CN1871443B - 具有减少回流的轴承 - Google Patents

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Abstract

一种在滚动件轴承中润滑滚动接触部位的方法，所述滚动件轴承具有至少两个环以及至少一系列的滚动件。每个所述环设置有滚道，所述滚动件与所述滚道接触，所述方法包括下列步骤：一为所述环和滚动件(3)中的至少一个的滚道表面(2)设置图案(8)，所述图案(8)相对于所述轴承的轴线具有主要的倾斜特征；-在所述滚道表面上提供润滑剂(7)；-使所述滚动件在所述有图案的滚道表面上在所述滚道的至少整个周长上滚动，以便在所述滚动件和所述图案接合的作用下使润滑剂沿轴向方向移动。

Description

具有减少回流的轴承
技术领域
本发明涉及滚动件轴承领域。
背景技术
这样的轴承应用于许多领域，例如汽车工业、轧钢厂等。在正常运行中，由于其表面速度，所以润滑剂被切入滚子和滚道之间的接触处。由于所谓的弹性流体动力学的润滑，滚子和滚道由通过流体动力学作用建立的润滑剂膜分开。为了得到滚子轴承的良好功能，这种润滑剂膜是重要的。
然而，由于接触处的压力很高，会出现回流，回流导致较薄的润滑剂膜。轴承外侧的压力，特别是接触处外侧的压力，低于接触处中的压力。这就有这种效应，即有迫使润滑剂从接触处出来的趋势。粘性剪力引起该膜的建立。最适宜的膜主要由接触前的润滑剂层的厚度来确定，该润滑剂层形成了润滑剂供应源。如果该供应源受到限制，这种限制一般出现在脂润滑的、高速的或很高粘度的润滑的情况下，就出现所谓缺油润滑(starved lubrication)。一个减小的膜形成会导致金属与金属接触和减少的轴承寿命。其中，接触前的润滑剂层的这种减少是由侧流引起的。
发明内容
本发明的目的是提供这个问题的解决方案。这种解决方案是通过一种润滑滚动轴承中的滚动接触部位的方法得到的。该滚动轴承至少有两个环以及至少一系列的滚动件。每个环设置有滚道，滚动件与所述滚道接触。该方法包括下列步骤：
-为至少一个环的滚道表面设置图案，所述图案相对于轴承的轴线具有倾斜特征，
-在所述滚道表面上提供润滑剂，
-使滚动件在所述有图案的滚道表面上在所述滚道的至少整个周长上滚动，以便在滚动件和所述图案接合的作用下使润滑剂沿轴线方向移动。
由于滚动件在倾斜图案上滚动的这个事实，在滚动件的前面动态形成的润滑剂的波，不仅具有在滚动方向上的运动分量，而且具有在滚动方向的横向方向上的运动分量。这样，润滑剂在某种程度上被驱动到相对于滚动方向的侧向方向。这个现象能够有效地用于将润滑剂引向某个希望的方向，例如与压力引起的润滑剂运动相反的方向。特别地，在缺油润滑状态的情况下，这种效应是有利的。
所述图案能够有几个形状，但是优选地按照本发明的方法包括为所述滚道表面设置图案的步骤，该图案具有螺纹型和/或螺旋型特征。特别地，该图案能够通过设置沟槽图案的步骤来得到。
而且，本发明能够包括在滚道表面的一部分上设置第一沟槽图案和在滚道表面的另一部分上设置第二沟槽图案的步骤。这些滚道表面部分在轴向方向上彼此邻近且具有相对定向的倾斜的图案。这样，压力引起的润滑剂损失能够由轴承的轴向两端来阻止。
本发明还涉及一种按照前面所述的方法来润滑的滚动件轴承。所述滚动件轴承包括至少两个环以及至少一系列的滚动件。每个环设置有滚道，滚动件与所述滚道接触。至少一个环的滚道表面设置有图案，该图案具有相对于轴承的轴线倾斜的特征。特别地，滚道表面能够具有螺纹型和/或螺旋型特征的图案。滚动件也可以具有这样的图案。
滚道表面优选地具有沟槽图案。在上述的具体实施例中，在滚道表面的一部分上设置第一沟槽图案，在滚道表面的另一部分上设置第二沟槽图案。这些滚道表面部分在轴向方向上彼此邻近且具有相对定向的倾斜的图案。
这样的相对定向的倾斜的图案具体地适合用于线接触型滚动件轴承，例如锥形滚子轴承、圆柱形滚子轴承、球形滚子轴承等。对于其他轴承，其他图案似乎是有利的。例如，螺旋型沟槽图案能够与锥形滚动轴承结合设置。在这样的情况下，轴承的滚动方向以这样的方式来选择，即使润滑剂被驱向轴承的小直径端。由此，螺旋型沟槽图案阻止润滑剂在轴承中转动时出现的离心力的作用下流向大直径的趋势。
油被挤压在滚动件和滚道之间的滚隙中。结果，油沿着沟槽在所希望方向上被输送。
另外，主要的(dominant)倾斜结构可以包括曲线沟槽，例如在约90°的弧上延伸的沟槽。该弧的一端大致平行于滚动方向，另一端大致垂直于滚动方向。当然，在小于90°的弧上延伸的沟槽也是可行的(flexible)；在那种情况下，沟槽的端部可以相对滚动方向是不平行的或不垂直的。约180°的弧是也可能的，其顶部指向行进方向。
附图说明
现在将参照附图所示的实施例进一步描述本发明。
图1示出按照本发明的轴承外环的透视图。
图2示出按照图1的轴承环的滚道连同滚子的顶视图。
图3示出通过滚子和轴承环滚道的一部分的断面图。
图4示出另一个实施例。
具体实施方式
如图1所示的轴承环1包括滚道2。所讨论的轴承环1必须和内环和一系列滚子组装起来，在图2的顶视图中示出了一个滚子。所述图2仅示出一个滚子，但是可以理解的是，当然有一系列滚子在轴承环1的圆周方向延伸。
如这些图所示，滚道表面2有一个规则的若干倾斜沟槽4的图案，该图案形成一个角度α，角度α相对于轴承环的轴线5在0°和90°之间。虽然示出的沟槽是直的，但是曲线沟槽也能够应用。
通常，在滚子3按图3的箭头方向在轴承环1的滚道表面2上滚动作用的过程中，油波在所述滚道表面上被向前驱动。油在滚道表面2的顶部形成一润滑层7，使得在滚子3和轴承环1之间没有直接的实体接触。
只要在滚子3和轴承环之间的足够厚度的润滑剂膜7得到维持，就可以确保所讨论轴承的良好功能。然而在不良的润滑条件下，润滑剂趋向于从滚子3和轴承环1之间的接触处被挤出。这样，油或脂被挤向轴承环的轴向外侧。为了促进润滑剂在滚道表面上流动使得其中间部分也被充分润滑，倾斜线9的图案8已被应用在轴承表面上。这个图案8的效果说明如下：
如图2所示，滚子3按箭头方向A在滚道表面2上滚动。由于沟槽4的倾斜定向，因此波6中的油也在方向B上被驱动，导致油的合成速度和方向如用箭头C所指示。清楚的是，由此获得另一个横向的和朝向滚道表面的中间部分的流动。
也可能应用一个具有箭头形状的图案，因此，箭头尖端处于轴承表面的轴向的中点。在图4的实施例中，图案8有沟槽4、4′。沟槽4、4′相对于轴承轴线5有各自的角度，它们等于α和-α。由此，得到了一种人字形图案8，其中润滑剂从轴承环1轴向两侧被驱向轴承1的轴的中部。结果，润滑剂侧流减少，从而轴承寿命增加。
在脂润滑情况中，本发明有助于再润滑间隔的延长。由部分位于滚子侧的脂所导致的油被促使向着流道并在流道内部输送。
虽然在图中所示的实施例中表示了直的沟槽，但是应用曲线沟槽也是可能的。例如，在图4的实施例中，箭头形的沟槽可以被按照弧形延伸的沟槽代替，弧的顶点位于箭头尖端附近。该弧可以超过180°延伸，在图4的实施例中，弧的两端指向下方。较小角度的弧当然也是可能的。

Claims (12)

1.一种在滚动件轴承中润滑滚动接触部位的方法，所述滚动件轴承具有至少两个环(1)以及至少一系列的滚动件(3)，每个所述环设置有滚道，所述滚动件(3)与所述滚道接触，所述方法包括下列步骤：
-在所述环(1)中的至少一个的滚道表面的一部分(2)上设置第一沟槽图案(8)和在所述滚道表面的另一部分(2′)上设置第二沟槽图案(8′)，所述沟槽图案(8、8′)具有相对于所述轴承的轴线(5)主要的倾斜特征，所述滚道表面部分(2、2′)在轴向方向上是彼此相邻的并且具有相对定向的倾斜图案(8、8′)，其中所述第一沟槽图案(8)和所述第二沟槽图案(8′)分别包括沿着所述环的圆周方向设置的多个沟槽，
-在所述滚道表面(2、2′)上提供润滑剂(6，7)，
-使所述滚动件(3)在所述有图案的滚道表面(2、2′)上，在所述滚道的至少整个周长上滚动，以便在所述滚动件(3)和所述图案(8，8′)接合的作用下使润滑剂(6、7)沿轴向方向移动。
2.按照权利要求1的方法，包括在所述滚道表面(2、2′)上提供缺油润滑状态的步骤。
3.按照权利要求1的方法，其中所述第一沟槽图案(8)和所述第二沟槽图案(8′)形成人字形构造。
4.按照权利要求3的方法，其中所述第一沟槽图案(8)和所述第二沟槽图案(8′)在所述滚道表面的轴向中点处相连。
5.按照权利要求1-4中的任何一项的方法来润滑的滚动件轴承，包括至少两个环(1)以及至少一系列的滚动件(3)，每个所述环设置有滚道，所述滚动件(3)与所述滚道接触，所述环(1)中的至少一个的滚道表面(2、2′)设置有沟槽图案(8、8′)，所述沟槽图案(8、8′)具有相对于轴承的轴线(5)主要的倾斜特征，其中在所述滚道表面的一部分(2)上设置有第一沟槽图案(8)，在所述滚道表面的另一部分(2′)上设置有第二沟槽图案(8′)，这些滚道表面部分(2、2′)在轴向方向上是彼此相邻的并且具有相对定向的倾斜图案(8，8′)，其中所述第一沟槽图案(8)和所述第二沟槽图案(8′)分别包括沿着所述环的圆周方向设置的多个沟槽。
6.按照权利要求5的滚动件轴承，其中所述轴承是线接触型的滚动件轴承。
7.按照权利要求6的滚动件轴承，其中所述轴承是锥形滚子轴承、圆柱形滚子轴承或球形滚子轴承。
8.按照权利要求5-7中的任何一项的滚动件轴承，其中主要的倾斜特征包括曲线沟槽。
9.按照权利要求5的滚动件轴承，其中所述第一沟槽图案(8)和所述第二沟槽图案(8′)形成人字形构造。
10.按照权利要求9的滚动件轴承，其中所述第一沟槽图案(8)和所述第二沟槽图案(8′)在所述滚道表面的轴向中点处相连。
11.按照权利要求1-4中的任何一项的方法来润滑的滚动件轴承，包括至少两个环(1)以及至少一系列的滚动件(3)，每个所述环设置有滚道，所述滚动件(3)与所述滚道接触，所述环(1)和所述滚动件(3)中的至少一个的滚道表面(2、2′)设置有螺旋型沟槽图案(8、8′)，所述螺旋型沟槽图案(8、8′)具有相对于轴承的轴线(5)主要的倾斜特征，其中所述轴承是锥形滚子轴承，选择所述轴承的滚动方向以使润滑剂通过所述沟槽图案被驱向所述轴承的小直径端，其中所述螺旋型沟槽图案包括沿着所述环的圆周方向设置的多个沟槽。
12.按照权利要求11的滚动件轴承，其中主要的倾斜特征包括曲线沟槽。
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