CN114838053B - 一种球轴承结构及增压器 - Google Patents
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Abstract
本申请中的一种球轴承结构,包括内套组件和外套组件,所述内套组件与外套组件之间设有滚珠组件;所述外套组件包括处于轴向两端的外圈和处于两个外圈之间的外圈支撑套,所述外圈与所述外圈支撑套的轴向端面之间具有间隙,该间隙中设有弹性体;所述滚珠组件设于所述外圈与所述内套组件之间,所述滚珠组件包括保持架和限位于该保持架中的若干个滚珠;所述外圈的内壁和所述内套组件的外壁上设有相对应的环形滚道,供所述滚珠滚动。同时本申请还涉及具有该球轴承结构的增压器。本发明中的球轴承的外套组件与内套组件采用了分段式的结构,可在弹性件的作用下产生轴向外推力,使其具有轴向挠性,消除了间隙,提高了增压器整机性能。
Description
技术领域
本发明属于涡轮增压器技术领域,具体涉及一种用于增压器中的球轴承结构,同时还涉及该增压器。
背景技术
涡轮增压技术在汽车中应用广泛,其中,涡轮增压器利用发动机工作时排出的废气惯性冲力来推动涡轮箱内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮组成转子总成,叶轮压缩由空气滤清器管道送来的空气,使之增压后进入发动机燃烧室。涡轮增压器一般由涡轮机、机芯部件、压气机等零部件组成,作为应用于汽车上的重要装置,涡轮增压器的可靠性、运行稳定性等需要被重点关注。
涡轮增压器中,涡轮机叶轮和压气机叶轮之间通过转轴连接,保证同步转动,废气带动涡轮机叶轮转动时可以通过转轴带动压气机叶轮转动,增加进气量,转轴定位于轴承中,该轴承可以为一种球轴承。
现有技术中,涡轮增压器的球轴承一般包括装配在轴承体(中央壳体)中的套在一起的内圈和外圈,内圈定位在转轴上并随转轴同步转动,内圈和外圈之间设有滚珠,用于实现内圈和外圈的相对转动。一般的,相对于轴承体(中央壳体)中的安装位置的轴向尺寸A1,球轴承的外圈的轴向尺寸A2需要小于A1,以实现间隙配合。同时,为了保证装配,球轴承中的滚珠包裹在内外圈沟槽内存在轴向游隙,这两处轴向上的缝隙会影响到叶轮/涡轮的叶前间隙,以至于影响到涡轮增压器的整机性能,需要改进。
因此,基于以上还存在的一些问题,本申请对增压器中的轴承结构进行了进一步的设计和改进。
发明内容
针对以上现有技术中的不足,本发明提供了一种用于增压器中的球轴承结构,同时还涉及该增压器,采用了独特的轴承结构,使其具有轴向挠性,消除了间隙,提高了增压器整机性能。
本发明通过下述技术方案得以解决。
本申请中的一种球轴承结构,包括内套组件和外套组件,所述内套组件与外套组件之间设有滚珠组件;所述外套组件包括处于轴向两端的外圈和处于两个外圈之间的外圈支撑套,所述外圈与所述外圈支撑套的轴向端面之间具有间隙,该间隙中设有弹性体;所述滚珠组件设于所述外圈与所述内套组件之间,所述滚珠组件包括保持架和限位于该保持架中的若干个滚珠;所述外圈的内壁和所述内套组件的外壁上设有相对应的环形滚道,供所述滚珠滚动。
传统的增压器中的轴承结构中,其中的外套组件为整体式结构,外套组件的轴向端面与装配腔内壁之间的间隙,以及滚珠的轴向游隙,这两处轴向上的缝隙会影响到叶轮/涡轮的叶前间隙,进而影响到涡轮增压器的整机性能。本申请中,改变了行业中一直以来的整体式的外套组件的结构,将外套组件变为分段式结构,包括外圈支撑套及两端的外圈,装配后,弹性体可以提供弹力,作为轴向的外推力,将外圈推向外,使外圈的外端面与外部结构面之间保持挤压接触状态,进而消除了对叶轮/涡轮的叶前间隙的影响,避免了对增压器整机性能的影响。
一种优选的实施方式中,所述内套组件包括处于轴向两端的内圈和处于两个内圈之间的内圈支撑套;所述滚珠置于外圈和内圈之间;所述环形滚道包括设于所述外圈的内表面上的外圈滚道和设于所述内圈的外表面上的内圈滚道。该结构中,内套组件也为分段式结构,装配方便,同时滚珠在外观和内圈之间滚道上滚动方便,保证增压器轴系的转动效率。
一种优选的实施方式中,所述内圈支撑套的两端与内圈之间通过啮合齿进行装配,保证内圈支撑套与内圈的同步转动。
一种优选的实施方式中,所述内圈支撑套两端的两个内圈为对称结构设置。
一种优选的实施方式中,所述弹性体为盘形弹簧,所述外圈支撑套的端面上设有定位该弹性体的定位台阶,装配方便,装配后弹性体即被限位,保证轴向同轴度,保证弹性力的均匀性,避免轴系组件转动过程中的卡顿现象。
一种优选的实施方式中,所述外圈支撑套两端的两个外圈为对称结构设置,两个弹性体也为对称结构设置。
一种优选的实施方式中,所述保持架不与所述内套组件和外套组件接触,减少摩擦。
本申请中的一种增压器,包括轴承壳体、涡轮叶轮组件、压气机叶轮组件,所述涡轮叶轮组件和压气机叶轮组件之间通过转轴连接,所述转轴穿过所述轴承壳体,其中:所述轴承壳体中设有上述的所述球轴承结构;所述转轴穿过所述内套组件并进行过盈配合装配;所述弹性体提供轴向预紧力并使外圈的外端面抵在其端面接触面上。
一种优选的实施方式中,所述内套组件包括处于轴向两端的内圈和处于两个内圈之间的内圈支撑套;两个内圈的内壁与转轴表面过盈配合装配,所述内圈支撑套的内壁与转轴的表面之间具有间隙,装配方便。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:提供了一种用于增压器中的球轴承结构及该增压器,其中的球轴承的外套组件与内套组件采用了分段式的结构,可在弹性件的作用下产生轴向外推力,使其具有轴向挠性,消除了间隙,提高了增压器整机性能。
附图说明
图1为本申请中的增压器的示意图。
图2为本申请中的增压器的剖视图。
图3为图2中A区域的放大图。
图4为图3中B区域的放大图。
图5为增压器中的转轴及其上的轴承结构的立体图。
图6为增压器中的转轴及其上的轴承结构的剖视图。
图7为本申请中的轴承结构的立体图。
图8为本申请中的轴承结构中的内圈支撑套的立体图。
图9为本申请中的省略部分机构的轴承结构的立体图。
图10为轴承体中的安装位置的轴向尺寸A1示意图。
图11为传统的球轴承的外圈的轴向尺寸A2的示意图。
图12为本申请中的球轴承的轴向尺寸A3的示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
以下实施方式中,自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的原件或具有相同或类似功能的原件,以下通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
本发明的描述中,需要理解的是,术语:中心、纵向、横向、长度、宽度、厚度、上、下、前、后、左、右、竖直、水平、顶、底、内、外、顺时针、逆时针等指示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,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语:第一、第二等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所示技术特征的数量。本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语:安装、相连、连接等应做广义理解,本领域的普通技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用性中的具体含义。
参见图1至9,本申请中涉及的一种增压器,包括轴承壳体1、涡轮叶轮组件3、压气机叶轮组件2,所述涡轮叶轮组件3和压气机叶轮组件2之间通过转轴9连接,所述转轴9穿过所述轴承壳体1,其中:所述轴承壳体1中设有球轴承结构;所述转轴9穿过所述内套组件并进行过盈配合装配;所述弹性体45提供轴向预紧力并使外圈41的外端面抵在其端面接触面上。
此外,球轴承结构中,内套组件包括处于轴向两端的内圈42和处于两个内圈42之间的内圈支撑套44;两个内圈42的内壁与转轴9表面过盈配合装配,所述内圈支撑套44的内壁与转轴9的表面之间具有间隙,装配方便。
具体来看本申请中的增压器中的球轴承结构,包括内套组件和外套组件,所述内套组件与外套组件之间设有滚珠组件;所述外套组件包括处于轴向两端的外圈41和处于两个外圈41之间的外圈支撑套43,所述外圈41与所述外圈支撑套43的轴向端面之间具有间隙,该间隙中设有弹性体45;所述滚珠组件设于所述外圈41与所述内套组件之间,所述滚珠组件包括保持架51和限位于该保持架51中的若干个滚珠52,所述保持架51不与所述内套组件和外套组件接触,减少摩擦;所述外圈41的内壁和所述内套组件的外壁上设有相对应的环形滚道,供所述滚珠52滚动。
具体的,本申请中的球轴承结构中,所述内套组件包括处于轴向两端的内圈42和处于两个内圈42之间的内圈支撑套44;所述滚珠52置于外圈41和内圈42之间;所述环形滚道包括设于所述外圈41的内表面上的外圈滚道411和设于所述内圈42的外表面上的内圈滚道421。该结构中,内套组件也为分段式结构,装配方便,同时滚珠52在外观41和内圈42之间滚道上滚动方便,保证增压器轴系的转动效率。
本申请中,所述内圈支撑套44的两端与内圈42之间通过啮合齿441进行装配,保证内圈支撑套44与内圈42的同步转动。所述内圈支撑套44两端的两个内圈42为对称结构设置;所述外圈支撑套43两端的两个外圈41为对称结构设置,两个弹性体45也为对称结构设置。
从附图9中可以看出,本申请中的所述弹性体45为盘形弹簧,所述外圈支撑套43的端面上设有定位该弹性体45的定位台阶431,装配方便,装配后弹性体45即被限位,保证轴向同轴度,保证弹性力的均匀性,避免轴系组件转动过程中的卡顿现象。
传统的增压器中的轴承结构中,其中的外套组件为整体式结构,外套组件的轴向端面与装配腔内壁之间的间隙,以及滚珠的轴向游隙,这两处轴向上的缝隙会影响到叶轮/涡轮的叶前间隙,进而影响到涡轮增压器的整机性能。
如图10~12所示,相对于轴承体(中央壳体)中的安装位置的轴向尺寸A1,传统的球轴承的外圈的轴向尺寸A2需要小于A1,以实现间隙配合,这也导致轴向上的缝隙会影响到叶轮/涡轮的叶前间隙。本申请中的球轴承,由于受到弹性体45的弹性力作用,其轴向尺寸A3会与A1相配合,能够消除间隙。
本申请中,改变了本领域中一直以来的整体式的外套组件的结构,将外套组件变为分段式结构,包括外圈支撑套43及两端的外圈41,装配后,弹性体45可以提供弹力,作为轴向的外推力,将外圈41推向外,使外圈41的外端面与外部结构面之间保持挤压接触状态,进而消除了对叶轮/涡轮的叶前间隙的影响,避免了对增压器整机性能的影响。
以上所述,本发明提供了一种用于增压器中的球轴承结构及该增压器,其中的球轴承的外套组件与内套组件采用了分段式的结构,可在弹性件的作用下产生轴向外推力,使其具有轴向挠性,消除了间隙,提高了增压器整机性能。
本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式,本发明的保护范围以权利要求书为准,任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种球轴承结构,其特征在于,包括内套组件和外套组件,所述内套组件与外套组件之间设有滚珠组件;
所述外套组件包括处于轴向两端的外圈(41)和处于两个外圈(41)之间的外圈支撑套(43),所述外圈(41)与所述外圈支撑套(43)的轴向端面之间具有间隙,该间隙中设有弹性体(45);
所述滚珠组件设于所述外圈(41)与所述内套组件之间,所述滚珠组件包括保持架(51)和限位于该保持架(51)中的若干个滚珠(52);所述外圈(41)的内壁和所述内套组件的外壁上设有相对应的环形滚道,供所述滚珠(52)滚动;
所述弹性体(45)为盘形弹簧,所述外圈支撑套(43)的端面上设有定位该弹性体(45)的定位台阶(431);
所述外圈支撑套(43)两端的两个外圈(41)为对称结构设置,两个弹性体(45)也为对称结构设置。
2.根据权利要求1所述的一种球轴承结构,其特征在于,所述内套组件包括处于轴向两端的内圈(42)和处于两个内圈(42)之间的内圈支撑套(44);所述滚珠(52)置于外圈(41)和内圈(42)之间;所述环形滚道包括设于所述外圈(41)的内表面上的外圈滚道(411)和设于所述内圈(42)的外表面上的内圈滚道(421)。
3.根据权利要求2所述的一种球轴承结构,其特征在于,所述内圈支撑套(44)的两端与内圈(42)之间通过啮合齿(441)进行装配。
4.根据权利要求2所述的一种球轴承结构,其特征在于,所述内圈支撑套(44)两端的两个内圈(42)为对称结构设置。
5.根据权利要求1所述的一种球轴承结构,其特征在于,所述保持架(51)不与所述内套组件和外套组件接触。
6.一种增压器,包括轴承壳体(1)、涡轮叶轮组件(3)、压气机叶轮组件(2),所述涡轮叶轮组件(3)和压气机叶轮组件(2)之间通过转轴(9)连接,所述转轴(9)穿过所述轴承壳体(1),其特征在于,所述轴承壳体(1)中设有权利要求1至5任一项中的所述球轴承结构;
所述转轴(9)穿过所述内套组件并进行过盈配合装配;
所述弹性体(45)提供轴向预紧力并使外圈(41)的外端面抵在其端面接触面上;
所述内套组件包括处于轴向两端的内圈(42)和处于两个内圈(42)之间的内圈支撑套(44);两个内圈(42)的内壁与转轴(9)表面过盈配合装配,所述内圈支撑套(44)的内壁与转轴(9)的表面之间具有间隙。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant |