑架的下间隔板和上支撑架的上间隔板密切接触，通过超声波焊机把下间隔板和上间隔板焊接固定为一体，使上、下两个塑料质的支撑架固定连接为一体。

本发明与现有技术相比，其整体结构新颖，制备加工工艺简单，成本低，使用磨损少，噪音小，使用寿命长。

附图说明：

图1为本发明的主体结构原理示意图。

图2为本发明的局部放大结构原理示意图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图作进一步说明。

实施例：

本实施例的主体结构包括下支撑架1、上支撑架2、钢球3、连接卡扣（或立柱、定位轴）4、连接孔5、下间隔板6、上间隔板7、下半兜孔9、上半兜孔8、第一功能腔10和第二功能腔11；其整体由波浪型的下支撑架1和波浪型的上支撑架2对合固连装配形成，下支撑架1由下半兜孔9、下间隔板6、卡扣4压注制成一体式，卡扣4顶端制成自锁式卡扣，或制成立柱式的定位轴通过铆接或焊接在连接孔5中；上支撑架2由上半兜孔8、上间隔板7、连接孔5压注制成一体，波浪型下支撑架1与波浪型上支撑架2为对称配对结构组立于球轴承的内外滚道之间；下半兜孔9和上半兜孔8对合形成腰鼓圆筒状状或球腔状的兜孔，钢球3置于下半兜孔9和上半兜孔8对合的兜孔中，兜孔与钢球之间形成第一功能腔10和第二功能腔11；上、下支撑架的材料为工程塑料注射成型，工程塑料包括聚苯硫醚树脂(PPS)、聚酰胺46(PA46)和聚酰胺66(PA66)中的一种。

本实施例的波浪型下支撑架1和同样结构的波浪型上支撑架2采用卡扣自锁的方式固接在一起；下支撑架1上间隔均布7-15个连接卡扣4，波浪型上支撑架2上与连接卡扣4合制有7-15个定位式连接孔5，连接卡扣4与连接孔5配合后，其连接卡扣4顶端的扣爪自然张开自动锁紧，使上支撑架2的上间隔板7与下支撑架1的下间隔板6对齐密封固连在一起，以达到上、下支撑架固定连接在一起之效果；下支撑架1与上支撑架2或采用超声波将连接卡扣4和连接孔5联接在一起；下支撑架1上压注制有均匀分布的立柱的连接卡扣4或为塑料铆钉，与上支撑架2上配有的连接5铆合固连，连接卡扣4与连接孔5配合后，上、下两个支撑架组合为一体，下间隔板6和上间隔板7密切接触，使用超声波塑料铆焊机铆接，这是连接方式的一种。

本实施例的另一种连接方式是采用金属部件连接，下支撑架1与上支撑架2或采用金属铆钉铆合的方式连接，金属铆钉是连接部件的方式之一，不限于采用金属铆钉连接，也可采用金属板材、线材等其他部件进行连接；作为金属连接方式的一种方案，例如下支撑架1均布制有7-15个铆钉式连接卡扣4，上支撑架2配合制有7-15个定位式连接孔5，铆钉式连接卡扣4与定位式连接孔5配合后，上下两个支撑架组合一起，下间隔板6和上间隔板7密切接触，使用压力机铆接，铆钉式连接卡扣4两端形成铆钉头，以使上、下两个支撑架固定连接在一起；采用金属部件的优点是可以有效提高保持架的强度，在特殊条件下密布塑料保持架强度不足的缺点。

本实施例的下支撑架1与上支撑架2或采用超声波焊接连接在一起，下支撑架1上注塑制有均匀分布的7-15个定位轴4，上支撑架2上配合制有7-15个定位式连接孔5，定位轴式连接卡扣4与定位式连接孔5配合后，上支撑架1的下间隔板6和上支撑架2的上间隔板7密切接触，通过超声波焊机把下间隔板6和上间隔板7焊接在一起，使上、下两个塑料质的支撑架固定连接为一体。

本实施例的下支撑架1的下半兜孔9和上支撑架2的上半兜孔8为半球面状，下支撑架1的半球面状兜孔，球面半径为钢球3的1.2-1.3倍，球心在下间隔板9的外侧，并偏离下间隔板0.1倍钢球3半径，兜孔的壁厚为不等厚结构，从兜孔顶部到与兜孔和下间隔板连接处，壁厚逐渐均匀增大，兜孔顶部到与兜孔和下间隔板连接处的壁厚差为0.2-0.3毫米，实现增强下支撑架,1的强度，减轻重量和体积；上支撑架2的半球面状兜孔，球面半径为钢球3的1.2-1.3倍，球心在下间隔板8的外侧，并偏离下间隔板0.1倍钢球3半径，兜孔外壁的壁厚为不等厚结构，从兜孔顶部到与兜孔和下间隔板连接处，壁厚逐渐均匀增大，兜孔外壁顶部到与兜孔外壁和下间隔板连接处的壁厚差为0.2-0.3毫米，实现增强下支撑架2的强度，减轻重量和体积；下支撑架1和上支撑架2及钢球3组装后，钢球在兜孔中，在兜孔两侧形成功能腔10和11，每侧功能腔的容积为0.8-1.6立方毫米，功能腔的主要作用用来存储润滑脂和收集有害颗粒。

本实施例的下支撑架1的下半兜孔9和上支撑架2的上半兜孔8为半腰鼓圆筒面状，下支撑架1的下半兜孔9和上支撑架2的上半兜孔8组装后形成腰鼓圆筒状兜孔，过兜孔顶点截面为椭圆形，椭圆短径为1.1-1.2倍钢球3的半径，椭圆长径为1.1-1.2倍短径，在轴承运行时，钢球3与腰鼓圆筒状兜孔在兜孔两侧形成第一功能腔10和第二功能腔11，两个功能腔的容积为0.8-1.6立方毫米，两个功能腔的主要作用用来存储润滑脂和收集有害颗粒，兜孔外壁的壁厚为不等厚结构，从兜孔顶部到与兜孔和下间隔板连接处，壁厚逐渐均匀增大，兜孔外壁顶部到与兜孔外壁和下间隔板连接处的壁厚差为0.2-0.3毫米，实现增强下支撑架2的强度，减轻重量和体积。

Claims (2)

1.一种球轴承支撑装置，其特征在于主体结构包括下支撑架、上支撑架、钢球、连接卡扣、连接孔、下间隔板、上间隔板、下半兜孔、上半兜孔、第一功能腔和第二功能腔；其整体由波浪型的下支撑架和波浪型的上支撑架对合固连装配形成，下支撑架由下半兜孔、下间隔板、连接卡扣压注制成一体式，下间隔板上制有连接卡扣，连接卡扣顶端制成自锁式卡扣，或制成立柱和立柱式的定位轴通过铆接或焊接在连接孔中；上支撑架由上半兜孔、上间隔板、连接孔压注制成一体，上间隔板上制有连接孔；波浪型下支撑架与波浪型上支撑架为对称配对结构组立于球轴承的内外滚道之间；下半兜孔和上半兜孔对合形成腰鼓圆筒状兜孔或球面状的兜孔，钢球置于下半兜孔和上半兜孔对合的兜孔中，钢球与兜孔为间隙配合，钢球中心与兜孔中心重合时，钢球外表面距离兜孔表面距离为0.15-0.22毫米，钢球在兜孔中，在兜孔两侧形成第一功能腔和第二功能腔，两个功能腔的容积各为0.8-1.6立方毫米，用于存储润滑脂，为钢球高速旋转时及时补充润滑脂和储存轴承运转时产生的有害颗粒；上支撑架和下支撑架的材料为工程塑料注射成型，工程塑料包括聚苯硫醚、聚酰胺46和聚酰胺PA66中的一种。

2.根据权利要求1所述的球轴承支撑装置，其特征在于波浪型下支撑架和同样结构的波浪型上支撑架采用卡扣自锁的方式固接在一起；下支撑架上间隔均布制有7-15个连接卡扣，波浪型上支撑架上与连接卡扣对合处制有7-15个定位式连接孔，连接卡扣与连接孔配合后，其卡扣顶端的扣爪自然张开自动锁紧，使上支撑架的上间隔板与下支撑架的下间隔板对齐密封固连为一体；下支撑架与上支撑架或采用超声波将连接卡扣和连接孔联接在一起；下支撑架上压注制有均匀分布的立柱的连接卡扣或为塑料铆钉，与上支撑架上配有的连接孔铆合固连，连接卡扣与连接孔配合后，上、下两个支撑架组合为一体，下间隔板和上间隔板密切接触，使用超声波塑料铆焊机铆接；下支撑架与上支撑架或采用金属铆钉铆合的方式固定连接，下支撑架均布制有7-15个铆钉式连接卡扣，上支撑架上配合制有7-15个定位式连接孔，铆钉式连接卡扣与定位式连接孔配合后，上、下支撑架组合固连成一体，下间隔板和上间隔板密切接触，使用压力机铆接，铆钉式连接卡扣两端形成铆钉头；下支撑架与上支撑架或采用超声波焊接连接在一起，下支撑架上注塑制有均匀分布的7-15个定位轴式连接卡扣，上支撑架上配合制有7-15个定位式连接孔，定位轴式连接卡扣与定位式连接孔配合后，上支撑架的下间隔板和上支撑架的上间隔板密切接触，通过超声波焊机把下间隔板和上间隔板焊接固定为一体。

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