CN108980210B - 一种混合支撑轻载高速滚动轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混合支撑轻载高速滚动轴承，属于高速轴承领域。它包括装设于外部机架上的外圈(1)、内部可装设轴承的内圈(2)、位于外圈(1)内部与内圈(2)外部的混合支撑层；混合支撑层包括采用纳米技术覆盖于内圈(2)外表面的内圈涂层(21)、采用纳米技术覆盖于外圈(1)内表面的外圈涂层(11)、装设于内圈涂层(21)与外圈涂层(11)之间的四个轴对称排列的滚珠(31)，滚珠(31)周围充满牛顿流体(32)；滚珠(31)均同时与外圈涂层(11)、内圈涂层(21)滚动接触。本发明是低速固体支撑、高速流体动压支撑、摩擦力更小、寿命更长的混合支撑轻载高速滚动轴承。

Description

一种混合支撑轻载高速滚动轴承
技术领域
本发明主要涉及高速轴承领域，特指一种混合支撑轻载高速滚动轴承。
背景技术
滚动轴承是工业中应用极为广泛的一种轴承产品，它由外圈、内圈、滚动体和保持架组成，有很好的起动性能和承载能力，可应用于机床、汽车、铁路等工业机械和民用器具，是现代化机械设备的重要配套基础件。现有技术中滚动轴承的内圈的支撑力主要由刚性滚子组成，从而导致高速转动时，摩擦力有所增加，同时存在一定的磨损。因此，设计一种采用固体与液体共同支撑的高速轴承具有重要的应用价值。
发明内容
本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种低速固体支撑、高速流体动压支撑、摩擦力更小、寿命更长的混合支撑轻载高速滚动轴承。
为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种混合支撑轻载高速滚动轴承，它包括装设于外部机架上的外圈、内部可装设轴承的内圈、位于所述外圈内部与所述内圈外部的混合支撑层。
所述混合支撑层包括采用纳米技术覆盖于所述内圈外表面的内圈涂层、采用纳米技术覆盖于所述外圈内表面的外圈涂层、装设于所述内圈涂层与所述外圈涂层之间的四个轴对称排列的滚珠；所述滚珠周围充满牛顿流体。
所述滚珠均同时与所述外圈涂层、所述内圈涂层滚动接触。
所述外圈与所述内圈的两侧还设有密封圈。
所述内圈涂层与所述外圈涂层、以及两侧所述的密封圈构成一个封闭腔室，所述腔室内充满所述牛顿流体。
所述牛顿流体与所述内圈涂层、所述外圈涂层接触截面上，所述牛顿流体无条件滑移。
所述牛顿流体的动力粘度系数不大于1.0mPa·s。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本发明的一种混合支撑轻载高速滚动轴承的内圈与外圈均设有纳米涂层，从而实现了液体的边界层无条件滑移，即间隙了流体与固体接触截面的摩擦了。
(2)本发明的一种混合支撑轻载高速滚动轴承的内圈与外圈之间充满了牛顿流体，当轴承高速转动时，流体出现动压承载，整个轴承的载荷主要由牛顿流体承担，从而实现了滚珠与流体的组合支撑内圈和轴承。由此可知，本发明的滚动轴承不仅提高了高速转动时的承载能力、而且减小了高速转动时的固态滚动摩擦了，从而延长了轴承高速使用寿命。
附图说明
图1是本发明的一种混合支撑轻载高速滚动轴承的结构原理示意图。
图中，1—外圈；11—外圈涂层；2—内圈；21—内圈涂层；3—封闭腔；31—滚珠；32—牛顿流体。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明的一种混合支撑轻载高速滚动轴承，它包括装设于外部机架上的外圈1、内部可装设轴承的内圈2、位于外圈1内部与内圈2外部的混合支撑层。
参见图1所示，混合支撑层包括采用纳米技术覆盖于内圈2外表面的内圈涂层21、采用纳米技术覆盖于外圈1内表面的外圈涂层11、装设于内圈涂层21与外圈涂层11之间的四个轴对称排列的滚珠31；滚珠31周围充满牛顿流体32。
参见图1所示，滚珠31均同时与外圈涂层11、内圈涂层21滚动接触。
参见图1所示，外圈1与内圈2的两侧还设有密封圈。
参见图1所示，内圈涂层21与外圈涂层11、以及两侧的密封圈构成一个封闭腔室，腔室内充满牛顿流体32。
参见图1所示，牛顿流体32与内圈涂层21、外圈涂层11接触截面上，牛顿流体32无条件滑移。
参见图1所示，牛顿流体的动力粘度系数不大于1.0mPa·s。
工作原理：当轴承的内圈2相对于外圈1开始转动时，内圈2的主要载荷由滚珠31承担，此时转动摩擦力为滚动摩擦；随着转速的提高，牛顿流体32相对于外圈涂层11和内圈涂层21发生无条件滑移，即不产生边界层，与此同时，流体在内圈2与外圈1中间开始流动从而产生动压润滑和承载，此时内圈2的主要载荷由牛顿流体32和滚珠31共同承载，从而提高了轴承的承载能力；而且，内圈2与外圈1中间只有四个轴对称分布的滚珠31，滚动摩擦力逐渐被流体动压所缓解，即内圈2高速转动时，摩擦阻力相比低速时也逐渐变小，从而提高了轴承的使用寿命。

Claims (4)

1.一种混合支撑轻载高速滚动轴承，包括装设于外部机架上的外圈(1)、内部可装设轴承的内圈(2)、位于所述外圈(1)内部与所述内圈(2)外部的混合支撑层，其特征在于：
所述混合支撑层包括采用纳米技术覆盖于所述内圈(2)外表面的内圈涂层(21)、采用纳米技术覆盖于所述外圈(1)内表面的外圈涂层(11)、装设于所述内圈涂层(21)与所述外圈涂层(11)之间的四个轴对称排列的滚珠(31)；所述滚珠(31)均同时与所述外圈涂层(11)、所述内圈涂层(21)滚动接触；所述滚珠(31)周围充满牛顿流体(32)；所述牛顿流体(32)与所述内圈涂层(21)、所述外圈涂层(11)接触截面上，所述牛顿流体(32)无条件滑移；
工作原理：当轴承的所述内圈(2)相对于所述外圈(1)开始转动时，所述内圈(2)的主要载荷由所述滚珠(31)承担，此时转动摩擦力为滚动摩擦；随着转速的提高，所述牛顿流体(32)相对于所述外圈涂层(11)和所述内圈涂层(21)发生无条件滑移，即不产生边界层，与此同时，流体在所述内圈(2)与所述外圈(1)中间开始流动从而产生动压润滑和承载，此时所述内圈(2)的主要载荷由所述牛顿流体(32)和所述滚珠(31)共同承载，从而提高了轴承的承载能力；而且，所述内圈(2)与所述外圈(1)中间只有四个轴对称分布的所述滚珠(31)，滚动摩擦力逐渐被流体动压所缓解，即所述内圈(2)高速转动时，摩擦阻力相比低速时也逐渐变小。
2.根据权利要求1所述的一种混合支撑轻载高速滚动轴承，其特征在于：所述外圈(1)与所述内圈(2)的两侧还设有密封圈。
3.根据权利要求2所述的一种混合支撑轻载高速滚动轴承，其特征在于：所述内圈涂层(21)与所述外圈涂层(11)、以及两侧所述的密封圈构成一个封闭腔室，所述腔室内充满所述牛顿流体(32)。
4.根据权利要求1所述的一种混合支撑轻载高速滚动轴承，其特征在于：所述牛顿流体的动力粘度系数不大于1.0mPa·s。
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