CN110118224B - 一种非标角接触球轴承 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非标角接触球轴承，包括外圈、内圈、保持架和钢球，所述外圈和内圈之间设有沟道，该沟道内设有所述保持架和钢球组件，所述外圈的宽度为21.3‑21.7mm，所述内圈的宽度为7.63‑7.69mm；所述保持架上环向均匀分布有24个兜孔，每个兜孔内分别设有一粒所述钢球，所述钢球的直径为4.8mm；所述轴承的接触角为45°。本发明的有益效果是，通过合理的参数结构设计，使得该非标轴承内外圈同轴度好，不跳动，能够承受的轴向载荷大，可靠性、耐久性好，满足农耕机在复杂环境、变化负荷条件下的运转需求。

Description

一种非标角接触球轴承

技术领域

本发明属于轴承领域，具体涉及一种非标角接触球轴承。

背景技术

角接触球轴承是一类能够同时承受径向负荷和轴向负荷的轴承，其包括外圈、内圈和保持架以及钢球。接触角为径向平面内球和沟道的接触点连线与轴承轴线的垂直线间的角度，常见的角接触球轴承的型号共分为：α＝15°的角接触球轴承(70000C型)；α＝25°的角接触球轴承(70000AC型)；α＝40°的角接触球轴承(70000B型)。三种型号的角接触轴承的轴向承载力依次增大。某型号农耕机在设计时，考虑到其工作条件差、受力复杂，受限于其结构和部件的力学性能要求，以及可靠性和耐久性要求，无法使用现有的三种型号的角接触轴承。因此，需要一种优化设计的角接触轴承，以满足该型农耕机的使用要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种非标角接触球轴承。

其技术方案如下：

一种非标角接触球轴承，包括外圈、内圈、保持架和钢球，所述外圈和内圈之间设有沟道，该沟道内设有所述保持架，该保持架上设有兜孔，该兜孔内设有所述钢球，其关键在于，

所述外圈的宽度为21.4-21.6mm，所述内圈的宽度为7.63-7.69mm；

所述保持架上环向均匀分布有24个所述兜孔，每个所述兜孔内分别设有一粒所述钢球，所述钢球的直径为4.8mm；

所述轴承的接触角为45°。

采用以上设计，轴承内外圈同轴度好，不跳动，能够承受的轴向载荷大，可靠性、耐久性好，满足农耕机在复杂环境、变化负荷条件下的运转需求。

作为优选技术方案，上述外圈的一端为安装端，另一端为承载端，在该承载端的端面内角处开设有环形的内沟道；

所述内圈的一端为负载端，另一端为伸入端，在该伸入端的外角处环向开设有外沟道；

所述内圈的伸入端位于所述外圈内，所述外沟道和内沟道均与所述钢球的外壁相适应，所述外沟道和所述内沟道配合形成所述沟道；

所述外圈的安装端超出所述内圈的伸入端，所述内圈负载端超出所述外圈的承载端。

采用以上设计，便于与轴承连接的部件的安装。

作为优选技术方案，上述内沟道的内端到外端孔径逐渐增大；

所述内沟道的外端还连接有环形的外扩孔道，该外扩孔道的内端与所述内沟道轴向连接，该外扩孔道与所述内沟道平滑过渡，该外扩孔道的外端外展并从所述外圈承载端的端面穿出。

采用以上设计，便于将保持架和钢球装配到沟道。

作为优选技术方案，在所述外圈的内壁上环向开设有内密封圈槽，该内密封圈槽靠近所述安装端，在所述外圈的外壁上环向开设有外密封圈槽，该外密封圈槽位于所述内密封圈槽和内沟道之间。

采用以上设计，便于安装使用时对轴承进行防护，提高在复杂环境下轴承的使用寿命。

作为优选技术方案，上述内圈包括沟道环，该沟道环的内端位于所述外圈内，该沟道环的外端伸出所述外圈的承载端，该沟道环朝向所述内沟道的外角处开设有所述外沟道，平行并经过所述沟道环中心线的任一平面与所述外沟道壁相交形成两段对称的弧线段，该弧线段的内端点切线与所述沟道环中心线平行，该弧线段的外端点切线与所述沟道环中心线垂直；

所述沟道环的内端轴向连接有伸入环，该伸入环的一端与所述沟道环轴向连接，该伸入环的另一端形成所述伸入端，该伸入环的外径小于所述外沟道的内端直径，该伸入环的内径与所述沟道环的内径相同；

在所述沟道环的外壁套设有负载限位环，该负载限位环的内壁与所述沟道环的外壁相连，该负载限位环的外径大于所述外圈的内径；

所述沟道环的外端与所述负载限位环的外端相平，形成所述负载端；

所述沟道环、伸入环和负载限位环一体成型。

采用以上设计，伸入环对保持架和钢球组件起保护作用，负载限位环起到单向限位作用，并增加负载端的面积，提高承载能力。

作为优选技术方案，上述保持架包括适配环，该适配环的外侧连接有同轴设置的兜孔环；

所述适配环活套在所述伸入环外侧；

所述兜孔环的一端为大径端，另一端为小径端，所述兜孔环的小径端与所述适配环的外侧相连，所述兜孔环的另一端斜向外延伸形成所述大径端，在所述兜孔环上贯穿有所述兜孔，所述兜孔靠近所述兜孔环的大径端，所述兜孔环的大径端对应每个兜孔分别开设有兜孔缺口。

采用以上设计，正常情况下保持架被钢珠所支持而不与伸入环接触，但伸入环仍可对保持架起到支持防护作用，保持架的设计使其便于安装钢珠。

作为优选技术方案，上述内圈的内径为45.05-45.10mm，所述外圈的外径为71.87-71.90mm，所述适配环的内径为48.35-48.45mm，所述兜孔环的最大外径为56.7-56.9mm。

采用以上设计，适于装配。

作为优选技术方案，上述轴承的宽度为24.1-24.3mm。

本发明的有益效果：通过合理的参数结构设计，使得该非标轴承内外圈同轴度好，不跳动，能够承受的轴向载荷大，可靠性、耐久性好，满足农耕机在复杂环境、变化负荷条件下的运转需求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中m部的放大图；

图3为图2中移除钢球和保持架后的示意图；

图4为内圈的结构示意图；

图5为保持架的结构示意图；

图6为图5的左视图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

一种非标角接触球轴承，如图1～3所示，包括外圈100、内圈200、保持架300和钢球400，所述外圈100和内圈200之间设有沟道，该沟道内设有所述保持架300，该保持架300上设有兜孔310，该兜孔310内设有所述钢球400。

所述外圈100的一端为安装端，另一端为承载端。所述外圈100的外圆周面与所述承载端端面的连接处形成该承载端的端面内角，在该承载端的端面内角处开设有环形的内沟道110；

所述内圈200的一端为负载端，另一端为伸入端，所述内圈200的外圆周面与所述伸入端端面的连接处形成该伸入端的端面外角，在该伸入端的外角处环向开设有外沟道210；

所述内圈200的伸入端位于所述外圈100内，所述外沟道210和内沟道110均与所述钢球400的外壁相适应，所述外沟道210和所述内沟道110配合形成所述沟道；

所述外圈100的安装端超出所述内圈200的伸入端，所述内圈200负载端超出所述外圈100的承载端。

所述内沟道110的内端到外端孔径逐渐增大。所述内沟道110的外端还连接有环形的外扩孔道140，该外扩孔道140的内端与所述内沟道110轴向连接，该外扩孔道140与所述内沟道110平滑过渡，该外扩孔道140的外端外展并从所述外圈100承载端的端面穿出。

在所述外圈100的内壁上环向开设有内密封圈槽120，该内密封圈槽120靠近所述安装端，在所述外圈100的外壁上环向开设有外密封圈槽130，该外密封圈槽130位于所述内密封圈槽120和内沟道110之间。使用安装时，在内密封圈槽120和外密封圈槽130内分别设置O型密封圈。

如图4所示，所述内圈200包括沟道环230，该沟道环230的内端位于所述外圈100内，该沟道环230的外端伸出所述外圈100的承载端，该沟道环230朝向所述内沟道110的外角处开设有所述外沟道210，平行并经过所述沟道环230中心线的任一平面与所述外沟道210壁相交形成两段对称的弧线段，该弧线段的内端点切线与所述沟道环230中心线平行，该弧线段的外端点切线与所述沟道环230中心线垂直。

所述沟道环230的内端轴向连接有伸入环220，该伸入环220的一端与所述沟道环230轴向连接，该伸入环220的另一端形成所述伸入端，该伸入环220的外径小于所述外沟道210的内端直径，该伸入环220的内径与所述沟道环230的内径相同。

在所述沟道环230的外壁套设有负载限位环240，该负载限位环240的内壁与所述沟道环230的外壁相连，该负载限位环240的外径大于所述外圈100的内径。

所述沟道环230的外端与所述负载限位环240的外端相平，形成所述负载端。

所述沟道环230、伸入环220和负载限位环240一体成型，所述沟道环230的宽度为5.19-5.25mm，所述伸入环220的宽度为2.41-2.47mm，所述负载限位环240的厚度为2.40-2.50mm。

所述外圈100的宽度为21.4-21.6mm，所述内圈200的宽度为7.63-7.69mm，所述轴承宽度为24.1-24.3mm。。

所述保持架300上环向均匀分布有24个兜孔310，每个兜孔310内分别设有一粒所述钢球400，所述钢球400的直径为4.8mm。

所述轴承的接触角为45°。

如图5和6所示，所述保持架300包括适配环320，该适配环320的外侧一体成型有同轴设置的兜孔环330，所述适配环320套在所述伸入环220外侧。所述兜孔环330的一端为大径端，另一端为小径端，所述兜孔环330的小径端与所述适配环320的外侧相连，所述兜孔环330的另一端斜向外延伸形成所述大径端，在所述兜孔环330上贯穿有所述兜孔310，所述兜孔310靠近所述兜孔环330的大径端，所述兜孔310对应该大径端开设有兜孔缺口311。

所述内圈200的内径为45.05-45.10mm，所述外圈100的外径为71.87-71.90mm，所述适配环320的内径为48.35-48.45mm，所述兜孔环330的最大外径为56.7-56.9mm。所述轴承宽度为24.1-24.3mm。

所述外圈100、内圈200和钢球400的材料为GCr15钢，硬度60HRC-65HR，保持架材料为GRPA66。

轴承的性能参数测试：随机选取实施例一的轴承40个，采用GB/T 307.1-2005规定的方法测量轴承跳动量，采用GB T 32333-2015规定的方法测量轴承振动量，结果均值如表1所示。

表1轴承跳动和振动测试

由表1可知，轴承的跳动量较小，振动较小，表明内外圈同心度好。

轴承载荷疲劳测试：随机选取实施例一的轴承40个，在内圈的负载端施加不同轴向载荷，分别为8kN、15kN、25kN，在疲劳剥落发生前，轴承能达到的平均转数，如表2。可知，即便在较大的载荷下，实施例一的轴承也具有较长的使用寿命。

表2不同轴向载荷下轴承的寿命

轴承的实际使用性能：随机选取安装有实施例一的轴承的农耕机60台，密集进行耕地作业，每天工作时间不少于6小时，轴承采用脂润滑，监测并记录各台农耕机上相应轴承的状态，统计使用寿命，以出现以下任意一项失效问题截止：钢球异常磨损，保持架断裂，沟道点蚀、钢球点蚀或疲劳剥落。结果如表2,表明实施例一的轴承在使用状态下表现优异，满足使用要求。

表2农耕机上轴承运转疲劳失效

从以上试验可知，本发明的有益效果是，轴承内外圈同轴度好，不跳动，轴承结构设计良好，能够承受的轴向载荷大，使用寿命长，可靠性、耐久性好。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种非标角接触球轴承，包括外圈（100）、内圈（200）、保持架（300）和钢球（400），所述外圈（100）和内圈（200）之间设有沟道，该沟道内设有所述保持架（300），该保持架（300）上设有兜孔（310），该兜孔（310）内设有所述钢球（400），其特征在于：

所述外圈（100）的宽度为21.4-21.6 mm，所述内圈（200）的宽度为7.63-7.69 mm；

所述保持架（300）上环向均匀分布有24个所述兜孔（310），每个所述兜孔（310）内分别设有一粒所述钢球（400），所述钢球（400）的直径为4.8 mm；

所述轴承的接触角为45°；

所述外圈（100）的一端为安装端，另一端为承载端，在该承载端的端面内角处开设有环形的内沟道（110）；

所述内圈（200）的一端为负载端，另一端为伸入端，在该伸入端的外角处环向开设有外沟道（210）；

所述内圈（200）的伸入端位于所述外圈（100）内，所述外沟道（210）和内沟道（110）均与所述钢球（400）的外壁相适应，所述外沟道（210）和所述内沟道（110）配合形成所述沟道；

所述外圈（100）的安装端超出所述内圈（200）的伸入端，所述内圈（200）负载端超出所述外圈（100）的承载端；

所述内沟道（110）的内端到外端孔径逐渐增大；

所述内沟道（110）的外端还连接有环形的外扩孔道（140），该外扩孔道（140）的内端与所述内沟道（110）轴向连接，该外扩孔道（140）与所述内沟道（110）平滑过渡，该外扩孔道（140）的外端外展并从所述外圈（100）承载端的端面穿出；

所述内圈（200）包括沟道环（230），该沟道环（230）的内端位于所述外圈（100）内，该沟道环（230）的外端伸出所述外圈（100）的承载端，该沟道环（230）朝向所述内沟道（110）的外角处开设有所述外沟道（210），平行并经过所述沟道环（230）中心线的任一平面与所述外沟道（210）壁相交形成两段对称的弧线段，该弧线段的内端点切线与所述沟道环（230）中心线平行，该弧线段的外端点切线与所述沟道环（230）中心线垂直；

所述沟道环（230）的内端轴向连接有伸入环（220），该伸入环（220）的一端与所述沟道环（230）轴向连接，该伸入环（220）的另一端形成所述伸入端，该伸入环（220）的外径小于所述外沟道（210）的内端直径，该伸入环（220）的内径与所述沟道环（230）的内径相同；

在所述沟道环（230）的外壁套设有负载限位环（240），该负载限位环（240）的内壁与所述沟道环（230）的外壁相连，该负载限位环（240）的外径大于所述外圈（100）的内径；

所述沟道环（230）的外端与所述负载限位环（240）的外端相平，形成所述负载端；

所述沟道环（230）、伸入环（220）和负载限位环（240）一体成型。

2.根据权利要求1所述的一种非标角接触球轴承，其特征在于：在所述外圈（100）的内壁上环向开设有内密封圈槽（120），该内密封圈槽（120）靠近所述安装端，在所述外圈（100）的外壁上环向开设有外密封圈槽（130），该外密封圈槽（130）位于所述内密封圈槽（120）和内沟道（110）之间。

3.根据权利要求1所述的一种非标角接触球轴承，其特征在于：所述保持架（300）包括适配环（320），该适配环（320）的外圈壁连接有同轴设置的兜孔环（330）；

所述适配环（320）活套在所述伸入环（220）外侧；

所述兜孔环（330）的一端为大径端，另一端为小径端，所述兜孔环（330）的小径端与所述适配环（320）的外侧相连，所述兜孔环（330）的另一端斜向外延伸形成所述大径端，在所述兜孔环（330）上贯穿有所述兜孔（310），所述兜孔（310）靠近所述兜孔环（330）的大径端，所述兜孔（310）对应该大径端开设有兜孔缺口（311）。

4.根据权利要求3所述的一种非标角接触球轴承，其特征在于：所述内圈（200）的内径为45.05-45.10 mm，所述外圈（100）的外径为71.87-71.90 mm。

5.根据权利要求3所述的一种非标角接触球轴承，其特征在于：所述适配环（320）的内径为48.35-48.45 mm，所述兜孔环（330）的最大外径为56.7-56.9 mm。

6.根据权利要求1所述的一种非标角接触球轴承，其特征在于：所述轴承的宽度为24.1-24.3 mm。