CN109488685A - 轴承组件及轴承 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种轴承组件及轴承，轴承包括保持架和轴承引导圈；轴承引导圈与保持架之间存在径向间隙，轴承引导圈上开设有引导圈导气孔，引导圈导气孔连通径向间隙，且延伸至轴承引导圈的外表面。轴承在工作过程中，通过气源为轴承提供外界气体，使气体通过轴承引导圈外表面上开设的引导圈导气孔进入到径向间隙，能够避免轴承引导圈和保持架因冲击接触产生摩擦，提高了轴承的使用寿命。

Description

轴承组件及轴承

技术领域

本发明实施例涉及机械技术领域，尤其涉及一种轴承组件及轴承。

背景技术

滚动轴承是将运转的轴与轴承座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。滚动轴承包括轴承内圈、轴承外圈、滚子和保持架，轴承内圈装在轴上，与轴一起转动，轴承外圈装在轴承座上，一般不转动。轴承内圈和轴承外圈上设置有滚道，保持架引导并带动滚动体在正确的滚道上滚动。

滚动轴承在工作时，例如，广泛应用于铁路行业的轮对轴承和变速箱轴承，随着周期性的启动或刹车过程中，轴承要承受很大的冲击和振动，保持架容易发生断裂。

为了增强保持架的性能，现有的措施是减轻保持架的重量，即通过减少滚动体的数量以降低轴承的承载能力。然而，由于紧急刹车或者糟糕路况引起的较大振动并不常见，通过降低轴承的承载能力以降低冲击并非是经济的做法，但是，振动给轴承造成的影响又不能不考虑。

因此，如何提高轴承的抗冲击性能，成为亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例解决的技术问题是提供一种轴承组件及轴承，以提高轴承的抗冲击性能。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种轴承，包括：

保持架；

轴承引导圈，与所述保持架之间存在径向间隙，所述轴承引导圈上开设有引导圈导气孔，所述引导圈导气孔连通所述径向间隙，且延伸至所述轴承引导圈的外表面。

可选地，所述引导圈导气孔包括第一端引导圈导气孔和第二端引导圈导气孔，所述第一端引导圈导气孔和所述第二端引导圈导气孔关于所述轴承的滚子的轴向中间截面对称。

可选地，所述引导圈导气孔在承载区的数量大于非承载区的数量。

可选地，所述轴承引导圈为轴承外圈或轴承内圈。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种轴承组件，包括气源和上述的轴承，所述气源的出口连通所述引导圈导气孔，通过所述引导圈导气孔向所述径向间隙提供气体。

可选地，所述轴承组件还包括导气通道，所述气源的出口通过所述导气通道连通所述引导圈导气孔。

可选地，所述轴承组件还包括：

控制阀，设置于所述导气通道上，以调节所述导气通道的流量；

速度传感器，设置于所述轴承上，适于检测所述轴承的转速，获得转速信号；

气源控制系统，适于接收所述转速信号，并根据所述转速信号调节所述控制阀的开度和所述气源的功率。

可选地，所述轴承组件还包括轴承座，所述轴承座开设有轴承座导气孔，所述轴承座导气孔与所述引导圈导气孔相通，所述气源的出口通过所述轴承座导气孔连通所述引导圈导气孔。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：

本发明实施例所提供的轴承，包括保持架和轴承引导圈；所述轴承引导圈与所述保持架之间存在径向间隙，所述轴承引导圈上开设有引导圈导气孔，所述引导圈导气孔连通所述径向间隙，且延伸至所述轴承引导圈的外表面。轴承在工作过程中，通过气源为所述轴承提供外界气体，使气体通过轴承引导圈外表面上开设的引导圈导气孔进入到径向间隙，从而在轴承引导圈与所述保持架之间形成一周气膜，在圆周方向给保持架提供支撑力，若轴承受到冲击或振动时，比如，轴承受到径向冲击时，保持架与轴承引导圈之间不再同心，保持架与轴承引导圈之间的间隙一侧变大，一侧变小，间隙大的一侧气压降低支撑力也降低，间隙小的一侧气压增大支撑力也增大，保持架所受到的气膜的合力从间隙小的一侧指向间隙大的一侧，从而对保持架起到引导作用，使保持架与轴承引导圈趋于同心，因而可以在一定程度上避免轴承引导圈和保持架之间产生冲击，进而减少由于冲击接触产生摩擦，提高轴承的使用寿命；进一步，通过气源提供冷气，还能够起到冷却轴承的作用；再者，还可以通过引导圈导气孔使润滑油进入引导面及滚道，增加润滑性能。

可选方案中，所述引导圈导气孔包括第一端引导圈导气孔和第二端引导圈导气孔，所述第一端引导圈导气孔和所述第二端引导圈导气孔关于所述轴承的滚子的中间轴向截面对称。轴承在工作过程中，借助气源为所述轴承提供气体，气体分别通过第一端引导圈导气孔和第二端引导圈导气孔进入到径向间隙，且在轴承引导圈与所述保持架之间形成一周气膜，在圆周方向给保持架提供支撑力，从而保证保持架和轴承引导圈沿圆周方向上的受力均匀。

可选方案中，所述轴承引导圈导气孔在承载区的数量大于非承载区的数量。因承载区保持架受自身重力作用，因而轴承引导圈导气孔在承载区的数量大于非承载区的数量，使得承载区处的气膜的支撑力大于非承载的支撑力，使保持架与轴承引导圈更趋于同心。

本发明实施例所提供的轴承组件，还包括：控制阀，设置于所述导气通道上，以调节所述导气通道的流量；速度传感器，设置于所述轴承上，适于检测所述轴承的转速，获得转速信号；气源控制系统，适于接收所述转速信号，并根据所述转速信号调节所述控制阀的开度和所述气源的功率。速度传感器将检测到的轴承的转速信号发送给气源控制系统，气源控制系统接收所述转速信号后，根据所述转速信号自动调节所述控制阀的开度和所述气源的功率，当轴承转速较低时，控制阀的开度较小，同时气源的功率较低，气流流速较低；当轴承转速增加后，增大控制大的开度，同时增加气源的功率，使得气流流速增加。通过气源控制系统，能够减少能源的浪费，并且保证减小冲击和摩擦的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例所提供的轴承的示意图；

图2是本发明实施例所提供的轴承组件的示意图。

其中：10-保持架；20-引导圈导气孔；30-轴承引导圈；40-导气通道；50-气源；60-控制阀；70-速度传感器；80-气源控制系统；90-轴承座；100-轴承座导气孔；110-轴。

具体实施方式

由背景技术可知，轴承保持架在受到冲击或振动时容易发生断裂。

为了提高轴承的抗冲击性能，本发明实施例提供了一种轴承，包括保持架和轴承引导圈；所述轴承引导圈与所述保持架之间存在径向间隙，所述轴承引导圈上开设有引导圈导气孔，所述引导圈导气孔连通所述径向间隙，且延伸至所述轴承引导圈的外表面。轴承在工作过程中，通过气源为所述轴承提供外界气体，使气体通过轴承引导圈外表面上开设的引导圈导气孔进入到径向间隙，从而在轴承引导圈与所述保持架之间形成一周气膜，在圆周方向给保持架提供支撑力，若轴承受到冲击或振动时，比如，轴承受到径向冲击时，保持架与轴承引导圈之间不再同心，保持架与轴承引导圈之间的间隙一侧变大，一侧变小，间隙大的一侧气压降低支撑力也降低，间隙小的一侧气压增大支撑力也增大，保持架所受到的气膜的合力从间隙小的一侧指向间隙大的一侧，从而对保持架起到引导作用，使保持架与轴承引导圈趋于同心，因而可以在一定程度上避免轴承引导圈和保持架之间产生冲击，进而减少由于冲击接触产生摩擦，提高轴承的使用寿命；进一步，通过气源提供冷气，还能够起到冷却轴承的作用；再者，还可以通过引导圈导气孔使润滑油进入引导面及滚道，增加润滑性能。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例所提供的轴承，可以是双列滚动轴承，也可以是单列或者多列滚动轴承。如无其他说明，本文均以附图中的双列滚子轴承为例进行说明。

请参考图1和图2，图1是本发明实施例所提供的轴承的示意图；图2是本发明实施例所提供的轴承组件的示意图。

如图所示，本发明实施例提供了一种轴承，包括：

保持架10；

轴承引导圈30，与所述保持架10之间存在径向间隙，所述轴承引导圈30上开设有引导圈导气孔20，所述引导圈导气孔20连通所述径向间隙，且延伸至所述轴承引导圈30的外表面。

如图1所示，在一种具体实施例中，所述轴承引导圈30可以为轴承外圈，此时，保持架10的引导方式为外圈引导，轴承外圈与保持架10之间存在径向间隙；在其他实施例中，所述轴承引导圈还可以是轴承内圈，此时，保持架的引导方式为内圈引导，轴承内圈与保持架之间存在径向间隙。

需要说明的是，引导圈导气孔必须连通所述径向间隙，且延伸至所述轴承引导圈的外表面，以使得外界气源能够通过轴承引导圈的外表面将气体传递至径向间隙内。外表面包括轴承在轴向方向上的轴向两端以及轴承在径向方向上的外环面。比如，当轴承引导圈为轴承外圈时，外表面指的是轴承外圈的外环面；当轴承引导圈为轴承内圈时，外表面指的是轴承内圈的轴向两端。

如无任何说明，以下均以轴承引导圈为轴承外圈为例，对本发明实施例进行清楚完整的说明。本领域技术人员可以理解的是，在其他实施例中，轴承引导圈还可以是轴承内圈。

在一种实施例中，引导圈导气孔20可以是直孔，直孔更易于加工，并且气流所受到的阻力也会更小，当然，在其他实施例中，引导圈导气孔20也可以是非直孔。只要能够保证气体能够通过引导圈导气孔20进入径向间隙即可。

轴承在工作过程中，通过气源为所述轴承提供外界气体，使气体通过轴承引导圈外表面上开设的引导圈导气孔进入到径向间隙，从而在轴承引导圈与所述保持架之间形成一周气膜，在圆周方向给保持架提供支撑力，若轴承受到冲击或振动时，比如，轴承受到径向冲击时，保持架与轴承引导圈之间不再同心，保持架与轴承引导圈之间的间隙一侧变大，一侧变小，间隙大的一侧气压降低支撑力也降低，间隙小的一侧气压增大支撑力也增大，保持架所受到的气膜的合力从间隙小的一侧指向间隙大的一侧，从而对保持架起到引导作用，使保持架与轴承引导圈趋于同心，因而可以在一定程度上避免轴承引导圈和保持架之间产生冲击，进而减少由于冲击接触产生摩擦，提高轴承的使用寿命；进一步，通过气源提供冷气，还能够起到冷却轴承的作用；再者，还可以通过引导圈导气孔使润滑油进入引导面及滚道，增加润滑性能。

如图2所示，在一种具体实施例中，所述引导圈导气孔20包括第一端引导圈导气孔和第二端引导圈导气孔，所述第一端引导圈导气孔和所述第二端引导圈导气孔关于所述轴承的滚子的轴向中间截面对称。

轴向中间截面指的是滚子的轴向中点处的轴向截面。

所述引导圈导气孔20开设在滚子挡边处。一个滚子包括两个滚子挡边，所述引导圈导气孔20开设在两个滚子挡边处。对于双列滚子轴承，每个滚子的两个滚子挡边处均开设有引导圈导气孔20。轴承在工作过程中，借助气源为所述轴承提供气体，气体分别通过第一端引导圈导气孔和第二端引导圈导气孔进入到径向间隙，且在轴承引导圈与所述保持架10之间形成一周气膜，在圆周方向给保持架提供支撑力，从而保证保持架10和轴承引导圈30沿圆周方向上的受力均匀。

如图1所示，考虑到自身重力作用，在一种具体实施例中，所述轴承引导圈30导气孔20在承载区的数量大于非承载区的数量。

图1中下方虚线围成的扇形区域代表轴承承载区。

因承载区保持架10受自身重力作用，因而轴承引导圈30导气孔20在承载区的数量大于非承载区的数量，使得承载区处的气膜的支撑力大于非承载的支撑力，使保持架10与轴承引导圈30更趋于同心。

继续参考图2，为了提高轴承的抗冲击性能，本发明实施例提供了一种轴承组件，包括气源50和上述的轴承，所述气源50的出口连通所述引导圈导气孔20，通过所述引导圈导气孔20向所述径向间隙提供气体。

在一种实施例中，所述气源50可以是气泵，当然，在其他实施例中，气源也可以是其他可以为轴承提供气体的装置。

轴承在工作过程中，通过气源为所述轴承提供外界气体，使气体通过轴承引导圈外表面上开设的引导圈导气孔进入到径向间隙，从而在轴承引导圈与所述保持架之间形成一周气膜，在圆周方向给保持架提供支撑力，若轴承受到冲击或振动时，比如，轴承受到径向冲击时，保持架与轴承引导圈之间不再同心，保持架与轴承引导圈之间的间隙一侧变大，一侧变小，间隙大的一侧气压降低支撑力也降低，间隙小的一侧气压增大支撑力也增大，保持架所受到的气膜的合力从间隙小的一侧指向间隙大的一侧，从而对保持架起到引导作用，使保持架与轴承引导圈趋于同心，因而可以在一定程度上避免轴承引导圈和保持架之间产生冲击，进而减少由于冲击接触产生摩擦，提高轴承的使用寿命；进一步，通过气源提供冷气，还能够起到冷却轴承的作用；再者，还可以通过引导圈导气孔使润滑油进入引导面及滚道，增加润滑性能。

继续参考图2，在一种具体实施例中，所述轴承组件还包括导气通道40，所述气源50的出口通过所述导气通道40连通所述引导圈导气孔20。导气通道40可以根据引导圈气孔20的数量进行设置。导气通道40的设置，能够使气源50根据空间进行更自由的设置。

气流流动方向如图2中箭头方向所示。

在一种具体实施例中，如图2所示，所述轴承组件还包括控制阀60，控制阀60设置于所述导气通道40上，以调节所述导气通道40的流量；控制阀60的数量可以与引导圈导气孔20的数量相同，以实现对各个支路气流的分别控制。

控制阀60能够确保沿圆周方向上的进入径向间隙的气体的支撑力均匀，以防止保持架10倾斜。

本实施例中，轴承组件还包括速度传感器70，设置于所述轴承上，适于检测所述轴承的转速，获得转速信号；

轴承组件还包括气源控制系统80，适于接收所述转速信号，并根据所述转速信号调节所述控制阀60的开度和所述气源50的功率。

以外圈引导为例，在一种实施例中，可以将速度传感器70设置在轴110上，以准确的检测轴承的转速，在其他实施例中，也可以将速度传感器70设置于能够测得轴承转速的轴承的其他部位。

气源控制系统80能够接收速度传感器70或者列车主机系统的数据，从而根据路况或者转速对气压、进气孔数量和进气孔位置进行调节。

速度传感器70将检测到的轴承的转速信号发送给气源控制系统80，气源控制系统80接收所述转速信号后，根据所述转速信号自动调节所述控制阀60的开度和所述气源50的功率，当轴承转速较低时，控制阀60的开度较小，同时气源50的功率较低，气流流速较低；当轴承转速增加后，增大控制阀60的开度，同时增加气源50的功率，使得气流流速增加。通过气源控制系统80，能够减少能源的浪费，并且保证减小冲击和摩擦的作用。

在一种具体实施例中，如图2所示，所述轴承组件还包括轴承座90，所述轴承座90开设有轴承座导气孔100，所述轴承座导气孔100与所述引导圈导气孔20相通，所述气源50的出口通过所述轴承座导气孔100连通所述引导圈导气孔20。

在一种实施例中，所述轴承座导气孔100可以是与引导圈导气孔20位于同一截面上的直孔，直孔更易于加工。在其他实施例中，轴承座导气孔100也可以是非直孔，只要能够保证气体能够通过轴承座导气孔100进入引导圈导气孔20，最终进入径向间隙即可。

下面以气源为气泵举例，对轴承组件的工作过程进行详细的说明。

速度传感器将检测到的轴承转速的信号发送给泵控制系统，泵控制系统根据接收到的速度信号，自动调节泵的功率，相当于控制了气流量，随着气体从气泵的出口进入导气通道，沿导气通道进入各个分支通道，各个分支通道分别与各个引导圈导气孔相连通，由于各个分支通道上分别设有一个控制阀，泵控制系统能够根据轴承的转速自动调节控制阀的开度，相当于控制了气流的流速，气流继续流经引导圈导气孔，最终进入保持架和轴承引导圈之间的径向间隙。轴承刚启动时，转速较低，泵控制系统会调节气泵的功率，避免能源浪费，当轴承处于高速旋转阶段时，轴承振动或冲击的可能性增加，此时泵控制系统会自动调节以增大气泵的功率，且增加控制阀的开启程度，以使得更多的气体进入径向间隙，提高气体在径向间隙的支撑力，避免轴承保持架与轴承引导圈之间产生碰撞摩擦，提高轴承的耐冲击性能。

需要说明的是，文中指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位，以特定的方位构造，因此不能理解为对本发明的限制。

虽然本发明实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种轴承，其特征在于，包括：

保持架；

轴承引导圈，与所述保持架之间存在径向间隙，所述轴承引导圈上开设有引导圈导气孔，所述引导圈导气孔连通所述径向间隙，且延伸至所述轴承引导圈的外表面。

2.如权利要求1所述的轴承，其特征在于，所述引导圈导气孔包括第一端引导圈导气孔和第二端引导圈导气孔，所述第一端引导圈导气孔和所述第二端引导圈导气孔关于所述轴承的滚子的轴向中间截面对称。

3.如权利要求1或2所述的轴承，其特征在于，所述引导圈导气孔在承载区的数量大于非承载区的数量。

4.如权利要求1或2所述的轴承，其特征在于，所述轴承引导圈为轴承外圈或轴承内圈。

5.一种轴承组件，其特征在于，包括气源和如权利要求1-4任一项所述的轴承，所述气源的出口连通所述引导圈导气孔，通过所述引导圈导气孔向所述径向间隙提供气体。

6.如权利要求5所述的轴承组件，其特征在于，还包括导气通道，所述气源的出口通过所述导气通道连通所述引导圈导气孔。

7.如权利要求6所述的轴承组件，其特征在于，还包括：

控制阀，设置于所述导气通道上，以调节所述导气通道的流量；

速度传感器，设置于所述轴承上，适于检测所述轴承的转速，获得转速信号；

气源控制系统，适于接收所述转速信号，并根据所述转速信号调节所述控制阀的开度和所述气源的功率。

8.如权利要求6或7所述的轴承组件，其特征在于，还包括轴承座，所述轴承座开设有轴承座导气孔，所述轴承座导气孔与所述引导圈导气孔相通，所述气源的出口通过所述轴承座导气孔连通所述引导圈导气孔。