CN109083931B - 一种防水轴承的连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防水轴承的连接结构，其涉及机械领域，旨在解决传统的防水轴承无法解决轴杆与内圈连接处漏水的问题，其技术方案要点是在内圈和轴杆连接的端部设置为过盈配合，通过内圈和轴杆之间相互挤压后的形变提高内圈和轴杆之间的密实度，本发明达到了防止轴杆和内圈之间漏水的效果。

Description

一种防水轴承的连接结构

技术领域

本发明涉及机械领域，更具体地说，它涉及一种防水轴承的连接结构。

背景技术

轴承是当代机械设备中一种重要的零部件，它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度，轴承在使用的过程会遇到各种各样的环境，当轴承遇到有水的环境，且机械设备对防水有要求时，一般会将机械设备内的轴承换成防水轴承，在接触水的环境下，防水轴承能够有效的防止水流入机械设备内，保证机械设备正常运行的情况下，还提高机械设备的使用寿命。

现有公告号为CN107989906A的中国专利，公开了一种防水轴承，其包括外圈、内圈、钢球、保持架、密封圈，外圈开设外密封槽，内圈开设内密封槽；密封圈包括包于密封圈外缘的第一外唇与第二外唇，及位于密封圈内缘的第一内唇、第二内唇、第三内唇、第四内唇；第一外唇与第二外唇间形成第一凹槽；第一内唇与第二内唇间形成第二凹槽，第二内唇与第三内唇间形成第三凹槽；第四内唇指向密封圈的轴向；第一外唇与第二外唇与外密封槽接触，第一内唇、第二内唇及第三内唇与内密封槽接触。

但是，上述发明结构的防水只能体现在内圈和外圈之间，现有技术中轴承防水的难点和重要点主要是在内圈和轴杆之间，轴杆一边连接机械设备，另一边还要自由旋转，既不能影响轴承的使用寿命，还要轴杆和内圈足够密实，解决轴承与轴杆之间的这个矛盾，才是最重要的。

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防水轴承及连接结构，其具有提高轴承与轴杆防水性能的优势。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种防水轴承的连接结构，包括轴承，所述轴承包括内圈和外圈，所述内圈内穿设有轴杆，所述轴杆包括外伸段和挤压段，所述挤压段穿设在内圈中，所述挤压段包括两端的外缘部分和内心部分，其中一端的所述外缘部分与内圈设置为过盈配合。

通过采用上述技术方案，过盈配合主要依靠轴杆上外缘部分与内圈之间的过盈值，轴杆上外缘部分与内圈的侧壁设置为过盈配合，过盈配合主要设置在内圈的一端处，当轴杆穿设在内圈时，边缘部分和轴杆之间的过盈值会使内圈挤压轴杆，由于轴杆一般为金属材料，具有一定的弹性，相互之间的挤压会使轴杆和内圈发生一定量的形变，微量的形变会将内圈和轴杆之间的缝隙堵住，从而起到防止水从轴承的一面流到另一面的作用；

而且由于过盈值的原因，轴杆和内圈之间的压力会变大，轴杆和内圈的连接更稳固，不容易发生相对位移，从而保证了精密机械设备的回转精度。

进一步地，所述挤压段远离过盈配合处的外缘部分设置有若干滚花(33)，所述内心部分设置有若干滚花。

通过采用上述技术方案，轴承中的滚珠夹在内圈和外圈之间，由于滚珠为球型的物件，所以在和内圈外圈之间的滚珠主要受到的压力来自于内圈和外圈宽度方向的中间部位，穿设在内圈之间的轴杆会经过内圈的中间部位，从而会对内圈和外圈之间的滚珠进行挤压，降低轴承的寿命；

为了防止这种自损的挤压，将轴杆远离过盈配合处的外缘部分和内心部分设置滚花，滚花原有的设计初衷视为增加机械设备之间的摩擦力，主要起防滑的作用；但是滚花与滚花之间是存在空隙的，带滚花的轴杆插入到内圈之间，由内圈和轴杆之间的相互作用力，挤压凸起的滚花，由于金属材料具有可塑性，在内圈的挤压力下凸起的滚花会向两边的间隙内发生细微的形变，发生形变后的滚花与内圈之间的挤压力变小，从而减小轴杆对内圈的作用力，然后减小内圈对滚珠的作用力，进而提高轴承的使用寿命。

进一步地，所述滚花设置成外螺纹状，所述内圈接触轴杆的侧壁设置有第一内螺纹，所述滚花与内圈侧壁上的第一内螺纹相互咬合。

通过采用上述技术方案，轴杆上的滚花在此连接结构中，主要起到为受到挤压力的轴杆提供一个形变的空间，然后通过这个形变的空间减小滚珠受到的压力；

通过此原理可以将轴杆上的滚花变成外螺纹状，然后将内圈的光滑的侧壁变成第一内螺纹状，第一内螺纹咬合滚花使用；

连接结构中密封性最好是焊接，但是轴承和轴杆需要方便拆卸，在众多可拆卸连接中螺纹连接的密封性较好，且拆卸方式也很方便，因为将第一内螺纹和滚花咬合在一起时，第一内螺纹的凸棱嵌设在滚花内的两条凸棱内部，相同的滚花的凸棱也是如此，如此一来凹凸不平的第一内螺纹和滚花，能够阻断平面上水流形成的毛细孔，从而阻断水流路径，进而起到提高轴承与轴杆之间的密封性；

而且在将与内圈过盈配合的轴杆插入光滑的内圈时，必然要对其进行敲打，将其塞进轴承的内圈中，敲击的过程中，轴杆会带动内圈向外圈外移动，从而对轴承造成相应的损伤；然而通过第一内螺纹和滚花咬合的方式，旋转轴杆，让轴杆在旋转的过程中循序渐进的向内圈内移动，在内外螺纹咬合的过程中，互相挤压的内外螺纹会发生变化，内圈和轴杆相互挤压会发生形变，这些形变和损伤都是在向对轴承和轴杆连接方式有利的方向发展，最重要的是轴承的内圈和外圈不会发生相对位移，从而起到保护轴承的作用。

进一步地，所述外圈远离过盈配合处的端面设置有第一环板，所述第一环板内侧壁设置有卡槽，所述卡槽远离过盈配合处的一端呈开通设置；所述内圈远离过盈配合的端面开设有卡腔，所述卡腔内穿设有卡块，所述卡块远离卡腔的一端设置有限位块，所述限位块远离卡块的一端抵触在卡槽内。

通过采用上述技术方案，带滚花的轴杆旋设入内圈的过程中，由于滚花和第一内螺纹相互咬合的过程中，滚花与第一内螺纹咬合的数量越多，滚花与第一内螺纹之间的摩擦力越大，当摩擦力大于转动内圈需要的力时，转动轴杆只会带动内圈转动而不会将轴杆转入内圈内；

而卡块和限位块的存在可以将内圈和外圈的转动同步起来，当轴杆上的滚花和第一内螺纹之间的摩擦力变大时，轴杆带动内圈转动，内圈的卡腔带动卡块转动，卡块带动限位块转动，限位块卡在外圈的卡槽内，并带动外圈转动，如此一来内圈和外圈的转动就会同步，只要在转动轴杆前固定住外圈，也就固定住了内圈，然后将转轴杆旋设入内圈即可，从而起到方便将轴杆转入内圈的作用。

进一步地，所述第一环板内侧壁设置有第二内螺纹，第一环板内设置有密封盖，所述密封盖上接触第一环板的侧壁设置有第二外螺纹，所述第二内螺纹和第二外螺纹相互咬合。

通过采用上述技术方案，轴承根据使用情况的不同，会出现将轴杆穿设在内圈内的情况和轴杆穿过内圈并伸出内圈的情况，当轴杆穿设在内圈内时，且轴承远离过盈配合的一端有水渗入时；要先将轴杆旋设在内圈内，然后将密封盖盖合在轴承上，并开始旋转密封盖，将密封盖旋设在第一环板内，则密封盖可以有效的将内圈与水隔绝，防止水流入到内圈内，从而起到提高轴承防水能力的效果。

进一步地，所述第一环板内侧壁设置有环块，所述环块设置在第二内螺纹和内圈端面之间。

通过采用上述技术方案，密封盖在旋入第一环板过程中，密封盖将第一环板内的空间挡住，此时操作人员无法观察到密封盖在第一环板内的位置，如果密封盖接触到内圈就会影响到轴杆的转动；

但是在第二内螺纹和内圈之间设置环块，环块能够限制密封盖的位移，当密封盖向下转动并且接触换块时，密封盖向下的位移被限制无法向下移动，从而起到防止密封盖影响轴杆转动的作用。

进一步地，所述环块靠近第二内螺纹的一端设置有密封垫。

通过采用上述技术方案，密封盖和环块抵触，但是密封盖和环块之间总是存在间隙；因此在环块靠近过密封盖的表面设置密封垫，密封垫为柔性材料，在密封盖与环块之间的挤压下，密封垫会发生塑性变形，从而填充在环块和密封盖之间，进而起到提高密封盖和环块之间的防水性能的作用。

进一步地，所述内圈内侧壁中间设置有环槽，所述内圈靠近过盈设置的端面开设有连通孔，所述连通孔连通内圈内侧壁上的环槽，所述连通孔内塞设有密封塞。

通过采用上述技术方案，密封环盖设置在轴承上时，由于轴杆向外旋转时，内圈内会形成真空，大气压强会抵推着轴杆，轴杆此时无法从内圈中取出，为了避免这种状况的发生；在内圈内开环槽，内圈的空间通过环槽连接连通孔，再通过连通孔连接外界环境，不需要通气时要将密封塞塞在连通孔内，防止水从连通孔内流出。

进一步地，所述滚花上包裹有吸水膨胀条。

通过采用上述技术方案，轴杆穿设在内圈中，滚花与第一内螺纹之间还是存在空隙，在滚花旋转在内圈前，在相邻滚花的凹槽内缠绕吸水膨胀条；当轴杆在螺栓内接触到水时，吸水膨胀条会扩大很多倍，切此时的吸水膨胀条有可塑性，吸水膨胀条吸水够填充在滚花和第一内螺纹之间的缝隙处，从而起到进一步提高轴杆与内圈之间吸水性的效果。

进一步地，所述密封盖中间正对轴杆的位置向远离轴杆的方向凸起，所述密封盖凸起部分呈正六边形设置。

通过采用上述技术方案，轴杆穿设在内圈中，但是一般的轴杆还是会伸出内圈，密封盖的凸起部分相当于是在给轴杆让位，给轴杆提供更多的空间，防止轴杆被摩擦；

凸起呈正六边形比起光滑的圆形，正六边形多了很多棱角，方便机械抓紧，从而方便了密封盖的开合。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、采用了滚花和过盈连接，从而产生防止内圈和轴杆之间漏水的效果；

2、采用了滚花和第一内螺纹，从而产生提高内圈和轴杆之间密封性的效果；

3、采用了卡块和限位块，从而产生方便将轴杆旋入圈内的效果。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明中轴杆的分段结构示意图；

图3为本发明轴承处的剖面结构示意图；

图4为本发明的第一环板处爆炸剖面结构示意图。

图中：1、轴承；11、外伸段；12、挤压段；13、外缘部分；14、内心部分；2、外圈；3、内圈；31、第一内螺纹；32、轴杆；33、滚花；4、第一环板；41、环块；42、密封垫；43、卡槽；44、第二内螺纹；45、密封盖；46、第二外螺纹；5、卡腔；51、卡块；52、限位块；6、环槽；61、连通孔；62、密封塞。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：

一种防水轴承1的连接结构，参照图1，其包括轴承1，轴承1内穿设轴杆32，轴承1外圈2一端的端面焊接有第一环板4，第一环板4内盖合密封盖45；轴承1在机械设备中主要其支撑和旋转的作用，一般情况下轴承1会配合轴杆32使用， 但是轴杆32和轴承1连接处避免不了的缝隙问题，而轴承1防水最难解决的也就是轴杆32和轴承1连接处的问题。

参照图1，轴承1有多种用法，有的是轴杆32穿设在轴承1之内，有的是轴杆32贯穿在轴承1内，当轴杆32没有贯穿轴承1时，可以在安装前将密封盖45盖合在第一环板4内，并且使带有密封盖45的轴承1接触潮湿环境，此时水在流到轴承1的一端，密封盖45会将水和轴承1轴杆32连接处分隔开来。

参照图2，轴杆1分为外伸段11和挤压段12，挤压段12包括内心部分13和外缘部分14，挤压段12穿插在内圈3中，挤压段12的两端设置为外缘部分13，外缘部分13的中间为内心部分14，外缘部分13远离过盈连接处设置滚花33，同样的内心部分14亦设置有滚花33。

参照图3，轴承1包括内圈3和外圈2，轴杆32穿设在内圈3处，轴杆32穿设在内圈3的部分，靠近内圈3的端面的位置，轴杆32和内圈3设置为过盈配合，内圈3和轴杆32的过盈值使内圈3和轴杆32发生相互挤压，因为轴杆32和内圈3均由金属材料制成，金属有可塑性和很小的弹性，轴杆32和内圈3过盈连接处的挤压会使轴杆32发生微小的变化，轴杆32的微小形变会将轴杆32与内圈3之间的间隙全部堵住，将流入到内圈3的水堵住。

参照图3，但是如果将内圈3和轴杆32全设置呈过盈设置，轴杆32会对内圈3产生挤压，内圈3会对滚珠产生挤压，滚珠会对外圈2产生挤压，滚珠同时受到内圈3和外圈2双方的挤压，滚珠在运动的过程中一直受到挤压，滚珠会受到损伤，滚珠发生损伤后轴承1也就失去效用，因此为了轴承1的寿命，在滚珠直接挤压内圈3的位置轴杆32上设置成螺纹型的滚花33，塞设在内圈3的轴杆32除了过盈配合的位置均设置有滚花33。

参照图3，外螺纹状的滚花33旋设在内圈3时，轴杆32与内圈3过盈配合处既能将轴杆32与轴承1连接的更紧密，又能将轴杆32与内圈3连接处封实，从而起到提高防水性的作用；当轴杆32全部插入到内圈3时，滚花33与滚花33之间留有缝隙，外圈2挤压滚珠，滚珠挤压内圈3，内圈3将最终的挤压力释放向滚花33，滚花33是金属材料的，所以滚花33会向间隙处发生微量的变化，将受到的挤压力释放。

参照图3，由于轴承1在机械结构中特殊的存在，既要转动又要支撑，所以内圈3和轴杆32之间最好为可拆卸连接，可拆卸连接中螺纹配合是密封性较好的一种配合，无论是从拆装的角度还是从密封性的角度；从密封性角度看，滚花33的凸出的部分咬合在第一内螺纹31的凹陷处，多层的相互咬合，从提高接触面积的角度提高密封性，而且相比较光滑的内圈3，内螺纹凹凸不平，水在流动的过程中不易形成毛细孔，进而起到方便切断水流的效果，进而起到提高内圈3和轴杆32连接处密封性的效果。

参照图3，由于轴杆32和内圈3有过盈配合处，所以一般情况下是将轴杆32冲击进内圈3内，这样有可能会使内圈3和外圈2发生相对位移，从而破坏轴承1原有的稳定结构，但是如果通过螺纹咬合的方式，通过这种循序渐进的方式将轴杆32压入内圈3，会损坏的只有滚花33，而滚花33的变形和损坏提前就预留好了空隙，不会对整体轴承1有不良影响。

参照图3和图4，外圈2的远离过盈配合的一端设置第一环板4，第一环板4内设置第二内螺纹44，第二内螺纹44和内圈3之间设置环块41，环块41上垫有密封垫42，第一环板4内盖合有密封盖45，密封盖45侧壁设置第二外螺纹46；当密封盖45旋设在第一环板4内，密封盖45和轴杆32之间气压稳定，当轴杆32向外旋设时，密封盖45和轴杆32之间会形成中空，阻碍轴杆32的取出；因此在内圈3设置有环槽6，环槽6侧壁开设连通孔61，需要取出轴杆32时，空气会从外界空气中进入环槽6内，从而进入密封盖45和轴杆32之间，使其内外压强一致，从而方便轴杆32的取出；但随之而来的是密封性问题，因此不需转动轴杆32时，在连通孔61内塞设密封塞62即可。

参照图4，密封盖45旋设在第一环板4内时，为了防止密封盖45抵触内圈3，影响轴承1的正常运转，使用环块41限制住密封盖45的位移，且密封盖45针对轴杆32的位置呈凸起设置，为轴杆32再做进一步的让位，防止密封盖45抵触轴杆32，环块41和密封盖45之间的密封垫42为橡胶材料，密封垫42在受到挤压时，密封垫42会向空隙处变形，进而添堵密封盖45和环块41之间的空隙。

参照图4，内圈3远离过盈连接的端面开设卡腔5，卡腔5内穿设卡块51，卡块51远离卡腔5的一端设置限位块52，限位块52远离卡块51的一端抵触在第一环板4内的卡槽43中；需要将轴杆32旋设在内圈3时，考虑到内圈3会随着轴杆32一起转动，使得轴杆32无法旋设在内圈3中，此时先将卡槽43转到对准卡腔5的位置，然后将卡块51穿设在卡腔5中，卡腔5带动限位块52滑入到卡槽43内，使内圈3和外圈2的转动同步一致，再将外圈2固定，然后旋转轴杆32，将轴杆32旋设在内圈3即可，用完后将卡块51和限位块52取下，防止影响轴承1的正常运行。

工作原理如下：

将原有的轴承1内圈3和轴杆32设置呈过盈配合，通过内圈3和轴杆32之间的过盈值提高轴杆32和轴承1之间的防水性能，由于全部的过盈配合对轴承1的损伤很大，会极大的降低轴承1的寿命，为了提高轴承1的寿命，将穿设在内圈3的轴杆32不是过盈配合的位置设置成滚花33，利用滚花33之间的间隙给滚花33一定变形量，从而作到既提高轴杆32与内圈3处的防水性能，又不会影响轴承1的寿命；再通过轴杆32和内圈3之间的螺纹咬合，既进一步提高轴杆32和内圈3之间的防水性能，又方便轴杆32的穿入，而且最大程度上降低轴杆32安装时对轴承1的损伤。

本具体实施例仅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。

Claims (7)

1.一种防水轴承的连接结构，包括轴承(1)，所述轴承(1)包括内圈(3)和外圈(2)，所述内圈(3)内穿设有轴杆(32)，其特征在于：所述轴杆(32)包括外伸段(11)和挤压段(12)，所述挤压段(12)穿设在内圈(3)中，所述挤压段(12)包括两端的外缘部分(13)和内心部分(14)，其中一端的所述外缘部分(13)与内圈(3)设置为过盈配合，所述挤压段(12)远离过盈配合处的外缘部分(13)设置有若干滚花(33)，所述内心部分(14)设置有若干滚花(33)，所述滚花(33)设置成外螺纹状，所述内圈(3)接触轴杆(32)的侧壁设置有第一内螺纹(31)，所述滚花(33)与内圈(3)侧壁上的第一内螺纹(31)相互咬合，所述外圈(2)远离过盈配合处的端面设置有第一环板(4)，所述第一环板(4)内侧壁设置有卡槽(43)，所述卡槽(43)远离过盈配合处的一端呈开通设置；所述内圈(3)远离过盈配合处的端面开设有卡腔(5)，所述卡腔(5)内穿设有卡块(51)，所述卡块(51)远离卡腔(5)的一端设置有限位块(52)，所述限位块(52)远离卡块(51)的一端抵触在卡槽(43)内。

2.根据权利要求1所述的防水轴承的连接结构，其特征在于：所述第一环板(4)内侧壁设置有第二内螺纹(44)，第一环板(4)内设置有密封盖(45)，所述密封盖(45)上接触第一环板(4)的侧壁设置有第二外螺纹(46)，所述第二内螺纹(44)和第二外螺纹(46)相互咬合。

3.根据权利要求1所述的防水轴承的连接结构，其特征在于：所述第一环板(4)内侧壁设置有环块(41)，所述环块(41)设置在第二内螺纹(44)和内圈(3)端面之间。

4.根据权利要求3所述的防水轴承的连接结构，其特征在于：所述环块(41)靠近第二内螺纹(44)的一端设置有密封垫(42)。

5.根据权利要求1所述的防水轴承的连接结构，其特征在于：所述内圈(3)内侧壁中间设置有环槽(6)，所述内圈(3)靠近过盈设置的端面开设有连通孔(61)，所述连通孔(61)连通内圈(3)内侧壁上的环槽(6)，所述连通孔(61)内塞设有密封塞(62)。

6.根据权利要求1所述的防水轴承的连接结构，其特征在于：所述滚花(33)上包裹有吸水膨胀条。

7.根据权利要求2所述的防水轴承的连接结构，其特征在于：所述密封盖(45)中间正对轴杆(32)的位置向远离轴杆(32)的方向凸起，所述密封盖(45)凸起部分呈正六边形设置。

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