CN107504059A - 一种双列角接触球轴承及其加工工艺 - Google Patents

一种双列角接触球轴承及其加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双列角接触球轴承，包括同心的内圈和外圈，所述内圈的外侧凹陷设置有两条平行的内沟道，所述外圈的内侧凹陷设置有与内沟道相对的外沟道，所述内圈和外圈之间设置有贴合外沟道及内沟道转动的钢球，同一圈的所述钢球之间通过环形的保持架固定。本轴承借助结构精巧的密封圈，增强了结构的合理性，并节省了材料。借助砂轮和导轮等加工设备既保证了内沟道和外沟道的表面粗糙度达到标准，同时也避免破坏轴承的结构强度。

Description

一种双列角接触球轴承及其加工工艺
技术领域
本发明涉及一种用于电磁离合器的轴承，更具体地说，它涉及一种双列角接触球轴承及其加工工艺。
背景技术
在发动机正常运转的情况下，皮带轮带动冷却水泵运转，在发动机刚启动时，温度不高，冷却水泵开启，加大耗油量，并且会缩短冷却水泵的寿命。
公告号为“CN202348708U”的专利，其公开日是20120725，其公开了一种发动机电磁离合器水泵，包括：蓄电池、电磁离合器、水泵、和温控开关；电磁离合器包括：I档线圈和II档线圈；温控开关包括：I档开关和II档开关，I档线圈与I档开关串联成I档电路；II档线圈与II档开关串联成II档电路，I档电路与II档电路并联后再与蓄电池、水泵串联。
由于用温控开关和电磁离合器取代了ECU，既可以根据实际工况增大或减小水泵的输出功率，能实现发动机冷却平衡，而有效的减少发动机的能耗损失。借助电磁离合器，虽然增强了水泵的低功耗性，但同时也对电磁离合器的性能增强了要求，因此需要电磁离合器的轴承结构更加合理，负荷大。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种双列角接触球轴承，具有结构合理，负荷大的优势。
为实现上述技术目的，本发明提供了如下技术方案：一种双列角接触球轴承，包括同心的内圈和外圈，所述内圈的外侧凹陷设置有两条平行的内沟道，所述外圈的内侧凹陷设置有与内沟道相对的外沟道，所述内圈和外圈之间设置有贴合外沟道及内沟道转动的钢球，同一圈的所述钢球之间通过环形的保持架固定。
通过采用上述技术方案，双列角接触球轴承的设计基本上与单列角接触球轴承相同，但只占用更小的轴向空间，双列角接触球轴承可以承受径向负荷和作用在两个方向的轴向负荷，它能限制轴或外壳双向轴向位移，接触角为30度，可以提供刚性较高的轴承配置，并能承受倾覆力矩，取得了提高结构合理性的有益效果。
作为优选，所述内圈外沿自身厚度方向的两侧分别凹陷设置有内卡槽，所述外圈内沿自身厚度方向的两侧分别凹陷设置有外卡槽，对应的所述内卡槽和外卡槽之间设置有密封圈。
通过采用上述技术方案，两侧的密封圈将内圈和外圈之间的缝隙遮住，避免外界的灰尘进入内沟道和外沟道，取得了增强密封性的有益效果。同时密封圈也能支撑外圈，增强结构的稳固性。
作为优选，所述密封圈指向钢球的一侧设置有凹槽，所述凹槽内贴合设置有L型的骨架，所述骨架由硬质塑料制成，所述密封圈外延伸设置有用于卡紧骨架的卡角。
通过采用上述技术方案，硬质塑料制成的骨架可以有效增强密封圈的结构强度，避免长期工作后，密封圈向内弯曲变形，导致外圈和内圈之间存在空隙，取得了延长工作寿命的有益效果。
作为优选，所述密封圈插入内卡槽的末端凹陷设置有梯形槽，所述密封圈插入外卡槽的顶端的面积小于密封圈厚度方向的截面。
通过采用上述技术方案，密封圈的末端只有两个端角与内卡槽接触，同时减少了密封圈顶端的面积，降低了密封圈、内圈和外圈之间的摩擦力，取得了提高结构合理性的有益效果。同时密封圈的体积也得到减少，取得了降低成本的辅益效果。
作为优选，所述内圈的内径为12.5mm，所述内圈的外径为17.75mm，所述外圈的内径为20.75mm，所述外圈的外径为23.5mm，所述内圈和外圈的厚度为15mm，所述钢球的直径为9.56mm，两圈所述外沟道的圆心距为6mm，两圈所述内沟道的圆心距为5.9mm，每圈钢球的数量为14个。
通过采用上述技术方案，合理控制轴承的大小，减少了加工成本，同时也合理缩小了轴承的尺寸，因此可以减少相应的水泵尺寸，使结构更加紧凑合理。
作为优选，所述外沟道的表面粗糙度为0.16，所述内沟道的表面粗糙度为0.125，所述内沟道厚度方向的半径为2.45mm，所述外沟道厚度方向的半径为2.5mm。
通过采用上述技术方案，内沟道和外沟道略大于钢球，可以避免设备抖动时，使钢球磕碰内沟道或外沟道，取得了提高结构合理性的有益效果。同时相对光滑的外沟道和内沟道，可以增强轴承的耐磨性和稳定性，减小摩擦力。
根据上述权利要求1至5所述的双列角接触球轴承的加工工艺，具体工艺如下：
步骤一：内圈磨加工，包括，1）研磨双端面；2)细磨内外径；3）粗磨内径；4)细磨内径；5）粗磨内沟道；6）细磨内沟道；
步骤二：内圈精研，精研内沟道；
步骤三：外圈磨加工，包括，1）研磨双端面；2)细磨外径；3）粗磨外沟道；4)细磨外沟道；5）修磨外径；
步骤四：装配，1)零件退磁；2）零件清洗和检验；3）沟道分选；4）合套；5）装保持架；6）成品退磁；7）成品清洗和检测；8）注脂；9）装压盖；10）均脂。
通过采用上述技术方案，将内圈和外圈分开加工，完成后再装配，分多步骤进行加工，每次加工量较少，避免加工误差过大，导致废品率上升。同时将加工工序加多，减少每道工序的加工时间，相同时间里可以同时加工多道工序，取得了提高工作效率的有益效果。
作为优选，步骤一中，精磨内径和细磨内径均采用砂轮进行磨削，砂轮转速均为3600r/min，砂轮修整次数为2~3件/次，精磨内径时，单件磨削时间为20s，细磨内径时，单件磨削时间为10s，最终内径的表面粗糙度为0.63；粗磨内沟道和细磨内沟道时，先使用砂轮进行粗加工，再使用金刚滚轮来进行细加工，最终使内沟道的表面粗糙度为0.32。
通过采用上述技术方案，借助砂轮来不断修整内圈，最后再用硬度较大的金刚滚轮来修整内沟道的表面，使内沟道的参数能达到要求，同时每次使用砂轮最多20s，避免砂轮长期工作后，砂轮温度太高，容易损伤，延长了砂轮的使用寿命。
作为优选，步骤二中，采用油石来精研内沟道，最终使内沟道的表面粗糙度为0.125。
通过采用上述技术方案，油石具有良好的弹性及切削力、耐磨等效果，进一步磨平内沟道。
作为优选，步骤三中，采用砂轮和导轮来加工外圈的外径，导轮在垂直面的倾角为2°~2°15′，振幅为29rpm，最终使外圈的外侧壁的表面粗糙度为0.5，外圈的内侧壁的表面粗糙度为0.32。
通过采用上述技术方案，借助砂轮和导轮来不断修整外圈，使内沟道的参数能达到要求，同时每次使用砂轮的时间较短，避免砂轮长期工作后，砂轮温度太高，容易损伤，延长了砂轮的使用寿命。
综上所述，本轴承借助结构精巧的密封圈，增强了结构的合理性，并节省了材料。借助砂轮和导轮等加工设备既保证了内沟道和外沟道的表面粗糙度达到标准，同时也避免破坏轴承的结构强度。
附图说明
图1为本实施例中用于表现轴承整体结构的剖视图；
图2为本实施例中用于表现密封圈具体结构的局部剖视图。
图中，1、内圈；11、内沟道；12、内卡槽；2、外圈；21、外沟道；22、外卡槽；3、密封圈；31、凹槽；32、骨架；33、卡角；34、梯形槽；4、保持架；41、钢球。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例：如图1所示，一种双列角接触球轴承，包括同心的内圈1和外圈2，内圈1的外侧凹陷设置有两条平行的内沟道11，外圈2的内侧凹陷设置有与内沟道11相对的外沟道21，内圈1和外圈2之间设置有贴合外沟道21及内沟道11转动的钢球41，同一圈的钢球41之间通过环形的保持架4固定。
如图1所示，内圈1外沿自身厚度方向的两侧分别凹陷设置有内卡槽12，外圈2内沿自身厚度方向的两侧分别凹陷设置有外卡槽22，对应的内卡槽12和外卡槽22之间设置有密封圈3。双列角接触球轴承的设计基本上与单列角接触球轴承相同，但只占用更小的轴向空间，双列角接触球轴承可以承受径向负荷和作用在两个方向的轴向负荷，它能限制轴或外壳双向轴向位移，接触角为30度，可以提供刚性较高的轴承配置，并能承受倾覆力矩。
如图2所示，密封圈3指向钢球41的一侧设置有凹槽31，凹槽31内贴合设置有L型的骨架32，骨架32由硬质塑料制成，密封圈3外延伸设置有用于卡紧骨架32的卡角33，硬质塑料制成的骨架32可以有效增强密封圈3的结构强度，避免长期工作后，密封圈3向内弯曲变形。密封圈3插入内卡槽12的末端凹陷设置有梯形槽34，密封圈3插入外卡槽22的顶端的面积小于密封圈3厚度方向的截面，密封圈3的体积得到减少，取得了降低成本的辅益效果。
如图1所示，内圈1的内径为12.5mm，内圈1的外径为17.75mm，外圈2的内径为20.75mm，外圈2的外径为23.5mm，内圈1和外圈2的厚度为15mm，钢球41的直径为9.56mm，两圈外沟道21的圆心距为6mm，两圈内沟道11的圆心距为5.9mm，每圈钢球41的数量为14个。外沟道21的表面粗糙度为0.16，内沟道11的表面粗糙度为0.125，内沟道11厚度方向的半径为2.45mm，外沟道21厚度方向的半径为2.5mm。内沟道11和外沟道21略大于钢球41，可以避免设备抖动时，使钢球41磕碰内沟道11或外沟道21，同时相对光滑的外沟道21和内沟道11，可以增强轴承的耐磨性和稳定性，减小摩擦力。
加工工艺：步骤一：内圈1磨加工，包括，1）研磨双端面；2)细磨内外径；3）粗磨内径；4)细磨内径；5）粗磨内沟道11；6）细磨内沟道11。
精磨内径和细磨内径均采用砂轮进行磨削，砂轮转速均为3600r/min，砂轮修整次数为2~3件/次，精磨内径时，单件磨削时间为20s，细磨内径时，单件磨削时间为10s，最终内径的表面粗糙度为0.63；粗磨内沟道11和细磨内沟道11时，先使用砂轮进行粗加工，再使用金刚滚轮来进行细加工，最终使内沟道11的表面粗糙度为0.32。借助砂轮来不断修整内圈1，最后再用硬度较大的金刚滚轮来修整内沟道11的表面，使内沟道11的参数能达到要求，同时每次使用砂轮最多20s，避免砂轮长期工作后，砂轮温度太高，容易损伤，延长了砂轮的使用寿命。
步骤二：内圈1精研，精研内沟道11。采用油石来精研内沟道11，最终使内沟道11的表面粗糙度为0.125。
步骤三：外圈2磨加工，包括，1）研磨双端面；2)细磨外径；3）粗磨外沟道21；4)细磨外沟道21；5）修磨外径。
采用砂轮和导轮来加工外圈2的外径，导轮在垂直面的倾角为2°~2°15′，振幅为29rpm，最终使外圈2的外侧壁的表面粗糙度为0.5，外圈2的内侧壁的表面粗糙度为0.32。
步骤四：装配，1)零件退磁；2）零件清洗和检验；3）沟道分选；4）合套；5）装保持架4；6）成品退磁；7）成品清洗和检测；8）注脂；9）装压盖；10）均脂。
借助砂轮和导轮来不断修整外圈2，使内沟道11的参数能达到要求，同时每次使用砂轮的时间较短，避免砂轮长期工作后，砂轮温度太高，容易损伤，延长了砂轮的使用寿命。

Claims (9)

1.一种双列角接触球轴承，包括同心的内圈(1)和外圈(2)，其特征在于：所述内圈(1)的外侧凹陷设置有两条平行的内沟道(11)，所述外圈(2)的内侧凹陷设置有与内沟道(11)相对的外沟道(21)，所述内圈(1)和外圈(2)之间设置有贴合外沟道(21)及内沟道(11)转动的钢球(41)，同一圈的所述钢球(41)之间通过环形的保持架(4)固定。
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：所述内圈(1)外沿自身厚度方向的两侧分别凹陷设置有内卡槽(12)，所述外圈(2)内沿自身厚度方向的两侧分别凹陷设置有外卡槽(22)，对应的所述内卡槽(12)和外卡槽(22)之间设置有密封圈(3)。
3.根据权利要求2所述的一种双列角接触球轴承，其特征在于：所述密封圈(3)指向钢球(41)的一侧设置有凹槽(31)，所述凹槽(31)内贴合设置有L型的骨架(32)，所述骨架(32)由硬质塑料制成，所述密封圈(3)外延伸设置有用于卡紧骨架(32)的卡角(33)。
4.根据权利要求3所述的一种双列角接触球轴承，其特征在于：所述密封圈(3)插入内卡槽(12)的末端凹陷设置有梯形槽(34)，所述密封圈(3)插入外卡槽(22)的顶端的面积小于密封圈(3)厚度方向的截面。
5.根据权利要求4所述的一种双列角接触球轴承，其特征在于：所述内圈(1)的内径为12.5mm，所述内圈(1)的外径为17.75mm，所述外圈(2)的内径为20.75mm，所述外圈(2)的外径为23.5mm，所述内圈(1)和外圈(2)的厚度为15mm，所述钢球(41)的直径为9.56mm，两圈所述外沟道(21)的圆心距为6mm，两圈所述内沟道(11)的圆心距为5.9mm，每圈钢球(41)的数量为14个。
6.根据上述权利要求1至5所述的双列角接触球轴承的加工工艺，具体工艺如下：
步骤一：内圈(1)磨加工，包括，1）研磨双端面；2)细磨内外径；3）粗磨内径；4)细磨内径；5）粗磨内沟道(11)；6）细磨内沟道(11)；
步骤二：内圈(1)精研，精研内沟道(11)；
步骤三：外圈(2)磨加工，包括，1）研磨双端面；2)细磨外径；3）粗磨外沟道(21)；4)细磨外沟道(21)；5）修磨外径；
步骤四：装配，1)零件退磁；2）零件清洗和检验；3）沟道分选；4）合套；5）装保持架(4)；6）成品退磁；7）成品清洗和检测；8）注脂；9）装压盖；10）均脂。
7.根据权利要求6所述的加工工艺，其特征在于：步骤一中，精磨内径和细磨内径均采用砂轮进行磨削，砂轮转速均为3600r/min，砂轮修整次数为2~3件/次，精磨内径时，单件磨削时间为20s，细磨内径时，单件磨削时间为10s，最终内径的表面粗糙度为0.63；粗磨内沟道(11)和细磨内沟道(11)时，先使用砂轮进行粗加工，再使用金刚滚轮来进行细加工，最终使内沟道(11)的表面粗糙度为0.32。
8.根据权利要求7所述的加工工艺，其特征在于：步骤二中，采用油石来精研内沟道(11)，最终使内沟道(11)的表面粗糙度为0.125。
9.根据权利要求8所述的加工工艺，其特征在于：步骤三中，采用砂轮和导轮来加工外圈(2)的外径，导轮在垂直面的倾角为2°~2°15′，振幅为29rpm，最终使外圈(2)的外侧壁的表面粗糙度为0.5，外圈(2)的内侧壁的表面粗糙度为0.32。
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