CN104006071A - 一种带密封的整体四点接触球轴承 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带密封的整体四点接触球轴承，包括外圈、内圈、钢球、保持架、挡圈、密封圈、螺钉，轴承接触角为45°；轴承为负游隙；外圈两个端面上分别设置有台阶，台阶面圆周均布有与挡圈起连接作用的螺钉孔；外圈上内壁一周设置有直径、曲率相同的外圈滚道（8）；内圈两个挡边上分别设计有密封槽；内圈的两挡边与两挡圈的内径之间再形成一道迷宫式密封；内圈的内径面上有油孔；内圈上外壁一周设置有与外圈滚道相对的内圈滚道。本发明具有结构紧凑、高可靠性、密封性能好安装性能好、免维护等特点，能同时承受较高的轴向和径向的联合负荷，及较大的倾覆力矩，使用工况范围广。

Description

一种带密封的整体四点接触球轴承

技术领域

    本发明涉及一种四点接触球轴承，主要涉及一种带密封的整体四点接触球轴承的结构形式。

背景技术

公知的，目前大型精密设备，如：医疗设备的加速器、雷达扫描定位仪等，其主轴上采用的四点接触球结构形式的轴承主要由以下两种：

第一种四点接触球结构是由：一个外圈、两个内圈、钢球、尼龙隔离块、密封圈和螺钉组成。外圈、两个内圈和钢球的材料为轴承钢，轴承零件装配时，两内圈由螺钉连接。该轴承主要承受径向负荷、轴向负荷和倾覆力矩，适合高、中速运转的使用工况，但是这样结构的轴承存在安装性能差、密封性能差，不能适合温度差大的使用工况要求。

第二种四点接触球结构是由：外圈、内圈、钢球、保持架、密封圈组成。轴承为偏心的非对称型，轴承具有一定的游隙。该轴承主要承受径向负荷和一定量的轴向负荷和倾覆力矩，轴承适合高、中速运转的使用工况。保持架采用的是内圈挡边引导的方式，其接触面积大，易产生由摩擦引起的发热和噪音，密封圈为非接触式，轴承旋转时会产生漏脂现象，密封性能差，不能满足现有设备对轴承高刚性、长寿命、高旋转精度、多角度变化、静音的使用工况要求。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明的目的是提供一种带密封的整体四点接触球轴承，该轴承具有结构紧凑、密封性能好、安装性能好、免维护等特点，能同时承受较高的轴向和径向的联合负荷，及较大的倾覆力矩，使用工况范围大。

为了实现所述发明目的，本发明的目的可采用如下技术方案来实现，其零件包括：外圈、内圈、钢球、保持架、密封圈、挡圈、螺钉。所述轴承接触角为45°；轴承为负游隙；采用滚动体引导的结构形式；外圈两端面上分别设置有台阶，台阶面上均布有与挡圈起连接作用的螺钉孔；内圈挡边上设置有密封槽、油孔；外圈的内壁上一周设置有两个直径、曲率相同的外圈滚道；所述的内圈的外壁上一周设置有直径、曲率相同的内圈滚道；外圈滚道和内圈滚道相对构成钢球滚道；所述的保持架为整体一面开口的梳状结构；所述的密封圈为单密封唇的结构形式。

    所述外圈的外圈滚道是由两个曲率半径为0.53倍滚动体直径及两个曲率半径R1中心对滚道中心的偏心距ε1组成的桃形沟结构。

    所述内圈的内圈滚道是由两个曲率半径为0.52倍滚动体直径及两个曲率半径R中心对滚道中心的偏心距ε组成的桃形沟结构。

由上结构可以看出，本发明设计的轴承接触角α、α1为45°，该角度的设计是为了使轴承能同时承受较高的轴向和径向的联合负荷，及较大的倾覆力矩；轴承采用负游隙，刚性好可提高轴承的负荷承载能力，负游隙的采用还可使轴承运转平稳；采用滚动体引导的结构形式，减少了保持架内、外径与内、外圈挡边的接触面积，降低了由摩擦产生的噪音和发热。

外圈滚道是由两个曲率半径R1为0.53倍滚动体直径及两个曲率半径R1中心对滚道中心的偏心距ε1组成桃形沟的结构形式，该结构的设计既能提高轴承的承载能力，同时又能适应高转速使用工况的要求；两个端面上设计有台阶，台阶面圆周均布有与挡圈起连接作用的螺钉孔。

内圈滚道是由两个曲率半径R为0.52倍滚动体直径及两个曲率半径R中心对滚道中心的偏心距ε组成桃形沟的结构形式，该结构的设计既能提高轴承的承载能力，同时又能适应高转速使用工况的要求；内圈挡边上设置有密封槽，密封槽能方便密封圈的装入，内圈的挡边与挡圈的内径之间再形成一道迷宫式密封，大大提高了轴承的密封性能；内圈的内径面上加工有油孔，方便润滑脂的注入及润滑油脂的补充。

保持架为整体一面开口的梳状结构形式，方便钢球从保持架一端装入兜孔，降低了保持架装配工艺的难度；圆形兜孔的开口端和圆柱形兜孔的内、外径上分别具有可锁住钢球的锁点，即可防止保持架从轴承内脱出，又控制了保持架的下垂量，使保持架不与套圈挡边接触，减少了接触面积，降低了由摩擦产生的噪音和发热，且保持架内、外径与套圈挡边之间间隙较大，润滑油脂能够顺利地进入轴承内部进行充分的润滑；圆形兜孔与圆柱形兜孔间隔分布，可使各锁点受力均匀。

挡圈的圆周上均布有连接孔，可与外圈台阶面上的螺钉孔用螺钉起连接、固定作用；挡圈的内端面和装入内圈密封槽的密封圈的唇可形成接触式密封，该结构设计的优点是：轴承旋转时，在离心力和惯力的作用下，轴承会产生一个自内向外的力，那么这个力越大对密封圈唇的压力就越大，密封效果越好，彻底杜绝了轴承的漏脂现象；挡圈内径与内圈的挡边再形成一道迷宫式密封，大大提高了轴承的密封性能。

密封圈采用单唇的结构设计，可防止润滑油脂的外泄及外部灰尘、污水进入轴承内部，单唇的设计还可减少密封唇与挡圈的接触面积，避免了因接触面积过大而产生的摩擦发热及过大的轴承启动力矩和轴承匀速转动时的力矩。

综上所述，本发明具有结构紧凑、高精度、高刚性、高可靠性、密封性能好、制造成本低、安装性能好、免维护等特点，能同时承受较高的轴向和径向的联合负荷，及较大的倾覆力矩，适用于多角度变化、高旋转精度、静音、平稳、温度差大的使用工况。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为外圈结构示意图；

附图3为外圈滚道示意图；

附图4为内圈结构示意图；

附图5为内圈滚道示意图；

附图6为保持架结构示意图；

附图7为挡圈结构示意图；

附图8为密封圈结构示意图；

图中： 1、外圈；2、内圈；3、钢球；4、保持架；5、挡圈；6、密封圈；7、螺钉；8、外圈滚道；9、端面；10、台阶；11、螺钉孔；12、内圈滚道；13、挡边；14、密封槽；15、内径面；16、油孔；17、连接孔；18、内端面；19、内径；20、唇。

具体实施方式

结合附图，说明本发明的具体实施例。

如附图1所示:本发明轴承其零件包括：外圈1、内圈2、钢球3、保持架4、挡圈5、密封圈6、螺钉7。

轴承的接触角α、α1设计为45°，该角度的设计是为了使轴承能同时承受较高的轴向和径向的联合负荷，及较大的倾覆力矩；轴承采用负游隙，刚性好可提高轴承的负荷承载能力，负游隙的采用还可使轴承运转平稳；采用滚动体引导的结构形式，减少了接触面积，降低了由摩擦产生的噪音和发热。

如附图2、图3所示：外圈1上内壁一周设置有外圈滚道8，外圈滚道8由两个曲率半径R1为0.53倍的滚动体直径及两个曲率半径R1中心对滚道中心的偏心距ε1组成桃形沟的结构形式，该结构的设计既能提高轴承的承载能力，同时又能适应高转速使用工况的要求；两个端面9上设计有台阶10，台阶10面圆周均布有与挡圈5起连接作用的螺钉孔11。

如附图4、图5所示：内圈2上外壁一周设置有与外圈滚道8相对的内圈滚道12，内圈滚道12由两个曲率半径R为0.52倍滚动体直径及两个曲率半径R中心对滚道中心的偏心距ε组成桃形沟的结构形式，该结构的设计既能提高轴承的承载能力，同时又能适应高转速使用工况的要求；内圈2挡边13上设置有密封槽14，密封槽14能方便密封圈6的装入，内圈2的挡边13与挡圈5的内径19之间再形成一道迷宫式密封，大大提高了轴承的密封性能；内圈2的内径面15上加工有油孔16，方便润滑脂的注入及润滑油脂的补充。

如附图6所示：保持架4为整体一面开口的梳状结构形式，方便钢球3从保持架4一端装入兜孔，降低了保持架4装配工艺的难度；圆形兜孔的开口端和圆柱形兜孔的内、外径上分别具有可锁住钢球3的锁点，即可防止保持架4从轴承内脱出，又控制了保持架4的下垂量，使保持架4不与套圈挡边接触，减少了接触面积，降低了由摩擦产生的噪音和发热，且保持架4内、外径与套圈挡边之间间隙较大，润滑油脂能够顺利地进入轴承内部进行充分的润滑；圆形兜孔与圆柱形兜孔间隔分布，可使各锁点受力均匀。

如附图7所示：挡圈5的圆周上均布有连接孔17，可与外圈1台阶10面上的螺钉孔11用螺钉7起连接、固定作用；挡圈5的内端面18和装入内圈2密封槽14的密封圈6的唇20可形成接触式密封，该结构设计的优点是：轴承旋转时，在离心力和惯力的作用下，轴承会产生一个自内向外的力，那么这个力越大对密封圈6唇20的压力就越大，密封效果越好，彻底杜绝了轴承的漏脂现象；挡圈5内径19与内圈2的挡边13再形成一道迷宫式密封，大大提高了轴承的密封性能。

如附图8所示：密封圈6采用单唇20的结构设计，可防止润滑油脂的外泄及外部灰尘、污水进入轴承内部，单唇20的设计还可减少唇20与挡圈5内端面18的接触面积，避免了因接触面积过大而产生的摩擦发热及过大的轴承启动力矩和轴承匀速转动时的力矩。

Claims (6)

1.一种带密封的整体四点接触球轴承，其包括：外圈（1）、内圈（2）、钢球（3）、保持架（4）、挡圈（5）、密封圈（6）、螺钉（7），其特征是：轴承接触角为45°；轴承为负游隙；外圈（1）两个端面（9）上分别设置有台阶（10），台阶（10）面圆周均布有与挡圈（5）起连接作用的螺钉孔（11）；外圈（1）上内壁一周设置有直径、曲率相同的外圈滚道（8）；内圈（2）两个挡边（13）上分别设计有密封槽（14）；内圈（2）的两挡边（13）与两挡圈（5）的内径（19）之间再形成一道迷宫式密封；内圈（2）的内径面（15）上有油孔（16)；内圈（2）上外壁一周设置有与外圈滚道（8）相对的内圈滚道（12）。

2.    根据权利要求1所述的一种带密封的整体四点接触球轴承，其特征是：所述外圈（1）的第一滚道（8）是由两个曲率半径R1为0.53倍滚动体直径及两个曲率半径R1中心对滚道中心的偏心距ε1组成的桃形沟结构。

3.根据权利要求1所述的一种带密封的整体四点接触球轴承，其特征是：所述内圈（2）的第二滚道（12）是由两个曲率半径R为0.52倍滚动体直径及两个曲率半径R中心对滚道中心的偏心距ε组成的桃形沟结构。

4.根据权利要求1所述的一种带密封的整体四点接触球轴承，其特征是：所述挡圈（5）的圆周上均布有连接孔（17），挡圈（5）和外圈（1）通过螺钉连接固定。

5.根据权利要求1所述的一种带密封的整体四点接触球轴承，其特征是：保持架（4）为滚动体引导的结构形式。

6.根据权利要求1所述的一种带密封的整体四点接触球轴承，其特征是：密封圈（6）为单唇（20）的结构形式。