CN205207422U - 双列球轴承以及包含所述双列球轴承的滚轮 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种双列球轴承以及包含所述双列球轴承的滚轮，其中，所述双列球轴承包括：外圈、两个内圈、布置在外圈和内圈之间可自由滚动的两列滚珠、所述外圈的内周面上设置两个外圈滚道，所述两个内圈每个的外周面上分别设置一个内圈滚道，每个外圈滚道在包含球轴承中心轴线的截面上包括至少一条弧线。所述双列球轴承的每个内圈滚道在包含球轴承中心轴线的截面上包括第一弧线和第二弧线，第一弧线的曲率半径与滚珠的直径的比值大于0.5，并且第二弧线的曲率半径与滚珠的直径的比值大于0.5。

Description

双列球轴承以及包含所述双列球轴承的滚轮
技术领域
本实用新型涉及一种双列球轴承。更具体地，本实用新型涉及一种用于滚轮的双列球轴承。本实用新型还涉及一种包括所述双列球轴承的滚轮。
背景技术
目前普遍使用的球轴承都包括轴承内圈、滚珠、外圈和保持架，滚珠放置在保持架中，被保持架均匀隔开，并设置在轴承内圈和外圈之间，在轴承内圈和外圈上均设有环形滚道，环形滚道的截面轮廓为一圆弧(标准的深沟球轴承、推力球轴承)，或为一圆弧和一直线(标准的角接触球轴承)，且环形滚道截面轮廓圆弧半径大于滚珠半径，受载时滚珠与内圈和外圈分别是一点接触。这些标准球轴承的不足是滚珠在接触点所受的径向载荷大。当轴承几何尺寸受到限制，且要承受大于现有球轴承的极限承载载荷时，这种结构的轴承的使用寿命就会大大地降低。在许多具有特殊要求的专用设备上，即要求轴承的几何尺寸小，承载能力大时，现有的球轴承无法满足上述设备的要求。
同时，在单列球轴承的负荷能力不足时，通常采用双列球轴承，双列球轴承除能够承担比单列球轴承更大的径向载荷之外，还能够承受轴向载荷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种新型的双列球轴承，在同等规格尺寸、同等转动速度条件下，不仅能够承受更大的径向极限承载载荷，还能够承受轴向载荷，同时能改善滚珠的润滑条件。
以上目的通过一种双列球轴承实现，其包括：外圈、两个内圈、布置在外圈和内圈之间可自由滚动的两列滚珠、所述外圈的内周面上设置两个外圈滚道，所述两个内圈每个的外周面上分别设置一个内圈滚道，每个外圈滚道在包含球轴承中心轴线的截面上包括至少一条弧线，其特征在于，每个内圈滚道在包含球轴承中心轴线的截面上包括第一弧线和第二弧线，第一弧线的曲率半径与滚珠的直径的比值大于0.5，并且第二弧线的曲率半径与滚珠的直径的比值大于0.5。
优选地，所述第一弧线的曲率半径与滚珠直径的比值大于0.5小于0.57，优选在0.51至0.55之间。
优选地，所述第二弧线的曲率半径与滚珠直径的比值大于0.5小于0.57，优选在0.51至0.55之间。
优选地，第一弧线与滚珠的接触点与滚珠中心的连线与竖直径向轴线的夹角在10度至60度之间，优选在20度至40度之间。
优选地，第二弧线与滚珠的接触点与滚珠中心的连线与竖直径向轴线的夹角在10度至60度之间，优选在20度至40度之间。
优选地，每个滚珠与外圈滚道和内圈滚道的接触点一共为三个。
优选地，每个滚珠与外圈滚道和内圈滚道的接触点一共为四个。
优选地，所述两个内圈沿轴向彼此间隔一定间隙。
优选地，所述双列球轴承装配在中心轴上的状态下，所述内圈的中心孔相对于中心轴不被锁死，至少其中一个内圈在中心轴上具有轴向和周向自由度，两个内圈可以相对滑动和转动。根据本实用新型的双列球轴承，每个外圈滚道与每个滚珠之间具有一个或两个接触点，每个内圈滚道与每个滚珠之间具有两个接触点，因此滚珠所受的径向接触力分散在六个或者八个接触点上，每个滚珠接触点所受径向载荷变小，降低滚珠的接触压强，从而减小滚珠与滚道表面之间的摩擦力，因此可以减少轴承的磨损，从而提高球轴承的疲劳寿命。
与现有技术的球轴承相比，本实用新型采用双列三点接触或四点接触式球轴承，外圈或内圈受到的轴向力或扭矩均由至少一条滚道承受，随着滚珠与内滚道的接触角的变化，本实用新型的双列球轴承可调整所能承受的最大径向载荷和最大轴向载荷的比例，因此可以灵活地适应不同的应用场合。
本实用新型的双列球轴承的每条滚道的径向游隙大致相等，有助于改善轴承的动态性能和旋转精度，从而延长轴承的使用寿命，增大轴承的承载能力。
滚珠与外圈滚道和内圈滚道之间存在间隙，润滑油能够容易地进入间隙从而改善轴承的润滑条件，提高轴承的疲劳寿命。
在一个应用中，本实用新型的球轴承内圈固定，外圈滚动，应用于滚轮。
本实用新型的目的还在于提供一种包括以上所述双列球轴承的滚轮。
附图说明
图1为本实用新型的第一实施例沿包含轴承中心轴线的剖面的剖视示意图，
图2为本实用新型的第二实施例沿包含轴承中心轴线的剖面的剖视示意图，
图3为图1和2的内圈滚道的局部详细剖视示意图。
具体实施方式
在本实用新型的优选实施例中描述和表达了本实用新型球轴承的细节，如本领域的技术人员能够理解的那样，本实用新型的球轴承有着广泛的应用场合，并非局限于任何特定的应用。
应当理解，在本实用新型中的术语“外”、“内”、“外侧”、“内侧”均是参照本领域技术人员所知的轴承处于使用状态时的方向定义。
应当理解，本实用新型的双列球轴承中包括两列滚珠，该两列滚珠的直径可以相同也可以不同。
参考图1，图1是根据本实用新型的第一实施例的双列球轴承沿轴向方向的剖视图，所述球轴承包括一个外圈1、互不接触的两个内圈2，3、基本上平行并置的两列球形滚珠4，所述滚珠以能够滚动自如的方式设置在外圈1和内圈2，3之间，滚珠4与外圈1和内圈2，3之间存在径向间隙、具有多个凹口的两个环形保持架(未示出)，每个环形保持架用于通过所述凹口容纳滚珠使所述滚珠沿周向间隔开来并且将滚珠保持在轴承中、以及设置在轴承两侧的密封件。
外圈1、两个内圈2，3以及球形滚珠4由普遍采用作为球轴承的套圈或滚动体的材料的钢铁材料(例如不锈钢、轴承钢)构成。而且保持架由普遍采用作为球轴承的保持架的材料的树脂材料(例如聚酰胺、聚苯硫醚)或金属材料(例如钢、黄铜、铝合金)构成。应当理解，也可以采用其它合适的材料。应当理解，保持架并非必须，也可以省去。对于不包括保持架的球轴承，外圈1和内圈2，3之间装满球形滚珠4，这样的设计与带保持架的球轴承相比具有较高的承载能力，径向截面小，可以节省空间，但转速相对较低。本实用新型的球轴承包括单个的外圈1，外圈1的内周面上设置有两个环形的外圈滚道用于两列滚珠，两个内圈2，3每个的外周面上均设置有一个环形的内圈滚道，两列滚珠4每列分别设置在一个外圈滚道和一个内圈滚道之间。
图3中示出其中一个内圈滚道沿包含轴承中心轴线的截面的详细示意图。放置在内圈滚道和外圈滚道之间的滚珠以虚线示出，内圈滚道在包含轴承的中心轴线的截面中包括两条弧线，第一弧线在包含轴承中心轴线的截面中的曲率半径为R1，第二弧线在包含轴承中心轴线的截面中的曲率半径为R2，R1和R2均大于滚珠的半径R。
第一弧线与第二弧线为相同曲线或者不相同曲线。在本实用新型的一个优选实施例中，第一弧线与第二弧线为关于竖直径向轴线对称的相同曲线，也即R1＝R2。但应当理解，R1和R2也可以不相等。
在本实用新型中，R1与直径D(2R)的比值大于0.5并且小于0.6，优选大于0.5并且小于0.57，更优选地在0.51至0.55之间。
R2与直径D的比值大于0.5并且小于0.6，优选大于0.5并且小于0.57，更优选地在0.51至0.55之间。
因此，内圈滚道与滚珠为两点接触，内圈滚道的第一弧线与滚珠在第一接触点接触，第二弧线与滚珠在第二接触点接触。第一接触点与滚珠中心的连线和竖直径向轴线成角度α1，第二接触点与滚珠中心的连线和竖直径向轴线成角度α2。当第一弧线与第二弧线为相对于竖直径向方向对称的相同曲线时，α1与α2相等。
内圈滚道与滚珠的第一接触点与滚珠中心的连线和竖直径向轴线所成角度α1大于0度并且小于90度，优选在10度至60度之间，更优选地在20度至40度之间。
内圈滚道与滚珠的第二接触点与滚珠中心的连线和竖直径向轴线所成角度α2大于0度并且小于90度，优选在10度至60度之间，更优选地在20度至40度之间。
内圈滚道与滚珠的接触点与滚珠中心的连线和竖直径向轴线所成角度α1，α2越大，球轴承所能承受的轴向力越大。
应当注意，内圈滚道的第一弧线和第二弧线可以是任意类型的曲线，非限制性地包括圆弧曲线、椭圆曲线和摆线等。
在本实用新型的优选实施例中，轴承仅包括单个外圈，外圈的内周面上包括两条平行的环形外圈滚道，所述两条外圈滚道可以相同或者不同，为了简便，下面仅对一条外圈滚道进行说明。
在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，每个外圈滚道在包含轴承的中心轴线的截面中包括一条弧线，滚珠与外圈滚道仅有一点接触，此时外圈滚道在包含轴承的中心轴线的截面中的曲率半径RO大于滚珠的半径R，滚珠与外圈滚道的唯一接触点与滚珠中心的连线与竖直径向轴线重合，因此，此时接触角为0度。在这种情况下，每个滚珠与外圈滚道和内圈滚道的接触点一共为三个。
在本实用新型的另外一个实施例中，外圈滚道在包含轴承的中心轴线的截面中包括两条弧线，第一弧线在包含轴承中心轴线的截面中的曲率半径为RO1，第二弧线在包含轴承中心轴线的截面中的曲率半径为RO2，RO1和RO2均大于滚珠的半径R。
在该实施例中，外圈滚道的第一弧线与第二弧线为相同曲线或者不相同曲线。在本实用新型的一个优选实施例中，第一弧线与第二弧线为关于竖直径向轴线对称的相同曲线，也即RO1＝RO2。但应当理解，RO1和RO2也可以不相等。
RO1与直径D的比值在大于0.5并且小于0.6，优选大于0.5并且小于0.57，更优选地在0.51至0.55之间。
RO2与直径D的比值大于0.5并且小于0.6，优选大于0.5并且小于0.57，更优选地在0.5至0.55之间。
此时，外圈滚道与滚珠为两点接触，外圈滚道的第一弧线与滚珠在第一接触点接触，第二弧线与滚珠在第二接触点接触。第一接触点与滚珠中心的连线和径向轴线成角度αO1，第二接触点与滚珠中心的连线和径向轴线成角度αO2。当第一弧线与第二弧线相对于竖直径向方向对称时，αO1与αO2相等。
外圈滚道与滚珠的第一接触点与滚珠中心的连线和竖直径向轴线所成角度αO1大于0度并且小于90度，优选在10度至60度之间，更优选地在20度至40度之间。
外圈滚道与滚珠的第二接触点与滚珠中心的连线和竖直径向轴线所成角度αO2大于0度并且小于90度，优选在10度至60度之间，更优选地在20度至40度之间。
外圈滚道的第一弧线和第二弧线可以是任意类型的曲线，非限制性地包括圆弧曲线、椭圆曲线和摆线等。
在这种情况下，每个滚珠与外圈滚道和内圈滚道分别有两个接触点，因此为四点接触。当在轴承的内圈或者外圈上施加径向力时，每个双列球轴承的并排的两个滚珠与滚道一共有八个受力点。
本实用新型的一个实施例中，两个内圈不互相接触，它们之间间隔一定间隙，可容纳润滑油或润滑脂，从而改善轴承的润滑条件。
密封件由防尘盖和用于保持所述防尘盖的弹簧卡圈构成。应当理解，也可以在轴承的其中一侧上设置密封件，或者不设置密封件。
弹簧卡圈和防尘盖在外圈1和内圈2，3之间延伸，弹簧卡圈用于将防尘盖保持在轴承两侧，在使用轴承时，在轴承的内部空间中填充有一定量的润滑剂。在轴承高速旋转时，防尘盖防止润滑剂泄露并且防止外界污染物进入轴承内部。
在本实用新型中所使用的密封件为现有技术中已知的常规密封件，因此其具体结构在这里不作详细描述。
在一个实施例中，当根据本实用新型的双列球轴承装配好后，轴承内圈的中心孔5相对于中心轴被锁死，这使得内圈在中心轴上具有一定的轴向自由度。
两个内圈上的两个内圈滚道的径向游隙值基本相等，这样可以延长轴承的使用寿命，并且易于加工。
与现有技术的球轴承相比，本实用新型采用双列三点接触或四点接触式球轴承，外圈或内圈受到的轴向力或扭矩均由至少一条滚道承受，随着滚珠与内滚道的接触角的变化，本实用新型的双列球轴承可调整所能承受的最大径向载荷和最大轴向载荷的比例，因此可以灵活地适应不同的应用场合。
本实用新型的一个应用为用于滚轮的轴承，即内圈固定，外圈转动。应当理解，并不限定于该应用，本实用新型的轴承也可应用至其它滚轮。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (14)

1.一种双列球轴承，其包括：外圈、两个内圈、布置在外圈和内圈之间可自由滚动的两列滚珠、所述外圈的内周面上设置两个外圈滚道，所述两个内圈每个的外周面上分别设置一个内圈滚道，每个外圈滚道在包含球轴承中心轴线的截面上包括至少一条弧线，
其特征在于，每个内圈滚道在包含球轴承中心轴线的截面上包括第一弧线和第二弧线，第一弧线的曲率半径与滚珠的直径的比值大于0.5，并且第二弧线的曲率半径与滚珠的直径的比值大于0.5。
2.根据权利要求1所述的双列球轴承，其特征在于，所述第一弧线的曲率半径与滚珠直径的比值大于0.5小于0.57。
3.根据权利要求1或2所述的双列球轴承，其特征在于，所述第二弧线的曲率半径与滚珠直径的比值大于0.5小于0.57。
4.根据权利要求1所述的双列球轴承，其特征在于，第一弧线与滚珠的接触点与滚珠中心的连线与竖直径向轴线的夹角在10度至60度之间。
5.根据权利要求1所述的双列球轴承，其特征在于，第二弧线与滚珠的接触点与滚珠中心的连线与竖直径向轴线的夹角在10度至60度之间。
6.根据权利要求1所述的双列球轴承，其特征在于，每个滚珠与外圈滚道和内圈滚道的接触点一共为三个。
7.根据权利要求1所述的双列球轴承，其特征在于，每个滚珠与外圈滚道和内圈滚道的接触点一共为四个。
8.根据权利要求1所述的双列球轴承，其特征在于，所述两个内圈沿轴向彼此间隔一定间隙。
9.根据权利要求1所述的双列球轴承，其特征在于，所述双列球轴承装配在中心轴上的状态下，所述内圈的中心孔相对于中心轴不被锁死，至少其中一个内圈在中心轴上具有轴向和周向自由度，两个内圈可以相对滑动和转动。
10.根据权利要求2所述的双列球轴承，其特征在于，所述第一弧线的曲率半径与滚珠直径的比值在0.51至0.55之间。
11.根据权利要求3所述的双列球轴承，其特征在于，所述第二弧线的曲率半径与滚珠直径的比值在0.51至0.55之间。
12.根据权利要求4所述的双列球轴承，其特征在于，第一弧线与滚珠的接触点与滚珠中心的连线与竖直径向轴线的夹角在20度至40度之间。
13.根据权利要求5所述的双列球轴承，其特征在于，第二弧线与滚珠的接触点与滚珠中心的连线与竖直径向轴线的夹角在20度至40度之间。
14.一种滚轮，其特征在于，包括根据权利要求1至13中任一项所述的双列球轴承。
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