CN103649573B

CN103649573B - 滚动轴承

Info

Publication number: CN103649573B
Application number: CN201280033420.9A
Authority: CN
Inventors: 有鼻美葵; 辻直明; 佐藤洋司; 筒井英之; 大平晃也
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2011-07-07
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2032-07-04
Also published as: US20140153854A1; EP2730792A1; WO2013005771A1; CN103649573A; US9074630B2

Abstract

本发明的课题在于提供一种即使间隔件的磨损加重、也能够有效地防止滚动体从内外圈脱落的滚动轴承。在内外圈（1）、（2）间排列多个滚动体（3）、在滚动体（3）间在周方向上插装有多个棱柱形状的间隔件（4）的滚动轴承中，在上述间隔件（4）的外表面中、除了与滚动体（3）接触的周方向的面以外的与内外圈（1）、（2）相对的面、轴方向的侧面的至少一个面上，一体形成有宽度比间隔件（4）的周方向的宽度窄的金属带（6），利用金属带（6）抑制间隔件（4）发生固定程度以上的磨损。

Description

滚动轴承

技术领域

本发明涉及在内外圈间配置多个滚动体、在滚动体间在周方向上插装有多个间隔件的滚动轴承，特别是涉及膜拉伸机的拉幅铗（拉幅布铗）用轴承等适于在高温气氛下、或者在真空气氛下使用的滚动轴承。

背景技术

膜拉伸机的拉幅铗用轴承通常在150～250℃的高温气氛下使用，因此对耐热性有所要求。

近年来，利用需求日益增多的PEEK、PI等树脂在400℃的超高温气氛下进行拉伸操作。

在这种在超高温气氛下使用的滚动轴承中，由于没有能够在400℃的高温下使用的润滑脂，所以通过在滚动体间插装由固体润滑剂形成的间隔件，在超高温下缓缓地向轨道面供给润滑剂。

专利文献1和专利文献2中公开了使用这种间隔件的滚动轴承。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000－320548号公报

专利文献2：日本特开2005－3178号公报

发明内容

发明想要解决的技术问题

但是，在上述这种在滚动体间在圆周方向上插装有多个间隔件的滚动轴承中，间隔件与滚动体的接触面发生磨损。

特别是，在间隔件由固体润滑剂形成的情况下，间隔件的磨损严重。

并且，在间隔件的磨损加重、在滚动体的周方向上配列的滚动体间的间隙的合计总量大到轴承的圆周上的1/2以上时，有时滚动体内外圈从脱落。

因此，本发明的目的在于提供一种即使间隔件的磨损加重、也能够有效地防止滚动体从内外圈脱落的滚动轴承。

用于解决技术问题的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种滚动轴承，其在内外圈间排列有多个滚动体，在滚动体间在周方向插装有多个棱柱形状的间隔件，上述滚动轴承的特征在于，在上述间隔件的外表面中除了与滚动体接触的周方向的面以外的与内外圈相对的面的至少一个面上，一体形成有宽度比间隔件的周方向的宽度窄的金属带。

本发明的滚动轴承的代表例是深沟球轴承。

上述金属带可以使用对不锈钢或黄铜、SS材料实施了镀层处理的部件，但考虑润滑性和耐蚀性，更优选不锈钢制或黄铜制。

上述间隔件由石墨等固体润滑剂形成。

在上述间隔件由石墨形成的情况下，优选石墨配比率为80～98vol%。

上述固体润滑剂的弯曲强度为4～15MPa、相对磨损量为1.5～2.5×10^－5mm³/（N/m）。

上述金属带的宽度设定为即使上述间隔件磨损、球也不从内外圈脱落的宽度。

通过在上述间隔件侧面的金属带的内表面设置凹凸，能够提高间隔件与金属带的防滑效果。

上述间隔件形成为越靠内径侧周方向的长度越短，使与外圈相对的面形成为至少一部分平坦的面或者在周方向上为多边形的面，从而金属带的安装变得容易。

为了限制金属带的周方向上的移动，在上述间隔件的轴方向侧面的至少一个面上设置有用于限制金属带移动的槽（半径方向的槽）。

通过使上述间隔件的与外圈轨道面相对的面的金属带轴方向长度的中央部在周方向上的宽度减小，能够实现向轨道面供给的润滑剂量的增量化。

金属带的在圆周方向上宽度减小的部位的形状由曲率比使用的球的曲率大的曲面形成，由此，在间隔件的磨损严重的情况下，也能够减少金属带与球的接触面积。

与上述滚动体接触的间隔件的周方向的面可以形成为平坦面。

作为上述间隔件的定位用，在间隔件与遮护板间插入环。该环由固体润滑剂形成。

上述定位用的环优选使用石墨配比率为95～100vol%的石墨。

本发明的滚动轴承特别适合用作拉幅铗用的轴承。

接着，作为用于解决上述技术问题的第二方案，提供一种在内外圈间排列有多个滚动体、在滚动体间在周方向插装有多个间隔件的滚动轴承，可以在内外圈的轴方向两侧面中的至少一个面上，设置用于阻止间隔件在轴方向上脱离的环状的侧板，在该侧板上竖立设置有将在周方向上插装的多个间隔件在周方向上分为多组的柱部件。

上述侧板优选设置在内外圈的轴方向两侧面。

在上述侧板的轴方向的外侧面配置用于遮护内外圈间的遮护板。

上述柱部件可以为圆柱形，也可以为棱柱形。

上述柱部件可以由SUS304等不锈钢、黄铜形成。在考虑生锈等的情况下，更优选SUS304。在考虑滚动体的磨损、润滑效果的情况下，优选黄铜。

上述柱部件可以配置在间隔件与间隔件之间，也可以在间隔件上设置柱部件的贯通孔，使柱部件贯通该贯通孔。

上述柱部件可以为圆柱形、四边形以上的多棱柱形的任一种形状。

并且，可以将上述间隔件在轴方向上分成两部分，在与滚动体的接触面上形成作为滚动体的球的一部分镶嵌的导向槽。

发明效果

根据本发明，在间隔件的磨损加重、滚动体与金属带接触时，由于间隔件的磨损不会进一步发展，因而能够防止滚动体从内外圈脱落。并且，即使间隔件发生磨损，由于金属带存在于滚动体间，也能够使滚动体间的间隙的合计总量为轴承的圆周上的1/2以下，能够防止轴承的脱落。

并且，通过使金属带为耐蚀性好的不锈钢制或润滑性好的黄铜制，即使滚动体接触到金属带，由于润滑性好，滚动体的损伤小，能够获得长寿命的滚动轴承。

根据上述第二方案，在周方向上插装的多个间隔件被柱部件在周方向上分成多组。由于被柱部件在周方向上分成多组，所以即使间隔件的磨损严重，滚动体也不会全部偏移到周方向的一侧，因而滚动体不会从轴承脱落。

附图说明

图1是表示适用本发明的深沟球轴承的第一实施方式的侧面图，表示去掉了遮护板和环的状态。

图2是图1的A－A线的截面图。

图3是图1的实施方式中使用的将金属带一体化后的间隔件的立体图。

图4是表示将金属带一体化前的间隔件的形状的侧面图。

图5是将金属带一体化后的间隔件的另一实施方法的立体图。

图6是将金属带一体化后的间隔件的另一实施方式的截面图。

图7是表示将金属带一体化前的间隔件的另一实施方式的侧面图。

图8是表示适用本发明的深沟球轴承的第二实施方式的截面图。

图9是表示适用第二方案的深沟球轴承的第一实施方式的侧面图，表示去掉了遮护板的状态。

图10是图9的A－A线的截面图。

图11是表示图9的实施方式中的球、间隔件和侧板之间的关系的部分立体图。

图12是图9的实施方式中使用的第一间隔件的立体图。

图13是图9的实施方式中使用的第二间隔件的立体图。

图14是表示适用第二方案的深沟球轴承的第二实施方式的侧面图，表示去掉了遮护板的状态。

图15是图14的实施方式中使用的第一间隔件的立体图。

图16是图14的实施方式中使用的第二间隔件的立体图。

图17是表示适用第二方案的深沟球轴承的第一间隔件的第二例的立体图。

图18是表示适用第二方案的深沟球轴承的第二间隔件的第二例的立体图。

图19是表示适用第二方案的深沟球轴承的第一间隔件的第三例的立体图。

图20是表示适用第二方案的深沟球轴承的第二间隔件的第三例的立体图。

具体实施方式

下面，对本发明的实施方式进行说明。

图1～图4表示适用本发明的深沟球轴承的第一实施方式。

该深沟球轴承具备：内圈1；外圈2；排列在内圈1与外圈2之间的多个球；和在多个球3间在周方向上插装的多个间隔件4。

在内圈1的外周面和外圈2的内周面上分别形成轨道面，在外圈2的内周面两肩部分别形成向直径方向外凹陷的圈槽。

球3插装在内圈1与外圈2的轨道面之间。

在外圈2的内周面的两肩部形成的圈槽中，嵌入有遮护内圈1与外圈2之间的空间的遮护板5。遮护板5的前端与内圈1的外周面的两肩部隔着微小间隙相对。

如图4所示，间隔件4大致为棱柱形，形成为越靠内径侧周方向长度越短，使与外圈相对的面形成为至少一部分平坦的面或者在周方向上为多边形的面，使得金属带6的装配容易。图4的符号4a表示平坦面。

间隔件4由固体润滑剂形成，通过伴随转动动作的间隔件4与球3的接触，使润滑剂从间隔件4转移到球3的表面、内圈1、外圈2的轨道面等滚动接触部，进行各自的润滑。

作为形成间隔件的固体润滑剂，例如能够使用石墨或二硫化钨、二硫化钼等层状物质；金、银、铅等软质金属材料；PTFE或聚酰亚胺等高分子树脂材料或者以它们为主要成分的复合材料等。

间隔件4中，在外表面中除了与球3接触的周方向的面之外的、与内外圈1、2相对的面的至少一个面上，一体形成有宽度比间隔件4的周方向的宽度窄的金属带6，在图1～图4所示的实施方式中，除了与球3接触的周方向的面和与内圈1的相对面之外，与金属带6一体化。

作为上述金属带6的材质，更优选耐蚀性好的不锈钢制、润滑性好的黄铜。

上述金属带的宽度设定为即使上述间隔件4磨损、球3也不从内外圈1、2脱落的宽度。

并且，作为上述间隔件4的定位用，可以如图8所示在间隔件4与遮护板5间插入环8。该环8由固体润滑剂形成。

并且，如图5所示，如果使上述间隔件4的与外圈轨道面相对的面上的金属带6的轴方向长度的中央部在周方向上的宽度减小，能够实现向轨道面供给的润滑剂量的增量化。

金属带6的在圆周方向上宽度减小后的部位的形状，由曲率比使用的球3的曲率大的曲面形成，因此即使在间隔件4的磨损加重的情况下，也能够减小金属带6与球3的接触面积。

此外，如图6所示，通过在间隔件4的侧面的金属带6的内表面设置凹凸7，能够实现间隔件4与金属带6的防滑。

此外，如图7所示，为了限制金属带6在周方向上的移动，可以在上述间隔件4的轴方向侧面的至少一个面设置有用于限制金属带6移动的槽9（半径方向的槽）。

上述间隔件4和定位用的环8优选分别由固体润滑剂中润滑性特别优异的石墨形成。该石墨的配比率，在间隔件4中为80～98vol%、在环8中为95～100vol%，通过使间隔件4的相对磨损量为1.5×10－5mm³/（N/m），能够进行充分的润滑，通过使弯曲强度为4MPa以上，能够防止运转中的间隔件的破损。

并且，通过使间隔件4的相对磨损量的上限为2.5×10^-5mm³/（N/m），轴承内部的间隔件4的磨损粉的堵塞不会引起轴承寿命的缩短。并且，如果间隔件4的弯曲强度过高，则在运转中处于倾斜的姿势时可能与内外圈之间发生卡定，导致轴承停止，因此，为了不出现与内外圈的卡定，使弯曲强度的上限为15MPa。

此外，上述间隔件4能够由石墨和粘结剂的烧结体形成。作为该粘合剂，可以使用含有选自Fe、Cu、Ni、W、Sn、Co、Cr中的至少一种的金属或上述各金属的氧化物、氮化物、硼化物中的至少一种的粘合剂。并且，间隔件4和环8中的至少一个可以通过冷加工静水压成型法（CIP）、挤压成型法、压缩成型法的任一种方法形成。

如上所述，由石墨形成组装入滚动轴承内部的间隔件4和环8，使环8中该石墨的配比率为95～100vol%、间隔件4中该石墨的配比率为80～98vol%，并且使间隔件4的弯曲强度4～15MPa、相对磨损量为1.5～2.5×10^－5mm³/（N/m），由此，轴承内部被充分地润滑，能够防止在运转中间隔件4的磨损粉堵塞、或者发生间隔件4的破损或卡定。因此，能够将内外圈的传送面与滚动体之间的润滑状态长时间地维持为良好状态，延长轴承寿命。

图9～图13表示适用第二方案的深沟球轴承的第一实施方式。

该深沟球轴承具备：内圈11；外圈12；排列在内圈11与外圈12之间的多个球13；和在多个球13间在周方向上插装的间隔件14。

在内圈11的外周面和外圈12的内周面上分别形成有轨道面，在外圈12的内周面两肩部分别形成有朝向直径方向外凹陷的圈槽。

球13插装在内圈11与外圈12的轨道面之间。

在外圈12的内周面的两肩部形成的圈槽中，嵌入有遮护内圈11与外圈12之间的空间的遮护板5。遮护板15的前端与内圈11的外周面的两肩部隔着微小间隙相对。

间隔件14由以2个1组的方式且在之间配置有后述的柱部件17的第一间隔件14a和第二间隔件14b构成，以在内圈11与外圈12的相对空间中在周方向上将相邻的球3隔开的方式插装。

在第一间隔件14a和第二间隔件14b的轴方向的两侧，设置有用于阻止第一间隔件14a和第二间隔件14b在轴方向上脱离的环状的侧板6。

在第一间隔件14a和第二间隔件14b的轴方向上的两侧设置的侧板16，通过以2个1组的方式构成的设置在第一间隔件14a间的柱部件17连结。

在图9～图13所示的实施方式中，在周方向上设置三组第一间隔件14a。因此，利用三处的柱部件17，将在周方向上配置的第一间隔件14a和第二间隔件14b在周方向上分成三组。

间隔件14由固体润滑剂形成，通过伴随转动动作的间隔件14与球13的接触，使润滑剂从间隔件14转移到球13的表面、内圈11、外圈12的轨道等滚动接触部，进行各自的润滑。

作为形成间隔件14的固体润滑剂，例如能够使用石墨或二硫化钨、二硫化钼等层状物质；金、银、铅等软质金属材料；PTFE或聚酰亚胺等高分子树脂材料或者以它们为主要成分的复合材料等。

间隔件14大致为棱柱形，形成为越靠内径侧周方向长度越短。

在图9～图13所示的实施方式中，间隔件14与球13接触的面形成为平坦面，但也可以形成为球13的一部分嵌入的凹面。

间隔件14的外圈12侧的面形成为凸状圆弧面。该凸状圆弧面的曲率半径被设定为比外圈12的内周面的曲率半径小，但也可以将凸状圆弧面的曲率半径设定为比外圈12的内周面的曲率半径大。并且，可以使凸状圆弧面的中央部形成为平坦面。

此外，间隔件14的内圈侧的面形成为具有与内圈1的外周面相同的曲率的凹状圆弧面或平坦面。

上述侧板16的材质例如可以由SUS304等的不锈钢或者黄铜形成。

并且，连结侧板16的柱部件17例如也可以由SUS304等的不锈钢或者黄铜形成。作为将侧板16与柱部件17连结的方法，可以采用熔接、铆接、在两部件上设置凹凸的嵌入式等。

在由黄铜形成柱部件17的情况下，即使间隔件14发生磨损、柱部件17与球13接触，也能够减轻球13的损伤。

在图9～图13所示的实施方式中，柱部件17形成为圆柱形，但也可以形成为棱柱形或4个边以上的多边形。

图14是第二方案的第二实施方式，在图9～图13所示的实施方式中，将以2个1组的方式形成的第一间隔件14a作为一个部件，如图15所示，在第一间隔件14a上形成用于插通柱部件17的贯通孔18。第二间隔件14b具有与第一间隔件14a相同的周方向长度，使用没有贯通孔18的部件。

图17和图18是第二方案的间隔件14的另一例，图17是形成有用于插通柱部件17的贯通孔18的第一间隔件14a，在周方向的两侧面设置有引导球13的导向槽19。图18是与图17的间隔件14a组合的第二间隔件14b，在周方向的两侧面设置有引导球13的导向槽19。

图19和图20是第二方案的间隔件14的另一例，图19是形成有用于插通柱部件17的贯通孔18的第一间隔件14a，在周方向的两侧面设置有引导球13的导向槽19，在轴方向被分成两部分。图20是与图19的间隔件14a组合的第二间隔件14b，在周方向的两侧面设置有引导球13的导向槽19，在轴方向被分成两部分。

附图标记说明

1内圈

2外圈

3球

4间隔件

4a平坦面

5遮护板

6金属带

7凹凸

8环

9槽

Claims

1.一种滚动轴承，其在内外圈间排列有多个滚动体，在滚动体间在周方向上插装有多个由固体润滑剂形成的间隔件，所述滚动轴承的特征在于：

在所述间隔件的外表面中除了与滚动体接触的周方向的面之外的与内外圈相对的面的至少一个面上，形成有宽度比间隔件的周方向的宽度窄的金属带，在所述金属带的内表面和所述间隔件的侧面设置有相互卡合的凹凸而所述金属带与所述间隔件形成为一体，所述金属带的宽度设定为即使所述间隔件磨损、所述滚动体也不从内外圈脱落的宽度。

2.如权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于：

所述滚动体是球。

3.如权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于：

所述金属带为不锈钢制或黄铜制。

4.如权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于：

所述固体润滑剂包括石墨。

5.如权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于：

所述固体润滑剂使用石墨配比率为80～98vol％的固体润滑剂。

6.如权利要求5所述的滚动轴承，其特征在于：

所述固体润滑剂的弯曲强度为4～15MPa、相对磨损量为1.5～2.5×10^－5mm³/(N/m)。

7.如权利要求1或者2所述的滚动轴承，其特征在于：

所述间隔件的与外圈相对的面形成为至少一部分平坦的面或者在周方向上为多边形的面。

8.如权利要求1或者2所述的滚动轴承，其特征在于：

在所述间隔件的轴方向侧面的至少一个面设置有用于限制金属带移动的槽。

9.如权利要求1或者2所述的滚动轴承，其特征在于：

使所述间隔件的与外圈轨道面相对的面的金属带轴方向长度的中央部在圆周方向上的宽度减小。

10.如权利要求9所述的滚动轴承，其特征在于：

金属带的在圆周方向上宽度减小的部位的形状，由曲率比使用的滚动体的曲率大的曲面形成。

11.如权利要求1或者2所述的滚动轴承，其特征在于：

与所述滚动体接触的间隔件的周方向的面由平坦面形成。

12.如权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于：

在所述外圈的内周面的两肩部形成圈槽，在该圈槽中嵌入有遮护外圈与内圈之间的空间的遮护板，在所述间隔件与该遮护板间插入由固体润滑剂形成的定位用的环。

13.如权利要求12所述的滚动轴承，其特征在于：

所述定位用的环由石墨配比率为95～100vol％的石墨构成。

14.如权利要求1或者2所述的滚动轴承，其特征在于：

作为拉幅铗用轴承使用。