CN114321159A - 一种高端装备制造用高速精密重载主轴轴承 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高端装备制造用高速精密重载主轴轴承，属于高端装备制造领域，通过在外圈和内圈之间设置具有导热性质的储油环，以及通过配合实现润滑油传递的气油双导管、导油头和吸油纤维，在滚动体滚动过程中，通过滚动体对导油头和气油双导管的挤压、变形，一方面实现将润滑油传递至滚动体表面，随着滚动体的滚动实现均匀粘附，降低滚动体的摩擦和磨损，另一方面，随着气油双导管的弹性恢复和振动，带动扇片同步运动，有效提高滚动体周围的空气流动性，结合储油环对热量的传递散发以及气油双导管和导油头对空气的交换，实现对滚动体的双重散热效果，从而进一步降低了滚动体的磨损，提高本发明的使用寿命。

Description

一种高端装备制造用高速精密重载主轴轴承

技术领域

本发明属于高端装备制造技术领域，更具体地说，涉及一种高端装备制造用高速精密重载主轴轴承。

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。其主要包括轴承内圈、保持架、轴承外圈以及设置在保持架上的滚动体。

在工作时，轴承内圈安装在转动轴上，轴承外圈固定安装在轴承座孔上，转动轴带动轴承内圈转动，使得轴承内圈和轴承内圈之间发生相对转动，造成二者之间的滚动体也会随着滚动并传递载荷，在上述过程中，滚动体会承受较大的摩擦力和磨损，现有技术中会采用通过添加润滑油来降低摩擦和磨损，增加轴承的使用时间。

但轴承在使用过程中，由于滚动体受到摩擦，会产生较大的热量，虽然轴承可以在一定程度上适应高温的工作环境，但同时必不可少地会对轴承造成一定的磨损，降低轴承的适应寿命。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高端装备制造用高速精密重载主轴轴承，它通过在外圈和内圈之间设置具有导热性质的储油环，以及通过配合实现润滑油传递的气油双导管、导油头和吸油纤维，在滚动体滚动过程中，通过滚动体对导油头和气油双导管的挤压、变形，一方面实现将润滑油传递至滚动体表面，随着滚动体的滚动实现均匀粘附，降低滚动体的摩擦和磨损，另一方面，随着气油双导管的弹性恢复和振动，带动扇片同步运动，有效提高滚动体周围的空气流动性，结合储油环对热量的传递散发以及气油双导管和导油头对空气的交换，实现对滚动体的双重散热效果，从而进一步降低了滚动体的磨损，提高本发明的使用寿命。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种高端装备制造用高速精密重载主轴轴承，包括内外分布的内圈和外圈，所述外圈和内圈之间设有保持架和防尘环，所述防尘环位于保持架的一侧，所述保持架的内侧设有多个等距分布的滚动体，所述外圈和内圈相互靠近的一端均开设有环形槽，所述滚动体滚动连接于一对环形槽内部，所述保持架远离防尘环的一侧设有储油环，所述储油环靠近保持架的一端固定连接有多个均匀分布的气油双导管，所述气油双导管远离储油环的一端固定连接有导油头，所述气油双导管的外端固定连接有扇片，所述储油环的外壁开设有凹槽，所述气油双导管远离导油头的一端贯穿储油环和凹槽直至与外界相通，所述凹槽的内部填充有润滑油和吸油纤维。

进一步的，所述气油双导管位于保持架和内圈之间，所述气油双导管包括柔性管和吸油套，所述吸油套固定连接于柔性管的内部。

进一步的，所述柔性管上开设有多个均匀分布的导油孔，所述导油孔位于凹槽的内部，所述吸油纤维缠绕于柔性管的外侧。

进一步的，所述导油头包括柔性网壳，所述柔性网壳与吸油套相通，所述柔性网壳的内表面固定连接有外导油层，所述外导油层与吸油套相接触。

进一步的，所述柔性网壳上设置有一对关于气油双导管相互对称的弧形切面，所述弧形切面上固定连接有内导油层，所述内导油层延伸至柔性网壳网孔内部并与外导油层接触。

进一步的，所述柔性管、柔性网壳和扇片均采用弹性橡胶材料制成，所述扇片位于气油双导管靠近外圈的一端。

进一步的，所述气油双导管和滚动体的个数相同，且二者之间呈间隔均匀分布。

进一步的，所述储油环采用导热材料制成，所述储油环的外壁与外圈的内壁表面固定连接，所述储油环的内壁与内圈的外壁之间的间隙为0.3mm-0.5mm。

进一步的，所述外圈上开设有与外界相通的主油孔，所述主油孔的孔口位于凹槽的内侧。

进一步的，所述凹槽远离保持架的内壁上开设有与外界相通的副油孔。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过在外圈和内圈之间设置具有导热性质的储油环，以及通过配合实现润滑油传递的气油双导管、导油头和吸油纤维，在滚动体滚动过程中，通过滚动体对导油头和气油双导管的挤压、变形，一方面实现将润滑油传递至滚动体表面，随着滚动体的滚动实现均匀粘附，降低滚动体的摩擦和磨损，另一方面，随着气油双导管的弹性恢复和振动，带动扇片同步运动，有效提高滚动体周围的空气流动性，结合储油环对热量的传递散发以及气油双导管和导油头对空气的交换，实现对滚动体的双重散热效果，从而进一步降低了滚动体的磨损，提高本发明的使用寿命。

(2)含有润滑油的吸油纤维通过柔性管上的导油孔与吸油套接触，吸油套吸收润滑油并存储，当润滑油扩散至导油头处时，吸油套将润滑油传递至外导油层。

(3)当滚动体滚动至与导油头接触时，通过弧形切面可实现滚动体和导油头之间形成大面积接触贴合，并对导油头造成挤压，从而使外导油层内部的润滑油挤出粘附在滚动体表面，随着滚动体的滚动均匀传递，降低滚动体的摩擦和磨损。

(4)在滚动体滚动过程中，多个滚动体分别与多个导油头实现接触、贴合与挤压，一方面进行润滑油的传递，降低滚动体的摩擦，另一方面，气油双导管在滚动体的滚动推力下发生弯曲变形，直至滚动体越过导油头，此时，失去外界作用力后的导油头进行弹性恢复，并在弹力下进行短暂的来回振动，直至其受到下一个滚动体的挤压。

(5)在上述气油双导管的弯曲变形及弹性恢复过程中，气油双导管会带动扇片进行同步振动，综合多个扇片的同步运动，可有效提高滚动体周围区域的空气流动性，使滚动体的热量传递至其周围空气中，一方面，储油环吸收该区域空气的热量，并将其传递至外界空气中，另一方面，伴随着滚动体对导油头的挤压，使导油头和气油双导管进行变形，并进行来回振动，在导油头来回振动过程中，可加速热量空气进入导油头中，进而通过气油双导管传递至外界，通过上述储油环对滚动体进行的介质散热，以及气油双导管和导油头对其进行的空气散热，实现了对滚动体的双重散热过程，在润滑油的基础上，进一步降低对滚动体的磨损。

(6)本发明可最大程度实现在无需拆卸本发明的基础上实现润滑油的补充和传递，在润滑滚动体的同时，足量的润滑油还可起到导热、储热作用，即：吸收储油环上热量，并将储油环靠近滚动体一侧的热量传递至其靠近外界的一侧，加速储油环上热量散发，降低滚动体及其周围气体的热量。

附图说明

图1为本发明的立体图一；

图2为本发明的立体图二；

图3为本发明的立体图三；

图4为本发明的储油环处的立体图；

图5为图4中A处的结构示意图；

图6为本发明的侧面结构示意图；

图7为图6中B处的结构示意图；

图8为本发明的气油双导管和导油头在受到滚动体滚动挤压时的结构示意图；

图9为本发明的局部侧面结构示意图；

图10为本发明的第一种注油方式的侧面结构示意图；

图11为本发明的第二种注油方式的侧面结构示意图。

图中标号说明：

1外圈、101主油孔、2内圈、3滚动体、4保持架、5储油环、501凹槽、502副油孔、6防尘环、7气油双导管、71柔性管、72吸油套、8导油头、81柔性网壳、82内导油层、83外导油层、9扇片、10吸油纤维。

具体实施方式

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

请参阅图1和图3，一种高端装备制造用高速精密重载主轴轴承，包括内外分布的内圈2和外圈1，外圈1和内圈2之间设有保持架4和防尘环6，防尘环6位于保持架4的一侧，保持架4的内侧设有多个等距分布的滚动体3，外圈1和内圈2相互靠近的一端均开设有环形槽，滚动体3滚动连接于一对环形槽内部，上述结构均为现有技术。

请参阅图2和图3，保持架4远离防尘环6的一侧设有储油环5，储油环5采用导热材料制成，储油环5的外壁与外圈1的内壁表面固定连接，储油环5的内壁与内圈2的外壁之间的间隙为0.3mm-0.5mm，即在内圈2转动过程中，储油环5处于固定状态，请参阅图4和图5，储油环5靠近保持架4的一端固定连接有多个均匀分布的气油双导管7，气油双导管7远离储油环5的一端固定连接有导油头8，气油双导管7的外端固定连接有扇片9，储油环5的外壁开设有凹槽501，请参阅图6和图7，气油双导管7远离导油头8的一端贯穿储油环5和凹槽501直至与外界相通，凹槽501的内部填充有润滑油和吸油纤维10，吸油纤维10与气油双导管7接触，可将润滑油可传递至气油双导管7上，并在气油双导管7上扩散、漫延，进而实现将润滑油传递至导油头8上。

请参阅图3和图7，气油双导管7位于保持架4和内圈2之间，使得在滚动体3滚动过程中，滚动体3靠近内圈2的一侧局部与导油头8接触，使导油头8上的润滑油粘附在滚动体3的表面，随后通过滚动体3的滚动使润滑油传递至环形槽中，进而使导油头8的表面充分沾染润滑油，降低其在滚动过程中受到的摩擦和磨损。

请参阅图7，气油双导管7包括柔性管71和吸油套72，吸油套72固定连接于柔性管71的内部，柔性管71上开设有多个均匀分布的导油孔，导油孔位于凹槽501的内部，吸油纤维10缠绕于柔性管71的外侧，导油头8包括柔性网壳81，柔性网壳81与吸油套72相通，柔性网壳81的内表面固定连接有外导油层83，外导油层83与吸油套72相接触，含有润滑油的吸油纤维10通过柔性管71上的导油孔与吸油套72接触，吸油套72吸收润滑油并存储，当润滑油扩散至导油头8处时，吸油套72将润滑油传递至外导油层83；通过吸油纤维10在气油双导管7外侧的缠绕包围，可方便使凹槽501内的润滑油传递至各个气油双导管7上，进而使多个导油头8同步对多个滚动体3进行润滑。

请参阅图5，柔性网壳81上设置有一对关于气油双导管7相互对称的弧形切面，弧形切面上固定连接有内导油层82，内导油层82延伸至柔性网壳81网孔内部并与外导油层83接触，吸油套72、内导油层82和外导油层83均采用具有亲油性纤维制成，当滚动体3滚动至与导油头8接触时，通过弧形切面可实现滚动体3和导油头8之间形成大面积接触贴合，并对导油头8造成挤压，从而使外导油层83内部的润滑油挤出粘附在滚动体3表面，随着滚动体3的滚动均匀传递，降低滚动体3的摩擦和磨损。

请参阅图3，气油双导管7和滚动体3的个数相同，且二者之间呈间隔均匀分布，柔性管71、柔性网壳81和扇片9均采用弹性橡胶材料制成，扇片9位于气油双导管7靠近外圈1的一端，请参阅图8，在滚动体3滚动过程中，多个滚动体3分别与多个导油头8实现接触、贴合与挤压，一方面进行润滑油的传递，降低滚动体3的摩擦，另一方面，气油双导管7在滚动体3的滚动推力下发生弯曲变形，直至滚动体3越过导油头8，此时，失去外界作用力后的导油头8进行弹性恢复，并在弹力下进行短暂的来回振动，直至其受到下一个滚动体3的挤压；

在上述气油双导管7的弯曲变形及弹性恢复过程中，气油双导管7会带动扇片9进行同步振动，综合多个扇片9的同步运动，可有效提高滚动体3周围区域的空气流动性，使滚动体3的热量传递至其周围空气中，如图9，一方面，储油环5吸收该区域空气的热量，并将其传递至外界空气中，另一方面，伴随着滚动体3对导油头8的挤压，使导油头8和气油双导管7进行变形，并进行来回振动，在导油头8来回振动过程中，可加速热量空气进入导油头8中，进而通过气油双导管7传递至外界，通过上述储油环5对滚动体3进行的介质散热，以及气油双导管7和导油头8对其进行的空气散热，实现了对滚动体3的双重散热过程，在润滑油的基础上，进一步降低对滚动体3的磨损。

请参阅图10，外圈1上开设有与外界相通的主油孔101，主油孔101的孔口位于凹槽501的内侧，此为第一种实施方法，通过主油孔101将润滑油注入凹槽501中，或者，请参阅图11，凹槽501远离保持架4的内壁上开设有与外界相通的副油孔502，此为第二种实施方法，通过副油孔502将润滑油注入凹槽501，通过吸油纤维10传递至各个气油双导管7上，并且，在需要时可在主油孔101或凹槽501孔口处塞入密封塞，使过量的润滑油不易流出，上述为两种不同的注油方法，即为本发明的两种型号，均可实现对润滑油的补充，并且在润滑滚动体3的同时，足量的润滑油还可起到导热、储热作用，即：吸收储油环5上热量，并将储油环5靠近滚动体3一侧的热量传递至其靠近外界的一侧，加速储油环5上热量散发，降低滚动体3及其周围气体的热量，本领域技术人员可根据本发明的实际安装情况从上述两种类型中选择最佳型号进行具体实施，最大程度实现在无需拆卸本发明的基础上实现润滑油的补充和传递。

本发明通过在外圈1和内圈2之间设置具有导热性质的储油环5，以及通过配合实现润滑油传递的气油双导管7、导油头8和吸油纤维10，在滚动体3滚动过程中，通过滚动体3对导油头8和气油双导管7的挤压、变形，一方面实现将润滑油传递至滚动体3表面，随着滚动体3的滚动实现均匀粘附，降低滚动体3的摩擦和磨损，另一方面，随着气油双导管7的弹性恢复和振动，带动扇片9同步运动，有效提高滚动体3周围的空气流动性，结合储油环5对热量的传递散发以及气油双导管7和导油头8对空气的交换，实现对滚动体3的双重散热效果，从而进一步降低了滚动体3的磨损，提高本发明的使用寿命。

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改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高端装备制造用高速精密重载主轴轴承，包括内外分布的内圈(2)和外圈(1)，所述外圈(1)和内圈(2)之间设有保持架(4)和防尘环(6)，所述防尘环(6)位于保持架(4)的一侧，所述保持架(4)的内侧设有多个等距分布的滚动体(3)，所述外圈(1)和内圈(2)相互靠近的一端均开设有环形槽，所述滚动体(3)滚动连接于一对环形槽内部，其特征在于：所述保持架(4)远离防尘环(6)的一侧设有储油环(5)，所述储油环(5)靠近保持架(4)的一端固定连接有多个均匀分布的气油双导管(7)，所述气油双导管(7)远离储油环(5)的一端固定连接有导油头(8)，所述气油双导管(7)的外端固定连接有扇片(9)，所述储油环(5)的外壁开设有凹槽(501)，所述气油双导管(7)远离导油头(8)的一端贯穿储油环(5)和凹槽(501)直至与外界相通，所述凹槽(501)的内部填充有润滑油和吸油纤维(10)。

2.根据权利要求1所述的一种高端装备制造用高速精密重载主轴轴承，其特征在于：所述气油双导管(7)位于保持架(4)和内圈(2)之间，所述气油双导管(7)包括柔性管(71)和吸油套(72)，所述吸油套(72)固定连接于柔性管(71)的内部。

3.根据权利要求2所述的一种高端装备制造用高速精密重载主轴轴承，其特征在于：所述柔性管(71)上开设有多个均匀分布的导油孔，所述导油孔位于凹槽(501)的内部，所述吸油纤维(10)缠绕于柔性管(71)的外侧。

4.根据权利要求2所述的一种高端装备制造用高速精密重载主轴轴承，其特征在于：所述导油头(8)包括柔性网壳(81)，所述柔性网壳(81)与吸油套(72)相通，所述柔性网壳(81)的内表面固定连接有外导油层(83)，所述外导油层(83)与吸油套(72)相接触。

5.根据权利要求4所述的一种高端装备制造用高速精密重载主轴轴承，其特征在于：所述柔性网壳(81)上设置有一对关于气油双导管(7)相互对称的弧形切面，所述弧形切面上固定连接有内导油层(82)，所述内导油层(82)延伸至柔性网壳(81)网孔内部并与外导油层(83)接触。

6.根据权利要求4所述的一种高端装备制造用高速精密重载主轴轴承，其特征在于：所述柔性管(71)、柔性网壳(81)和扇片(9)均采用弹性橡胶材料制成，所述扇片(9)位于气油双导管(7)靠近外圈(1)的一端。

7.根据权利要求1所述的一种高端装备制造用高速精密重载主轴轴承，其特征在于：所述气油双导管(7)和滚动体(3)的个数相同，且二者之间呈间隔均匀分布。

8.根据权利要求1所述的一种高端装备制造用高速精密重载主轴轴承，其特征在于：所述储油环(5)采用导热材料制成，所述储油环(5)的外壁与外圈(1)的内壁表面固定连接，所述储油环(5)的内壁与内圈(2)的外壁之间的间隙为0.3mm-0.5mm。

9.根据权利要求1所述的一种高端装备制造用高速精密重载主轴轴承，其特征在于：所述外圈(1)上开设有与外界相通的主油孔(101)，所述主油孔(101)的孔口位于凹槽(501)的内侧。

10.根据权利要求1所述的一种高端装备制造用高速精密重载主轴轴承，其特征在于：所述凹槽(501)远离保持架(4)的内壁上开设有与外界相通的副油孔(502)。

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