CN103603874B - 一种u形冲压铁保持架、双列角接触球轴承及装配方法 - Google Patents

Abstract

一种U形冲压铁保持架、双列角接触球轴承及装配方法，外圈和内圈上设有相对设置的分别用于容纳两列钢球的第一和第二弧形沟槽，至少在内、外圈的一侧挡肩处分别设有容钢球进出的圆弧形缺口；保持架是由环形部和相对设置在环形部内外侧的内、外支撑柱组成的，且两列内外支撑柱均匀分布在环形部周向以形成容纳钢球的U形兜孔；安装时，兜孔敞开面向外。本发明保持架采用U形冲压铁保持架，在安装时两保持架底面相靠，开口向外，这种独特设计不但利于填球，保证钢球的自引导，减少了摩擦、磨损；而且，在设计轴承两沟位置时可尽可能大的选取球间距，增大轴承的承载能力和抗倾覆力矩，又易于设置密封结构。

Description

一种U形冲压铁保持架、双列角接触球轴承及装配方法

技术领域

该方案属于轴承技术领域，具体地说是一种U形冲压铁保持架、双列角接触球轴承及装配方法。

背景技术

运用传统的设计方法设计的双列角接触轴承难以满足用户的工况使用要求。如若保持架为冠形塑料保持架和冠形钢保持架结构，此两结构一是受填球角的限制不能多装钢球，而承载负荷小，均不能满足承载负荷和抗倾覆力矩使用要求，具体结构详见附图说明中的图1至7所示。

如若保持架为S形结构，因保持架兜孔内外均有板厚δ占用空间，要么减小钢球直径或球间距a或板厚δ，降低承载能力或抗倾覆力矩或保持架寿命，要么密封槽位置不够，无法实现密封，而且S形结构保持架兜孔尺寸不易保证，加之与钢球兜孔接触面积大，高速运转时，易产生噪声，烧伤，影响正常使用，详见附图说明中的图8、图9所示。

发明内容

为了克服上述的不足，本发明的目的提供一种双列角接触球轴承，并提供这种轴承的装配方法，可以有效增加钢球的数量，既不降低承载负荷和抗倾覆力矩，又能设置密封结构，增大了存油空间，也就延长了轴承使用寿命。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种U形保持架，其特征在于，所述保持架是由环形部和相对设置在环形部内外侧的内、外支撑柱组成的，且两列内外支撑柱均匀分布在环形部周向以形成容纳钢球的且底面平直的U形兜孔。

所述环形部和内外支撑柱是等厚的钢板经冲压折弯工艺一体成型的。

所述内、外支撑柱皆为具有圆角的棱柱状。

所述环形部和内、外支撑柱表面设有耐磨涂覆层。

所述兜孔底部为平面。

一种使用上述U形保持架的双列角接触球轴承，包括外圈、内圈、钢球、保持架和密封圈，其特征在于，

所述外圈和内圈上设有相对设置的分别用于容纳两列钢球的第一和第二弧形沟槽，且两所述第一弧形沟槽的内外侧皆设有挡肩，两第二弧形沟槽的外侧设有挡肩且内侧槽底相互贯通；

至少在所述内、外圈的一侧挡肩处分别设有容钢球进出的圆弧形缺口；

所述保持架是等厚的钢板经冲压折弯工艺成型的且由环形部和相对设置在环形部内外侧的内、外支撑柱组成的，且两列内外支撑柱均匀分布在环形部周向以形成容纳钢球的且底面平直的U形兜孔；

安装时，两所述保持架的环形部彼此相背靠的位于两列钢球之间的空间内且兜孔敞开面向外；

所述密封圈封装在内外圈的两侧。

所述内、外支撑柱皆为具有圆角的棱柱状。

所述环形部和内、外支撑柱表面设有耐磨涂覆层。

所述第一弧形沟槽外侧的挡肩小于内侧的挡肩。

所述密封圈为骨架式橡胶密封圈。

所述兜孔底部为平面。

一种使用上述U形保持架的双列角接触球轴承的装配方法，

第一步，将U形保持架背对背套入游隙测试好的内、外圈之间的空间中，必需将内、外圈有缺口端向下放在装配工作台面上，然后提起内圈到一定高度，同时将符合游隙的钢球填入内圈和外圈之间的U形保持架的每个兜孔内，放下内套并整体翻转内、外圈及上端钢球和保持架，使有缺口端向上；

第二步，转动内、外圈使其缺口正对准U形保持架兜孔，将符合游隙的钢球从装球缺口处填入U形保持架兜孔与沟道内，再转动U形保持架使下一兜孔也正对准内、外圈缺口再填入一粒钢球到兜孔与沟道内，如此循环，直到放不下去钢球为止；

第三步，将未装满球的半成品轴承的外圈缺口部位加热，加热完后转动U形保持架使一兜孔正对准内、外圈缺口并填入一粒符合游隙的钢球到兜孔与沟道内，如此循环，直到剩余兜孔全部填满钢球后，取出轴承即可。

本发明的有益效果是：本发明的设计原理及优点：

1、轴承内、外圈的弧形沟槽内侧和外侧的挡肩高低不一，把外圈外侧和内圈内侧的挡肩加工的较低是为了装入更多的钢球，增加轴承承载能力，轴承内、外圈外侧的一挡肩加工一圆弧形缺口是为了方便装入钢球；轴承外圈的两内环侧面和轴承内圈的两外环侧面上安装密封圈，从而达到密封防尘效果。

2、保持架采用U形冲压铁保持架，保持架的兜孔底部为平面，上面敞开，在安装时两保持架底面相靠，敞开面向外，装球后不占用保持架板厚空间易于设置、安装密封圈；保持架两侧都是直面，兜孔成U形，钢球在兜孔中为点接触，也有利于高转速。

3、采用钢球引导，减少了摩擦和摩损。

附图说明

图1是传统冠形塑料保持架双列角接触球轴承剖面图。

图2是传统冠形塑料保持架主视图。

图3是图2中A--A剖视图。

图4是传统冠形钢保持架双列角接触球轴承剖面图。

图5是传统冠形钢保持架主视图。

图6为图5中B--B剖视图。

图7为图5中K向视图（局部单兜孔）。

图8是传统S形冲压铁保持架双列角接触球轴承剖面图。

图9是传统S形冲压铁保持架展开图。

图10是本发明U形保持架双列角接触球轴承剖面图。

图11是本发明U形保持架双列角接触球轴承右侧示意图。

图12是本发明U形保持架折制前冲压钢片示意图。

图13是本发明U形保持架部分俯视图。

图14是本发明U形保持架部分主视图。

图中：1、外圈，2、内圈，3、圆弧形缺口，4、钢球，5、第一弧形沟槽，6、第二弧形沟槽，7、保持架，71、环形部，72、支撑柱，73、U形兜孔，8、密封圈，a、球间距，b外圈沟距、c内圈沟距、α、接触角，δ、钢板厚，Hc、保持架位置。

具体实施方式

图10和图11中，该轴承的主体结构包括外圈1、内圈2、保持架7，以及设置内外圈之间的两列钢球4，并在轴承滚道的两侧设有密封圈8，钢球4安装在保持架7内。下面分别进行详细的描述：

内圈和外圈，上述的外圈1和内圈2必须设计制作成对称设置的双沟道且外圈沟距b大于内圈沟距c，形成不等沟距设计，填入钢球安装后形成图示α接触角，如图10。具体地，为便于描述将在外圈和内圈上的弧形沟槽分别标记为第一弧形沟槽5和第二弧形沟槽6，这样两弧形沟槽相对设置形成容纳两列钢球的空腔。其中第一弧形沟槽5的挡肩位于外圈中部，且第一弧形沟槽外侧的挡肩小于内侧的挡肩。两第二弧形沟槽6的槽底相互贯通且挡肩位于第二弧形沟槽的外侧，而内圈两第二弧形沟槽内侧无挡肩。在所述内、外圈的一侧弧形沟槽外挡肩处分别设有容钢球进出的圆弧形缺口3，该缺口的设置是便于填装钢球。并在轴承两侧的滚道处设有密封槽，便于安装密封圈8。

上述轴承外圈1的内环面和轴承内圈2的外环面上分别开设有两列容纳钢球4的不等沟距的两个弧形凹槽，且内、外圈两弧形凹槽内外挡肩高低不一，并把其中的一侧的外挡肩加工一圆弧形缺口是为了方便装入更多的钢球，使轴承承载能力加强。普通的双列球角接触球轴承无法做到这一点。

保持架，保持架7是等厚的钢板经冲压折弯工艺成型的，首先利用冲压设备冲压出一个如图12所示的片状钢片，然后进行折弯形成如图13、图14所示的样子。具体地，该保持架可以细化分为：环形部71和支撑柱72，其中支撑柱又包括相对设置在环形部内外侧的内、外支撑柱，两列支撑柱均匀分布在环形部周向以形成容纳钢球的U形兜孔73。

安装时，两所述保持架的环形部71彼此相靠的位于两列钢球之间的空间内且U形兜孔73敞开面向外。由于兜孔朝外无板厚不占用滚道空间，此独特设计。同时在钢球分别与环形部、内外支撑柱和第一、第二弧形沟槽之间形成点接触，共5点接触可以兜住钢球，进而控制保持架与钢球之间的位移量，保证钢球的自引导，减少了摩擦、磨损，易于装球和设置密封圈。而且，在设计轴承两沟位置时可尽可能大的选取球间距a，增大轴承的承载能力和抗倾覆力矩，又易于设置密封结构，更加符合液压机轴承的使用要求。

相对比地，图1至7所示的冠形保持架设置，装球少，承载负荷小，均不能满足承载负荷和抗倾覆力矩使用要求。

图8、图9中S形保持架设置，兜孔里外壁厚占用空间，装密封圈困难。

图10、图11中保持架设置，兜孔外无壁厚（敞口设计）不占用空间，装密封圈容易。且钢球在兜孔中为5点点接触设计，不仅保持架重量轻，也有利于高转速。上述的保持架采用U形冲压铁保持架，在安装时两保持架底面相靠，开口向外，这种独特设计不但利于填球和装密封圈，保证钢球的自引导、润滑和洁净，减少了摩擦、磨损，也就延长了轴承的使用寿命。

密封圈8，密封圈为骨架式橡胶密封圈。

钢球4，采用普通钢球即可满足使用要求，且在钢球和轴承之间形成五点接触。

一种使用上述U形保持架的双列角接触球轴承的装配方法，

第一步，将U形保持架背对背套入游隙测试好的双排沟内、外圈之间的空间中，必需将内、外圈有缺口端向下放在装配工作台面上，然后左手提起内圈到一定高度，右手将符合游隙的钢球填入内圈和外圈之间的U形保持架的每个兜孔内，放下内套并整体翻转内、外圈及上端钢球和保持架，使有缺口端向上；

第二步，转动内、外圈使其缺口正对准U形保持架兜孔，将符合游隙的钢球从装球缺口处填入U形保持架兜孔与沟道内，再转动U形保持架使下一兜孔也正对准内、外圈缺口再填入一粒钢球到兜孔与沟道内，如此循环，直到放不下去钢球为止；

第三步，设定并调好加热器温度和加热时间，将未装满球的半成品轴承移至选定好的加热环内加热外圈有缺口部位，加热完后转动U形保持架使一兜孔正对准内、外圈缺口并填入一粒符合游隙的钢球到兜孔与沟道内，如此循环，直到剩余兜孔全部填满钢球后，取出轴承，才算完成了一套轴承的装球过程。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种双列角接触球轴承，包括外圈、内圈、钢球、保持架和密封圈，其特征在于，

所述外圈和内圈上设有相对设置的分别用于容纳两列钢球的第一和第二弧形沟槽，且两所述第一弧形沟槽的内外侧皆设有挡肩，两第二弧形沟槽的外侧设有挡肩且内侧槽底相互贯通；

至少在所述内、外圈的一侧挡肩处分别设有容钢球进出的圆弧形缺口；

所述保持架是等厚的钢板经冲压折弯工艺成型的且由环形部和相对设置在环形部内外侧的内、外支撑柱组成的，且两列内外支撑柱均匀分布在环形部周向以形成容纳钢球的且底面平直的U形兜孔；

安装时，两所述保持架的环形部彼此相背靠的位于两列钢球之间的空间内且兜孔敞开面向外；

所述密封圈封装在内外圈的两侧；

所述内、外支撑柱皆为具有圆角的棱柱状。

2.根据权利要求1所述的一种双列角接触球轴承，其特征在于，所述环形部和内、外支撑柱表面设有耐磨涂覆层。

3.根据权利要求1所述的一种双列角接触球轴承，其特征在于，所述第一弧形沟槽外侧的挡肩小于内侧的挡肩。

4.根据权利要求1所述的一种双列角接触球轴承，其特征在于，所述密封圈为骨架式橡胶密封圈。

5.权利要求1至4中任意一项所述的双列角接触球轴承的装配方法，其特征在于，

第一步，将U形保持架背对背套入游隙测试好的内、外圈之间的空间中，必需将内、外圈有缺口端向下放在装配工作台面上，然后提起内圈到一定高度，同时将符合游隙的钢球填入内圈和外圈之间的U形保持架的每个兜孔内，放下内套并整体翻转内、外圈及上端钢球和保持架，使有缺口端向上；

第二步，转动内、外圈使其缺口正对准U形保持架兜孔，将符合游隙的钢球从装球缺口处填入U形保持架兜孔与沟道内，再转动U形保持架使下一兜孔也正对准内、外圈缺口再填入一粒钢球到兜孔与沟道内，如此循环，直到放不下去钢球为止；

第三步，将未装满球的半成品轴承的外圈缺口部位加热，加热完后转动U形保持架使一兜孔正对准内、外圈缺口并填入一粒符合游隙的钢球到兜孔与沟道内，如此循环，直到剩余兜孔全部填满钢球后，取出轴承即可。