CN115013430A - 断开式滚动轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轴承技术领域，具体而言，涉及一种断开式滚动轴承。断开式滚动轴承包括外圈、内圈和保持架。外圈包括能够相互组合成圆环形的第一外环和第二外环；内圈包括能够相互组合成圆环形的第一内环和第二内环；保持架包括能够相互组合成圆环形的第一保持环和第二保持环；保持架上至少设置有一个周向布置的滚道组，多个滚道组沿保持架的轴向方向延伸；滚道组包括能够相互连通的内滚道和外滚道；滚珠能够在内滚道和外滚道中循环移动，滚珠抵持在内滚道和内圈之间，以及抵持在外滚道和外圈之间。断开式滚动轴承能够适用因轴肩限制而安装普通轴承不便的位置，且减少摩擦阻力，降低对润滑系统和润滑油的依赖。

Description

断开式滚动轴承
技术领域
本发明涉及轴承技术领域，具体而言，涉及一种断开式滚动轴承。
背景技术
目前，一些转动摩擦副，因为轴肩设计的限制，无法安装滚动轴承。尤其以内燃机曲轴为代表，因曲拐的结构限制，无法在曲轴和连杆大头之间，以及曲轴和轴箱之间安装现有的任何形式的滚动轴承，只有在曲轴两端安装滚动轴承。
为克服这一问题，目前主要采用的方法，是在曲轴和连杆大头之间，以及曲轴和轴箱之间，安装比较耐磨，且中间开有油槽的轴瓦。通过润滑系统，以比较大的压力，将润滑油压入轴瓦与曲轴之间的缝隙进行润滑，减少摩擦阻力。
当前的曲轴与轴瓦之间仍然是滑动摩擦，即使使用润滑油润滑，摩擦阻力依然较大。
发明内容
本发明的目的包括，例如，提供了一种断开式滚动轴承，其能够适用因轴肩限制而安装普通轴承不便的位置，且减少摩擦阻力，降低对润滑系统和润滑油的依赖，降低内燃机油耗或提高输出功率。
本发明的实施例可以这样实现：
第一方面，本发明提供一种断开式滚动轴承，包括：
外圈，包括能够相互组合成圆环形的第一外环和第二外环；
内圈，包括能够相互组合成圆环形的第一内环和第二内环；
保持架，包括能够相互组合成圆环形的第一保持环和第二保持环；所述保持架上至少设置有一个周向布置的滚道组，多个所述滚道组沿所述保持架的轴向方向延伸；所述滚道组包括设置在所述保持架的径向两侧的内滚道和外滚道，所述内滚道和所述外滚道能够相互连通；
滚珠能够在所述内滚道和所述外滚道中循环移动，所述滚珠抵持在所述内滚道和所述内圈之间，以及抵持在所述外滚道和所述外圈之间。
本方案的断开式滚动轴承的外圈、内圈、保持架均包括两个环状结构，因此轴承本身能够拆为两半进行安装，如此能够适应现有技术中一体式轴承安装不便的情况，即适用为任何由于轴肩设计限制，无法安装滚动轴承的轮轴结构。进一步的，这样的断开式滚动轴承因此采用了分体式可拆卸装配的方式，因此也能够作为曲轴等异形多段轴的轴承，如此改善了现有技术中曲轴类结构只能采用轴瓦、轴盖的滑动摩擦结构，而采用了摩擦力更小的滚动摩擦的滚动轴承结构，同时还能够降低现有技术因滑动摩擦对润滑系统和润滑油的依赖，从而降低内燃机油耗或提高输出功率。综上，这样的断开式滚动轴承装配方便、摩擦力小，且维护和拆卸更加方便。
在可选的实施方式中，沿所述保持架的径向方向，在一个所述滚道组中，所述内滚道和所述外滚道相互错开。
在可选的实施方式中，还包括循环机构；所述第一保持环和所述第二保持环通过循环机构组成圆环形，且所述滚珠通过所述循环机构在所述内滚道和所述外滚道中循环移动。
在可选的实施方式中，所述循环机构包括升降环体；
沿所述保持架的径向方向，所述升降环体具有连通所述内滚道和所述外滚道的升降滚道。
在可选的实施方式中，所述循环机构还包括转向端盖；
沿所述保持架的周向方向，所述升降环体、所述转向端盖依次设置在所述第一保持环或第二保持环的一个端面上；
所述转向端盖用于使得所述滚珠在所述内滚道和所述外滚道之间转向移动。
在可选的实施方式中，所述循环机构还包括锁紧件；
所述锁紧件与所述转向端盖、所述升降环体依次连接，以将所述转向端盖、所述升降环体紧固在所述第一保持环或第二保持环的端面上。
在可选的实施方式中，沿所述保持架的周向方向，所述第一保持环、所述第二保持环的周向端面上均具有一个循环机构，且所述第一保持环的一个端面上的所述循环机构与相对的所述第二保持环的端面上的所述循环机构相互连接，以使所述第一保持环和所述第二保持环形成圆环形。
在可选的实施方式中，所述转向端盖远离所述第一保持环的一个端面的一侧设置有凸起，另一正对上述端面的所述第二保持环的所述转向端盖具有凹槽；
所述凸起和所述凹槽能够卡接配合。
在可选的实施方式中，所述断开式滚动轴承还包括连接端盖；
所述第一外环和所述第二外环的端面分别与所述连接端盖连接，以使所述第一外环和第二外环组成圆环形。
在可选的实施方式中，所述第一外环和所述第二外环为弧度相同的圆环状结构；所述第一内环和所述第二内环均为半环形；所述第一保持环和所述第二保持环为弧度相同的圆环状结构。
在可选的实施方式中，所述第一内环和第二内环通过一对凸笋相互连接；所述凸笋包括设置在第一内环的周向端面的内侧壁上的凹件，以及设置在第二内环的周向端面上凸件；所述凸件与所述凹件锁紧配合。
本发明实施例的有益效果包括，例如：
断开式滚动轴承包括具有第一外环和第二外环的外圈、具有第一内环和第二内环的内圈，以及具有第一保持环和第二保持环的保持架。如此使得轴承本身能够方便地拆卸为两半，从而适用为任何由于轴肩设计限制，无法安装滚动轴承的轮轴结构。另外，滚动轴承能够使得轴与轴的支撑结构之间为滚动摩擦，摩擦力更小，对润滑的要求更低，成本更好。进一步的，滚珠能够在内滚道和外滚道中循环移动，增加了滚珠的移动的灵活性，从而提高了断开式滚动轴承的滚动摩擦效果，进而使得断开式滚动轴承的转动支撑效果更好。
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为本发明的本实施例的断开式滚动轴承的结构示意图；
图2为本发明的本实施例的断开式滚动轴承的装配示意图。
图标：10-断开式滚动轴承；11-滚珠；100-外圈；101-第一外环；102-第二外环；200-内圈；201-第一内环；202-第二内环；300-保持架；301-第一保持环；302-第二保持环；310-滚道组；311-内滚道；312-外滚道；400-循环机构；410-升降环体；420-转向端盖；430-锁紧件；431-凸起；432-凹槽；500-连接端盖。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“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，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
目前，一些转动摩擦副，因为轴肩设计的限制，无法安装滚动轴承。尤其以内燃机曲轴为代表，因曲拐的结构限制，无法在曲轴和连杆大头之间，以及曲轴和轴箱之间安装现有的任何形式的滚动轴承，只有在曲轴两端安装滚动轴承。
为克服这一问题，目前主要采用的方法，是在曲轴和连杆大头之间，以及曲轴和轴箱之间，安装比较耐磨，且中间开有油槽的轴瓦。通过润滑系统，以比较大的压力，将润滑油压入轴瓦与曲轴之间的缝隙进行润滑，减少摩擦阻力。
现有技术的客观缺点：
当前的曲轴与轴瓦之间仍然是滑动摩擦，即使使用润滑油润滑，摩擦阻力依然较大。
为改善上述技术问题，在下面的实施例中提供一种断开式滚动轴承。
图1为本发明的本实施例的断开式滚动轴承10的结构示意图。图2为本发明的本实施例的断开式滚动轴承10的装配示意图。
请参考图1和图2，从图中可以看出，本实施例提供了一种断开式滚动轴承10，包括：外圈100、内圈200和保持架300。
外圈100包括能够相互组合成圆环形的第一外环101和第二外环102；
内圈200包括能够相互组合成圆环形的第一内环201和第二内环202；
保持包括能够相互组合成圆环形的第一保持环301和第二保持环302；保持架300上至少设置有一个周向布置的滚道组310，多个滚道组310沿保持架300的轴向方向延伸；滚道组310包括设置在保持架300的径向两侧的内滚道311和外滚道312，内滚道311和外滚道312能够相互连通；
滚珠11能够在内滚道311和外滚道312中循环移动，滚珠11抵持在内滚道311和内圈200之间，以及抵持在外滚道312和外圈100之间。
本方案的断开式滚动轴承10的外圈100、内圈200、保持架300均包括两个环状结构，因此轴承本身能够拆为两半进行安装，如此能够适应现有技术中一体式轴承安装不便的情况，即适用为任何由于轴肩设计限制，无法安装滚动轴承的轮轴结构。
进一步的，这样的断开式滚动轴承10因此采用了分体式可拆卸装配的方式，因此也能够作为曲轴等异形多段轴的轴承，如此改善了现有技术中曲轴类结构只能采用轴瓦、轴盖的滑动摩擦结构，而采用了摩擦力更小的滚动摩擦的滚动轴承结构，同时还能够降低现有技术因滑动摩擦对润滑系统和润滑油的依赖，从而降低内燃机油耗或提高输出功率。
另外，滚珠11能够在内滚道311和外滚道312中循环移动，增加了滚珠11的移动的灵活性，从而提高了断开式滚动轴承10的滚动摩擦效果，进而使得断开式滚动轴承10的转动支撑效果更好。
综上，这样的断开式滚动轴承10能够安装在曲轴位置，或任何由于轴肩设计限制，无法安装滚动轴承的轮轴结构的位置。同时，将现有技术中滑动摩擦改为滚动摩擦，减少摩擦阻力，降低对润滑系统和润滑油的依赖，降低内燃机油耗或提高输出功率。
从图中还可以看出，在本发明的本实施例中，第一外环101、第二外环102为弧度相同的圆环状结构；第一内环201、第二内环202均为半环形；第一保持环301和第二保持环302为弧度相同的圆环状结构。半环形的结构能够使得断开式滚动轴承10能够方便地与轴进行配合连接，且弧度相同使得内圈200的两部分尺寸均相同、外圈100的两部分尺寸均相同、保持架300的两部分尺寸均相同，因此便于加工、制作，且也有利于对断开式滚动轴承10的维护、保养。
可以理解的是，在本发明的其他实施例中，第一外环101和第二外环102，第一内环201和第二内环202，第一保持环301和第二保持环302，还可以是其他的形状。比如第一外环101是三分之一弧度，第二外环102是三分之二弧度；还可以是内圈200的两部分为均分的半环形，外圈100或保持架300中至少一个的为劣弧和优弧组成的圆环形。这里仅仅是一个示例，不做限定，只要外圈100、内圈200和保持架300各自均能够组成圆环形即可。
进一步的，外圈100、内圈200和保持架300还可以分别由多个弧形环状组成圆形。例如，断开式滚动轴承10可以由三组三分之一圆弧度的内外环和保持架组成，以适用于轴的尺寸非常大的场合。这个数量也可以进一步增加，如四组四分之一圆的内外环和保持架，五组五分之一圆的内外环和保持架，等等。即第一外环101和第二外环102，第一内环201和第二内环202，第一保持环301和第二保持环302均可以是多个弧形环状组成。这里不做限定。
从图中还可以看出，在本实施例中，断开式滚动轴承10包括两个滚道组310。沿保持架300的轴线方向，两个滚道组310保持相互平行地设置。多个滚道组310能够保持外圈100、内圈200和保持架300之间受力更加稳定，从而有利于保持对轴的稳定支撑。
需要说明的是，在本发明的其他实施例中，还可以是三个以上的滚道组310，只要保持架300上设置有滚道组310即可，这里仅仅是一个示例。
进一步的，本方案的滚珠11为圆球滚珠11。圆球滚珠11具有受力大，循环移动便利，且耐磨损的特点。
在本发明的本实施例中，沿保持架300的径向方向，在一个滚道组310中，内滚道311和外滚道312相互错开。可选的，在本实施例中，沿保持架300的径向方向，内滚道311的边缘和外滚道312的边缘相互靠近。
从图2中还可以看出，在本发明的本实施例中，还包括循环机构400；第一保持环301和第二保持环302通过循环机构400组成圆环形，且滚珠11通过循环机构400在内滚道311和外滚道312中循环移动。
进一步的，在本实施例中，循环机构400包括升降环体410；沿保持架300的径向方向，升降环体410具有连通内滚道311和外滚道312的升降滚道。
在本实施例中，保持架300中的滚珠11能够在保持架300的滚道组310内循环滚动，每个半环式保持架300(第一保持环301和第二保持环302)有两个完整的滚道组310，保证安装的牢固性。每条滚道组310有一上一下两条直滚道(即内滚道311和外滚道312)，通过滚珠11分别与轴承外环和内环连接。
可以理解的是，在本发明的其他实施例中，保持架上还可以设置两条及以上的滚道组，只要滚道组能够容纳滚珠循环滚动即可。
进一步的，在本发明的本实施例中，循环机构400还包括转向端盖420；沿保持架300的周向方向，升降环体410、转向端盖420依次设置在第一保持环301或第二保持环302的一个端面上；转向端盖420用于使得滚珠11在内滚道311和外滚道312之间转向移动。
转向端盖420作为第一保持环301或第二保持环302的端面的循环端，能够保障第一保持环301或第二保持环302的稳定连接。可以理解的是，在本发明的其他实施例中，第一保持环301或第二保持环302中的滚珠11可以循环机构400周向持续循环转动。
在本发明的本实施例中，循环机构400还包括锁紧件430；锁紧件430与转向端盖420、升降环体410依次连接，以将转向端盖420、升降环体410紧固在第一保持环301或第二保持环302的端面上。
可选的，锁紧件430为螺栓，螺栓依次穿设转向端盖420、升降环体410后与保持环的端面的螺孔连接。
在本发明的本实施例中，沿保持架300的周向方向，第一保持环301、第二保持环302的周向端面上均具有一个循环机构400，且第一保持环301的一个端面上的循环机构400与相对的第二保持环302的端面上的循环机构400相互连接，以使第一保持环301和第二保持环302形成圆环形。
可选的，在本实施例中，转向端盖420远离第一保持环301的一个端面的一侧设置有凸起431，另一正对上述端面的第二保持环302的转向端盖420具有凹槽432；凸起431和凹槽432能够卡接配合。
从图中还可以看出，在本发明的本实施例中，断开式滚动轴承10还包括连接端盖500；第一外环101和第二外环102的端面分别与连接端盖500连接，以使第一外环101和第二外环102组成圆环形。
进一步的两个轴承内半环通过一对凸笋相互连接，两个轴承外半环通过轴承外圈100连接端盖500和轴承外圈100连接螺栓)完成连接，从而使所有零件构成一个完整的轴承。连接端盖500上的螺栓孔为沉孔，保证轴承外圈100是一个完整的圆环。
具体的，凸笋包括设置在第一内环201的周向端面的内侧壁上的凹件，以及设置在第二内环202的周向端面上凸件；凸件与凹件锁紧配合。如此以使两个轴承内半环形成完整的圆环。可选的，凸件与凹件卡接。
在本发明的其他实施例中，断开式滚动轴承10还可以在轴承保持架300两侧设计密封挡圈，防止金属碎屑、砂石等杂物进入保持架300滚道，或者在保持架300滚道两侧、轴承内外圈100滚道两侧开出排污槽(管、孔)，提高其适应恶劣使用环境的能力。
在本发明的其他实施例中，断开式滚动轴承10还可以将保持架300滚道的上下(内外)直滚道正对、垂直设计，而不是像现有结构那样错开设计，缩短轴承宽度，并提高径向载荷承载能力。
在本发明的其他实施例中，断开式滚动轴承10还可以采用其他形式的结构设计保持架300端盖，要么取消安装螺栓，要么简化端盖结构。甚至通过特殊的加工方法，将半环形保持架300和其端盖一体化设计，使其成为一个零件。
在本发明的其他实施例中，断开式滚动轴承10还可以采用其他嵌套式结构设计轴承内外圈100的相互连接方式。从而取消本发明的轴承外圈100连接端盖500和连接螺栓。
使用时，当轴承安装于轴与轴承座之间，轴相对于轴承座发生旋转时，轴承内圈200相对于保持架300发生旋转。由于轴承内圈200与保持架300之间的滚珠11，所受到的来自轴承内圈200与保持架300之间的垂直方向的压力要远大于滚珠11之间的横向作用力，故滚珠11将在轴承内圈200与保持架300之间的作用下发生旋转，并向着某一方向沿着保持架300移动，同时推动其他滚珠11向着同一方向滚动。当某一滚珠11移动至保持架300一端时，通过保持架300一端的升降滚道和转向滚道，进入保持架300与轴承外圈100的滚道，并进入二者之间，继续在二者之间的相对转动下发生滚动，从而不断在保持架300的滚道内循环滚动，实现轴承内外圈100和保持架300的不断转动。
综上，本发明实施例提供了一种断开式滚动轴承10，至少具有以下优点：
1.轴承内外圈100和保持架300采用两个半环的结构，使其能够从两侧抱住轴颈安装，从而实现在某些不能安装传统轴承的特殊场合(内燃机曲轴)安装滚动轴承的目的。
2.轴承保持架300不是一个框架式的结构，而是一个整体式的结构，具备较高的结构强度。
3.滚珠11的滚道，尤其是在保持架300和轴承内外圈100之间的直滚道，是错开式的设计，降低了上下(内外)直滚道内滚珠11运转的速度差，降低了滚珠11运转时发生滑移的可能(实际差值可以设计得非常低，该差值受轴承内外圈100直径差、保持架300滚道底部厚度影响，轴承内外圈100直径差越小，保持架300滚道底部厚度越小，则速度差越小)。同时降低了轴承内外圈100直径差，即减小了轴承本身的体积，便于在机器内部安装布置。
4.轴承的组合式设计，有利于降低制造安装难度和使用安装难度。
5.轴承的组合式设计，有利于在轴承内圈两个半环连接处开出凹槽，可以方便的与轴上设计的防滑销或防滑凸笋配合。防止轴承内圈在运转中与轴发生相对滑转(此处设计也可以作为一种替代方案或改进方案)。
以上，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种断开式滚动轴承，其特征在于，包括：
外圈(100)，包括能够相互组合成圆环形的第一外环(101)和第二外环(102)；
内圈(200)，包括能够相互组合成圆环形的第一内环(201)和第二内环(202)；
保持架(300)，包括能够相互组合成圆环形的第一保持环(301)和第二保持环(302)；所述保持架(300)上至少设置有一个周向布置的滚道组(310)，多个所述滚道组(310)沿所述保持架(300)的轴向方向延伸；所述滚道组(310)包括设置在所述保持架(300)的径向两侧的内滚道(311)和外滚道(312)，所述内滚道(311)和所述外滚道(312)能够相互连通；
滚珠(11)能够在所述内滚道(311)和所述外滚道(312)中循环移动，所述滚珠(11)抵持在所述内滚道(311)和所述内圈(200)之间，以及抵持在所述外滚道(312)和所述外圈(100)之间。
2.根据权利要求1所述的断开式滚动轴承，其特征在于：
沿所述保持架(300)的径向方向，在一个所述滚道组(310)中，所述内滚道(311)和所述外滚道(312)相互错开。
3.根据权利要求1所述的断开式滚动轴承，其特征在于：
还包括循环机构(400)；所述第一保持环(301)和所述第二保持环(302)通过循环机构(400)组成圆环形，且所述滚珠(11)通过所述循环机构(400)在所述内滚道(311)和所述外滚道(312)中循环移动。
4.根据权利要求3所述的断开式滚动轴承，其特征在于：
所述循环机构(400)包括升降环体(410)；
沿所述保持架(300)的径向方向，所述升降环体(410)具有连通所述内滚道(311)和所述外滚道(312)的升降滚道。
5.根据权利要求4所述的断开式滚动轴承，其特征在于：
所述循环机构(400)还包括转向端盖(420)；
沿所述保持架(300)的周向方向，所述升降环体(410)、所述转向端盖(420)依次设置在所述第一保持环(301)或第二保持环(302)的一个端面上；
所述转向端盖(420)用于使得所述滚珠(11)在所述内滚道(311)和所述外滚道(312)之间转向移动。
6.根据权利要求5所述的断开式滚动轴承，其特征在于：
所述循环机构(400)还包括锁紧件(430)；
所述锁紧件(430)与所述转向端盖(420)、所述升降环体(410)依次连接，以将所述转向端盖(420)、所述升降环体(410)紧固在所述第一保持环(301)或第二保持环(302)的端面上。
7.根据权利要求5所述的断开式滚动轴承，其特征在于：
沿所述保持架(300)的周向方向，所述第一保持环(301)、所述第二保持环(302)的周向端面上均具有一个循环机构(400)，且所述第一保持环(301)的一个端面上的所述循环机构(400)与相对的所述第二保持环(302)的端面上的所述循环机构(400)相互连接，以使所述第一保持环(301)和所述第二保持环(302)形成圆环形。
8.根据权利要求7所述的断开式滚动轴承，其特征在于：
所述转向端盖(420)远离所述第一保持环(301)的一个端面的一侧设置有凸起(431)，另一正对上述端面的所述第二保持环(302)的所述转向端盖(420)具有凹槽(432)；
所述凸起(431)和所述凹槽(432)能够卡接配合。
9.根据权利要求1所述的断开式滚动轴承，其特征在于：
所述断开式滚动轴承还包括连接端盖(500)；
所述第一外环(101)和所述第二外环(102)的端面分别与所述连接端盖(500)连接，以使所述第一外环(101)和第二外环(102)组成圆环形。
10.根据权利要求9所述的断开式滚动轴承，其特征在于：
所述第一外环(101)和所述第二外环(102)为弧度相同的圆环状结构；所述第一内环(201)和所述第二内环(202)均为半环形；所述第一保持环(301)和所述第二保持环(302)为弧度相同的圆环状结构。
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