CN113530981A - 一种城市轨道交通轴箱用双列圆锥滚子轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了城市轨道交通轴箱用双列圆锥滚子轴承，包括，外圈、内圈、滚子、中隔圈、保持架以及密封组件；外圈内设有两列外圈锥形滚道面；两内圈的外径面设有内圈锥形滚道面，两侧设有内圈挡边；滚子具有两列，两滚子的母线为凸度曲线；中隔圈置于两列内圈之间；保持架设置在外圈和内圈之间，保持架上设有将多个滚子周向均布的保持架兜孔；密封组件设置在外圈的两端。本发明的双列圆锥滚子轴承具有耐冲击力和寿命长等优点。

Description

一种城市轨道交通轴箱用双列圆锥滚子轴承
技术领域
本发明涉及轴承技术领域，尤其是一种城市轨道交通轴箱用双列圆锥滚子轴承。
背景技术
目前，城市轨道交通的特点是站与站之间的间距较短，城市轨道交通车辆频繁进行加减速，轴箱的传动比相对较大，而且列车的运行速度较快，大于80km/h，因此轴承需要有可靠的寿命和耐冲击力。城市轨道交通车辆轴箱轴承有50％采用的是双列圆锥滚子轴承，轴承的可靠性和安全性影响着城市轨道交通的运营安全。
发明内容
本发明提出了一种城市轨道交通轴箱用双列圆锥滚子轴承，解决了现有的双列圆锥滚子轴承受力效果差，易损坏的问题。
本发明采用的技术手段如下：
一种城市轨道交通轴箱用双列圆锥滚子轴承，包括，
外圈，所述外圈的内径面设有两列外圈锥形滚道面，所述外圈锥形滚道面的外侧设有用于固定密封组件的止口；
内圈，两列所述内圈并排设置在所述外圈内，所述内圈的外径面设有内圈锥形滚道面，所述内圈锥形滚道面两侧设有内圈挡边；
滚子，所述滚子具有两列，两列所述滚子置于所述外圈锥形滚道面与内圈锥形滚道面之间，所述滚子的母线为凸度曲线，所述凸度曲线包括位于中间的第一圆弧曲线、位于所述第一圆弧曲线两侧并与所述第一圆弧曲线相切连接的第二圆弧曲线以及位于第二圆弧曲线外侧并与所述第二圆弧曲线相切连接的第三圆弧曲线，所述第三圆弧曲线、第二圆弧曲线以及第一圆弧曲线的半径比为1：50：60，所述第一圆弧曲线的凸度为2μm；
中隔圈，所述中隔圈置于两列内圈之间；
保持架，所述保持架设置在所述外圈和所述内圈之间，所述保持架上设有将多个滚子周向均布的保持架兜孔；
密封组件，所述密封组件设置在所述外圈的两端。
进一步地，所述内圈的大径端的内圈挡边面的母线包括直线部分和圆弧曲线部分，所述直线部分与所述圆弧曲线部分相切连接，所述直线部分与圆弧曲线部分两端点的连接直线的夹角为1°。
进一步地，所述直线部分占母线总长度的60％～70％。
进一步地，所述保持架采用滚子引导的尼龙保持架。
进一步地，所述密封组件采用单层级或多层级密封结构。
进一步地，所述滚子的基面为球基面。
与现有技术比较，本发明公开的城市轨道交通轴箱用双列圆锥滚子轴承具有以下有益效果：本发明中由于滚子的母线为凸度曲线，所述凸度曲线包括位于中间的第一圆弧曲线、位于所述第一圆弧曲线两侧并与所述第一圆弧曲线相切连接的第二圆弧曲线以及位于第二圆弧曲线外侧并与所述第二圆弧曲线相切连接的第三圆弧曲线，所述第三圆弧曲线、第二圆弧曲线以及第一圆弧曲线的半径比为1：50：60，所述第一圆弧曲线的凸度为2μm，防止轴承应力集中，具有耐冲击力和寿命长等优点。
附图说明
图1为本发明实施例中的一种轨道交通轴箱用双列圆锥滚子轴承结构示意图；
图2为本发明实施例中的外圈示意图；
图3为本发明实施例中的内圈示意图；
图4是本发明实施例中的内圈大挡边示意图；
图5是本发明实施例中的滚子示意图；
图6是本发明的密封组件的第一种实施例的结构示意图；
图7是本发明的密封组件的第二种实施例的结构示意图；
图8是本发明的密封组件的第三种实施例的结构示意图；
图9是本发明公开的轴承滚子修型对内圈滚道产生的接触应力情况分析图；
图10是本发明公开的轴承滚子修型对内圈滚道产生的接触应力情况仿真分析图。
图中：1、外圈；2、内圈；3、滚子；4、保持架；101、外圈空刀槽；102、外圈止口面；103、引导止动槽装配面；104、外圈锥形滚道面；201、内圈的大径端的内圈挡边面；2011、内圈大挡边的直线部分；2012、内圈大挡边的圆弧部分；202、内圈大挡边外径；203、内圈大端面法兰平面；204、内圈大端面法兰处外径；205、内圈大端面；206、内圈锥形滚道面；207、内圈挡边；301、滚子外径第一圆弧面；302、滚子外径第二圆弧面；303、滚子外径第三圆弧面；304、滚子球基面；601、密封件外骨架；602、密封件内骨架；603、密封件外骨架与外圈止口配合面；604、密封件内骨架密封面；605、密封件外骨架；606、密封件内骨架；607、密封件挂胶处；608、密封圈；609、密封座；610、密封圈内径；611、密封座上密封面；612、密封座侧密封面；613、密封座下密封面。
具体实施方式
如图1所示为本发明公开的一种城市轨道交通轴箱用双列圆锥滚子轴承，包括，
外圈1，如图2所示，所述外圈1的外径面为圆柱面，所述外圈1的内径面设有两列外圈锥形滚道面104，所述外圈锥形滚道面104的外侧设有用于固定密封组件的止口，具体地，外圈1的两端部由外向内依次加工有引导止动槽装配面103、外圈止口面102和外圈空刀槽101，密封组件安装在该止口中；
内圈2，如图3所示，两列所述内圈2并排设置在所述外圈1内，所述内圈2的外径面设有内圈锥形滚道面206，所述内圈锥形滚道面206两侧设有内圈挡边207，挡边约束圆锥滚子在内圈锥形滚道中；
滚子3，所述滚子3具有两列，两列所述滚子3置于所述外圈锥形滚道面104与内圈锥形滚道面206接触并实现滚动，所述滚子3的母线为凸度曲线，如图5所示，所述凸度曲线包括位于中间的第一圆弧曲线301、位于所述第一圆弧曲线301两侧并与所述第一圆弧曲线301相切连接的第二圆弧曲线302以及位于第二圆弧曲线302外侧并与所述第二圆弧曲线302相切连接的第三圆弧曲线303，所述第三圆弧曲线303、第二圆弧曲线302以及第一圆弧曲线301的半径比为1：50：60，所述第一圆弧曲线301的凸度为2μm，；
中隔圈4，所述中隔圈4置于两列内圈2之间用于调整轴承轴向游隙；
保持架5，所述保持架5设置在所述外圈1和所述内圈2之间，所述保持架上设有将多个滚子周向均布的保持架兜孔；
密封组件6，所述密封组件6设置在所述外圈的两端，密封组件保证轴承内部润滑脂不溢出，以及外部灰尘不进入。
如图9和图10所示分别为本发明公开的轴承的滚子的母线方向和滚子360度方向受力分析图，本发明公开的城市轨道交通轴箱用双列圆锥滚子轴承，由于滚子的母线为凸度曲线，所述凸度曲线包括位于中间的第一圆弧曲线、位于所述第一圆弧曲线两侧并与所述第一圆弧曲线相切连接的第二圆弧曲线以及位于第二圆弧曲线外侧并与所述第二圆弧曲线相切连接的第三圆弧曲线，所述第三圆弧曲线、第二圆弧曲线以及第一圆弧曲线的半径比为1：50：60，所述第一圆弧曲线的凸度为2μm，防止轴承应力集中，具有耐冲击力和寿命长等优点，具体地，图9是滚子在母线方向上与内圈滚道的接触应力状况图，应力曲线是圆滑的，曲线没有出现尖点应力集中的情况，图10是在滚子360度方向上色应力图，其应力图呈椭圆分布，没有应力椭圆截断和过小情况，没有出现应力集中。
进一步地，所述内圈2的大径端的内圈挡边面201的母线包括直线部分2011和圆弧曲线2012部分，所述直线部分与所述圆弧曲线部分相切连接，所述直线部分与圆弧曲线部分两端点的连接直线的夹角为1°，优选地，所述直线部分占母线总长度的60％～70％，内圈挡边的直线部分为滚子基面与挡边接触部分2011，2012部分为圆弧部分不与滚子球基面接触，但形成的楔形空间，为挡边和球基面的接触部分提供润滑腔。
进一步地，所述保持架采用滚子引导的尼龙保持架，避免轴承在异常发热情况下产生切轴情况。
进一步地，所述滚子的基面为球基面，球基面与挡边接触可以减小摩擦，减小发热量，保证长时间工作。
进一步地，所述密封组件5采用单层级或多层级密封结构。
具体地，所述轴箱用双列圆锥滚子轴承密封组件有三种密封方式:
第一种，如图6所示，密封组件由两部分组成，一部分是外骨架601，另一部分是内骨架602，两者通过过盈配合压装到一起，外骨架601通过外径配合面603与外圈止口102过盈配合，固定密封件到外圈内。内骨架内径604与内圈挡边外径202形成密封间隙；外骨架通过与内圈大端面法兰平面203和内圈大端面法兰处外径204形成密封间隙；
第二种，如图7所示，密封组件由三部分组成，一部分是外骨架605，另一部分是内骨架606，两者通过过盈配合压装到一起，外骨架601通过外径配合面605与外圈止口102过盈配合，固定密封件到外圈内。其中内骨架606内径处挂胶形成挂胶处607，挂胶处607与内圈挡边外径202形成密封间隙；外骨架605与内圈大端面205形成密封间隙。
第三种，如图8所示，密封组件由两部分组成，一部分是密封圈608，另一部分是密封座609。密封圈608通过外径配合面603与外圈止口102过盈配合，固定密封件到外圈内。密封圈608的下部与内圈挡边外径202、密封座上密封面611、密封座侧密封面612、密封座下密封面613形成密封间隙。
通过以上三种方案对轴承进行密封，外圈止口与密封件接触的径向面具有过盈触部，用非对称的圆弧形圆角或者倒角的结构，再通过工装压装。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种城市轨道交通轴箱用双列圆锥滚子轴承，其特征在于：包括，
外圈，所述外圈的内径面设有两列外圈锥形滚道面，所述外圈锥形滚道面的外侧设有用于固定密封组件的止口；
内圈，两列所述内圈并排设置在所述外圈内，所述内圈的外径面设有内圈锥形滚道面，所述内圈锥形滚道面两侧设有内圈挡边；
滚子，所述滚子具有两列，两列所述滚子置于所述外圈锥形滚道面与内圈锥形滚道面之间，所述滚子的母线为凸度曲线，所述凸度曲线包括位于中间的第一圆弧曲线、位于所述第一圆弧曲线两侧并与所述第一圆弧曲线相切连接的第二圆弧曲线以及位于第二圆弧曲线外侧并与所述第二圆弧曲线相切连接的第三圆弧曲线，所述第三圆弧曲线、第二圆弧曲线以及第一圆弧曲线的半径比为1：50：60，所述第一圆弧曲线的凸度为2μm；
中隔圈，所述中隔圈置于两列内圈之间；
保持架，所述保持架设置在所述外圈和所述内圈之间，所述保持架上设有将多个滚子周向均布的保持架兜孔；
密封组件，所述密封组件设置在所述外圈的两端。
2.根据权利要求1所述的城市轨道交通轴箱用双列圆锥滚子轴承，其特征在于：所述内圈的大径端的内圈挡边面的母线包括直线部分和圆弧曲线部分，所述直线部分与所述圆弧曲线部分相切连接，所述直线部分与圆弧曲线部分两端点的连接直线的夹角为1°。
3.根据权利要求2所述的城市轨道交通轴箱用双列圆锥滚子轴承，其特征在于：所述直线部分占母线总长度的60％～70％。
4.根据权利要求1所述的城市轨道交通轴箱用双列圆锥滚子轴承，其特征在于：所述保持架采用滚子引导的尼龙保持架。
5.根据权利要求1所述的城市轨道交通轴箱用双列圆锥滚子轴承，其特征在于：所述密封组件采用单层级或多层级密封结构。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的城市轨道交通轴箱用双列圆锥滚子轴承，其特征在于：所述滚子的基面为球基面。
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