CN203979158U - 鼓形滚道交叉滚柱式回转支承 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了鼓形滚道交叉滚柱式回转支承，它包括内圈和外圈，其特征在于内圈和外圈均为环形件，外圈的内圆面上开设鼓形滚道，在内圈的外圆面对应开设鼓形滚道，内、外圈滚道间对应形成了完整的鼓形交叉滚道，所述的鼓形交叉滚道为上下对称、左右对称结构，上、下滚道面的夹角范围为90°±3′。本实用新型所提出的鼓形滚道交叉滚柱式回转支承，结构简单、使用方便，改善了滚柱和滚道两端在受倾翻力矩情况下的应力状态，减小了滚道两端的应力不均，提高了滚道承载能力，进而提高了回转支承的工作性能和寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种回转支承，具体的是一种鼓形滚道交叉滚柱式回转支承。
背景技术
回转支承作为工程机械和建筑机械的重要基础元件，是一切两部分之间需作相对回转、又需要承受轴向力、径向力、倾覆力矩的机械所必需的重要传力元件。
现在通用的单排交叉滚柱式回转支承及双排交叉滚柱式回转支承承载能力远达不到理论设计要求，原因有两点：一、交叉滚柱的滚道接触角是90°，加工中允许误差是±3′；二、轴向和径向存在间隙，使内外套圈在工作时发生相对倾斜，两者叠加，使内外套圈本应平行的内外滚道面，沿滚动体母线全长，最大可产生0.1mm左右的倾斜，因此，滚柱受载沿长度方向是不均匀的，两端应力差最大，最大应力高出平均应力值很多，甚至一倍以上或更多，再加上两端的相对滑动，即使在负载未达到其额定载荷时，其最大应力已超出许用应力，使滚道破坏失效。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供鼓形滚道交叉滚柱式回转支承，能够改善滚柱和滚道两端在受倾翻力矩情况下的应力状态，减小滚道两端的应力不均，提高滚道承载能力，进而提高回转支承的工作性能和寿命。
为实现上述目的，本实用新型鼓形滚道交叉滚柱式回转支承，它包括内圈和外圈，内圈和外圈均为环形件，外圈的内圆面上开设鼓形滚道，在内圈的外圆面对应开设鼓形滚道，内、外圈滚道间对应形成了完整的鼓形交叉滚道，所述的鼓形交叉滚道为上下对称、左右对称结构，上、下滚道面的夹角范围为90°±3′。
为进一步保障鼓形滚道面的受力均匀，所述的鼓形滚道为平滑圆弧结构，鼓形滚道与外圈的内圆面平滑连接，鼓形滚道与内圈的外圆面平滑连接，滚道边口圆弧倒角半径一致，上下滚道面的鼓形曲率半径R= ，其中：D为滚动体直径，h为鼓形滚道面的谷峰值。
为减小倾翻力矩对鼓形滚道的影响，同时保障滚动体与鼓形滚道有足够大的接触面，鼓形滚道面的谷峰值h范围为0.02mm≤h≤0.05mm。
鼓形交叉滚道的加工方法是：首先是应用数控车床进行该种鼓形交叉滚道的半精加工。数控车削的滚道曲面形状规则、表面粗糙度低、滚道边口圆弧倒角半径一致，且与滚道面平滑连接。规则的滚道曲面，使淬硬层深度均匀成为可能，平滑连接的倒角避免了淬火时的“尖角效应”，根除了滚道边口易淬裂的缺陷。数控车削的不对称滚道曲面，除表面粗糙度外，其余尺寸与磨削后的滚道曲面完全一致，因此滚道的磨削余量很小。
然后应用中频感应加热的方法对半精加工的滚道进行表面热处理，淬火硬度为57~62HRC，淬硬层深度大于3.0mm。
最后对回火后的鼓形交叉滚道进行成形磨削加工或采用以车代磨。成形磨削中最重要的是砂轮修整，利用数控滚道专用磨床的三坐标联动装置通过程序控制砂轮的修整成型能达到很好的效果。从原理上避免了对刀和近似修整而产生的误差，滚道形状得到有效保证。数控滚道专用磨床的位置控制精度可以满足磨削加工中的微量进给，提高滚道的加工精度。采用数控车床、陶瓷或立方氮化硼刀具进行滚道硬车，既能保证车削出的滚道形状、表面粗糙度符合设计要求，又可在滚道表面形成冷着硬化层起到提高回转支承使用寿命的作用。
本实用新型所提出的鼓形滚道交叉滚柱式回转支承，结构简单、使用方便，改善了滚柱和滚道两端在受倾翻力矩情况下的应力状态，减小了滚道两端的应力不均，提高了滚道承载能力，进而提高了回转支承的工作性能和寿命。
附图说明
图1是普通交叉滚道滚柱式回转支承结构示意图。
图2是鼓形交叉滚道结构示意图。
图3是普通交叉滚道结构示意图。
图4 普通交叉滚道理想受力应力示意图。
图5 普通交叉滚道应力示意图。
图6 鼓形交叉滚道应力示意图。
具体实施方式
参见附图1、3、4和5，普通交叉滚道理想状态是，当受到外力Fa时，滚道面受力σ均匀且垂直于滚道面；由于轴向和径向存在间隙，使内外套圈在工作时发生相对倾斜，两者叠加，使内外套圈本应平行的内外滚道面，沿滚动体母线全长，最大可产生0.1mm左右的倾斜，当受到倾翻力矩M时，滚柱受载沿长度方向是不均匀的，两端应力差最大，最大应力σmax高出平均应力值很多，甚至一倍以上或更多，再加上两端的相对滑动，即使在负载未达到其额定载荷时，其最大应力已超出许用应力，使滚道破坏失效。
参见附图2和6，鼓形滚道交叉滚柱式回转支承，它包括内圈1和外圈2，内圈和外圈均为环形件，外圈的内圆面上开设鼓形滚道，在内圈的外圆面对应开设鼓形滚道，内、外圈滚道间对应形成了完整的鼓形交叉滚道，所述的鼓形交叉滚道为上下对称、左右对称结构，上、下滚道面的夹角α范围为90°±3′。
为进一步保障鼓形滚道面的受力均匀，所述的鼓形滚道为平滑圆弧结构，鼓形滚道与外圈的内圆面平滑连接，鼓形滚道与内圈的外圆面平滑连接，滚道边口圆弧倒角半径一致，上下滚道面的鼓形曲率半径R=，其中：D为滚动体直径，h为鼓形滚道面的谷峰值。
为减小倾翻力矩对鼓形滚道的影响，同时保障滚动体与鼓形滚道有足够大的接触面，鼓形滚道面的谷峰值h范围为0.02mm≤h≤0.05mm，在受到倾翻力矩M作用时，σmax与σ大小相差很小，滚道面受力均匀。
鼓形交叉滚道的加工方法是：首先是应用数控车床进行该种鼓形交叉滚道的半精加工。数控车削的滚道曲面形状规则、表面粗糙度低、滚道边口圆弧倒角半径一致，且与滚道面平滑连接。规则的滚道曲面，使淬硬层深度均匀成为可能，平滑连接的倒角避免了淬火时的“尖角效应”，根除了滚道边口易淬裂的缺陷。数控车削的不对称滚道曲面，除表面粗糙度外，其余尺寸与磨削后的滚道曲面完全一致，因此滚道的磨削余量很小。
然后应用中频感应加热的方法对半精加工的滚道进行表面热处理，淬火硬度为57~62HRC，淬硬层深度大于3.0mm。
最后对回火后的鼓形交叉滚道进行成形磨削加工或采用以车代磨。成形磨削中最重要的是砂轮修整，利用数控滚道专用磨床的三坐标联动装置通过程序控制砂轮的修整成型能达到很好的效果。从原理上避免了对刀和近似修整而产生的误差，滚道形状得到有效保证。数控滚道专用磨床的位置控制精度可以满足磨削加工中的微量进给，提高滚道的加工精度。采用数控车床、陶瓷或立方氮化硼刀具进行滚道硬车，既能保证车削出的滚道形状、表面粗糙度符合设计要求，又可在滚道表面形成冷着硬化层起到提高回转支承使用寿命的作用。
本实用新型所提出的鼓形滚道交叉滚柱式回转支承，结构简单、使用方便，改善了滚柱和滚道两端在受倾翻力矩情况下的应力状态，减小了滚道两端的应力不均，提高了滚道承载能力，进而提高了回转支承的工作性能和寿命。
Claims (3)
1.鼓形滚道交叉滚柱式回转支承，它包括内圈和外圈，其特征在于内圈和外圈均为环形件，外圈的内圆面上开设鼓形滚道，在内圈的外圆面对应开设鼓形滚道，内、外圈滚道间对应形成了完整的鼓形交叉滚道，所述的鼓形交叉滚道为上下对称、左右对称结构，上、下滚道面的夹角范围为90°±3′。
2.根据权利要求1所述的鼓形滚道交叉滚柱式回转支承，其特征在于所述的鼓形滚道为平滑圆弧结构，鼓形滚道与外圈的内圆面平滑连接，鼓形滚道与内圈的外圆面平滑连接，滚道边口圆弧倒角半径一致，上下滚道面的鼓形曲率半径R= ，其中：D为滚动体直径，h为鼓形滚道面的谷峰值。
3.根据权利要求2所述的鼓形滚道交叉滚柱式回转支承，其特征在于鼓形滚道面的谷峰值h范围为0.02mm≤h≤0.05mm。
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| CN106195015A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-12-07 | 上海斐赛轴承科技有限公司 | 一种滚道带凸度的交叉滚子轴承及其制作方法 |
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| CN106195015A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-12-07 | 上海斐赛轴承科技有限公司 | 一种滚道带凸度的交叉滚子轴承及其制作方法 |
| CN106195015B (zh) * | 2016-08-30 | 2019-04-02 | 上海斐赛轴承科技有限公司 | 一种滚道带凸度的交叉滚子轴承及其制作方法 |
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