CN1928374A - 一种滚子关节轴承 - Google Patents

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宋安民
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钱林荣
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
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    • F16C11/0614—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints the female part of the joint being open on two sides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
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    • F16C19/24—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly
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Abstract

本发明涉及一种轴承，尤其是涉及一种滚子关节轴承。一种滚子关节轴承，由外圈和内圈组成，外圈的内侧呈凹形球面，内圈的外侧呈凸形球面且两球面弧度相一致，沿内圈的凸形球面上设有弧形滚道，在弧形滚道上设有若干球面滚子。轴承的外圈采用20Cr渗碳钢、内圈、球面滚子采用GCr15轴承钢制造，并经淬火、回火热处理。在外圈上设有注油器。按照上述方法制造出来的关节轴承，由于巧妙地在球面轴承的内、外圈之间设置了球面滚子，将弧面滑动摩擦变成了滚动摩擦，使摩擦系数从0.2降至0.0015，不仅保持了现有关节轴承可以在三维空间摆动的特点，而且满足了在一个平面内高速旋转的需要，并使关节轴承的使用寿命大大提高。

Description

一种滚子关节轴承
                          技术领域
本发明涉及一种轴承，尤其是涉及一种滚子关节轴承。
                          背景技术
长期以来在纺织机械、制刷机械、汽车制造等多领域经常使用一种关节轴承，这种轴承有带杆端的和不带杆端的，它可以在旋转中同时承受很大的径向载荷，并且旋转轴可相对轴心线做摆动或倾斜。由于这种关节轴承承受着多种方向载荷运动，所以结构较特殊。如图1所示，目前这种轴承由一个内侧为凹球面的外圈1和一个空心球体的内圈2组成，在外圈与内圈的中间常用铜圈或自润滑材料作为减磨层。工作时内圈做圆周旋转运动，旋转同时可相对轴心线做摆动，这种关节轴承工作时为纯滑动摩擦，摩擦系数为0.2，由于摩擦系数大，只能承受100-300转/分的转速，转速高时摩擦加剧，轴承工作面经常出现磨损、点蚀及剥落等损坏现象而导致轴承不能工作。这种轴承已经不能适应目前先进的机械行业中的高速旋转部件。
                              发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种摩擦系数小，适应转速高，寿命长的滚子关节轴承。
本发明主要是通过下述技术方案得以解决的：一种滚子关节轴承，由外圈和内圈组成，外圈的内侧呈凹形球面，内圈的外侧呈凸形球面且两球面弧度相一致，沿内圈的凸形球面上设有弧形滚道，在弧形滚道上设有若干球面滚子，弧形滚道的曲率半径与排列在弧形滚道上的球面滚子的曲率半径相匹配。
所述的球面滚子为腰鼓形；球面滚子与球面滚子之间设有保持架；保持架形状为多个连续S形，一个S形套接两个球面滚子；
轴承的外圈采用20Cr渗碳钢、内圈和球面滚子采用GCr15轴承钢制造，并经淬火、回火热处理；在关节轴承的两侧各设有一个防尘盖；在外圈上设有注油器；
所述的外圈的一端设有杆端，杆端上设有螺纹；
所述的杆端上的螺纹为外螺纹；
所述的杆端上的螺纹为内螺纹。
按照上述方法制造出来的关节轴承，由于巧妙地在球面轴承的内、外圈之间设置了球面滚子，将原来弧面滑动摩擦变成了滚动摩擦，使摩擦系数从0.2降至0.0015，不仅保持了现有关节轴承可以在三维空间摆动的特点，而且满足了在一个平面内高速旋转的需要，并使关节轴承的使用寿命大大提高。带有杆端的关节轴承可广泛地应用于纺织机械、制刷机械、汽车制造业等领域。
                             附图说明
图1为现有技术关节轴承的结构示意图。
图2为本发明实施例1的结构示意图。
图3为图2的侧视图。
图4为本发明实施例2的结构示意图。
图5为图4的侧视图。
                             具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图2-5，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：由图2、图3所示的一种滚子关节轴承，由外圈1和内圈2组成，外圈1的内侧呈凹形球面，内圈2的外侧呈凸形球面且两球面弧度相一致。外圈1上设有杆端8，杆端8上设有外螺纹9，外圈1采用20Cr渗碳钢制造，外圈1内侧滚道面采用特殊热处理方法，经渗碳淬火后经磨削及超精研，硬度达到HRC58-62，圆度达到4μm，粗糙度为Ra0.4，而非工作面仍保持一定韧性与强度，提高了工作面耐磨性。内圈2采用GCr15轴承钢制造，轴承钢经淬火、回火后，提高轴承硬度、强度，增强耐磨性，硬度达HRC58-62。内圈2及其两端面采取磨削而成，圆度在3μm以内，粗糙度Ra在0.125以内。沿内圈2的凸形球面上设有弧形滚道4，弧形滚道4在磨削后进行超精研，使圆度小于3μm，粗糙度Ra在0.125以内，较之现在的圆度0.2mm和粗糙度Ra0.8提高了很多。在弧形滚道4上设有若干球面滚子3，球面滚子3为腰鼓形，球面滚子3的大小应与弧形滚道4、内圈2、外圈1相匹配。所述的球面滚子3采用GCr15轴承钢制造，经热处理后硬度达HRC60-64，球面滚子3的工作面经磨削抛光后圆度达1μm，粗糙度在Ra0.1以内。球面滚子3与球面滚子3之间设有保持架5，保持架5形状为多个连续S形，一个S形套接两个球面滚子3。关节轴承的两侧各设有一个防尘盖6，以保持轴承内部清洁，在外圈1上设有注油器7，有效减小了球面滚子3与内圈2的弧形滚道4、外圈1的摩擦。
实施例2：如图4、图5所示的一种滚子关节轴承，其关节轴承的结构和制造参数均与实施例1相同，其不同之处在于，外圈1上的杆端8上设有内螺纹10，以适应不同机械的传动要求。
本发明上述两种滚子关节轴承，其转速由现在的100-300转/分提高到1000-1500转/分，使用寿命由现在的1-3个月提高到1-2年。

Claims (10)

1、一种滚子关节轴承，由外圈(1)和内圈(2)组成，外圈(1)的内侧呈凹形球面，内圈(2)的外侧呈凸形球面且两球面弧度相一致，其特征在于沿内圈(2)的凸形球面上设有弧形滚道(4)，在弧形滚道(4)上设有若干球面滚子(3)。
2、根据权利要求1所述的一种滚子关节轴承，其特征在于所述的球面滚子(3)为腰鼓形。
3、根据权利要求1或2所述的一种滚子关节轴承，其特征在于弧形滚道(4)的曲率半径与排列在弧形滚道(4)上的球面滚子(3)的曲率半径相匹配。
4、根据权利要求1所述的一种滚子关节轴承，其特征在于所述的球面滚子(3)与球面滚子(3)之间设有保持架(5)，该保持架(5)形状为多个连续S形，一个S形套接两个球面滚子(3)。
5、根据权利要求1或2或4所述的一种滚子关节轴承，其特征在于轴承的外圈(1)采用20Cr渗碳钢、内圈(2)和球面滚子(3)采用GCr15轴承钢制造，并经淬火、回火热处理。
6、根据权利要求1或2或4所述的一种滚子关节轴承，其特征在于在关节轴承的两侧各设有一个防尘盖(6)。
7、根据权利要求1或2或4所述的一种滚子关节轴承，其特征在于在外圈(1)上设有注油器(7)。
8、根据权利要求1或2或4所述的一种滚子关节轴承，其特征在于所述的外圈(1)的一端设有杆端(8)，杆端(8)上设有螺纹。
9、根据权利要求8所述的一种滚子关节轴承，其特征在于所述的杆端(8)上的螺纹为外螺纹(9)。
10、根据权利要求8所述的一种滚子关节轴承，其特征在于所述的杆端(8)上的螺纹为内螺纹(10)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101915267A (zh) * 2010-08-24 2010-12-15 徐州科源液压有限公司 行星传动机构中凹滚道滚针轴承
CN102124236A (zh) * 2008-06-30 2011-07-13 纽科尔公司 旋转轴承系统
CN111664178A (zh) * 2020-07-01 2020-09-15 成都奇门科技有限公司 一种球冠轴承及其应用

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