CN110645265A - 超轻薄、高转速冷塑机主轴配套用圆柱滚子轴承 - Google Patents

超轻薄、高转速冷塑机主轴配套用圆柱滚子轴承 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超轻薄、高转速冷塑机主轴配套用圆柱滚子轴承，包括：外圈、内圈、滚动体和保持架，整个轴承采用一体架结构设计，滚动体和保持架的引导间隙和公差范围是依据轴承的极限设计转速、载荷等相关工作条件，结合热力学及摩擦学分析和轴承外间隙值的设计标准，计算出滚道的最优尺寸而得出的。本发明的有益效果在于：通过轴承外间隙值的设计与公差值的计算可以有效避免轴承在高速运转条件下易夹滚子的现象；而且合理的公差设定有利于轴承的润滑，轴承运转时滚动体的端面与档边为点接触，大幅度减少面接触所产生的热量，避免滚动体的磨损，从而有效延长圆柱滚子轴承的使用寿命。

Description

超轻薄、高转速冷塑机主轴配套用圆柱滚子轴承
技术领域
本发明涉及圆柱滚子轴承装配技术领域,具体为超轻薄、高转速冷塑机主轴配套用圆柱滚子轴承。
背景技术
目前的冷塑机主轴配套轴承属于大型轻薄、超精密、高转速类轴承，轴承结构空间尺寸较小，传统设计的轴承设计极限转速接近于冷塑机主轴配套轴承的工作转速，无法满足给定工况条件下的要求，如只从提高轴承精度等级方面提高轴承极限转速势必造成生产成本的提高及精度的浪费。而且更重要的是传统设计的轴承的引导间隙多为一定值数值，忽略套圈引导面公差及保持架引导面公差，易造成理论设计引导间隙与生产后实际引导间隙值存在较大偏差，在轴承高速运转的情况下极易发生掉铜沫或套圈不引导保持架现象。由于圆柱滚子的滚动体属于半凸结构，在轴承运转过程中会存在一定的倾斜，并且轴承在高速运转条件下会产生一定的热膨胀变形，如果滚道设计值不合理，或者没有经过特别的计算和设计，轴承的滚动体在运转中会存在被夹住的现象，造成高速运转中温度急剧上升，轴承损坏等现象。
例如公布号：EP2201417的欧洲专利公开了一种滚动轴承，通过若干个与滚动体的轴向端面上的肋部件点接触的辊子和两个轴承环相配合，所述辊子包括若干个方向锟，达到减少轴承转动中滚动体与保持架接触面积从而减少摩擦力的目的。但是该轴承没有仔细计算滚动面与保持架的实际间隙宽度，以及允许的最大加工公差范围，因此很难保证每个辊与肋的距离正合适，从而导致轴承转动中与保持架的摩擦情况仍然存在很大的不确定性。
发明内容
本发明的目的是提供超轻薄、高转速冷塑机主轴配套用圆柱滚子轴承，以解决上述背景技术中提到的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
超轻薄、高转速冷塑机主轴配套用圆柱滚子轴承，包括：外圈、内圈、滚动体和保持架，整个轴承采用一体架结构设计，依据轴承的极限设计转速、载荷等相关工作条件，结合热力学及摩擦学分析和轴承外间隙值的设计标准，计算出轴承外引导间隙值的计算出滚道最优尺寸，并给与合适的公差，方便车间进行加工制造。
进一步改进的，所述的公差根据滚动体的长度推导出间隙值，进而推算出各个滚动体长度所对应的最优公差,即滚动体长度小于等于6mm,轴承的外间隙值为+0.030mm,公差为+0.040mm(简写为（6，+0.030，+0.040），以下数据格式同上)；（10，+0.030,+0.050）；（18，+0.030，+0.060）；（30，+0.030，+0.070）；（50，+0.040，+0.080）；（80，+0.050，+0.100）；（120，+0.060，+0.120）；（180，+0,070，+0.150）；（250，+0.080，+0.170）。
本发明的有益效果在于：通过轴承外间隙值的设计与公差值的计算可以有效避免轴承在高速运转条件下易夹滚子的现象；而且合理的公差设定有利于轴承的润滑，轴承运转时，滚动体端面与档边为点接触，大幅度减少面接触所产生的热量，避免滚动体的磨损，从而有效延长圆柱滚子轴承的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的圆柱滚子轴承的纵截面的主视图，图中L为保持架内的间隙宽度，Lw为滚动体的宽度；
图2为图1中I处的局部放大图，所标示角度为保持架与滚动体轴面的最小夹角；
图3为本发明的圆柱滚子轴承的整体示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细地解释和说明。
实施例1：请参阅图1-图3，超轻薄、高转速冷塑机主轴配套用圆柱滚子轴承，包括：外圈、内圈、滚动体和保持架，整个轴承采用一体架结构设计，并且保持架与滚动体轴面的最小夹角为0.217°，所述的公差范围是根据轴承内径取值而得出，最终的公差值是根据得到的公差范围选取，提供给加工车间备用。所述公差范围是依据轴承的极限设计转速、载荷相关工作条件，结合热力学及摩擦学分析和轴承外间隙值的设计标准，计算出滚道的最优尺寸。
通过运用摩擦学、机械动力学理论计算结合仿真技术，结合材料选用以及加工技术等条件，理论推导出引导间隙的适合范围，并进行了大量试验验证，最终得出精密圆柱滚子轴承的外引导间隙设计标准，请参阅表1。
在实际的轴承加工实践中，小内径（≤315mm）的圆柱滚子轴承内径较为常用。
参照表1的标准，所述的公差可以根据滚动体的长度推导出间隙值，推算出各个滚动体长度所对应的最优公差,即滚动体长度小于等于6mm,间隙值+0.030mm,公差为+0.040mm(简写为（6，+0.030，+0.040），以下表述格式同上)；（10，+0.030,+0.050）；（18，+0.030，+0.060）；（30，+0.030，+0.070）；（50，+0.040，+0.080）；（80，+0.050，+0.100）；（120，+0.060，+0.120）；（180，+0,070，+0.150）；（250，+0.080，+0.170）。
表1
Figure 628109DEST_PATH_IMAGE002
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.超轻薄、高转速冷塑机主轴配套用圆柱滚子轴承，包括：外圈、 内圈、滚动体和保持架，其特征在于：整个轴承采用一体架结构设计，所述的滚动体与保持架的间隙的公差取值范围与轴承的实际内径值一一对应。
2.根据权利要求1所述的超轻薄、高转速冷塑机主轴配套用圆柱滚子轴承，其特征在于：所述的公差根据滚动体的长度推导出轴承外间隙值，进而推算出各个滚动体长度所对应的最优公差,具体为滚动体长度小于等于6mm,轴承外间隙值为+0.030mm,公差为+0.040mm(这里简写为（6，+0.030，+0.040），以下数据的表述格式同上)；（10，+0.030,+0.050）；（18，+0.030，+0.060）；（30，+0.030，+0.070）；（50，+0.040，+0.080）；（80，+0.050，+0.100）；（120，+0.060，+0.120）；（180，+0,070，+0.150）；（250，+0.080，+0.170）。
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