CN114151440A - 一种三层轴承 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种三层轴承，涉及三层轴承的技术领域。一种三层轴承，包括配合层、第一滚动层、第二滚动层和第三滚动层，所述第一滚动层、所述第二滚动层和所述第三滚动层均设有保持架，所述配合层、所述第一滚动层、所述第二滚动层和所述第三滚动层相互同轴，所述第一滚动层、所述第二滚动层和所述第三滚动层依次排布。这样的一种三层轴承，结构简单，可分担滚动体压力，保证轴承使用寿命和使用安全，同时降低了轴承的温度，使得三层轴承可适应高转速的工作环境，三层轴承也保证了极端情况下仍可正常运转，提升了轴承的可靠性和安全性。

Description

一种三层轴承

技术领域

本发明涉及三层轴承的技术领域，具体而言，涉及一种三层轴承。

背景技术

轴承是当代机械设备中一种重要零部件。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。现有的大部分轴承都是由内圈和外圈夹住一层滚珠形成，这种轴承虽然达到了实现滚动运动从而减小了摩擦的目的，但是由于只有一层滚珠，滚珠的数量有限，所以轴承对于减小摩擦力的能力有限，而且轴承的承载力小。

同时目前，世界上生产的轴承普遍使用寿命较短，即便选用高品质的原料进行加工生产的轴承，也存在由于滚珠的磨损产生转动受阻，也严重影响了机械设备的使用效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三层轴承，结构简单，可分担滚动体压力，保证轴承使用寿命和使用安全，同时降低了轴承的温度，使得三层轴承可适应高转速的工作环境，三层轴承也保证了极端情况下仍可正常运转，提升了轴承的可靠性和安全性。

本发明的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种三层轴承，包括配合层、第一滚动层、第二滚动层和第三滚动层，上述第一滚动层、上述第二滚动层和上述第三滚动层均设有保持架，上述配合层、上述第一滚动层、上述第二滚动层和上述第三滚动层相互同轴，上述第一滚动层、上述第二滚动层和上述第三滚动层依次排布。

在本发明的一些实施例中，还包括轴承内圈、第一中间环、第二中间环和轴承外圈，上述轴承内圈和上述第一中间环形成上述第一滚动层，上述第一中间环和上述第二中间环形成上述第二滚动层，上述第二中间环和上述轴承外圈形成上述第三滚动层，上述第一滚动层、上述第二滚动层和上述第三滚动层均为径向布置。

在本发明的一些实施例中，上述第一滚动层包括第一滚动体，上述第二滚动层包括第二滚动体，上述第三滚动层包括第三滚动体，上述第一滚动体、上述第二滚动体和上述第三滚动体的上述保持架均包括周向保持架。

在本发明的一些实施例中，上述轴承内圈与上述第一滚动体的接触面为斜面。

在本发明的一些实施例中，上述第一中间环与上述第二滚动体的接触面为斜面，上述第二中间环与上述第二滚动体的接触面为斜面。

在本发明的一些实施例中，上述第二中间环与上述第三滚动体的接触面为斜面。

在本发明的一些实施例中，上述第一滚动层、上述第二滚动层与上述第三滚动层为轴向布置。

在本发明的一些实施例中，上述第一滚动层与上述第三滚动层为径向布置，上述第二滚动层为轴向布置。

在本发明的一些实施例中，上述第一滚动层、上述第二滚动层和上述第三滚动层分别设有第一防尘件、第二防尘件和第三防尘件。

在本发明的一些实施例中，上述第一滚动层、上述第二滚动层和上述第三滚动层均包括限位凸起或限位槽。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

一种三层轴承，包括配合层、第一滚动层、第二滚动层和第三滚动层，配合层可与轴配合连接；上述第一滚动层、上述第二滚动层和上述第三滚动层均设有保持架，第一滚动层、第二滚动层和第三滚动层内均包括轴承常见的滚动体和保持架，其中滚动体可为圆形滚动体、圆柱形滚动体或锥形滚动体(图1-7以圆形滚动体举例)，其中圆形滚动体具有起动摩擦小且工作摩擦合适、能承受径向和轴向联合载荷的优点；保持架可保证滚动体之间保持稳定的相对位置，防止滚动体发生位移，导致轴承卡住，影响轴承的正常使用。

上述配合层、上述第一滚动层、上述第二滚动层和上述第三滚动层相互同轴，保证了上述第一滚动层、上述第二滚动层和上述第三滚动层在转动时的受力基本保持均匀，有利于提高三层轴承的寿命。

上述第一滚动层、上述第二滚动层和上述第三滚动层依次排布，使得整个三层轴承共有三层滚动层，并具有以下优点：

1.三层轴承可适应高转速的工作环境

在一般转速下，普通类型的轴承使用并无特殊的限制。但是在高转速下，普通轴承的升温较快，若普通轴承的滚动体过度升温膨胀，将会导致滚动体与保持架的阻力增大，并可导致卡死，极大的影响了轴承的使用寿命。在实际的操作和使用中，设计中往往会缩小滚动体的直径，减小高转速离心力对轴承的影响，以提高轴承的高速工作性能。但是选用较小滚动体将会影响轴承的承载能力。若将多个轴承并列使用则会过度占据轴类零件的轴向空间，影响轴类零件的刚度。三层轴承便可实现高转速下，不额外占据轴类零件的轴向空间的效果。

2.三层轴承改善了滚动体的载荷和应力变化

在轴承工作时，各个元件上所受的载荷及产生的应力是实时变化的。当滚动体进入承载区(受力区)后，所受载荷即由零逐渐增加到最大值，然后再逐渐降低到零。就滚动体上某一点而言，它的载荷及应力是周期性地不稳定变化的。在相同的负载下，传统的轴承仅有一层滚动层，使其滚动体受力较大，在三层轴承工作时，上述第一滚动层、上述第二滚动层和上述第三滚动层可共同受力，降低了每层滚动体所受的载荷，延长了轴承的使用寿命。

3.三层轴承保证了极端情况下仍可正常运转

传统的轴承仅有一层滚动层，当其滚动体发生点蚀等失效情况下，操作员必须更换轴承以保证机器正常运转，此时必将导致机器停机，影响整个工厂的生产效率；同时部分机器部件采用不可维修的一体化设计，在普通轴承失效后无法维修，只能整机更换，增加了成本。三层轴承在其中一滚动层失效后，其余的滚动层均可正常运转，使得机器可长期使用，降低了维修的频率；同时三层轴承较好的平衡了轴承尺寸、生产成本和使用寿命等因素，有利于三层轴承的推广和使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明中一种三层轴承的向心轴承情况下的轴向平面剖视结构示意图；

图2为本发明中一种三层轴承的向心轴承情况下的径向平面结构示意图；

图3为本发明中一种三层轴承的轴承内圈斜面的轴向平面剖视结构示意图；

图4为本发明中一种三层轴承的轴承内圈、第一中间环和第二中间环整体斜面的轴向平面剖视结构示意图；

图5为本发明中一种三层轴承的推力轴承情况下的轴向平面剖视结构示意图；

图6为本发明中一种三层轴承的推力轴承与向心轴承混合情况下的轴向平面剖视结构示意图；

图7为本发明中一种三层轴承的周向保持架与限位凸起配合的轴向平面剖视结构示意图。

图标：100-配合层，101-轴承内圈，102-第一中间环，103-第二中间环，104-轴承外圈，2-第一滚动层，201-第一滚动体，202-第一防尘件，3-第二滚动层，301-第二滚动体，302-第二防尘件，4-第三滚动层，401-第三滚动体，402-第三防尘件，5-周向保持架，6-限位凸起，7-限位槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1、2、3、4、5、6、7所示，本实施例提供一种三层轴承，包括配合层100、第一滚动层2、第二滚动层3和第三滚动层4，上述第一滚动层2、上述第二滚动层3和上述第三滚动层4均设有保持架，上述配合层100、上述第一滚动层2、上述第二滚动层3和上述第三滚动层4相互同轴，上述第一滚动层2、上述第二滚动层3和上述第三滚动层4依次排布。

在本实施例中，包括配合层100、第一滚动层2、第二滚动层3和第三滚动层4，配合层100可与轴配合连接；上述第一滚动层2、上述第二滚动层3和上述第三滚动层4均设有保持架，第一滚动层2、第二滚动层3和第三滚动层4内均包括轴承常见的滚动体和保持架，其中滚动体可为圆形滚动体、圆柱形滚动体或锥形滚动体(图1-7以圆形滚动体举例)，其中圆形滚动体具有起动摩擦小且工作摩擦合适、能承受径向和轴向联合载荷的优点；保持架可保证滚动体之间保持稳定的相对位置，防止滚动体发生位移，导致轴承卡住，影响轴承的正常使用。

上述配合层100、上述第一滚动层2、上述第二滚动层3和上述第三滚动层4相互同轴，保证了上述第一滚动层2、上述第二滚动层3和上述第三滚动层4在转动时的受力基本保持均匀，有利于提高三层轴承的寿命。

上述第一滚动层2、上述第二滚动层3和上述第三滚动层4依次排布，使得整个三层轴承共有三层滚动层，并具有以下优点：

1.三层轴承可适应高转速的工作环境

在一般转速下，普通类型的轴承使用并无特殊的限制。但是在高转速下，普通轴承的升温较快，若普通轴承的滚动体过度升温膨胀，将会导致滚动体与保持架的阻力增大，并可导致卡死，极大的影响了轴承的使用寿命。在实际的操作和使用中，设计中往往会缩小滚动体的直径，减小高转速离心力对轴承的影响，以提高轴承的高速工作性能。但是选用较小滚动体将会影响轴承的承载能力。若将多个轴承并列使用则会过度占据轴类零件的轴向空间，影响轴类零件的刚度。三层轴承便可实现高转速下，不额外占据轴类零件的轴向空间的效果。

2.三层轴承改善了滚动体的载荷和应力变化

在轴承工作时，各个元件上所受的载荷及产生的应力是实时变化的。当滚动体进入承载区(受力区)后，所受载荷即由零逐渐增加到最大值，然后再逐渐降低到零。就滚动体上某一点而言，它的载荷及应力是周期性地不稳定变化的。在相同的负载下，传统的轴承仅有一层滚动层，使其滚动体受力较大，在三层轴承工作时，上述第一滚动层2、上述第二滚动层3和上述第三滚动层4可共同受力，降低了每层滚动体所受的载荷，延长了轴承的使用寿命。

3.三层轴承保证了极端情况下仍可正常运转

传统的轴承仅有一层滚动层，当其滚动体发生点蚀等失效情况下，操作员必须更换轴承以保证机器正常运转，此时必将导致机器停机，影响整个工厂的生产效率；同时部分机器部件采用不可维修的一体化设计，在普通轴承失效后无法维修，只能整机更换，增加了成本。三层轴承在其中一滚动层失效后，其余的滚动层均可正常运转，使得机器可长期使用，降低了维修的频率；同时三层轴承较好的平衡了轴承尺寸、生产成本和使用寿命等因素，有利于三层轴承的推广和使用。

在本实施例的一些实施方式中，还包括轴承内圈101、第一中间环102、第二中间环103和轴承外圈104，上述轴承内圈101和上述第一中间环102形成上述第一滚动层2，上述第一中间环102和上述第二中间环103形成上述第二滚动层3，上述第二中间环103和上述轴承外圈104形成上述第三滚动层4，上述第一滚动层2、上述第二滚动层3和上述第三滚动层4均为径向布置。

在上述实施方式中，还包括轴承内圈101、第一中间环102、第二中间环103和轴承外圈104，轴承内圈101、第一中间环102、第二中间环103和轴承外圈104均可采用铬锰高碳钢等材料，上述轴承内圈101和上述第一中间环102形成上述第一滚动层2，上述第一中间环102和上述第二中间环103形成上述第二滚动层3，上述第二中间环103和上述轴承外圈104形成上述第三滚动层4，上述第一滚动层2、上述第二滚动层3和上述第三滚动层4均为径向布置，径向布置提高了三层轴承的径向受力，使其适用于径向受力更大的使用情况。

在本实施例的一些实施方式中，上述第一滚动层2包括第一滚动体201，上述第二滚动层3包括第二滚动体301，上述第三滚动层4包括第三滚动体401，上述第一滚动体201、上述第二滚动体301和上述第三滚动体401的上述保持架均包括周向保持架5。

在上述实施方式中，上述第一滚动体201、上述第二滚动体301和上述第三滚动体401的上述保持架均包括周向保持架5，周向保持架5可使得上述第一滚动体201、上述第二滚动体301和上述第三滚动体401保持周向转动时，相对位置不会发生偏移，保证了三层轴承使用时的可靠性。

在本实施例的一些实施方式中，上述轴承内圈101与上述第一滚动体201的接触面为斜面。

在上述实施方式中，上述轴承内圈101与上述第一滚动体201的接触面为斜面，提升了第一滚动层2承受部分轴向力的能力，保证了三层轴承在复杂工况下使用的可靠性。

实施例2

如图1、2、3、4、5、6、7所示，本实施例在实施例1的基础上，上述第一中间环102与上述第二滚动体301的接触面为斜面，上述第二中间环103与上述第二滚动体301的接触面为斜面。

在本实施例中，上述第一中间环102与上述第二滚动体301的接触面为斜面，上述第二中间环103与上述第二滚动体301的接触面为斜面，使得第二滚动层3可承受轴向的力，其斜面方向可与轴承内圈101的斜面方向相反，保证了三层轴承可承受不同方向的轴向力。

在本实施例的一些实施方式中，上述第二中间环103与上述第三滚动体401的接触面为斜面。

在上述实施方式中，上述第二中间环103与上述第三滚动体401的接触面为斜面，使得第三滚动层4可承受轴向的力，平衡第一滚动层2和第二滚动层3衍生的轴向力，保证三层轴承使用的稳定性和耐用性。

实施例3

如图1、2、3、4、5、6、7所示，上述第一滚动层2、上述第二滚动层3与上述第三滚动层4为轴向布置。

在上述实施方式中，上述第一滚动层2、上述第二滚动层3与上述第三滚动层4为轴向布置，轴向布置极大的提升了三层轴承轴向力的承载能力，提升了三层轴承的适用范围。

实施例4

如图1、2、3、4、5、6、7所示，上述第一滚动层2与上述第三滚动层4为径向布置，上述第二滚动层3为轴向布置。

在上述实施方式中，上述第一滚动层2与上述第三滚动层4为径向布置，保证了上述第一滚动层2和上述第三滚动层4的径向承载能力，上述第二滚动层3为轴向布置，提升了第二滚动层3的轴向承载能力，此设计提升了三层轴承在狭小空间内的适应性，同时保证了三层轴承可适用于轴向力与纵向力交错的复杂情况。

在本实施例的一些实施方式中，上述第一滚动层2、上述第二滚动层3和上述第三滚动层4分别设有第一防尘件202、第二防尘件302和第三防尘件402。

在上述实施方式中，上述第一滚动层2、上述第二滚动层3和上述第三滚动层4分别设有第一防尘件202、第二防尘件302和第三防尘件402，防尘件可为钢材冲压而成，保证了三层轴承可在恶劣工况下正常工作。

实施例5

如图1、2、3、4、5、6、7所示，上述第一滚动层2、上述第二滚动层3和上述第三滚动层4均包括限位凸起6或限位槽7。

在上述实施方式中，上述第一滚动层2、上述第二滚动层3和上述第三滚动层4均包括限位凸起6或限位槽7，防止第一滚动层2、上述第二滚动层3和上述第三滚动层4内的滚动体发生轴向(向心轴承)或径向(推力轴承)的偏移，保证了三层轴承长期使用的耐用性和可靠性。

综上，本发明的实施例提供一种三层轴承，包括配合层100、第一滚动层2、第二滚动层3和第三滚动层4，配合层100可与轴配合连接；上述第一滚动层2、上述第二滚动层3和上述第三滚动层4均设有保持架，第一滚动层2、第二滚动层3和第三滚动层4内均包括轴承常见的滚动体和保持架，其中滚动体可为圆形滚动体、圆柱形滚动体或锥形滚动体(图1-7以圆形滚动体举例)，其中圆形滚动体具有起动摩擦小且工作摩擦合适、能承受径向和轴向联合载荷的优点；保持架可保证滚动体之间保持稳定的相对位置，防止滚动体发生位移，导致轴承卡住，影响轴承的正常使用。

上述配合层100、上述第一滚动层2、上述第二滚动层3和上述第三滚动层4相互同轴，保证了上述第一滚动层2、上述第二滚动层3和上述第三滚动层4在转动时的受力基本保持均匀，有利于提高三层轴承的寿命。

上述第一滚动层2、上述第二滚动层3和上述第三滚动层4依次排布，使得整个三层轴承共有三层滚动层，并具有以下优点：

1.三层轴承可适应高转速的工作环境

在一般转速下，普通类型的轴承使用并无特殊的限制。但是在高转速下，普通轴承的升温较快，若普通轴承的滚动体过度升温膨胀，将会导致滚动体与保持架的阻力增大，并可导致卡死，极大的影响了轴承的使用寿命。在实际的操作和使用中，设计中往往会缩小滚动体的直径，减小高转速离心力对轴承的影响，以提高轴承的高速工作性能。但是选用较小滚动体将会影响轴承的承载能力。若将多个轴承并列使用则会过度占据轴类零件的轴向空间，影响轴类零件的刚度。三层轴承便可实现高转速下，不额外占据轴类零件的轴向空间的效果。

2.三层轴承改善了滚动体的载荷和应力变化

在轴承工作时，各个元件上所受的载荷及产生的应力是实时变化的。当滚动体进入承载区(受力区)后，所受载荷即由零逐渐增加到最大值，然后再逐渐降低到零。就滚动体上某一点而言，它的载荷及应力是周期性地不稳定变化的。在相同的负载下，传统的轴承仅有一层滚动层，使其滚动体受力较大，在三层轴承工作时，上述第一滚动层2、上述第二滚动层3和上述第三滚动层4可共同受力，降低了每层滚动体所受的载荷，延长了轴承的使用寿命。

3.三层轴承保证了极端情况下仍可正常运转

传统的轴承仅有一层滚动层，当其滚动体发生点蚀等失效情况下，操作员必须更换轴承以保证机器正常运转，此时必将导致机器停机，影响整个工厂的生产效率；同时部分机器部件采用不可维修的一体化设计，在普通轴承失效后无法维修，只能整机更换，增加了成本。三层轴承在其中一滚动层失效后，其余的滚动层均可正常运转，使得机器可长期使用，降低了维修的频率；同时三层轴承较好的平衡了轴承尺寸、生产成本和使用寿命等因素，有利于三层轴承的推广和使用。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种三层轴承，其特征在于：包括配合层、第一滚动层、第二滚动层和第三滚动层；

所述第一滚动层、所述第二滚动层和所述第三滚动层均设有保持架；

所述配合层、所述第一滚动层、所述第二滚动层和所述第三滚动层相互同轴；

所述第一滚动层、所述第二滚动层和所述第三滚动层依次排布。

2.根据权利要求1所述的一种三层轴承，其特征在于：还包括轴承内圈、第一中间环、第二中间环和轴承外圈；

所述轴承内圈和所述第一中间环形成所述第一滚动层；

所述第一中间环和所述第二中间环形成所述第二滚动层；

所述第二中间环和所述轴承外圈形成所述第三滚动层；

所述第一滚动层、所述第二滚动层和所述第三滚动层均为径向布置。

3.根据权利要求2所述的一种三层轴承，其特征在于：所述第一滚动层包括第一滚动体；

所述第二滚动层包括第二滚动体；

所述第三滚动层包括第三滚动体；

所述第一滚动体、所述第二滚动体和所述第三滚动体的所述保持架均包括周向保持架。

4.根据权利要求3所述的一种三层轴承，其特征在于：所述轴承内圈与所述第一滚动体的接触面为斜面。

5.根据权利要求3所述的一种三层轴承，其特征在于：所述第一中间环与所述第二滚动体的接触面为斜面；

所述第二中间环与所述第二滚动体的接触面为斜面。

6.根据权利要求3所述的一种三层轴承，其特征在于：所述第二中间环与所述第三滚动体的接触面为斜面。

7.根据权利要求1所述的一种三层轴承，其特征在于：所述第一滚动层、所述第二滚动层与所述第三滚动层为轴向布置。

8.根据权利要求1所述的一种三层轴承，其特征在于：所述第一滚动层与所述第三滚动层为径向布置；

所述第二滚动层为轴向布置。

9.根据权利要求8所述的一种三层轴承，其特征在于：所述第一滚动层、所述第二滚动层和所述第三滚动层分别设有第一防尘件、第二防尘件和第三防尘件。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的一种三层轴承，其特征在于：所述第一滚动层、所述第二滚动层和所述第三滚动层均包括限位凸起或限位槽。

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