CN204533199U - 调心滚子轴承 - Google Patents

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Abstract

一种调心滚子轴承，包括：外圈、内圈、以及位于所述外圈和内圈之间的保持架；沿周向间隔排列并位于所述保持架的兜孔内的滚子；位于相邻两列所述滚子之间的环形件，所述环形件位于保持架和内圈之间并用作浮动中挡圈，或者，所述环形件位于保持架和外圈之间并用作导向环；所述环形件的内周面、外周面至少其中之一具有沿周向依次设置的若干圆弧面，所述圆弧面所环绕的轴位于环形件的径向内侧，并与轴承的中轴线平行但不重合。本实用新型的技术方案解决了以下问题：现有调心滚子轴承中的浮动中挡圈、导向环会与径向邻近部件产生较大摩擦，并产生大量的热量。

Description

调心滚子轴承
技术领域
本实用新型涉及轴承技术领域，特别是涉及一种调心滚子轴承(SphericalRoller Bearing，简称SRB)。
背景技术
调心滚子轴承因调心性能良好、能够补偿同轴度误差，因而具有广泛的应用。下面对现有两种调心滚子轴承的结构作介绍。
如图1所示，现有第一种调心滚子轴承包括：外圈1、内圈2、位于外圈1和内圈2之间的两个保持架3、位于保持架3的兜孔(未标识)内的两列滚子4、以及位于两列滚子4之间的浮动中挡圈5，浮动中挡圈5位于保持架3和内圈2之间，用于防止保持架3沿径向窜动，并对滚子4和保持架3起引导作用。外圈1的内周面(未标识)为球面，其最小内径位于外圈1的轴向两端，外圈1设有沿径向贯通的中心通孔10。
在实际应用中发现，上述第一种调心滚子轴承存在以下问题：浮动中挡圈5的内周面S2、外周面S3均为圆周面，造成轴承在工作状态下，浮动中挡圈5的内周面S2与内圈2之间、外周面S3与保持架3之间均存在较大的接触面积，造成浮动中挡圈5与内圈2、保持架3产生严重的摩擦，并产生大量的热量。
现有第二种调心滚子轴承与上述第一种调心滚子轴承之间的区别在于：如图2所示，第二种调心滚子轴承中未设置浮动中挡圈，而是设置位置与中央通孔10对应的导向环6。导向环6位于两列滚子4之间并位于保持架3和外圈1之间，其作用在于防止保持架3沿径向窜动。
在实际应用中发现，上述第二种调心滚子轴承存在以下问题：导向环6的内周面S4、外周面S5均为圆周面，造成轴承在工作状态下，导向环6的内周面S4与保持架3之间、外周面S5与外圈1之间均存在较大的接触面积，造成导向环6与保持架3、外圈1产生严重的摩擦，并产生大量的热量。
在上述第二种调心滚子轴承的装配过程中，会先将导向环6的中轴线与外圈1的中轴线呈90度设置，再将导向环6塞入外圈1内。由于导向环6的外径大于外圈1的最小内径，故为了能够更为方便地将导向环6塞入外圈1内，如图3所示，会在导向环6的两个呈180度相对设置的局部位置将其径向外端切除，使导向环6被切除部位的外径小于外圈1的最小内径。但是，这样又会带来以下问题：导向环6中径向外端被切除的部分、与径向外端未被切除的部分不同，轴承在工作状态下，导向环6会在不平衡力的作用下，其被切除部位沿周向的边缘(图中虚线圆所示的部位)会产生严重的磨损。
实用新型内容
本实用新型解决的问题是：现有调心滚子轴承中的浮动中挡圈、导向环会与径向邻近部件产生较大摩擦，并产生大量的热量。
为解决上述问题，本实用新型提供了一种调心滚子轴承，包括：外圈、内圈、以及位于所述外圈和内圈之间的保持架；沿周向间隔排列并位于所述保持架的兜孔内的滚子；位于相邻两列所述滚子之间的环形件，所述环形件位于保持架和内圈之间并用作浮动中挡圈，或者，所述环形件位于保持架和外圈之间并用作导向环；所述环形件的内周面、外周面至少其中之一具有沿周向依次设置的若干圆弧面，所述圆弧面所环绕的轴位于环形件的径向内侧，并与轴承的中轴线平行但不重合。
可选地，所述内周面具有若干圆弧面时，所述若干圆弧面相同并内切于同一圆周面，所述内周面中相邻两圆弧面的连接处距离所述中轴线最近；所述外周面具有若干圆弧面时，所述若干圆弧面相同并内切于同一圆周面，所述外周面中圆弧面与圆周面相切的位置距离所述中轴线最远。
可选地，所述内周面、外周面均具有若干所述圆弧面，所述内周面的若干圆弧面、与外周面的若干圆弧面一一正对设置，使得所述环形件由若干相同的单元沿周向依次固定设置而成。
可选地，所述单元的数量为偶数。
可选地，沿周向相邻的两个所述圆弧面之间通过过渡面相连，所述过渡面为圆弧面，且所述过渡面所环绕的轴与所述中轴线重合。
可选地，所述环形件还具有朝向滚子的侧面；所述侧面由沿径向向内的方向依次设置的外侧环形平面和内侧环形平面相连而成；所述外侧环形平面与环形件的中轴线垂直，所述内侧环形平面与环形件的中轴线之间的夹角为锐角；所述外侧环形平面的径向外边界呈非圆形、径向内边界呈圆形，所述内侧环形平面的径向外边界呈圆形、径向内边界呈非圆形。
可选地，所述内圈的外周面由第一球面、中央面、第二球面沿轴向依次相连而成，所述中央面为圆周面并位于环形件的径向内侧。
可选地，所述外圈的内周面为球面。
可选地，所述保持架沿轴向靠近环形件的端部的内周面、外周面均为圆周面。
与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点：
浮动中挡圈或导向环的内周面、外周面具有沿周向依次设置的若干圆弧面时，圆弧面所环绕的轴位于浮动中挡圈或导向环的径向内侧，并与轴承的中轴线平行但不重合，轴承在工作状态下，整个内周面中仅有沿径向距离轴承的中轴线最近的位置与径向邻近部件接触，整个外周面中仅有沿径向距离中轴线最远的位置与径向邻近部件接触，减小了浮动中挡圈、导向环与径向邻近部件之间的接触面积，因而减小了两者之间的摩擦，并减小了因摩擦产生的热量。
附图说明
图1是现有第一种调心滚子轴承的轴向剖面图；
图2是现有第二种调心滚子轴承的轴向剖面图；
图3是图2所示调心滚子轴承中导向环的立体图；
图4是本实用新型的第一实施例中调心滚子轴承沿第一截面的轴向剖面图；
图5是本实用新型的第一实施例中调心滚子轴承沿第二截面的轴向剖面图；
图6是图4至图5所示调心滚子轴承中浮动中挡圈的立体图；
图7是图6所示浮动中挡圈的轴向侧视图，图7中的BB面与上述第一截面重合，图7中的CC面与上述第二截面重合；
图8是本实用新型的第二实施例中调心滚子轴承沿第三截面的轴向剖面图；
图9是本实用新型的第二实施例中调心滚子轴承沿第四截面的轴向剖面图；
图10是图8至图9所示调心滚子轴承中导向环的轴向侧视图，图10中的DD面与上述第三截面重合，图10中的EE面与上述第四截面重合；
在图1至图2、图4至图5、以及图8至图9中，为了减小图幅，仅显示调心滚子轴承中位于中轴线上方的部分。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
第一实施例
如图4所示，本实施例的调心滚子轴承包括：外圈10、内圈20、位于外圈10和内圈20之间的两个保持架30、位于保持架30的兜孔(未标识)内的两列滚子40、以及位于两列滚子40之间的环形件，该环形件位于保持架30和内圈20之间并用作浮动中挡圈50，外圈10、内圈20、保持架30、浮动中挡圈50同轴设置。
外圈10的内周面S1为球面并用作两列滚子40的共用滚道，外圈10的内径沿轴向逐渐变化，其最小内径位于外圈10的轴向两端。外圈10上设有中心通孔100，中心通孔100沿径向贯穿外圈10，并与外圈10的中心位于一条垂直于外圈10中轴线O的直线上。通过中心通孔100可以向外圈10和内圈20之间的径向间隙内注入润滑剂。
内圈20的外周面由第一球面(未标识)、中央面S2、第二球面(未标识)沿轴向依次相连而成，所述第一球面、第二球面分别用作两列滚子40的滚道，中央面S2为圆周面并位于浮动中挡圈50的径向内侧。
保持架30为窗型保持架，其沿轴向的一端设有环形挡边31，环形挡边31位于滚子40远离浮动中挡圈50的一侧，用于阻止滚子40掉落。保持架30沿轴向靠近浮动中挡圈50的一端位于浮动中挡圈50的径向外侧，且其内周面、外周面(未标识)均为圆周面。
浮动中挡圈50用于防止保持架30沿径向窜动，并对滚子40和保持架30起引导作用。浮动中挡圈50具有：朝向内圈20的内周面S3、以及朝向保持架30的外周面S4。下面将对内周面S3、外周面S4的具体形状作详细介绍。
结合图6至图7所示，浮动中挡圈50的内周面S3为非圆周面，并具有沿周向依次设置的若干(图中以8个为例)相同圆弧面S30，相邻两圆弧面S30之间通过过渡面S31相连。圆弧面S30所环绕的轴位于浮动中挡圈50的径向内侧，并与轴承的中轴线O平行但不重合，且所有圆弧面S30内切于同一圆周面C1。内周面S3沿径向距离中轴线O最近的位置Aimin为：任一圆弧面S30与相邻过渡面S31的连接处；内周面S3沿径向距离中轴线O最远的位置Aimax为：任一圆弧面S30与圆周面C1的相切处。内周面S3的最小内径Dmin为：内周面S3上两个呈180度设置的位置Aimin之间的距离。在本实用新型中，圆弧面是一与所述圆弧面所环绕的轴平行的直线以该轴为旋转中心旋转形成。
浮动中挡圈50的外周面S4为非圆周面，并具有沿周向依次设置的若干(图中以8个为例)相同圆弧面S40，相邻两圆弧面S40之间通过过渡面S41相连。圆弧面S40所环绕的轴位于浮动中挡圈50的径向内侧，并与轴承的中轴线O平行但不重合，且所有圆弧面S40内切于同一圆周面C2。外周面S4沿径向距离中轴线O最近的位置Aomin为：任一圆弧面S40与相邻过渡面S41的连接处；外周面S4沿径向距离中轴线O最远的位置Aomax为：任一圆弧面S40与圆周面C2的相切处。外周面S4的最大外径Dmax为：外周面S4上两个呈180度设置的位置Aomax之间的距离。
在本实施例中，过渡面S31、过渡面S41均为圆弧面，且该圆弧面所环绕的轴与轴承的中轴线O重合。过渡面S31能够防止相邻两个圆弧面S30直接相连因而在连接处形成比较尖锐的尖角，过渡面S41能够防止相邻两个圆弧面S40直接相连因而在连接处形成比较尖锐的尖角，使浮动中挡圈50的机械强度增强。
在本实施例的变换例中，内周面S1中也可以没有过渡面S31，相邻两个圆弧面S30直接相连，外周面S2中也可以没有过渡面S41，相邻两个圆弧面S40直接相连。在这种情况下，内周面S1中相邻两圆弧面S30的连接处距离轴承的中轴线最近。
在本实施例中，内周面S3的若干圆弧面S30、与外周面S4的若干圆弧面S40一一正对设置，使得浮动中挡圈50由若干相同的单元500沿周向依次固定设置而成。外周面S4沿径向距离中轴线O最远的位置Aomax和内周面S3沿径向距离中轴线O最远的位置Aimax在浮动中挡圈50周向上位置相对应，外周面S4沿径向距离中轴线O最近的位置Aomin和内周面S3沿径向距离中轴线O最近的位置Aimin在浮动中挡圈50周向上位置相对应。
在本实施例的变换例中，位置Aomax和位置Aimax也可以在浮动中挡圈50周向上错开设置，位置Aomin和位置Aimin也可以在浮动中挡圈50周向上错开设置。
在本实施例中，由于浮动中挡圈50由若干(图中以8个为例)相同的单元500沿周向依次固定设置而成，使得浮动中挡圈50沿周向的结构均一性良好，能够减小轴承在工作状态下浮动中挡圈50因不平衡力的影响所产生的磨损。在具体实施例中，浮动中挡圈50由若干单元500一体成型而成，单元500的数量为偶数(图中以八个为例)。
结合图4至图7所示，由于浮动中挡圈50的内周面S3具有沿周向依次设置的若干圆弧面S30，圆弧面S30所环绕的轴位于浮动中挡圈50的径向内侧，并与轴承的中轴线平行但不重合，故轴承在工作状态下，整个内周面S3中仅有沿径向距离中轴线O最近的位置Aimin与内圈20的中央面S2接触(图5所示)，该接触为线接触，减小了内周面S3与内圈20之间的接触面积，因而减小了浮动中挡圈50与内圈20之间的摩擦，并减小了因摩擦产生的热量。
同样地，由于浮动中挡圈50的外周面S4具有沿周向依次设置的若干圆弧面S40，圆弧面S40所环绕的轴位于浮动中挡圈50的径向内侧，并与轴承的中轴线平行但不重合，故轴承在工作状态下，整个外周面S4中仅有沿径向距离中轴线O最远的位置Aomax与保持架30接触(图4所示)，该接触为线接触，减小了外周面S4与保持架30之间的接触面积，因而减小了浮动中挡圈50与保持架30之间的摩擦，并减小因摩擦产生的热量。
如图4、图6所示，浮动中挡圈50还具有朝向滚子40的侧面S5，侧面S5、以及现有调心滚子轴承中浮动中挡圈的侧面形状均由沿径向向内的方向依次设置的外侧环形平面S5a和内侧环形平面S5b相连而成。外侧环形平面S5a与浮动中挡圈50的中轴线O垂直，内侧环形平面S5b与浮动中挡圈50的中轴线O之间的夹角为锐角。外侧环形平面S5a与滚子40存在间隙，内侧环形平面S5b与滚子40接触。
由于本实施例中浮动中挡圈50的内周面S3、外周面S4为非圆周面，故外侧环形平面S5a的径向外边界呈非圆形、径向内边界呈圆形，内侧环形平面S5b的径向外边界呈圆形、径向内边界呈非圆形。而现有技术浮动中挡圈中外侧环形平面、内侧环形平面的径向外边界和径向内边界均呈圆形，比较可知，本实施例中浮动中挡圈50的内侧环形平面S5b的面积、小于现有技术中浮动中挡圈的内侧环形平面的面积，因此，本实施例中浮动中挡圈50与滚子40之间的摩擦小于现有技术。
第二实施例
第二实施例与第一实施例之间的区别在于：在第二实施例中，如图8至图9所示，所述环形件位于保持架30和外圈10之间，并用作导向环60。导向环60的作用在于防止保持架30沿径向窜动。
结合图10所示，导向环60具有朝向保持架30的内周面S6、以及朝向外圈10的外周面S7。导向环60中内周面S6的形状、与第一实施例中浮动中挡圈50的内周面S3形状相同(参考图4至5所示)，导向环60中外周面S7的形状、与第一实施例中浮动中挡圈50的外周面S4形状相同(参考图4至5所示)，故在本实施例中不再赘述。
结合8至图10所示，轴承在工作状态下，整个内周面S6中仅有沿径向距离中轴线O最近的位置Aimin与保持架30接触(图9所示)，该接触为线接触，减小了内周面S6与保持架30之间的接触面积，因而减小了导向环60与保持架30之间的摩擦，并减小了因摩擦产生的热量。整个外周面S7中仅有沿径向距离中轴线O最远的位置Aomax与外圈10接触(图8所示)，该接触为线接触，减小了外周面S7与外圈10之间的接触面积，因而减小了导向环60与外圈10之间的摩擦，并减小因摩擦产生的热量。
如图10所示，导向环60的最小外径(未标识)为：外周面S7上两个呈180度设置的位置Aomin之间的距离。在本实施例中，可以将导向环60的最小外径设置为小于外圈10的最小内径，以使调心滚子轴承的装配更为方便，具体说明如下。
调心滚子轴承的装配步骤如下：
第一，将两个保持架30和导向环60套在内圈20上，每一保持架30的一列兜孔中，大部分兜孔容纳有滚子40，仅剩下几个呈180度相对设置的兜孔内未容纳滚子40，导向环60位于两列滚子40之间并位于保持架30的径向外侧；
第二，将前面组装好的组件立放在工作台上，并使导向环60的外周面S7在对应最小外径的位置处与工作台接触；
第三，将外圈10的外周面立放在工作台上，使外圈10的中轴线与所述组件的中轴线呈90度设置；
第四，将所述组件塞入外圈10内，保持架30中未容纳滚子40的位置分别位于外圈10内周面的最高和最低位置两处，在将所述组件中的导向环60塞入外圈10内的过程中，由于导向环60的最小外径小于内圈10的最小内径，故该装配过程中非常方便；
第五，将所述组件旋转90度，使外圈10和内圈20同轴；
第六，将剩余的滚子40压入保持架30的剩余兜孔内，完成装配。
在现有调心滚子轴承中，如图2所示，由于导向环6用于防止保持架3沿径向窜动，故引导环6的外周面S5与外圈1的内周面之间的空隙非常小。但是，这样会带来以下问题：在通过中心通孔10向外圈1和内圈2之间的径向间隙内注入润滑剂时需要较大的注入压力。
由于本实施例中导向环60的外周面S7具有沿周向依次设置的若干圆弧面，所述圆弧面所环绕的轴位于导向环60的径向内侧，并与轴承的中轴线平行但不重合，而现有技术中导向环6的外周面S5具有与轴承同轴的圆弧面，比较可知，本实施例中导向环60的外周面S7与外圈10的内周面S1之间的空隙、大于现有技术中导向环6的外周面S5的圆弧面与外圈1的内周面之间的空隙，因此，本实施例中在通过中心通孔100向外圈10和内圈20之间的径向间隙内注入润滑剂时，所需的注入压力能够减小。
在本实施例中，如图10所示，导向环60由若干(图中以8个为例)相同的单元600沿周向依次固定设置而成。与现有技术相比，本实施例的导向环60沿周向的结构均一性、比现有技术的导向环沿周向的结构均一性更好，因此，在本实施例中能够减小轴承在工作状态下导向环60因不平衡力的影响所产生的磨损。
需说明的是，在上述实施例的变换例中，浮动中挡圈、导向环的内周面、外周面中的若干圆弧面也可以不相同。在这种情况下，内周面中距离轴承的中轴线最近的位置位于其中某些圆弧面上，外周面中距离轴承的中轴线最远的位置位于其中某些圆弧面上。
虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (9)

1.一种调心滚子轴承，包括：
外圈、内圈、以及位于所述外圈和内圈之间的保持架；
沿周向间隔排列并位于所述保持架的兜孔内的滚子；
位于相邻两列所述滚子之间的环形件，所述环形件位于保持架和内圈之间并用作浮动中挡圈，或者，所述环形件位于保持架和外圈之间并用作导向环；
其特征在于，所述环形件的内周面、外周面至少其中之一具有沿周向依次设置的若干圆弧面，所述圆弧面所环绕的轴位于环形件的径向内侧，并与轴承的中轴线平行但不重合。
2.如权利要求1所述的调心滚子轴承，其特征在于，所述内周面具有若干圆弧面时，所述若干圆弧面相同并内切于同一圆周面，所述内周面中相邻两圆弧面的连接处距离所述中轴线最近；
所述外周面具有若干圆弧面时，所述若干圆弧面相同并内切于同一圆周面，所述外周面中圆弧面与圆周面的相切处距离所述中轴线最远。
3.如权利要求2所述的调心滚子轴承，其特征在于，所述内周面、外周面均具有若干所述圆弧面，所述内周面的若干圆弧面、与外周面的若干圆弧面一一正对设置，使得所述环形件由若干相同的单元沿周向依次固定设置而成。
4.如权利要求3所述的调心滚子轴承，其特征在于，所述单元的数量为偶数。
5.如权利要求4所述的调心滚子轴承，其特征在于，周向相邻的两个所述圆弧面之间通过过渡面相连，所述过渡面为圆弧面，且所述过渡面所环绕的轴与所述中轴线重合。
6.如权利要求3所述的调心滚子轴承，其特征在于，所述环形件还具有朝向滚子的侧面；
所述侧面由沿径向向内的方向依次设置的外侧环形平面和内侧环形平面相连而成；
所述外侧环形平面与所述中轴线垂直，所述内侧环形平面与所述中轴线之间的夹角为锐角；
所述外侧环形平面的径向外边界呈非圆形、径向内边界呈圆形，所述内侧环形平面的径向外边界呈圆形、径向内边界呈非圆形。
7.如权利要求1至6任一项所述的调心滚子轴承，其特征在于，所述内圈的外周面由第一球面、中央面、第二球面沿轴向依次相连而成，所述中央面为圆周面并位于环形件的径向内侧。
8.如权利要求1至6任一项所述的调心滚子轴承，其特征在于，所述外圈的内周面为球面。
9.如权利要求1至6任一项所述的调心滚子轴承，其特征在于，所述保持架沿轴向靠近环形件的端部的内周面、外周面均为圆周面。
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