CN1564916A - 轴承组件及制造轴承组件的方法 - Google Patents

Abstract

一种轴承组件和制造暴露于传动流体的轴承组件的方法，该方法包括下列步骤：提供一轴承座(2)，该轴承座(2)包括：基底，具有内表面(6)和外表面的从基底向上延伸的环形壁(11)，以及从基底延伸的凸缘(10)；提供在轴(4)一端的球(3)；在轴承座的基底通过环形壁包围形成半球形杯，该杯具有内表面；将所述球设置于所述杯中；将所述环形壁型锻到所述球上。

Description

轴承组件及制造轴承组件的方法

技术领域

本发明涉及一种轴承组件，尤其涉及用于传动装置中的轴承组件，以及制造轴承组件的方法。

背景技术

用于在轴端上提供在传动流体环境下使用的轴承组件的常规方法，已经被证实是不可行的。取一普通轴承并将其焊接到轴端，将对轴承组件中的自润滑材料产生不利影响，所以该方案不得不被打折扣。另外，利用常规方法不能以足够经济的方式制造使用衬套系统的普通球面轴承，所以该方法也是无法使用的。

发明内容

本发明的目的是，通过提供一种轴承组件及其制造方法，以求克服常规方法及设计中存在的问题。

相应地，本发明的一个方面提供能暴露于传动流体下的轴承组件的制造方法，该方法包括下列步骤：提供一轴承座，该轴承座包括：基底，具有内外表面的从基底向上延伸(upstanding)的环形壁，以及从基底延伸的凸缘；提供在轴一端的球；在轴承座的基底通过环形壁包围形成半球形杯，该杯具有内表面；将该球设置于杯中；将环形壁型锻(swaging)到球上。

优选地，该轴承座由具有10％或更高范围延展性的材料铸造而成。

有利地，该材料从下组中选择一种：钢、铝合金、镁合金或锌合金。

有利地，该方法包括另一步骤，即用衬套系统对所述杯和所述壁的内表面加衬。

优选地，衬套系统粘附到所述杯和所述壁的内表面上。

有利地，衬套系统通过乐泰(Loctite)326粘附到所述杯和所述壁的内表面上。

优选地，所述轴为圆柱形，所述球的直径大于所述轴的直径，所述环形壁通过设有大小可容所述轴通过的孔的模具被型锻到球上，该模具在朝模具下表面的方向上向外逐渐变薄，以限定一半球裙状结构，该裙状结构成形为使所述环形壁型锻到所述球上。

有利地，所述环形壁的型锻边缘具有大于轴直径的外直径。

本发明的另一方面提供传动装置的轴承组件，该轴承组件包括：轴承座，该轴承座包括：基底，具有内外表面的从基底向上延伸的环形壁，从基底延伸的凸缘，在轴承座的基底由环形壁包围的半球形杯，该杯具有一内表面；所述传动装置的第一元件的轴；和位于该轴的一端的球，其中该球位于杯内并且所述环形壁型锻到球上。

优选地，一衬套系统设置于所述杯和壁的内表面上。

便利地，该衬套系统由非吸水性因而不能吸收传动流体的材料制成。

有利地，该衬套系统是Unimesh衬套。

优选地，该衬套系统是自润滑衬套系统。

便利地，轴承座是一铸件。

有利地，轴和球相互形成为一体。

优选地，轴承座连接到传动装置的第二元件上。

附图说明

为了可以更容易理解本发明，现将通过举例形式并参照附图对本发明的实施例进行描述，其中：

图1是采用本发明的轴承组件在组装前剖开的局部剖视图；

图2是保持在上下模具中的图1所示的轴承组件的局部剖视图，该模具使用在制造本发明的轴承组件的方法中；和

图3是组装后保持在图2所示模具中的图1所示轴承组件的局部剖视简图。

具体实施方式

用于传动装置的本发明的轴承组件1如图1所示。该轴承组件1包括轴承座2，该轴承座2包括球窝接合的一部分，而球窝接合的另一部分包括与轴4形成为一体的球3。轴4为圆柱轴，其连接到所述轴承组件位于其中的传动装置中，或构成传动装置的一个元件(未示出)的一部分。轴承座2也连接到所述轴承组件位于其中的传动装置中，或构成该传动装置另一元件(未示出)的一部分。

优选地，轴4和球3如图2所示形成为一体。轴4和球3优选由钢制成并且镀铬。一流体供给孔5通过轴4与球3，允许传动流体从一容器(未示出)流过轴承组件。

优选地，轴承座2为一由铝、镁或锌合金或钢制成的铸件。为了下面将要讨论的原因，即制造轴承座2的材料的延展性应当适于型锻，优选具有10％或更高范围的延展性。

轴承座2具有容纳球3的内球形接触面6。该接触面设有衬套7，该衬套7示意性地显示在图2中并能清楚地看到。衬套7优选是自润滑衬套，如UNIMESH(Minebea有限公司的商标)衬套。

轴承座2以铸件的形式提供，在组装前(如图2所示)其包括大体上为矩形的凸缘10和一向上延伸的环形壁11，该环形壁11的内部被加工成半球杯形，大小可容纳球3。UNIMESH衬套7被切割成一恰当的条形。然后，该条被放入模具中并预先形成为标称球形以容许所述球恰当地设于杯中，且衬套之间没有重叠，衬套条之间也没有间隙。具有适当粘性的粘合剂施加到轴承座的内表面上，然后轴承座旋转以使粘合剂以所需的厚度自动施加到轴承座的内表面上。然后，预成形的衬套7被粘贴到环形壁11的内表面6上。在球形杯的底部设一流体供给孔12，和在轴承座2的基底上形成同心的环行突起13以确保与传动装置的另一元件的准确定位，轴承座被安装到该另一元件上。

球窝接合在传动装置中的位置，意味着该球窝接合将接触到传动流体。因此，如果球窝接合的衬套7具有呈现非吸收特性的非吸水性，而不会吸收任何传动流体，因而不会改变轴承组件的扭矩特性，那么这就是非常有益的。这样，球窝接合为自润滑。

已经发现，粘合剂可以用于将衬套7固定到轴承座2的接触面6上，以前该粘合剂并没有用于自润滑轴承。令人惊讶的是，乐泰326(Loctite326)(Loctite Corporation的注册商标)非常适合该目的。使用粘合剂将衬套贴到轴承座上完全适合自动化装配，而且其能非常容易地经受住传动流体中的高温——在120℃的范围之内。

球窝接合易于提供在轴4和轴承2之间从轴4的中心轴线起18。范围内的运动，该运动通过在轴4和环形壁11的上边缘之间的接触而受到约束。尽管由于减小座体宽度(即上升壁11环绕球3的量)而会对轴承承载能力产生不利影响，但是该角度还是可以增加。

即使从图1所示的示意图中，也能明白本发明的该实施例提供了一种合理的设计。

在图1中，球3和轴4显示为一整体件。也可以分别生产轴4和球，用螺纹孔或其他方式将球3连接到轴4上。然而，就其自身而言，整体结构是优选且有利的。

已经证实，采用本发明的轴承组件在传动装置中在恶劣环境下能承受相对较高的疲劳负载，而没有显示任何磨损迹象，也没有在轴承装置中形成间隙。

轴承座2的凸缘10形成有固定孔14以允许该轴承座4连接到传动装置的另一元件上。轴承座2的凸缘10的基底最好被加工，而且也可以设置一些定位销或一环带物13以确保其与传动装置另一元件的准确定位与连接。

制造轴承组件的方法极其重要。为提供用于传动流体环境下的在轴一端的轴承组件，已经考虑过许多方法。取一普通轴承并将其焊接到轴端，将对构成球窝接合的任何自润滑材料产生不利影响，所以该方式不得不打折扣。另外，利用常规方法不能以足够经济的方式制造使用衬套系统的普通球面轴承，所以该方法也是打折扣的。令人惊讶的是，将轴承组件包括为轴4的一部分或连接到轴4的步骤，解决了传动装置中轴承组件的常规设计所带来的许多问题。

本发明的轴承组件通过下述方式制造。

参照图2，如上所述，轴4和球3作为一体的加工工件被提供。轴承座2保持在下模具20中，而且优选地通过环形突起13进行定位，该环形突起13位于在下模具20的上表面22上形成的相对应的环形凹槽21中。

上模具30为圆柱形，而且形成有一贯穿延伸的中心圆筒孔31，该中心圆筒孔31朝着模具30的下表面32逐渐向外扩展以限定一半球形裙状结构33。该圆筒孔31的尺寸形成为几乎以滑动配合的接合方式将轴4容纳于其中，使得轴4穿过模具30，且球形裙状结构33位于在轴承座2的环形壁11的顶部上。模具20、30置于夹具中，且压力负载施加到模具上以迫使上模具30向下压在下模具20上，并将环形壁11的上部分向下型锻到球3的上半部分(如图3所示)上，因此环形壁11环绕到球3上从而提供一承载区。压力负载可以变化以决定所产生的球窝接合的初始扭矩。

应当注意的是，环形壁11边缘的外直径大于轴的直径。另外且重要的是，由于圆筒孔31的直径的大小形成为几乎以滑动配合的接合方式将轴4容纳于其中，因此环形壁11的自由边完全包围球3的周围，因为上模具30的裙状结构33能使壁11型锻成完全围绕着球3，以使包括环形壁的自由边在内的承载区域最大化。

通过用延展性为10％或更高的材料制造轴承座2的铸件，可得到满意的型锻，即环形壁11的上部如图3所示型锻到球3上。

在本说明书中，“包括”指“包含或由...组成”，“包括有”指“包括...在内或由...组成”。

以它们具体形式或能实现所述功能的方式表示的，在上述说明书或下列权利要求或附图中公开的特征、或以上述特征或上述特征的任何组合形式适当地获得所公开的效果的方法或步骤，可用于以各种形式来实现本发明。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种制造暴露于传动流体的轴承组件的方法，该方法包括下列步骤：

提供一轴承座，该轴承座包括：基底，具有内外表面的从基底向上延伸的环形壁，以及从基底延伸的凸缘；

在一轴的一端提供一球；

在轴承座的基底形成被环形壁包围的半球形杯，该杯具有内表面；将一衬套粘附到所述杯和所述壁的内表面上，所述衬套由非吸水性因而不能吸收传动流体的材料制成；

将所述球设置于所述杯中；以及

将所述环形壁型锻到所述球上。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轴承座由具有10％或更高范围延展性的材料铸造而成。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述材料是从下组中选择的一种：钢、铝合金、镁合金或锌合金。

4.如上述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述衬套通过粘合剂粘附到所述杯和所述壁的内表面上。

5.如上述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述轴为圆柱形，所述球的直径大于所述轴的直径，所述环形壁通过一模具被型锻到球上，该模具设有大小可容轴通过的孔，且所述模具朝着模具下表面向外逐渐变薄，以限定一半球裙状结构，该裙状结构形成为使所述环形壁型锻到球上。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述环形壁的型锻边缘的外直径大于所述轴的直径。

7.一种传动装置的轴承组件，该轴承组件包括：

轴承座，该轴承座包括：基底；具有内外表面的从基底向上延伸的环形壁；从基底延伸的凸缘；在轴承座基底被环形壁包围的半球形杯，该杯具有一内表面；粘附到所述杯和所述壁的内表面上的衬套，所述衬套由非吸水性因而不能吸收传动流体的材料制成；

所述传动装置的第一元件的轴，以及设在该轴一端的球，

其中该球位于杯内并且所述环形壁型锻到球上。

8.如权利要求7所述的轴承组件，其特征在于，所述衬套是自润滑衬套。

9.如权利要求7或8所述的轴承组件，其特征在于，所述轴承座为铸件。

10.如权利要求7-9中任意一项所述的轴承组件，其特征在于，所述轴和球相互形成为一体。

11.如权利要求7-10中任意一项所述的轴承组件，其特征在于，所述轴承座连接到所述传动装置的第二元件上。

12.基本上如上文参照附图描述的以及附图中显示的轴承组件。

13.基本上如上文参照附图描述的以及附图中显示的制造轴承组件的方法。

Claims (18)

1.一种制造暴露于传动流体的轴承组件的方法，该方法包括下列步骤：

提供一轴承座，该轴承座包括：基底，具有内外表面的从基底向上延伸的环形壁，以及从基底延伸的凸缘；

在一轴的一端提供球；

在轴承座的基底形成被环形壁包围的半球形杯，该杯具有内表面；

将该球设置于杯中；以及

将环形壁型锻到球上。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轴承座由具有10％或更高范围延展性的材料铸造而成。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述材料从下组中选择一种：钢、铝合金、镁合金或锌合金。

4.如上述任一权利要求所述的方法，其特征在于，还包括用衬套系统对所述杯和所述壁的内表面加衬的步骤。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述衬套系统粘附到所述杯和所述壁的内表面上。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述衬套系统通过乐泰326粘附到所述杯和所述壁的内表面上。

7.如上述任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述轴为圆柱形，所述球的直径大于所述轴的直径，所述环形壁通过一模具型锻到球上，该模具设有大小可容轴通过的孔，和所述模具朝着模具下表面向外逐渐变薄，以限定出一半球裙状结构，该裙状结构成形为使所述环形壁型锻到球上。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述环形壁的型锻边缘的外直径大于轴的直径。

9.一种传动装置的轴承组件，该轴承组件包括：

轴承座，该轴承座包括：基底；具有内外表面的从基底向上延伸的环形壁；从基底延伸的凸缘；在轴承座的基底被环形壁包围的半球形杯，该杯具有一内表面；

所述传动装置的第一元件的轴，以及设在该轴一端的球，

其中该球位于杯内并且所述环形壁被型锻到球上。

10.如权利要求9所述的轴承组件，其特征在于，一衬套系统设置于所述杯和所述壁的内表面上。

11.如权利要求10所述轴承组件，其特征在于，所述衬套系统由非吸水性因而不能吸收传动流体的材料制成。

12.如权利要求10或11所述的轴承组件，其特征在于，所述衬套系统是Unimesh衬套。

13.如权利要求10-12中任意一项所述的轴承组件，其特征在于，所述衬套系统是自润滑衬套系统。

14.如权利要求9-13中任意一项所述的轴承组件，其特征在于，所述轴承座是一铸件。

15.如权利要求9-14中任意一项所述的轴承组件，其特征在于，所述轴和球相互形成为一体。

16.如权利要求9-15中任意一项所述的轴承组件，其特征在于，所述轴承座连接到所述传动装置的第二元件上。

17.基本上如上文参照附图描述的以及附图中显示的轴承组件。

18.基本上如上文参照附图描述的以及附图中显示的制造轴承组件的方法。