CN1083903A

CN1083903A - 子母式圆柱形滚子轴承

Info

Publication number: CN1083903A
Application number: CN 93101051
Authority: CN
Inventors: 杜长春
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-01-24
Filing date: 1993-01-24
Publication date: 1994-03-16

Abstract

子母式圆柱形滚子轴承，为一种滚动轴承。本发明的特点在于：在一个轴承中，交替安置了两组(或两组以上)数目相同但名义直径不同的圆柱形滚子。直径较大的母滚子组为承压滚子，直径较小的子滚子组为隔离滚子。由此，在增加了滚子数目的同时又保证了各滚子之间的间隙。为使轴承的装配简单易行且不会发生微动磨损，至少在内圈和外圈中的一个配合表面上开设了螺旋润滑油槽，该螺旋润滑油槽连通至两端面的径向通油槽。

Description

本发明是一种关于滚动体为圆柱形的滚动轴承，特别是一种在一个轴承中采用了两组（或两组以上）直径不同的圆柱形滚子的滚动轴承。

圆柱形滚子轴承（包括各种变形设计的滚柱轴承和滚针轴承），由于其承受径向载荷的能力大，所占的径向尺寸小，目前被广泛用于各种机械中，是使用最广泛的滚动轴承之一。

在现有的圆柱形滚子轴承中，可分为带有保持架及不带保持架两种。对于带有保持架的滚子轴承而言，虽然因为保持架的存在而能确保两相邻的滚子不产生直接摩擦，但相应带来其他一些问题如：（1），只能安置较少数量的滚子而限制了额定载荷的进一步提高;（2），保持架与各滚子之间的滑动摩擦会产生相当的热量，影响提高转速;（3），由于保持架的刚度即固有频率较低，当轴承的转速较高时，便易产生振动，从而导致发热及噪音等问题。

对于不带保持架的滚子轴承，因为去掉了保持架，使得滚子的数量增加，从而承载能力有所提高。但相应而来的问题是：当轴承转动时，由于各个滚子之间没有任何隔离物，相邻两滚子便很容易发生高速摩擦而导致轴承温度迅速上升及滚子的摩损，故通常许容转速远远低于带有保持架的轴承。另外，由于制造装配及滚子受力后变形等方面的原因，必须考虑在各滚子之间留有一定的间隙。轴承工作时，这些间隙将集中到两个滚子之间形成一个较大的间隙（h），如图十所示。由于这一间隙的存在，随着轴承的转动，各滚子便轮流与另一个滚子产生冲击，引起噪音。

在实际使用滚动轴承时，为了避免所谓微动磨损及获得较高的转动精度，通常要求轴及轴承孔分别与轴承的内圈及外圈为过盈配合，以防止由于配合表面的相对微小滑动而引起磨损。由于过盈配合，常常使得轴承的装配变得比较麻烦而影响工作效率。事实上，对于大多数并不要求特别精密转动且润滑条件良好的场合，如果能从轴承结构设计上做到即使采用间隙配合也能消除微动摩损，则可使轴承的装配大为简化。

基于上述问题，本发明的目的旨在提供一种具有许容转速高，额定载荷大，噪音小，装配容易等优点的圆柱形滚子轴承。

发明的意图是这样实现的：在一个由内圈及外圈构成的圆环形空间内，安设两组（或两组以上）数目相同，直径不同，但长度可以一样的圆柱形滚子。直径大的一组圆柱形滚子（母滚子）为承压滚子，直径较小的圆柱形滚子（子滚子）为隔离滚子，其功能是使每两个承压滚子之间始终有一个很小的间隙。两组滚子交替安置，即每两根直径较大的圆柱形滚子之间安设一根直径较小的圆柱形滚子。也可以说每两根直径较小的圆柱形滚子之间有一根直径较大的圆柱形滚子。隔离滚子既可安放在承压滚子与外圈之间（外圈侧布置法）也可安放在承压滚子与内圈之间（内圈侧布置法），具体布置法视轴承的类型而定。隔离滚子直径的大小应正好保证任意两承压滚子之间有很小的间隙但又绝对不会发生直接接触。换句话说，在本发明中，一组分散分布的隔离滚子代替了传统的整体式保持架。

当轴承工作时，内圈或外圈将带动承压滚子向一个方向滚动，每两个承压滚子和内圈（如果外圈侧布置法，则是外圈）的摩擦力矩及惯性力的联合作用将使隔离滚子在公转的同时，以同承压滚子自转反向相反的方向自转。因为隔离滚子与内圈（或外圈）在滚道接触点存在着绝对速度差，弹性动力润滑效应所产生的油膜将使隔离滚子不与滚道发生固体接触。尤其是将隔离滚子布置在内圈侧时，离心力的作用将进一步帮助隔离滚子脱离滚道而与承压滚子接触。这样，承压滚子与隔离滚子之间几乎只存在纯滚动，而隔离滚子与滚道之间因为存在着绝对的线速度差，很容易形成流体弹性润滑油膜，因此，除滚子与两侧止推平面以外，可保证各个零件之间几乎没有直接摩擦，从而在最大限度地安置承压滚子即提高轴承承载能力的基础上，又可以进一步提高轴承的许容转速，降低因振动和冲击引起的噪音。

为了实现即使将轴承的内外圈配合面与轴及孔设计成间隙配合也不会引起微动磨损，本发明采用了如下的方法：在内圈及外圈上的圆柱形配合面上，设置了螺旋润滑油槽，该螺旋油槽与设在端面上的相应油槽相通。这样，即使当两配合表面发生微小滑动时，因为始终有油被导入滑动表面之间，润滑该表面并带走热量，故可有效地避免微动磨损。

与现有的各种圆柱形滚子轴承相比较，本发明具有承载能力大，许允转速高，温升低，噪音小，寿命长，可靠性高，安装方便等一系列优点。

本发明用于圆柱形滚子轴承的实施例由附图2-附图4给出。

下面，结合附图2-附图四，详细说明依据本发明提出的子母式圆柱形滚子轴承的结构特征及工作原理等。

图2为将隔离滚子组（子滚子）安放在内圈滚道与承压滚子组（母滚子）之间的结构。图3表示了当把隔离滚子组安放在外圈滚道与承压滚子组之间时各零件的相对位置关系。图4则为说明隔离滚子为什么会转动时所需的示意图。

首先，以隔离滚子组安放在内圈时的情况为例。如图2所示，轴承由内圈（1），复数个隔离滚子（2），与隔离滚子数目相同的复数个承压滚子（3），外圈（4），挡圈（5）等零件组成。当（轴带动）内圈（1）沿图示方向顺时针转动时，一般情况下，承压滚子组（3）将同时与内圈（1）的滚道及外圈（4）的滚道产生接触。由于载荷及惯性力的联合作用，使得承压滚子组（4）之间有产生相互接触的趋势。但是，因为隔离滚子（2）的存在，保证了两承压滚子之间始终有一个预先确定的间隙而无法接触。

下面，参照图4详细说明隔离滚子必然产生滚动的理由。

对于隔离滚子（2）而言，如果不考虑油膜及惯性力的影响，当轴承工作时，则会在（a），（b），（c）三点分别与承压滚子（3）-1，（3）-2及内圈（1）的滚道发生接触。虽然在（c）点的摩擦力矩（Mc）有使隔离滚子（2）产生反时针方向自转的趋向，但点（a）及点（b）处的摩擦力矩（Ma），（Mb）则会使隔离滚子（2）产生顺时针方向的自转。由于角速度差的存在，只要各零件之间的摩擦系数相同，则（Ma）及（Mb）的联合作用将克服（Mc）而使隔离滚子（2）产生顺时针方向的自转及顺时针方向的公转。当然，这最后一点意味着：如果在隔离滚子与内圈滚道面之间没有油膜，则两者之间便可能产生相对滑动。幸运的是，只要设计得当，便可使隔离滚子（2）在（c）点的绝对速度值不等于内圈滚道在（c）点的绝对速度值，从而十分有利于在隔离滚子与内圈滚道之间产生流体动力润滑油膜而使两者不会产生直接摩擦。离心力（Fc）的作用有助于减轻（c）点的摩擦力。进而言之，因为隔离滚子（2）与两侧的两个承压滚子（3）转向相反，使得两对滚动面之间很容易形成油膜，故可保证除两端面以外各个零件之间几乎没有滑动摩擦。

对于图3所示“外圈布置法”的情形，除离心力的影响不同以外，工作原理基本相同，故不再赘述。

为了在保证即使将轴或孔与轴承的内外配合面做成间隙配合时也不会在配合表面出现微动磨损，在内圈（1）及外圈（4）的配合表面上开设了连通至两端的螺旋形润滑油槽（Lc）。为使润滑油不受轴肩等的阻碍而能方便的进入润滑油槽，可在内圈和外圈的两端面开设导油槽（Ld），如图2及图3所示。

考虑到在许多场合只要内圈与轴的配合为适当的间隙配合便可使装配足够简单，故可只在内圈上开设上述润滑油槽（Lc）和（Ld）。

另外，对应于图3中的结构，只要将内圈去掉便可形成所谓无内圈式滚动轴承。

顺便指出，依据本发明提出的基本原理，可以将轴承做成多种不同的结构型式如复列结构轴承，内外圈可相对移动形式，内外圈不可相对移动形式，无内圈式结构等。同时，本发明的基本原理还可应用到滚子形状为球体，锥柱体，鼓状体等各种结构的轴承中。

Claims

子母式圆柱型滚子轴承，由内圈(1)，外圈(4)，一组或一组以上直径较大的承压滚子(3)即母滚子和一组或一组以上直径较小的隔离滚子(2)即子滚子等零件构成(当然也可以不要内圈)，其特征在于：

1、(a)，在一个轴承中，配置了两组(或两组以上)数目相同但名义直径不同的圆柱型滚子。

(b)，两组滚子交替放置，直径较大的承压滚子(3)在与内滚道及外滚道接触的同时，与分置于两侧的隔离滚子(2)产生接触。

(c)，隔离滚子(2)在同两侧的承压滚子(3)产生接触的同时，永远不会同时与内滚道和外滚道发生接触。
2、根据权利要求“1”所述的轴承，其特征在于;至少在外圈或内圈中的一个配合面上，开设了螺旋式润滑油槽（Lc）。
3、根据权利要求“1”所述的轴承，其特征在于;至少在外圈或内圈中一个的两侧端面上，开设了径向通油槽（Ld）。