CN103148094A

CN103148094A - 零间隙滚道回转支承及其回转驱动装置

Info

Publication number: CN103148094A
Application number: CN2013100780390A
Authority: CN
Inventors: 周志坚; 陶连跃; 王洪雷
Original assignee: JIANGYIN KINEMATICS Manufacturing Co Ltd
Current assignee: JIANGYIN KINEMATICS Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2013-06-12

Abstract

通常回转支承中，滚道与滚珠通常采用四点接触式，滚道失效是回转支承失效的主要原因。本发明公开了一种零间隙滚道的回转支承，包括内圈、外圈，内圈、外圈之间至少设有一条滚道，滚道内设有若干滚珠，所述滚道的截面形状为圆弧形，所述圆弧的直径与滚珠的直径相同。本发明回转支承滚道与滚珠为是线接触，极大地改善滚道与滚珠的磨损状况，大大减少了滚道的失效率。本发明还公开了一种零间隙滚道的回转驱动装置，尤其是防水型的零间隙滚道回转驱动装置。

Description

零间隙滚道回转支承及其回转驱动装置

技术领域

本发明涉及一种回转支承，尤其是一种零间隙滚道回转支承以及含有零间隙滚道回转支承的回转驱动装置。

背景技术

回转支承以及利用回转支承组成的回转驱动装置是各种工程机械、建筑机械、雷达、太阳能光伏设备、风力发电设备及其他类似设备中伺服驱动系统中的重要组成部分，应用十分广泛。

回转支承最常见的是单排球式回转支承和多排球式回转支承，其中滚道与滚珠通常采用四点接触式，又称四点接触球式回转支承，其基本结构如图1、图2所示，包括内圈1和外圈2，内、外圈上设有滚道4，滚道4内安装有若干滚珠3，图2是滚道4与滚珠3的结构示意图，滚珠3为球形，而滚道4由内、外圈上的各自两段弧线组成，滚珠与滚道的接触点在45°方向，这样滚珠与滚道共有四个接触点。单排球式回转支承中设有一条滚道，多排球式回转支承中设有多条滚道，但滚道与滚珠的接触形式是一样的。

在机械传动、伺服驱动系统中，都要求回转驱动装置具备较高的安全系数，其设计强度及动态特性将直接关系到整机的工作性能及使用安全。而这种四点接触球式回转支承十分容易损坏失效。回转支承的主要失效形式是滚道损坏及断齿，其中滚道损坏占98%以上。因此，提高滚道质量是提高回转支承质量的核心。影响回转支承滚道质量的因素主要是滚道的几何参数及加工、热处理工艺。在滚道几何参数方面，通常都是改变滚道弧线的形状，如圆弧、椭圆弧等，但无论采用哪种弧线，滚珠与滚道仍为四点接触，不能很好地解决滚道失效问题。

在含有回转支承的回转驱动装置中，回转支承滚道的径向跳动还直接影响着涡轮蜗杆的中心矩，蜗轮蜗杆之间的间隙直接关系着转台转动角度的精度，间隙越大转台角度误差越大，容易发生安全故障。间隙的要求越来越严格，通常要求零间隙传动，这是因为传动间隙对开环伺服控制系统而言直接影响到启动及反向控制精度。回转支承的间隙过大, 会导致轴的引导精度降低,额定负荷能力下降, 严重时引起回转支承的振动和冲击,缩短回转支承的寿命。回转支承工作径向游隙与负荷分布有很大的关系, 回转支承内、外圈滚道受径向负荷后, 表现为半圈滚动体承受负荷, 而另外半圈滚动体则不受负荷。由于滚动体与内、外圈滚道之间的弹性变形, 因此, 当轴承中存在径向游隙时,轴承中的负荷区将减小, 最大滚动体负荷将增加。以上关键问题不解决或则解决的不理想，都不能妥善的处理好回转驱动减速装置的轴向力、径向力和倾翻力矩，传动加平稳等问题。

发明内容

本发明提供一种新型的零间隙滚道的回转支承。

本发明的零间隙滚道回转支承，其结构是由内圈11、外圈12组成，内圈11、外圈12之间至少设有一条滚道14，滚道14内设有若干滚珠13，所述滚道14的截面形状为圆弧形，所述圆弧的直径与滚珠13的直径相同。如图3、图4所示。

上述零间隙滚道回转支承可根据需要在其内圈的内侧面或外圈的外侧面设有与其驱动装置如蜗杆相啮合的齿。

上述零间隙滚道回转支承的滚道数量通常为一条或两条。

本发明中，由于滚道14的截面形状为圆弧形，且圆弧的直径与滚珠的直径相同，因此，滚珠与滚道的接触是“线”接触，而不是传统四点接触式回转支承的“点”接触。由于线接触比点接触大大增加了接触面积，因此，在相同使用情况下，滚道的耐磨性极大提高，并能承受更大的轴向力、径向力和倾翻力矩，传动更加平稳。当然，考虑到加工过程中可能出现的尺寸误差及安装时润滑油的需要，滚道截面圆弧的直径可能略大于滚珠直径，但由于润滑油膜的存在，滚珠与滚道仍是“线”接触。

本发明还提供一种零间隙滚道的回转驱动装置，尤其是防水型的零间隙滚道回转驱动装置，包括基座5、零间隙滚道回转支承15、蜗杆8，所述基座5由轴壳55和座圈51两部份构成，轴壳55的轴心线与座圈51的轴心线在空间位置互相垂直，所述蜗杆8装置于基座5的轴壳55内，所述零间隙滚道回转支承15的外圈12上设置有若干安装螺孔，内圈11固定在基座5的座圈51的上方，所述外圈12的外侧面上设有齿并与蜗杆8啮合。

优选的方案是，设置有顶板18，所述顶板18设置有与外圈12上安装螺孔对应的孔，顶板18安装于外圈12和内圈11的上方，外圈12与座圈51之间还安装有唇形密封圈16，所述内圈11设置有若干开口朝下的盲孔，基座5设置有与内圈11上盲孔对应的安装孔，顶板18与内圈11的上表面之间设置有Ο形密封圈，所述顶板18与外圈12、内圈11与座圈51均通过螺栓、防水垫圈连接。

更加优选的技术方案是：顶板18的下方设置有环形凸起29，环形凸起29内侧与外侧分别设置有Ο形密封圏一19、Ο形密封圏二20。

更加优选的技术方案是：座圈51上设置有环形台阶52，所述唇形密封圏16的一个端面安装于环形台阶52上。

更加优选的技术方案是：顶板18的下方设置有环形凸起29，环形凸起29内侧与外侧分别设置有Ο形密封圏一19、Ο形密封圏二20，所述座圈51上设置有环形台阶52，所述唇形密封圏16的一个端面安装于环形台阶52上。

本发明的回转驱动装置中，除采用了零间隙滚道的回转支承外，增加了防水措施。顶板与座圈、内圏之间均为动密封，利用唇形密封圈唇部的过盈和自紧功能使密封件产生弹性变形，堵住间隙，由于唇部具有较大的回弹力，从而实现顶板与座圏之间的密封防水；顶板与零间隙滚道回转支承的内圈之间采用挤压型密封，靠安装挤压力使Ο型密封圈产生弹性变形，阻塞间隙，实现密封防水；所有孔均为静密封结构，利用垫密封在压紧力作用下，垫圈自身产生弹性和塑性变形，填塞密封面间间隙，达到密封的目的。同时，安装唇形密封圏、Ο形密封圏时均应涂抹适量油脂，安装螺栓及防水合成垫圈时，可涂抹适量密封胶，从而实现高等级密封防水效果。

本发明回转驱动装置采用了零间隙滚道回转支承，解决了回转支承滚道容易损坏、失效的问题；采用动密封与静密封结合的手段，解决了回转驱动装置中三个极易进水的关键部位进水问题，解决了用户因装置进水而造成的装置不能正常使用的烦恼，本发明的防水等级可以达到IPX6以上。

本发明的回转支承及其回转驱动装置设计科学，合理，富有创意、实用效果甚佳，效率高，安装简单，维护方便，稳定可靠，具有很好的发展前景，本发明适用于工程机械、建筑机械、太阳能光伏等行业使用。

需要说明的是，在不改变本发明的原理及构思的前提下，还可以对本发明做出若干的改变或变形，这同样属于本发明的保护范围。

附图说明：

图1是常见回转支承的结构（剖面）示意图。

图2是常见回转支承的滚道、滚珠结构示意图。

上述附图中，其中1为内圈，2为外圈，3为滚珠，4为滚道。

图3是零间隙滚道回转支承的局部（剖面）示意图。

图4是零间隙滚道回转支承的局部（剖面）示意图。

上述附图中，其中11为内圈，12为外圈，13为滚珠，14为滚道。

图5是零间隙滚道回转驱动装置的主视图。

图6是零间隙滚道回转驱动装置的左视图。

图7是图5中A-A截面示意图。

上述附图中：5-基座、7-油杯、8-蜗杆，9-端盖、11-内圈，12-外圈，13-滚珠，14-滚道，15-零间隙滚道回转支承，16-唇形密封圈，18-顶板，19-Ο形密封圏一、20-Ο形密封圏二，21-橡胶垫、22-定位销、23-定位销、24-金属防水透气阀、29-环形凸起、31-马达调节块、34-轴承、51-座圈，52-环形台阶，55-轴壳。

具体实施方式

下面结合附图具体说明如何实施本发明。

本发明提供一种新型的零间隙滚道的回转支承。

实施例1：零间隙滚道回转支承。

参见图3、4，本实施例的零间隙滚道回转支承，由内圈11、外圈12组成，内圈11、外圈12之间设有一条滚道14，滚道14内设有若干滚珠13，滚道14的截面形状为圆弧形，所述圆弧的直径与滚珠13的直径相同，外圈12的外侧设有齿，内圈11和外圈12上设有安装孔或安装螺孔。

上述实施例中，也可以有内圈的内侧面设有齿。

上述实施例中，还可以设置两条滚道，两条滚道内均设置若干滚珠。

上述实施例中，滚珠与滚道的接触均是“线”接触，滚道的耐磨性极大提高，回转支承能够承受更大的轴向力、径向力和倾翻力矩，传动更加平稳。

实施例2：零间隙滚道回转驱动装置。

零间隙滚道的回转驱动装置，由基座5、零间隙滚道回转支承15、蜗杆8等组成，基座5由轴壳55和座圈51两部份构成，轴壳55的轴心线与座圈51的轴心线在空间位置互相垂直，蜗杆8装置于基座5的轴壳55内，零间隙滚道回转支承15的外圈12上设置有若干安装螺孔，内圈11固定在基座5的座圈55的上方，所述外圈12的外侧面设有齿并与蜗杆8啮合。参见图5、6、7。

本实施例中，回转驱动装置采用了零间隙滚道回转支承，解决了回转支承滚道容易损坏、失效的问题。

实施例3：具有防水性能的零间隙滚道回转驱动装置。

本实施例是在实施例2的基础上，还设置有顶板18，顶板18上设置有与外圈12上安装螺孔对应的孔，顶板18安装于外圈12和内圈11的上方，外圈12与座圈51之间还安装有唇形密封圈16，座圈51上设置有环形台阶52，唇形密封圏16的一个端面安装于环形台阶52，内圈11设置有若干开口朝下的盲孔，基座5设置有与内圈11上盲孔对应的安装孔，顶板18的下方设置有环形凸起29，环形凸起29内侧与外侧分别设置有Ο形密封圏一19、Ο形密封圏二20，所述顶板18与外圈12、内圈11与座圈51均通过螺栓、防水垫圈连接。

本实施例中，既采用了零间隙滚道回转支承，解决了回转驱动装置滚道损坏、失效的问题，又采用了多重防水措施，解决了潮湿地区用户因回转驱动装置进水导致损坏的问题。本实施例的防水等级可以达到IPX6以上。

Claims

1.一种零间隙滚道回转支承，包括内圈（11）、外圈（12），所述内圈（11）、外圈（12）之间至少设有一条滚道（14），滚道（14）内设有若干滚珠（13），其特征是：所述滚道（14）的截面形状为圆弧形，所述圆弧的直径与滚珠（13）的直径相同。

2.一种零间隙滚道回转驱动装置，包括基座（5）、蜗杆（8），所述基座（5）由轴壳（55）和座圈（51）两部份构成，轴壳（55）的轴心线与座圈(51)的轴心线在空间位置互相垂直，所述蜗杆（8）装置于基座（5）的轴壳（55）内，其特征是：还包括零间隙滚道回转支承（15），所述零间隙滚道回转支承（15）的外圈（12）上设置有若干安装螺孔，内圈（11）固定在基座（5）的座圈（51）的上方，所述外圈（12）的外侧面设有齿并与蜗杆（8）啮合。

3.权利要求2所述的零间隙滚道回转驱动装置，其特征是：还设置有顶板（18），所述顶板（18）设置有与外圈（12）上安装螺孔对应的孔，顶板（18）安装于外圈（12）和内圈（11）的上方，外圈（12）与座圈（51）之间还安装有唇形密封圈（16），所述内圈（11）设置有若干开口朝下的盲孔，基座（5）设置有与内圈（11）上盲孔对应的安装孔，顶板（18）与内圈（11）的上表面之间设置有Ο形密封圈，所述顶板（18）与外圈（12）、内圈（11）与座圈（51）均通过螺栓、防水垫圈连接。

4.权利要求3所述的零间隙滚道回转驱动装置，其特征是：顶板（18）的下方设置有环形凸起（29），环形凸起（29）内侧与外侧分别设置有Ο形密封圏一（19）、Ο形密封圏二（20）。

5.权利要求3所述的零间隙滚道回转驱动装置，其特征是：座圈（51）上设置有环形台阶（52），所述唇形密封圏（16）的一个端面安装于环形台阶（52）上。

6.权利要求3所述的零间隙滚道回转驱动装置，其特征是：顶板（18）的下方设置有环形凸起（29），环形凸起（29）内侧与外侧分别设置有Ο形密封圏一（19）、Ο形密封圏二（20），所述座圈（51）上设置有环形台阶（52），所述唇形密封圏（16）的一个端面安装于环形台阶（52）上。