CN105697550A

CN105697550A - 保持架、包括保持架的滚动轴承及包括该滚动轴承的设备

Info

Publication number: CN105697550A
Application number: CN201510881999.XA
Authority: CN
Inventors: L.E.西斯洛; T.波勒; R.雷斯蒂沃
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2015-12-03
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2035-12-03
Also published as: CN105697550B; US20160160921A1; DE102015224645A1; US9546682B2

Abstract

本发明涉及滚动轴承的保持架，该保持架包括：环形跟部，定心在中心轴线上且径向至中心轴线测量具有不变的径向厚度；轴向部分，从跟部基本上平行于中心轴线延伸；以及容纳部分，由跟部和轴向部分界定以容纳滚动轴承的滚动元件；轴向部分的轴向长度大于容纳部分的内径的一半，并且外径小于跟部的外径且包括在第一值和第二值之间，第一值等于保持架的节距圆直径减去跟部的径向厚度的一半，第二值等于保持架的节距圆直径加上跟部的径向厚度的一半；其中容纳部分根据角间隔(α1-α8)彼此至少部分不同的相应值在中心轴线周围分隔。本发明还涉及包括这样保持架的滚动轴承和包括这样滚动轴承的设备。

Description

保持架、包括保持架的滚动轴承及包括该滚动轴承的设备

技术领域

本发明涉及用于保持滚动轴承的滚动元件的保持架。本发明还涉及包括这样保持架的滚动轴承。本发明还涉及包括这样滚动轴承的设备。本发明的领域是滚动轴承的保持架，特别是用于深槽球轴承的合成保持架以在滚珠之间提供适当的圆周间隔。

背景技术

在已知的方式中，滚动轴承包括内环、外环以及一排或几排滚动元件。对于每一排，滚动轴承还包括保持滚动元件的保持架。

US-A-2010046875公开了这样保持架的示例，其包括环形跟部、轴向部分和用于容纳滚动元件的容纳部分，更准确地说滚动元件是球。容纳部分由环形跟部和轴向部分界定。容纳部分在保持架的中心轴线周围规则地分隔开。轴向部分的外径小于跟部的外径。轴向部分因此减轻，与跟部相比其径向厚度减小，因此导致在保持架的质量和惯性上保持架原材料成本的减小。由于该减轻，保持架在高速度下变形程度很低，因此减小了保持架和球的摩擦。

然而，当容纳部分在保持架的中心轴线周围规则地分隔时，在滚动轴承的给定转速下，球以相同的频率通过相同的位置，因此增加了轴承滚道的磨损。而且，如果该频率与轴承或与轴承固定的其它部分的自然频率成分共振，则可能发生不希望的噪声，日益增加，并且在一定的情况下变得不可接受。

发明内容

本发明的目标是提供用于滚动轴承的改进的保持架。

为此，本发明涉及滚动轴承的保持架，该保持架包括：环形跟部，其定心在中心轴线上且具有径向于中心轴线所测量的不变的径向厚度；轴向部分，其从环形根部基本上平行于中心轴线延伸；以及容纳部分，其由环形根部和轴向部分界定以容纳滚动轴承的滚动元件；轴向部分的轴向长度大于容纳部分的内径的一半，外径小于根部的外径且包括在第一值和第二值之间，第一值等于保持架的节距圆直径减去根部的径向厚度的一半，第二值等于保持架的节距圆直径加上根部的径向厚度的一半。根据本发明，容纳部分根据至少部分彼此不同的角间隔的相应值而在中心轴线周围分隔开。

因此，配备有根据本发明的保持架的滚动轴承性能良好且防止鸣响噪声。本发明允许消除与力和压力峰值的不平衡相关的负面现象，同时提供平静和没有共振的轴承。与已知的保持架相比大大改善了噪声降低。通过减小摩擦(仅与跟部接触)和减小惯性(材料减少)使保持架更加有效。保持架的另一个优点是限制磨损，并且因此提高了其服务寿命。

根据本发明有利但非必须的进一步方面，这样的保持架可结合下面特征的一个或几个：

-容纳部分的大部分根据彼此不同的角间隔的相应值在中心轴线周围分隔开。

-保持架包括总计八个容纳部分。

-八个容纳部分根据角间隔的两个间隔相等而其它六个间隔不同的各值在中心轴线周围分隔开。

-具有相等值的两个间隔在沿着保持架的圆周方向上不是相邻的间隔。

-八个容纳部分根据角间隔在两个相邻容纳部分之间的下述值彼此分隔：41度、41.5度、41.5度、45.3度、45.7度、47.5度、48.4度、49.1度。

-在沿着保持架的圆周方向上，八个容纳部分根据角间隔在两个相邻容纳部分之间的下述顺序彼此分隔开：41.5度、49.1度、41度、47.5度、45.7度、41.5度、45.3度、48.4度。

-轴向部分的外径等于保持架的节距圆直径。

-轴向部分包括多个轴向部分，该多个轴向部分界定容纳部分且包括与中心轴线相对径向打开的凹槽，跟部包括与凹槽互连的开口且在凹槽和跟部与轴向部分相对的面之间轴向延伸，开口和凹槽根据其在中心轴线周围的位置具有不同的尺寸。凹槽通过使其变形而增加保持架的有效性。

-开口和凹槽以基本上相等的距离有角度地设置在容纳部分之间。

-在跟部与轴向部分相对的面上，开口由在圆周方向上具有一定厚度的接合部分开，该厚度小于跟部的径向厚度的八分之一。

-轴向部分包括多个轴向部分，其每一个包括：界定相邻容纳部分的两个弧形分支和连接两个弧形分支且设置有轴向抽头的肋。

-轴向部分在至少等于容纳部分的直径的60％的长度上轴向延伸。

-保持架包括在跟部和轴向部分之间的弧形的连接部分，所述连接部分轴向地延伸在小于轴向部分的长度的长度上。

-轴向部分包括多个内部容纳部分轴向部分，每个轴向部分包括界定容纳部分且连接到跟部的两个分支、连接分支且位于跟部和分支的自由端之间的肋、以及径向厚度小于分支的径向厚度且设置在分支、肋和跟部之间的分隔物。

-跟部和轴向部分由玻璃纤维填充聚酰胺和聚醚醚酮的至少一个形成。

本发明还涉及滚动轴承，其包括内环、外环、如上所述的保持架以及安装在保持架的容纳部分中的滚动元件。

根据本发明有利但非必须的进一步方面，这样的轴承可结合下面特征的一个或几个：

-滚动轴承是滚珠轴承，并且滚动元件是滚珠。

-滚珠的直径包括在6,7和6,8毫米之间。

-滚动轴承包括保持一排滚动元件的一个保持架。

-滚动轴承包括保持两排滚动元件的两个保持架。

本发明还涉及包括如上所述滚动轴承的设备。例如，该设备可为交流发电机、传动轴组件或发动机的定时驱动器。

附图说明

现在将对照附图说明本发明，并且作为示例性示例不限制本发明的目的。在附图中：

图1是根据本发明的滚动轴承的分解透视图，其包括内环、外环、一排球和用于保持球的保持架；

图2和3是图1的一个保持架的透视图；

图4是图2上的保持架沿着箭头IV的侧视图；

图5是沿着图6的线V-V剖取的截面图；

图6是保持架沿着图4的箭头VI的前视图；

图7是沿着图6的曲线VII-VII剖取的截面图；以及

图8是保持架沿着图4的箭头VIII的后视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的滚动轴承1。滚动轴承1包括内环2、外环3、一排滚珠4、密封板5和6、以及也是根据本发明的保持架10。内环2包括圆柱内孔2a、两个相对的径向侧表面2b和2c以及圆柱外表面2d，圆柱外表面2d形成用于滚动元件4的滚道2e。外环3包括圆柱外表面3a、相对的径向侧表面3b和3c和圆柱内孔3d，圆柱内孔3d形成用于滚动元件4的滚道3e。密封板5和6固定到外环3中形成的凹槽，分别靠近侧表面3b和3c。

图2至8示出了保持架10，其设计为保持滚珠4且保持这些滚珠4之间的圆周间隔。保持架10包括定心在中心轴线X10上的环形跟部20。保持架10还包括从根部20基本上平行于轴线X10延伸的轴向部分30。更准确地说，轴向部分30包括分布在轴线10周围的八个轴向部分31。跟部20和轴向部分30限定球形形状的八个容纳部分40以容纳滚动元件4。跟部20具有至轴线10径向限定的径向厚度T20和平行于轴线X10限定的轴向长度L20。轴向部分30具有平行于轴线X10限定的轴向长度L30。容纳部分40具有内径D40。长度L30至少等于容纳部分40的直径D40的一半，从而滚动元件4可适当地保持在所述容纳部分40中。在该图的示例中，厚度T20、长度L20和L30以及直径D40分别等于3.05、1.5、5.7和6.75毫米。

保持架10具有内部直径D10，其沿着轴线X10是不变的，在跟部20和轴向部分30二者上，除了跟部20上形成的内斜面25以外。作为选择，可使跟部20具有与轴向部分30略微不同的内部直径。保持架10具有针对跟部和轴向部分不同的外径，其中针对跟部具有外径D20，针对轴向部分具有外径D30。外径D20大于外径D30。在该图的示例中，直径D10、D20和D30分别等于25.4、31.5和28.47毫米。

在该图的示例中，尤其如图5所示，外径D30等于保持架10的节距圆直径，这是通过限定容纳部分40的假想球中心的假想圆的直径。保持架10的节距圆直径基本上等于轴承1的节距圆直径，即连接滚珠4中心的假想圆的直径。

作为选择，外径D30可在这样的范围中选择，该范围限定在保持架10的节距圆直径减去跟部20的径向厚度T20的一半和保持架10的节距圆直径加上跟部20的径向厚度T20的一半之间。

在两个相邻的容纳部分40之间，轴向部分31形成凸起，其从跟部20基本上平行于轴线X10延伸。轴向部分31包括两个弧形分支32，其每一个在与跟部20轴向相对的爪部33终止。轴向部分31还包括在与跟部20相对端连接两个分支32的肋34。爪部33延伸超过与跟部20相对的肋34。优选地，分支32、爪部33和肋34具有相同的径向厚度。每个肋34提供有轴向上与跟部20相对延伸的抽头37。抽头37具有平面的外表面和弯曲的内表面。

轴向部分31还包括在两个相邻的容纳部分40之间连接两个分支32的弧形隔板35。每个隔板35具有很小的径向厚度，例如小于分支32的径向厚度的一半，且在跟部20和肋34之间轴向延伸。隔板35设置在轴向部分31的内面上且在轴向部分31的外面上留下凹槽36。更准确地说，凹槽36轴向地延伸在跟部20和肋34之间，圆周上在轴向部分31的两个分支32之间，且径向上在隔板35和轴向部分31的外面之间。如图7所示，分支32具有与容纳部分40内部和凹槽36内部不同的曲率半径。类似地，爪部33具有与容纳部分40内和容纳部分40外不同的曲率半径，接近抽头37。

跟部20包括圆柱孔21、外圆柱表面22、后环形面23和前环形面24，轴向部分30基本上平行于轴线X10从其延伸。斜面25形成在孔21和面23之间。

开口26形成在跟部20中且轴向地延伸在面23和凹槽36之间。开口26和凹槽36因此互通，使保持架10更容易制造，例如通过模制。此外，开口26和凹槽36的存在促使润滑剂在轴承1内流动。开口26以在内部留下跟部20的一部分且在外部留下跟部20的另一部分的方式被径向界定。如图7和8所示，凹槽36在圆周方向上加大直至到开口26。开口26和凹槽36以基本上相等的距离有角度地设置在容纳部分40之间。此外，对于每个轴向部分31，开口26和凹槽36具有不同的尺寸。相邻的开口26由跟部20的面23上形成的窄接合部27分开。每个接合部27具有厚度T27，限定在圆周方向上，其小于跟部20的径向厚度T20的八分之一。

由于轴向部分30的外径D30的减小以及保持架10内开口26和凹槽36的存在，减少了形成保持架10所需的材料量，导致原材料成本的减小以及质量上的减小。因此，减小了高速旋转所引起的保持架10的径向变形。此外，轴向部分31具有形成加强肋的分支32和在轴向部分31的内侧上提高刚度的隔板35(由于整个轴向部分31经受弯曲径向变形而经历拉伸轴向应力)，这一特定形状还减小了轴向部分30在运行中的变形。作为环形结构的结果，跟部20在径向方向上保持相对的不变形。

保持架10还包括连接跟部20和轴向部分30的外弧形连接部分50。连接部分50处于每个轴向部分31的基部且轴向地延伸在小于轴向部分30长度的长度上。每个连接部分50形成跟部和分支32之间的界面。连接部分50的每一个在包括轴线X10的平面中的横截面中具有圆形外形，具有的径向厚度从根部20朝着分支32减小。作为选择，连接部分50可具有不同的形状，例如，倾斜截头圆锥体形状。

每个容纳部分40由相邻的轴向部分31的相对弧形分支32上形成的两个部分球形凹槽表面41和跟部20上形成的部分球形凹槽表面42界定。表面41和42彼此延长且一起限定形成容纳部分40的球形凹槽，能限制滚珠4适当地分隔在轴线X10周围。每个容纳部分40的凹槽表面41和42一起覆盖一弧线，该弧线在每个滚珠4周围延伸超过180度。实际上，轴向部分30的轴向长度L30大于容纳部分40的内径D40的一半。轴向长度L30限定为平行于轴线X10在表面42的中心和爪部33的端部之间，换言之在容纳部分40的底部和轴向部分30的端部之间。优选地，轴向长度L30至少等于直径D40的60％。

如图6所示，八个容纳部分40当中两个相邻容纳部分40之间的角间隔由八个角度α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7和α8限定。该角间隔围绕轴线X10限定在相邻的容纳部分40的几何中心之间。八个角度α1值α8的大部分具有不同的值，其限定配合在保持架10的容纳部分40中的滚珠4之间不同和不规则的间隔。

在如图所示的优选实施例中，容纳部分40之间的角间隔的数值如下：41度、41.5度、41.5度、45.3度、45.7度、47.5度、48.4度、49.1度。更准确地说，考虑沿着保持架10的圆周方向，八个容纳部分40根据分隔角的下述顺序彼此分隔开：

-α1＝41.5度；

-α2＝49.1度；

-α3＝41度；

-α4＝47.5度；

-α5＝45.7度；

-α6＝41.5度；

-α7＝45.3度；

-α8＝48.4度.

换言之，两个间隔具有相等的值，而另外六个间隔具有不同的值。

与具有相等角间隔的传统轴承相比，根据本发明构造的保持架10特别有利于安静、没有共振以及交替接触负荷的减少。保持架10改善了滚动轴承1在负荷下的使用寿命。

滚动轴承1和保持架10的其它未示出实施例可在本发明的范围内实施。

根据未示出的实施例，轴承1可包括滚珠之外的滚动元件4，例如圆锥或圆柱滚动元件。在此情况下，保持架10的容纳部分40具有与球形形状不同的形状。

根据另一个未示出的实施例，轴承1可包括两排滚动元件4和两个保持架10。

根据另一个未示出的实施例，保持架10可具有不同数量的容纳部分，例如七个或九个容纳部分。

另外，不同实施例的技术特征可全部或部分地彼此结合。因此，滚动轴承1和保持架10可适应于应用上的具体要求。

Claims

1.一种滚动轴承(1)的保持架(10)，该保持架包括：

环形跟部(20)，其定心在中心轴线(X10)上，并且具有径向于该中心轴线(X10)所测量的不变的径向厚度(T20)；

轴向部分(30)，其从该环形跟部(20)基本上平行于该中心轴线(X10)延伸；以及

容纳部分(40)，其由该跟部(20)和该轴向部分(30)限定用于容纳该滚动轴承(1)的滚动元件(4)；

该轴向部分(30)的轴向长度(L30)大于该容纳部分(40)的内径(D40)的一半，并且外径(D30)小于跟部(20)的外径(D20)且包括在第一值和第二值之间，该第一值等于该保持架(10)的节距圆直径减去该跟部(20)的径向厚度(T20)的一半，该第二值等于该保持架(10)的节距圆直径加上该跟部(20)的该径向厚度(T20)的一半；

其中该容纳部分(40)根据彼此至少部分不同的角间隔(α1-α8)的相应值而在该中心轴线(X10)周围分开。

2.根据权利要求1所述的保持架(10)，其中该保持架(10)包括全部八个容纳部分(40)。

3.根据权利要求2所述的保持架(10)，其中该八个容纳部分(40)根据该角间隔(α1-α8)在两个相邻容纳部分之间的下述值而彼此分开：41度、41.5度、41.5度、45.3度、45.7度、47.5度、48.4度、49.1度。

4.根据权利要求3所述的保持架(10)，其中在沿着该保持架(10)的圆周方向上，该八个容纳部分(40)根据角间隔(α1-α5)在两个相邻容纳部分(40)之间的下述顺序彼此分开：41.5度、49.1度、41度、47.5度、45.7度、41.5度、45.3度、48.4度。

5.根据权利要求1所述的保持架(10)，其中该轴向部分(30)的该外径(D30)等于该保持架(10)的节距圆直径。

6.根据权利要求1所述的保持架(10)，其中该轴向部分(30)包括多个轴向部分(31)，该多个轴向部分(31)界定该容纳部分(40)且包括与该中心轴线(X10)相对的径向打开的凹槽(36)，该跟部(20)包括与该凹槽(36)连通的开口(26)且轴向地延伸在该凹槽(36)和该跟部(20)与该轴向部分(30)相对的面(23)之间，该开口(26)和凹槽(36)根据它们在该中心轴线周围的位置具有不同的尺寸。

7.根据权利要求6所述的保持架(10)，其中该跟部(20)的面(23)与该轴向部分(30)相对，该开口(26)由具有厚度(T27)的接合部(27)在圆周方向上分开，该厚度(T27)小于该跟部(20)的该径向厚度(20)的八分之一。

8.根据权利要求1所述的保持架(10)，其中该轴向部分(30)包括多个轴向部分(31)，其每一个包括：

两个弧形分支(32)，其界定相邻的容纳部分(40)，以及

肋(34)，其连接该两个弧形分支(32)且设置有轴向抽头(37)。

9.一种滚动轴承(1)，包括内环(1)、外环(3)、根据任何前述权利要求1-8所述的保持架(10)、以及安装在该保持架(10)的容纳部分(40)中的滚动元件(4)。

10.一种设备，包括根据权利要求9所述的滚动轴承(1)。