CN118066218A - 轴承保持架和轴承 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴承保持架，用于在轴承的外圈和内圈之间保持多个滚子，轴承保持架具有同轴设置的第一侧环和第二侧环，第一侧环和第二侧环之间由间隔开布置的多个连接部段连接，第一侧环和第二侧环的圆心之间的连线限定中心轴线，中心轴线限定轴向方向、径向方向和周向方向，其中，所述第一侧环在周向方向上具有多个在周向方向和径向向内方向上延伸的环向部段。本发明的轴承保持架能够在低速和高速旋转状态下都获得改进的润滑效果。本发明还涉及包括这种轴承保持架的轴承。

Description

轴承保持架和轴承

技术领域

本发明涉及机械设备领域，具体涉及一种轴承保持架，以及包括这种轴承保持架的轴承。

背景技术

轴承用于在机械设备中支撑机械旋转体。其中，轴承将旋转轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失。

轴承一般包括内圈、外圈、滚子和保持架。滚子可以是球形、圆柱形或圆锥形等形状，内圈和外圈也可以具有各种形状，从而符合不同的预期载荷和尺寸限制。保持架用于将滚子保持在内圈和外圈之间，并且将相邻的滚子间隔开。

在轴承的使用过程中，一般通过润滑油或润滑脂进行润滑。当采用润滑油进行润滑时，根据设备的运行情况，可以设计油路的流向，使润滑油从轴承的一侧进入，流经轴承内部，从而减小滚子和各个其它部件之间的摩擦。

然而，仍然需要一种改进的轴承零件结构以改进现有的润滑效果。

发明内容

针对以上问题，根据本发明的第一方面，提出了一种轴承保持架，用于将滚子保持在轴承的外圈和内圈之间，所述轴承保持架包括第一侧环；第二侧环，其与所述第一侧环沿所述轴承保持架的中心轴线间隔开布置；间隔开布置的多个连接部段，其连接所述第一侧环和所述第二侧环。其中，所述第一侧环在其周向方向上具有径向向内延伸的环向部段。

根据本发明的轴承保持架能够解决下述技术问题：当轴承转速较慢，如在设备启动时，轴承由于润滑不足而温度迅速升高，而当轴承转速较快，如在设备正常运转时，进入轴承的润滑油过多，导致产生的搅拌阻力过大。本发明的原理具体说明如下。

本发明的轴承保持架可以用于从轴承的轴向一侧向轴承提供润滑油的各种润滑方式，尤其是润滑油从轴承的轴向一侧飞溅进入轴承内部的润滑方式。在这些润滑方式中，朝向轴承侧面喷洒或运动的润滑油中的一部分能够轴向地穿过环向部段之间的空间、即凹槽而到达滚子，而另一部分将被运动中的环向部段阻挡，因而落到或流到旋转轴上。也就是说，这些润滑油被环向部段“截下”。

并且，本发明的轴承保持架能够在不同的转速下允许不同比例的润滑油穿过凹槽并进一步到达滚子。在轴承转速较慢的情况下，足够的润滑油能够穿过凹槽并到达滚子，从而对滚子和内圈、外圈进行润滑，并且带走一定热量。于是，轴承由于润滑不足而温度升高的情况能够得到较好的缓解。在轴承转速较快的情况下，即使朝向轴承侧面喷出的润滑油的量保持不变，由于各个环向部段在周向方向上运动速度较快，其表面将更容易“截下”运动中的润滑油，使得更少的润滑油能够到达滚子。这在设备转速较高时能够减少轴承内润滑油所产生的搅拌阻力，从而减少设备的能量消耗。

本发明对于圆锥滚子轴承将特别有利。这是因为，圆锥滚子轴承在运行时会产生将润滑油从第一侧环“吸向”第二侧环的泵吸效应，在轴承高速旋转时，泵吸效应将导致滚子与其他部件之间有更多的润滑油，进而导致更大的搅拌阻力，而本发明的轴承保持架将在轴承高速旋转时显著减小到达滚子的润滑油的量，从而显著减小搅拌阻力。

于是，本发明的轴承保持架能够在轴承的不同转速下使得不同的量的润滑油到达滚子，从而在低速和高速状态下都获得改进的润滑效果。

根据本发明的轴承保持架可以具有以下中的一个或多个特征。

根据一个实施例，优选地，所述第二侧环上限定多个滚子接收区部段，每个滚子接收区部段在周向方向上位于两个相邻的连接部段之间，并且每个滚子接收区部段上设置有一个或多个朝向所述第一侧环敞开的储油孔。根据该实施例的轴承保持架的储油孔由于能够在其中储存一定量的润滑油，从而在飞溅到达滚子的润滑油量不足时能够向滚子提供润滑。这在轴承的低转速情况中，如设备刚开启时，能够起到辅助润滑的效果。在没有油飞溅到滚子的极端工况下，存储在储油孔中的润滑油也能够为滚子提供润滑，从而提高轴承的耐烧付能力，这对于设备是尤其有利的。

根据一个实施例，优选地，所述第一侧环外半径小于所述第二侧环的外半径，所述第一侧环和所述多个连接部段的径向外侧大致符合圆锥面的形状。根据该实施例的轴承保持架用于圆锥滚子轴承，并且能够在轴承低速旋转、高速旋转以及极端工况下改进润滑效果。

根据一个实施例，优选地，所述第一侧环的尺寸限定为，所述第一侧环外半径略小于所述外圈在安装状态下更接近所述第一侧环的一端的内半径，并且所述第一侧环内半径略大于所述内圈在安装状态下更接近所述第一侧环的一端的外半径。第一侧环的该尺寸限定是为了避免保持架因径向窜动所导致的部件干涉，并通过相应的尺寸计算及验证得到的。根据该实施例的轴承保持架使得朝向轴承侧面运动的润滑油基本上仅能通过环向部段之间的而非轴承保持架与内圈之间的其他间隙到达滚子，从而使得到达滚子的润滑油量在轴承低速旋转和高速旋转之间的区别最大化。

根据一个实施例，优选地，每个滚子接收区部段上设置有多个储油孔，所述多个储油孔在各个滚子接收区部段上沿周向方向分布。根据该实施例的轴承保持架的储油孔分布能够更有效地吸收到滚子周围的润滑油，从而可以存储更多的润滑油，以用于例如低速旋转情况以及极端工况。

根据一个实施例，优选地，每个储油孔形成为沿该储油孔的深度方向延伸的圆柱形空间。根据该实施例的轴承保持架便于制造且结构稳固。

根据一个实施例，优选地，所述第一侧环在相邻的环向部段之间限定凹槽，所述多个凹槽在所述第一侧环的径向内侧周向等间距地分布，并且所述多个凹槽中的每一个都以同一径向深度沿所述第一侧环的径向内侧周向延伸。根据该实施例的轴承保持架便于制造，并且在轴承旋转过程中运行更加稳定。

根据一个实施例，优选地，所述多个凹槽的数量为4。该实施例是前述实施例的优选方案。根据该实施例的轴承保持架更加便于制造，并且结构稳固。

根据一个实施例，优选地，所述轴承保持架由聚合物制成。根据该实施例的轴承保持架便于制造，质量较轻，有助于零件和设备的轻量化。

根据本发明的第二方面，提出了一种轴承，其具有上述任一种轴承保持架。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。

图1是根据本发明实施例的轴承保持架的透视图。

图2是根据本发明实施例的轴承保持架在轴向方向上观察的视图。

图3是为了说明根据本发明实施例的轴承保持架的凹槽形状而绘制的轴向视图。

图4是根据本发明实施例的轴承保持架安装在轴承中时的截面图，图中未示出位于截面处的滚子。

图5是根据本发明实施例的轴承保持架安装在轴承中时的截面图，图中示出了位于截面处的滚子。

图6是根据本发明实施例的轴承保持架安装在轴承中时的另一截面图，图中未示出位于截面处的滚子。

图7是根据本发明实施例的轴承保持架安装在轴承中时的另一截面图，图中示出了位于截面处的滚子。

图8是根据本发明实施例的轴承保持架在轴向方向上观察的部分视图。

附图标记列表

1 轴承保持架

11 第一侧环

110 凹槽

112 环向部段

114 第一侧环内半径

116 第一侧环外半径

12 第二侧环

120 储油孔

121 滚子接收区部段

13 连接部段

132 滚子接收区

134 连接部段厚度

2 外圈

3 内圈

4、4’滚子

5 中心轴线

6 轴承

具体实施方式

为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不会必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

以下通过描述示例实施例的方式对本发明进行详细描述。

图1是根据本发明一个实施例的轴承保持架1。如图1所示，轴承保持架1包括第一侧环11和第二侧环12，第一侧环11和第二侧环12之间通过多个连接部段13连接。多个连接部段13中相邻的连接部段13与第一侧环11和第二侧环12一起形成用于接收滚子4、4’的多个滚子接收区132。根据本发明的实施例，多个连接部段13优选地等间距地布置。

轴承保持架1的第一侧环11和第二侧环12同轴，并具有共同的中心轴线5。也就是说，第一侧环11和第二侧环12的圆心之间的连线限定中心轴线5。当轴承运行时，轴承保持架1将围绕中心轴线5旋转。中心轴线5限定轴向方向、径向方向和周向方向。

在图1的实施例中，第一侧环11的外半径小于第二侧环12的外半径，且第一侧环11、第二侧环12和多个连接部段13一起形成大致圆台的形状。也就是说，这些部分的径向外侧大致符合圆锥面的形状。因此，该轴承保持架1适用于圆锥滚子轴承。然而，在不脱离本发明范围的情况下，第一侧环11的外半径也可以大致等于第二侧环12的外半径，且第一侧环11、第二侧环12和多个连接部段13一起形成大致圆柱的形状。从而，具有下文中所述特征的轴承保持架1也适用于圆柱滚子轴承或球轴承。

如图1所示，第一侧环11的径向内侧具有径向向内延伸的四个环向部段112，这四个环向部段112的径向内侧表面相对于各个连接部段13的径向内侧表面更靠近中心轴线5。

图2进一步示出了轴承保持架1的从第一侧环11一侧轴向观察的视图。在图2中可以更清楚地看到形成于第一侧环11的径向内侧并朝向中心轴线5延伸的四个环向部段112。其中，相邻的环向部段112之间形成凹槽110，即一共形成四个凹槽110。每个凹槽110相对于其周向两侧的环向部段112朝向径向外侧、即朝向第一侧环11的材料中凹入。每个凹槽110都在轴向方向上贯通，从而允许润滑油穿过第一侧环11到达位于第一侧环11和第二侧环12之间的滚子4、4’。在图1和图2所示的轴承保持架1中，各个凹槽110在周向方向上等间距分布。

图3进一步示出了描述轴承保持架1的第一侧环11的几何形状的附图，其中示出了第一侧环11的外半径116和第一侧环11的内半径114(以虚线示出)。在该实施例中，第一侧环11的内半径114即四个环向部段112的径向内表面的半径。图3中还示意性地示出了一个凹槽110，该凹槽110朝向径向外侧凹入，凹入深度沿周向方向为一恒定值，并且凹槽110在轴向方向上贯通。凹槽110这样的形状不仅使得能够实现上文所述的在轴承不同转速时控制到达滚子4、4’的润滑油量的效果，而且制造过程更加简单，且获得的第一侧环11结构稳固。

实际上，根据前述说明，只要形成在第一侧环11上的凹槽110在轴向方向上延伸贯穿第一侧环11的轴向厚度，各个凹槽110的形状可以不同，每个凹槽110的沿其周向方向的径向凹入深度也可以不是恒定值，而是变化值。而且，第一侧环11上的凹槽110的数量可以是四个之外的其他合适数量，例如五个、六个或更多个。此外，各个凹槽110可以不在周向方向上等间距分布。例如，第一侧环11上可以有偶数个凹槽110，并且各个凹槽110仅关于中心轴线5成对地对称。

回到图1，第一侧环11的径向外侧表面与各个连接部段13的径向外侧表面齐平，并且一起形成大致符合圆锥面的形状。于是，该特征与凹槽110的特征一起能够实现在圆锥滚子轴承不同转速时控制到达滚子4、4’的润滑油量的效果。图4至图7示出了根据本发明实施例的轴承保持架1安装在轴承6中时的截面视图。轴承6包括装配在一起的根据本发明实施例的轴承保持架1、外圈2、内圈3和限制于轴承保持架1、外圈2和内圈3之间的多个滚子4、4’。

在图4至图7中，图4和图5的截面穿过一个凹槽110，图6和图7的截面没有穿过凹槽110，即图6和图7穿过了相邻凹槽110之间的环向部段112。并且其中，图4和图6未示出处于截面处的滚子4，而图5和图7示出了处于截面处的滚子4。参照图4至图7中示出的凹槽110相对于各部件，尤其是处于安装状态的滚子4的位置，可以理解，从第一侧环11一侧最终到达滚子4的润滑油中，大部分润滑油通过轴向贯通的凹槽110到达滚子4，仅有小部分可能通过轴承保持架1与外圈3、内圈2之间的间隙到达滚子4(见图4和图5)。如果润滑油运动到第一侧环11附近时其前方不是凹槽110，而是环向部段(见图6和图7)，则这些润滑油仅可能通过轴承保持架1与外圈2、内圈3之间的间隙到达滚子4，而更大可能是被环向部段112“截下”。

因此，根据本发明的轴承保持架1通过使凹槽110作为外圈2与内圈3之间能够通过润滑油的主要通道，使得能够实现在轴承6具有不同转速时控制到达滚子4、4’的润滑油量的效果。于是，根据另一优选实施例，第一侧环11的尺寸限定为第一侧环11的外半径116略小于外圈2在安装状态下更接近第一侧环11的一端的内半径，并且第一侧环11的内半径114略大于内圈3在安装状态下更接近第一侧环11的一端的外半径。在这种情况下，凹槽110基本上是外圈2与内圈3之间能够通过润滑油的唯一通道，从而进一步提升在轴承6具有不同转速时控制到达滚子4、4’的润滑油量的效果。

进一步参照图4和图6，图4和图6中示出了位于第二侧环12上朝向第一侧环11敞开的多个储油孔120。具体来说，第二侧环12限定在周向方向上位于两个相邻的连接部段13之间的滚子接收区部段121，滚子接收区部段121是第二侧环12沿周向方向的部段，并且面向容纳滚子4、4’的滚子接收区132。每个滚子接收区部段121上设置有一个或多个朝向第一侧环11敞开的储油孔120。储油孔120能够及时储存从第一侧环11附近流过滚子4、4’的润滑油，因此在轴承6缺乏润滑油时，例如设备开始运行的低转速阶段或出现故障而没有润滑油进入轴承6的极端情况中，又为滚子4、4’提供润滑油，这也提高了轴承6的耐烧付能力。

图8示出了轴承保持架1的从轴向方向观察的局部视图，该视图具体示出了滚子接收区部段121和设置于其中的多个储油孔120。如图8所示，每个滚子接收区部段121具有4个储油孔120，且储油孔120沿着周向方向分布。这样的分布使得能够更充分地捕获流过滚子4、4’的润滑油。然而，该实施例中每个滚子接收区部段121的储油孔120数量为4仅为示例，实际上，每个滚子接收区部段121可以具有更多或更少个储油孔120，其数量可以根据实际情况设置。此外，图8示出的储油孔120每个都形成圆柱形空间，并且该圆柱形空间沿储油孔120的深度方向延伸。这样的储油孔120形状便于制造且使得轴承保持架1结构稳固。然而，根据其他实施例，储油孔120也可以具有其他的空间形状和在滚子接收区部段121上的分布或布置方式。此外，本发明的轴承保持架1可以由聚合物制成，这使得上述各实施例中的轴承保持架1的制造过程更加容易，从而减少制造成本，同时还可以减轻轴承保持架1以及轴承6整体的重量。

上文中参照优选的实施例详细描述了本发明所提出的轴承保持架以及轴承的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不会背离本发明理念的前提下，可以对上述具体实施例进行多种变型和改型，且可以对本发明提出的各种技术特征、结构进行多种组合，而不超出本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种轴承保持架(1)，用于将滚子(4、4’)保持在轴承的外圈(2)和内圈(3)之间，所述轴承保持架(1)包括：

第一侧环(11)；

第二侧环(12)，其与所述第一侧环(11)沿所述轴承保持架(1)的中心轴线(5)间隔开布置；

间隔开布置的多个连接部段(13)，其连接所述第一侧环(11)和所述第二侧环(12)，

其中，所述第一侧环(11)在其周向方向上具有径向向内延伸的环向部段(112)。

2.根据权利要求1所述的轴承保持架(1)，其中：

所述第一侧环(11)具有多个环向部段(112)，所述多个环向部段(112)沿所述第一侧环(11)的周向方向等间距分布。

3.根据权利要求2所述的轴承保持架(1)，其中：

所述第一侧环(11)在相邻的环向部段(112)之间限定多个凹槽(110)，所述多个凹槽(110)沿所述第一侧环(11)的周向方向等间距分布。

4.根据权利要求3所述的轴承保持架(1)，其中：

所述多个凹槽(110)沿所述第一侧环(11)的径向方向延伸相同径向深度。

5.根据权利要求1所述的轴承保持架(1)，其中：

相邻的所述连接部段(13)之间具有滚子接收区部段(121)，所述滚子接收区部段(121)设置有朝向所述第一侧环(11)敞开的储油孔(120)。

6.根据权利要求5所述的轴承保持架(1)，其中：

所述储油孔(120)形成为沿所述储油孔(120)的深度方向延伸的圆柱形空间。

7.根据权利要求5所述的轴承保持架(1)，其中：

每个所述滚子接收区部段(121)设置有多个储油孔(120)，所述多个储油孔(120)在各个滚子接收区部段(121)上沿周向方向分布。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的轴承保持架(1)，其中：

所述第一侧环(11)的外半径小于所述第二侧环(12)的外半径，所述第一侧环(11)与所述多个连接部段(13)的径向外侧共同构成圆锥面。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的轴承保持架(1)，其中：

所述轴承保持架(1)由聚合物制成。

10.一种轴承(6)，包括：

外圈(2)；

内圈(3)；

滚子(4、4’)，设置在所述外圈(2)与所述内圈(3)之间；

根据权利要求1-9中任一项所述的轴承保持架(1)，用于将所述滚子(4、4’)保持在所述外圈(2)与所述内圈(3)之间。