CN105090236B - 圆柱滚子轴承 - Google Patents

Abstract

一种圆柱滚子轴承，包括：同轴套设的内圈和外圈、以及位于内圈和外圈之间的滚动体；外圈的轴向的两端分别形成有沿所述外圈径向向内延伸的第一环形挡边和第二环形挡边，滚动体在轴向上卡设于第一环形挡边和第二环形挡边之间；第一环形挡边和第二环形挡边朝向滚动体的一侧具有凸向所述滚动体、并与所述滚动体线接触的第一表面；第一环形挡边和第二环形挡边中至少一个具有面向所述滚动体、与所述滚动体之间具有间隙的第二表面；第一表面与第二表面沿径向方向依次连接。滚动体与外圈的接触由现有技术中的面接触转化成为线接触，接触面积大大减小，减小了滚动体与外圈之间的产生的摩擦。

Description

圆柱滚子轴承

技术领域

本发明涉及轴承领域，具体涉及一种圆柱滚子轴承。

背景技术

圆柱滚子轴承是机械领域的常用轴承，由于其具有较高的径向和轴向承载能力，因此被广泛用于各种机械设备上，例如轧钢机、大型电机、机床主轴箱以及减速系统中。

如图1所示，现有技术的圆柱滚子轴承一般包括同轴套设的内圈1、外圈2以及位于内圈1和外圈2之间的滚动体3。其中，内圈1轴向的一端形成有径向向外的环形挡边4，外圈2轴向的两端形成有径向向内的环形挡边5，环形挡边4、5用于滚动体3在轴向方向的定位；当向轴承内充入润滑油或润滑脂时，在滚动体3轴向的两端与对应环形挡边之间形成有润滑油膜，该润滑油膜能将承受极高压力的滚动接触表面隔开，减少干摩擦，降低热量聚集，保护轴承。

上述圆柱滚子轴承的缺点体现在两方面，一方面，上述圆柱滚子轴承不利于热量的散发，原因有两个：一是环形挡边4、5在径向上的尺寸较小，形成的润滑油膜面积相应较小，二是滚动体3的两端与对应环形挡边之间为面接触且间隙很小，因此在滚动体3与相应的环形挡边之间形成的润滑油膜较薄，从而导致轴承在运转过程中产生的热量不容易散发。

另外一方面，上述圆柱滚子轴承在运转时，滚动体3的两端与对应的环形挡边之间的接触面较大，环形挡边更容易被磨损，当磨损达到一定程度后，有可能会导致外圈2发生在轴向上的移动，例如外圈2可能轴向移动至与其他固定部件（例如轴肩）接触，这时当高速运转的外圈2与固定部件接触时，很可能导致外圈2在很短的时间内损坏。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术的圆柱滚子轴承散热性差且易发生磨损。

为解决上述问题，本发明提供一种圆柱滚子轴承，包括：

内圈、同轴套设于所述内圈外的外圈、以及位于所述内圈和所述外圈之间的滚动体；

所述外圈的轴向的两端分别形成有第一环形挡边和第二环形挡边，所述第一环形挡边和所述第二环形挡边沿所述外圈径向向内延伸，所述滚动体在轴向上卡设于所述第一环形挡边和所述第二环形挡边之间；

所述第一环形挡边和所述第二环形挡边朝向所述滚动体的一侧具有第一表面，所述第一表面凸向所述滚动体、并与所述滚动体线接触；

所述第一环形挡边和所述第二环形挡边中至少一个还具有第二表面，所述第二表面面向所述滚动体，所述第二表面与所述滚动体之间具有间隙；

所述第一表面与所述第二表面沿沿径向方向依次连接。

可选的，所述第二表面与径向方向之间具有夹角，所述第二表面与所述第一表面连接的一端与所述滚动体之间的距离小于另一端与所述滚动体之间的距离。

可选的，所述内圈形成有与所述第二环形挡边同一侧的第三环形挡边，所述第三环形挡边沿所述内圈径向向外延伸；

所述第三环形挡边朝向所述滚动体的一侧具有第三表面，所述第三表面凸向所述滚动体、并与所述滚动体线接触。

可选的，所述第一环形挡边具有所述第二表面；

所述第三环形挡边还包括第四表面，所述第四表面面向所述滚动体；

所述第三表面与所述第四表面沿沿径向方向依次连接；

所述第四表面与所述滚动体之间具有间隙。

可选的，所述第四表面与径向方向之间具有夹角，所述第四表面与所述第三表面连接的一端与所述滚动体之间的距离小于另一端与所述滚动体之间的距离。

可选的，所述第一环形挡边沿径向方向的尺寸大于所述滚动体直径的五分之一且小于所述滚动体直径的二分之一。

可选的，所述第一环形挡边沿径向方向的尺寸不小于所述滚动体直径的二分之一。

可选的，所述第二环形挡边和所述第三环形挡边沿径向方向的尺寸均大于所述滚动体直径的五分之一，且均小于所述滚动体直径的二分之一。

可选的，所述第二环形挡边和所述第三环形挡边中的一个沿径向方向的尺寸不小于所述滚动体直径的二分之一；

所述第二环形挡边与所述第三环形挡边在径向上的尺寸之和不大于所述滚动体的直径。

可选的，所述第一表面和所述第三表面的轴向截面为弧形。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

在外圈轴向的两端形成第一环形挡边和第二环形挡边，并在第一环形挡边和第二环形挡边上分别形成第一表面，使得滚动体与外圈的接触由现有技术中的面接触转化成为线接触，接触面积大大减小，减小了滚动体与外圈之间的产生的摩擦；

进一步，第一环形挡边和第二环形挡边至少一个还连接有第二表面，该第二表面与与滚动体之间具有间隙，在轴向上可供形成润滑油膜的空间尺寸变大，形成的润滑油膜厚度变厚，因而可以更好地吸收轴承在运行时产生的热量，并将热量散发出去；

进一步，在内圈的一端形成有第三环形挡边，且第一环形挡边、第二环形挡边、和第三环形挡边的径向尺寸较大，可供形成润滑油膜的面积变大，形成的润滑油膜面积变大，因而可以更好地吸收轴承在运行时产生的热量。

附图说明

图1是现有技术圆柱滚子轴承的轴向截面示意图；

图2是本发明实施例圆柱滚子轴承的轴向截面示意图；

图3是图2中外圈具有第一环形挡边一端A的局部放大图；

图4是图2中内圈具有第三环形挡边一端B的局部放大图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参照图2，本发明实施例提供一种圆柱滚子轴承100，包括：

内圈120、同轴套设于所述内圈120外的外圈110、以及位于所述内圈120和所述外圈110之间的滚动体130；

所述外圈110的轴向的两端分别形成有第一环形挡边111和第二环形挡边112，所述第一环形挡边111和所述第二环形挡边112沿所述外圈110径向向内延伸，所述滚动体130在轴向上卡设于所述第一环形挡边111和所述第二环形挡边112之间；第一环形挡边111和第二环形挡边112为滚动体130提供在轴向方向上的限位。

所述第一环形挡边111和所述第二环形挡边112朝向所述滚动体130的一侧具有第一表面110a，所述第一表面110a凸向所述滚动体130、并与所述滚动体130线接触；所述第一表面110a的轴向截面为弧形。

第一表面110a朝向滚动体130凸出，在轴向上，使得滚动体130与外圈110的接触为线接触，相比于现有技术中的面接触，本实施例中滚动体130与外圈110在轴向上的接触面积大大减小，从而减小了滚动体130与外圈110之间的产生的摩擦，相应地，圆柱滚子轴承100在运行时产生的热量也得到减少。

在其他实施例中，第一表面110a的轴向截面也可以不是弧形，只要保证第一表面110a与滚动体130之间线接触即可。

所述第一环形挡边111还具有第二表面110b，所述第二表面110b面向所述滚动体130，所述第二表面110b与所述滚动体130之间具有间隙；所述第一表面110a与所述第二表面110b沿径向方向依次连接。

其中所述第一表面110a与所述第二表面110b可以沿外圈110的径向向内或者向外依次连接，在本实施例中，为了使润滑油膜更容易地进入到第一环形挡边111与滚动体130之间的间隙中，设置所述第一表面110a与所述第二表面110b沿外圈110的径向向内依次连接。

另外，第二表面110b的设置位置不限于第一环形挡边111，在其他实施例中，可以设置第二环形挡边112中具有第二表面110b，或者设置第一环形挡边111和第二环形挡边112均具有第二表面110b。

本实施例中，第二表面110b与滚动体130之间具有间隙，意味着在轴向上，相比于现有技术而言，可供形成润滑油膜的空间尺寸变大，因此可以更好地形成润滑油膜，并且由于间隙的存在，使得形成的润滑油膜厚度变厚，可以更好地吸收圆柱滚子轴承100在运行时产生的热量。

参照图2并结合图3，所述第二表面110b与所述轴承100的径向方向之间具有夹角θ1，所述第二表面110b与所述第一表面110a连接的一端与所述滚动体130之间的距离小于另一端与所述滚动体130之间的距离。具体地，第二表面110b可以是一个倾斜平面，并且第二表面110b与滚动体130之间，沿所述外圈110径向向内的方向上，间隙的尺寸越来越大。这样的布置方式，能够进一步增大润滑油膜形成的空间。在其他实施例中，第二表面110b也可以不是平面，例如可以是凹凸面等，但只要保证第二表面110b是倾斜的，并且倾斜方向与本实施例相同，均可以实现本发明的目的。

进一步地，继续参照图2，所述内圈120形成有与所述第二环形挡边112同一侧的第三环形挡边123，所述第三环形挡边123沿所述内圈120径向向外延伸；

所述第三环形挡边123朝向所述滚动体130的一侧具有第三表面120c，所述第三表面120c凸向所述滚动体130、并与所述滚动体130线接触，所述第三表面120c的轴向截面为弧形。与第一表面110a相似地，第三表面120c使得滚动体130与外圈110的接触为线接触，在轴向上，通过减小接触面积来减小滚动体130与内圈120之间的摩擦，以减小圆柱滚子轴承100在运行时产生的热量。在其他实施例中，与第一表面110a相似地，第三表面120c也可以不是弧形，只要保证第三表面120c与滚动体130之间线接触即可；

所述第三环形挡边123还包括第四表面120d，所述第四表面120d面向所述滚动体130；所述第三表面120c与所述第四表面120d沿径向方向依次连接；所述第四表面120d与所述滚动体130之间具有间隙。与第二表面110b相似地，设置第四表面120d的目的是加大第三环形挡边123与滚动体130之间可供形成润滑油膜的空间尺寸，以更好地形成润滑油膜。

其中所述第三表面120c与所述第四表面120d可以沿内圈120的径向向内或者向外依次连接，在本实施例中，为了使润滑油膜更容易地进入到第三环形挡边123与滚动体130之间的间隙中，设置所述第三表面120c与所述第四表面120d沿内圈120的径向向外依次连接。此时，设置所述第一环形挡边111应当具有所述第二表面110b，以同时加强圆柱滚子轴承100轴向两侧的强度。

进一步地，继续参照图2，并结合图4，所述第四表面120d与径向方向之间具有夹角θ2，所述第四表面120d与所述第三表面120c连接的一端与所述滚动体130之间的距离小于另一端与所述滚动体130之间的距离。与第二表面110b相似地，第四表面120d可以是一个倾斜平面，并且第四表面120d与滚动体130之间，沿所述内圈120径向向外的方向上，间隙尺寸越来越大，这样的布置方式，能够进一步增大润滑油膜的形成空间。

其中，夹角θ2与夹角θ1可以相同，也可以不相同。

进一步地，参照图2，在本实施例中，所述第一环形挡边111沿径向方向的尺寸不小于所述滚动体130直径的二分之一；其中，第一环形挡边111的径向尺寸越大，可供形成润滑油膜的面积就越大，那么形成的润滑油膜的面积也越大，最终可以使得润滑油膜吸收更多的热量，因此在加工和装配工艺允许的情况下，第一环形挡边111沿径向方向上的尺寸可以尽可能地大，可以朝向靠近内圈120的方向尽可能地延伸。

在其他实施例中，根据不同型号的圆柱滚子轴承对散热要求的不同，也可以设置所述第一环形挡边111沿径向方向的尺寸大于所述滚动体130直径的五分之一且小于所述滚动体130直径的二分之一。

进一步地，所述第二环形挡边112和所述第三环形挡边123中的一个沿径向方向的尺寸不小于所述滚动体130直径的二分之一，并且，所述第二环形挡边112与所述第三环形挡边123在径向上的尺寸之和不大于所述滚动体130的直径。这里的原理与第一环形挡边111相同，第二环形挡边112和第三环形挡边123的径向尺寸越大，可以最终使得形成更大面积的润滑油膜以吸收更多的热量。但是由于第二环形挡边112与第三环形挡边123相对设置，其径向尺寸受到滚动体130直径的限制，因此为保证装配，第二环形挡边112与第三环形挡边123的尺寸之和应当不大于滚动体130的直径。

在其他实施例中，根据不同型号的圆柱滚子轴承对散热要求的不同，也可以设置所述第二环形挡边112和所述第三环形挡边123沿径向方向的尺寸均大于所述滚动体130直径的五分之一，且均小于所述滚动体130直径的二分之一。

在其他实施例中，第三环形挡边123也可以与第一环形挡边111相对，此时在径向方向上，各部分尺寸的设计应当为：第二环形挡边112的尺寸不小于滚动体130直径的二分之一；第一环形挡边111与第三环形挡边123的尺寸不小于滚动体130直径的五分之一，且第一环形挡边111与第三环形挡边123的尺寸之和不大于滚动体130的直径。

需要提醒注意的是，第一表面110a和第三表面120c应当与滚动体130的端面发生接触，因此当滚动体130的端面与周面之间的连接处形成有倒角时，倒角在径向方向上的尺寸应当尽量小，以第一表面110a为例，滚动体130的倒角在径向方向上的尺寸应当小于第一表面110a与滚动体130接触位置距离外圈110内壁的距离，保证第一表面110a与滚动体130的接触位置位于滚动体130的端面上。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (9)

1.一种圆柱滚子轴承，包括：

内圈、同轴套设于所述内圈外的外圈、以及位于所述内圈和所述外圈之间的滚动体；

其特征在于，所述外圈的轴向的两端分别形成有第一环形挡边和第二环形挡边，所述第一环形挡边和所述第二环形挡边沿所述外圈径向向内延伸，所述滚动体在轴向上卡设于所述第一环形挡边和所述第二环形挡边之间；

所述第一环形挡边和所述第二环形挡边朝向所述滚动体的一侧具有第一表面，所述第一表面凸向所述滚动体、并与所述滚动体线接触；

所述第一环形挡边和所述第二环形挡边中至少一个还具有第二表面，所述第二表面面向所述滚动体，所述第二表面与所述滚动体之间具有间隙；

所述第一表面与所述第二表面沿径向方向依次连接，所述第二表面与径向方向之间具有夹角，所述第二表面与所述第一表面连接的一端与所述滚动体之间的距离小于另一端与所述滚动体之间的距离。

2.如权利要求1所述的圆柱滚子轴承，其特征在于，所述内圈形成有与所述第二环形挡边同一侧的第三环形挡边，所述第三环形挡边沿所述内圈径向向外延伸；

所述第三环形挡边朝向所述滚动体的一侧具有第三表面，所述第三表面凸向所述滚动体、并与所述滚动体线接触。

3.如权利要求2所述的圆柱滚子轴承，其特征在于，所述第一环形挡边具有所述第二表面；

所述第三环形挡边还包括第四表面，所述第四表面面向所述滚动体；

所述第三表面与所述第四表面沿沿径向方向依次连接；

所述第四表面与所述滚动体之间具有间隙。

4.如权利要求3所述的圆柱滚子轴承，其特征在于，所述第四表面与径向方向之间具有夹角，所述第四表面与所述第三表面连接的一端与所述滚动体之间的距离小于另一端与所述滚动体之间的距离。

5.如权利要求1所述的圆柱滚子轴承，其特征在于，所述第一环形挡边沿径向方向的尺寸大于所述滚动体直径的五分之一且小于所述滚动体直径的二分之一。

6.如权利要求1所述的圆柱滚子轴承，其特征在于，所述第一环形挡边沿径向方向的尺寸不小于所述滚动体直径的二分之一。

7.如权利要求2所述的圆柱滚子轴承，其特征在于，所述第二环形挡边和所述第三环形挡边沿径向方向的尺寸均大于所述滚动体直径的五分之一，且均小于所述滚动体直径的二分之一。

8.如权利要求2所述的圆柱滚子轴承，其特征在于，所述第二环形挡边和所述第三环形挡边中的一个沿径向方向的尺寸不小于所述滚动体直径的二分之一；

所述第二环形挡边与所述第三环形挡边在径向上的尺寸之和不大于所述滚动体的直径。

9.如权利要求3所述的圆柱滚子轴承，其特征在于，所述第一表面和所述第三表面的轴向截面为弧形。