CN114483772A - 一种具有高承载能力的回转支承 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有高承载能力的回转支承,包括内圈、外圈、滚子以及保持架;所述外圈的内周壁沿周向设有滑动道和滚动道;所述外圈设置在内圈上;所述内圈的外周壁上沿周向设有环状凸台;所述环状凸台和所述滑动道形状配合且能在滑动道上滑动;所述滚子设置在滚动道上;所述保持架设置滚动道上,所述保持架用于实现对滚动道中滚子的限位。本发明提供的回转支承具有结构简单、成本低、具有高承载能力的特点。
Description
技术领域
本发明涉及轴承技术领域,具体涉及一种具有高承载能力的回转支承。
背景技术
回转支承在现代工业中的使用极其广泛,作为工程机械中的传动部件,通过传递动力来维持机械的运转,回转支承在运转过程中需承受轴向载荷、径向载荷与轴向载荷不均匀引起的倾覆力矩,而恶劣工况往往意味着变化频率极快的交变载荷以及重载,因此对回转支承的承载能力、高周期疲劳与安全可靠性提出了较高的要求。
现有的技术方案通过加大轴承结构、滚子尺寸数量或者增加滚动体排数等方法保证回转支承具有较高的安全系数,但这些手段会导致回转支承加工过程存在一系列加工难点并且会大幅提高工艺成本。
综上所述,急需一种结构简单、成本低、具有高承载能力的回转支承以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种结构简单、成本低、具有高承载能力的回转支承,具体技术方案如下:
一种具有高承载能力的回转支承,包括内圈、外圈、滚子以及保持架;所述外圈的内周壁沿周向设有滑动道和滚动道;所述外圈设置在内圈上;所述内圈的外周壁上沿周向设有环状凸台;所述环状凸台和所述滑动道形状配合且能在滑动道上滑动;所述滚子设置在滚动道上;所述保持架设置滚动道上,所述保持架用于实现对滚动道中滚子的限位。
优选的,所述滑动道与环状凸台的接触面沿所述回转支承的径向方向的截面为多弧段嵌入式结构。
优选的,所述多弧段嵌入式结构具有多个弧段单元;所述弧段单元包括弧段一、弧段二、弧段三和弧段四,所述弧段一、弧段二、弧段三和弧段四依次连接,所述弧段一所对应的弦的方向与轴向方向垂直;所述弧段二和弧段四的所对应的弦的方向均与轴向方向平行;所述弧段三所对应的弦与轴向方形的夹角为35°-60°。
优选的,所述弧段一、弧段二、弧段三和弧段四所对应的曲率半径相等且大于等于2000mm。
优选的,所述环状凸台与所述外圈内周壁的滑动道之间存在间隙;所述间隙距离为0.2-0.5mm。
优选的,所述滑动道上还设置有球滑道;所述球滑道上设置有滚动球。
优选的,所述球滑道内还填充有润滑油脂。
优选的,所述滚子为圆柱滚子。
优选的,所述滚子排数为2-4排。
应用本发明的技术方案,具有以下有益效果:
(1)本发明提供的一种具有高承载能力的回转支承,采用多排滚子、滑动道和滚道道结合的技术方案,在未加大轴承结构、滚子尺寸数量的前提下,大幅提高了回转支承的承载能力和使用寿命,降低了加工成本,其机理在于,两种滚道同时承载,使得回转支承的轴向承载能力得到提升,抵抗偏载的能力大幅提高,滑动道可同时承载径向、轴向与倾覆力矩,发生故障时具有一定的缓冲时间便于及时停机检修,大幅延长了回转支承的使用寿命。
(2)本发明提供的一种具有高承载能力的回转支承,采用滑动道和球滑道的技术方案,实现了对回转支承的双重润滑保护,提高轴承的储油能力,从而改善滑动道与环状凸台的接触坏境,其机理在于,所述球滑道可以作为储油室,在其中填充润滑油脂,以减小滚动球与球滑道之间的摩擦,降低两者的磨损,延长使用寿命;其次由于环状凸台和外圈内周壁的滑动道之间存在间隙,润滑油脂可以沿间隙渗入以实现对滑动道的润滑作用,保证了回转支承的高可靠性要求。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是本发明优选实施例1中回转支承的结构示意图;
图2是图1中多弧段嵌入式结构的局部放大图;
图3是图2中弧段单元的局部放大图;
图4是多弧段嵌入式结构的受力示意图;
图5是现有嵌入式结构的受力示意图;
其中,1-外圈,2-滚子,3-保持架,4-滚动道,5-滚动球,6-内圈,7-滑动道,7.1-弧段一,7.2-弧段二,7.3-弧段三,7.4-弧段四,8-球滑道。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1:
参见图1,一种具有高承载能力的回转支承,包括内圈6、外圈1、滚子2以及保持架3;所述外圈1的内周壁沿周向设有滑动道7和滚动道4;所述外圈1设置在内圈6上;所述内圈6的外周壁上沿周向设有环状凸台;所述环状凸台和所述滑动道7形状配合且能在滑动道7上滑动;所述滚子2设置在滚动道4上;所述保持架3设置滚动道4上,所述保持架3用于实现对滚动道4中滚子2的限位。
在本实施例中,所述滑动道7与环状凸台的接触面沿所述回转支承的径向方向的截面为多弧段嵌入式结构,参见图2;在滚子2工作异常时,环状凸台能与滑动道7相对滑动,并且多弧段嵌入式结构在相同尺寸的前提下可提供更多的接触点,更多的接触点意味着更大的接触面积以及更高的承载能力。多弧段嵌入式结构还有助于装配定位,拆卸方便。
在本实施例中,所述内圈6由相同的两个半圆环组成,方便装配。
在本实施例中,所述多弧段嵌入式结构具有多个弧段单元;所述弧段单元(参见图3)包括弧段一7.1、弧段二7.2、弧段三7.3和弧段四7.4,所述弧段一7.1、弧段二7.2、弧段三7.3和弧段四7.4依次连接,所述弧段一7.1所对应的弦的方向与轴向方向垂直;所述弧段二7.2和弧段四7.4的所对应的弦的方向均与轴向方向平行;所述弧段三7.3所对应的弦与轴向方形的夹角为35°-60°(本实施例为45°),可根据需求选择。
在本实施例中弧段一7.1所对应的弦的方向与轴向方向垂直,因此当外圈1与内圈6接触时,可承载轴向力,相比其他任何角度而言,承载面积为最大,因此应力最小,可承载的轴向载荷最大;弧段二7.2与弧段四7.4所对应的弦的方向与轴向方向平行,即与径向方向垂直,因此径向力作用时,径向承载面同样为最大,因此内外圈1承受的径向应力最小;弧段三7.3由于其弦与轴向方向成45°,因此其承载面积可看做轴向与径向承载面积相同,因此在轴向载荷与径向载荷承载时,可保证高径向承载与高轴向承载,此弧段也可根据轴向力与径向力的大小来设置为其他角度,以实现各弧段受力均衡,其机理在于,参见图4和图5,设图4中弧段一7.1、弧段二7.2、弧段三7.3以及弧段四7.4的受力面积分别为S1、S2、S3和S4,其中S2=S4;设图5中径向力受力面积为S5,轴向力受力面积为S6;本多弧段嵌入式结构与弧形滚道结构受力承载相比其优点在于,当承受相同轴向力F时,轴向力承载面积为n*S1+n*S3*cosα1,而弧形滚道受力面积为S6,n*S1+n*S3*cosα1>>S6,在高度不变,空间相同的情况下,可知嵌入式结构的应力F/(n*S1+n*S3*cosα1)>>F/S6;α1指弧段三7.3所对应的弦与轴向方形的夹角,n指弧段单元的个数;径向力作用时,多弧段嵌入式结构受力面积为n*(2*S2+S3*sinα1),现有嵌入式结构受力承载面积为S5,n*(2*S2+S3*sinα1)=S5,因此两者的径向力承载相等。因此多弧段嵌入式结构与现有嵌入式结构相比,在尺寸变化不大的情况下,承载能力显著提升。此弧段的结构设计可将集中受力转变为分散均布受力,减小应力集中导致的大形变,可增强回转支承的强度与使用寿命。
在本实施例中,所述弧段一7.1、弧段二7.2、弧段三7.3和弧段四7.4所对应的曲率半径相等且等于2000mm,可根据需求选择。
在本实施例中,所述环状凸台与所述外圈1内周壁的滑动道7之间存在间隙;所述间隙距离为0.2mm,可根据需求选择。
在本实施例中,所述滑动道7上还设置有球滑道8;所述球滑道8上设置有滚动球5,由于滚动球5具备一定的接触角,当承受轴向力与倾覆力矩时,其变化是一个渐变过程,不是瞬变过程,有利于提升偏载情况下外圈1与内圈6接触时的安全性,同时当轴向力增加时,滚动球5实际的接触角度变化以及产生微小形变,在不同工况范围下,根据需求改变滚动球5的接触角度,进而可调整外圈1与内圈6的接触,从而减少低载情况下外圈和内圈6接触带来的摩擦力矩。
在本实施例中,所述球滑道8内还填充有润滑油脂。
在本实施例中,所述滚子2为圆柱滚子,相比于其他滚子具有更高的轴向承载能力。
在本实施例中,所述滚子2排数为2排,可根据需求选择。
以上所述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 (9)
1.一种具有高承载能力的回转支承,其特征在于,包括内圈、外圈、滚子以及保持架;所述外圈的内周壁沿周向设有滑动道和滚动道;所述外圈设置在内圈上;所述内圈的外周壁上沿周向设有环状凸台;所述环状凸台和所述滑动道形状配合且能在滑动道上滑动;所述滚子设置在滚动道上;所述保持架设置滚动道上,所述保持架用于实现对滚动道中滚子的限位。
2.根据权利要求1所述的一种回转支承,其特征在于,所述滑动道与环状凸台的接触面沿所述回转支承的径向方向的截面为多弧段嵌入式结构。
3.根据权利要求2所述的一种回转支承,其特征在于,所述多弧段嵌入式结构具有多个弧段单元;所述弧段单元包括弧段一、弧段二、弧段三和弧段四,所述弧段一、弧段二、弧段三和弧段四依次连接,所述弧段一所对应的弦的方向与轴向方向垂直;所述弧段二和弧段四的所对应的弦的方向均与轴向方向平行;所述弧段三所对应的弦与轴向方形的夹角为35°-60°。
4.根据权利要求3所述的一种回转支承,其特征在于,所述弧段一、弧段二、弧段三和弧段四所对应的曲率半径相等且大于等于2000mm。
5.根据权利要求1所述的一种回转支承,其特征在于,所述环状凸台与所述外圈内周壁的滑动道之间存在间隙;所述间隙距离为0.2-0.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种回转支承,其特征在于,所述滑动道上还设置有球滑道;所述球滑道上设置有滚动球。
7.根据权利要求6所述的一种回转支承,其特征在于,所述球滑道内还填充有润滑油脂。
8.根据权利要求1所述的一种回转支承,其特征在于,所述滚子为圆柱滚子。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种回转支承,其特征在于,所述滚子排数为2-4排。
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