CN108799327A - 交叉球面滚子轴承 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够有效地降低轴承的启动力矩和正常工作的摩擦力矩的交叉球面滚子轴承，其包括外圈、内圈和滚动体，其中，外圈和内圈均设置有两列球面滚道，滚动体为球面滚子，并且通过两列球面滚道支撑两列轴线交叉为90°地间隔排列的球面滚子。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型的交叉滚子轴承。
背景技术
交叉滚子轴承由于滚动体在外圈和内圈之间间隔交叉地彼此成直角方式排列，所以能同时承受来自各个方向的载荷，并且交叉滚子轴承的旋转精度高、尺寸小，因此广泛运用在需要高刚性、高转速并且紧凑的场合下。
交叉滚子轴承的常见类型为交叉圆柱滚子轴承。典型地，如图1所示，交叉圆柱滚子轴承由外圈1、内圈2、圆柱形的滚动体3’、隔离块4和锁圈5构成。外圈1和内圈2都具有呈90°的V型滚道。滚动体3’在滚道上通过隔离块4被相互垂直排列。
在交叉圆柱滚子轴承中，由于滚动体与滚道为线接触，所以轴承在启动和正常工作时有较大的摩擦力矩，并且也极大地限制了轴承的极限转速。这使得轴承在很多需要重载、高速和低摩擦的工况下不能使用。
发明内容
本发明旨在解决上述问题并且提供一种新型的交叉球面滚子轴承，其能够有效地降低轴承的启动力矩和正常工作的摩擦力矩，提高轴承的极限转速，并且降低轴承的能耗。
为了实现上述发明目的，本发明可以采用如下的技术方案。
一种交叉球面滚子轴承，其包括外圈、内圈和滚动体，其中，所述外圈和所述内圈均设置有两列球面滚道，所述滚动体为球面滚子，并且通过所述两列球面滚道支撑两列轴线交叉为90°地间隔排列的所述球面滚子。
优选地，所述球面滚子为几何旋转体，并且在沿包含所述轴线的平面截取的截面图中，所述球面滚子的截面形状由彼此相对的两段圆弧和彼此相对的两条直线连接而成，并且从所述圆弧的顶点到所述轴线的距离小于所述圆弧的曲率半径。
优选地，所述球面滚子的最小直径略大于所述球面滚子的长度。
优选地，所述球面滚子的最小直径比所述球面滚子的长度大0.5mm至1.0mm。
优选地，所述球面滚道的曲率半径略大于所述球面滚子的曲率半径。
优选地，所述球面滚子的曲率半径为所述球面滚道的曲率半径的0.98倍。
优选地，所述交叉球面滚子轴承为外圈分割型。
优选地，所述交叉球面滚子轴承为内圈分割型。
优选地，所述交叉球面滚子轴承为内外圈一体型。
在上述的技术方案中，两列球面滚道支撑两列交叉为90°的球面滚子，把线接触改为点线混合接触，降低了轴承的启动力矩和正常工作的摩擦力矩，大大提高了轴承的极限转速，并且降低了轴承的能耗。另外，相对于传统的圆柱滚子，通过球面滚子还增大了滚动体的直径，提高了轴承的额定动、静载荷及倾覆力矩，大大提高了轴承的使用寿命。
附图说明
图1为传统的交叉圆柱滚子轴承的截面图；
图2为根据本发明实施方式的交叉球面滚子轴承的与图1类似的截面图；
图3为根据本发明实施方式的交叉球面滚子轴承的省略了内圈的局部剖面立体图；
图4为根据本发明实施方式的滚动体的立体图；
图5为根据本发明实施方式的滚动体的沿包含旋转轴线的平面截取的截面图。
附图标记说明
1外圈；2内圈；3’、3滚动体；4隔离块；5锁圈；6滚道；O轴线(旋转轴线)。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。
图2为根据本发明实施方式的交叉球面滚子轴承的截面图。如图2所示，交叉球面滚子轴承由外圈1、内圈2、球面滚子(以下也称为滚动体)3、隔离块4和锁圈5构成。滚动体3由隔离块4间隔并引导。内圈2为一体设计。外圈1为圆周方向两半结构，在滚动体3和隔离块4装配好之后，两半外圈1由多个均布在外表面的锁圈5连接。
图3为根据本发明实施方式的交叉球面滚子轴承的省略了内圈2的局部剖面立体图。如图3所示，两列球面滚子3轴线交叉地间隔排列，并且轴线O(参见图5)彼此成90°角。
如示出了本实施方式的球面滚子3的立体图4所示，球面滚子3为几何旋转体。图5为球面滚子3的沿包含旋转轴线O的平面截取的截面图。如图5所示，球面滚子3的截面形状由彼此相对的曲率半径为r(以下也称为球面滚子3的曲率半径r)的两段圆弧和彼此相对的长度为d(以下也称为滚子3的最小直径d)的两条直线连接而成，其中，从圆弧的顶点到旋转轴线O的距离h小于圆弧的曲率半径r。球面滚子3的最小直径d略大于球面滚子3的长度l。优选地，球面滚子3的最小直径d比球面滚子3的长度l大0.5mm至1.0mm。
在外圈1的径向内表面和内圈2的径向外表面均设有两列交叉的球面滚道6。由球面滚道6支撑球面滚子3。球面滚道6的曲率半径略大于球面滚子3的曲率半径r。优选地，球面滚子3的曲率半径r大约为球面滚道6的曲率半径的0.98倍。
根据本实施方式的交叉球面滚子轴承，通过两列球面滚道6支撑两列交叉为90°的球面滚子3，能够将传统的交叉圆柱滚子轴承情况下的线接触改为点线混合接触。具体地，在压力不大的情况下，球面滚子3与球面滚道6为点接触；随着压力的增大，该点接触逐渐变为线接触。因此，降低了轴承的启动力矩和正常工作的摩擦力矩，大大提高了轴承的极限转速，并且降低了轴承的能耗。另外，由于与传统的圆柱滚子相比，在相同体积的轴承的情况下，能够使球面滚子的最大直径比圆柱滚子的直径大。因此，还增大了滚动体的直径，提高了轴承的额定动、静载荷及倾覆力矩，大大提高了轴承的使用寿命。
在上述实施方式中，内圈2为一体设计，外圈1为通过锁圈5连接的两半结构(所谓的外圈分割型)。然而，本发明的交叉滚子轴承也可以是如下结构：外圈为一体设计，内圈为通过锁圈连接的两半结构(所谓的内圈分割型)。本发明的交叉球面滚子轴承还可以是内圈或外圈为通过法兰-螺栓连接的两半结构。当然，本发明的交叉球面滚子轴承也可以是如下结构：内圈和外圈均为一体设计，而在内圈或外圈设置有孔，将滚动体从孔中放入后，再用塞子将孔塞住(所谓的内外圈一体型)。
应当理解，上述实施方式仅是示例性的，不用于限制本发明。本领域技术人员可以在本发明的教导下对上述实施方式作出各种变型和改变，而不脱离本发明的范围。
Claims (9)
1.一种交叉球面滚子轴承，其包括外圈、内圈和滚动体，其中，
所述外圈和所述内圈均设置有两列球面滚道，
所述滚动体为球面滚子，并且
通过所述两列球面滚道支撑两列轴线交叉为90°地间隔排列的所述球面滚子。
2.根据权利要求1所述的交叉球面滚子轴承，其特征在于，
所述球面滚子为几何旋转体，并且在沿包含所述轴线的平面截取的截面图中，所述球面滚子的截面形状由彼此相对的两段圆弧和彼此相对的两条直线连接而成，并且从所述圆弧的顶点到所述轴线的距离小于所述圆弧的曲率半径。
3.根据权利要求1所述的交叉球面滚子轴承，其特征在于，
所述球面滚子的最小直径略大于所述球面滚子的长度。
4.根据权利要求3所述的交叉球面滚子轴承，其特征在于，
所述球面滚子的最小直径比所述球面滚子的长度大0.5mm至1.0mm。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的交叉球面滚子轴承，其特征在于，
所述球面滚道的曲率半径略大于所述球面滚子的曲率半径。
6.根据权利要求5所述的交叉球面滚子轴承，其特征在于，
所述球面滚子的曲率半径为所述球面滚道的曲率半径的0.98倍。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的交叉球面滚子轴承，其特征在于，
所述交叉球面滚子轴承为外圈分割型。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的交叉球面滚子轴承，其特征在于，
所述交叉球面滚子轴承为内圈分割型。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的交叉球面滚子轴承，其特征在于，
所述交叉球面滚子轴承为内外圈一体型。
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Family
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|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111473044A (zh) * | 2019-01-24 | 2020-07-31 | 孟萍 | 一种高速重载低摩擦的高铁轴承 |
| CN111828469A (zh) * | 2019-04-17 | 2020-10-27 | 孟萍 | 一种设置球面滚子中置球的超重载高铁轴承 |
| CN111828472A (zh) * | 2019-04-17 | 2020-10-27 | 孟萍 | 一种设置交叉滚子中置球的重载荷高铁轴承 |
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2017
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| CN111828472A (zh) * | 2019-04-17 | 2020-10-27 | 孟萍 | 一种设置交叉滚子中置球的重载荷高铁轴承 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20181113 |