CN207795849U - 一种无软带三排圆柱滚子回转支承轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无软带三排圆柱滚子回转支承轴承，包括无软带外齿圈、位于无软带外齿圈圆孔内部且与无软带外齿圈同轴的内圈、设置在无软带外齿圈与内圈之间的滚动体，内圈包括无软带第一内圈和无软带第二内圈，无软带第一内圈与无软带第二内圈固定连接，无软带外齿圈的内壁上设置有与无软带外齿圈一体连接的环形台阶，无软带第一内圈与无软带第二内圈的外圆周面上均设置有台阶部，本实用新型结构简单、设计合理，由于回转支承的内圈套圈上均在淬火之后不存在软带区域，可以提高回转支承的工作强度以及耐用程度，有效的延长了回转支承的使用寿命。

Description

一种无软带三排圆柱滚子回转支承轴承

技术领域

本实用新型属于回转支承技术领域，具体涉及一种无软带三排圆柱滚子回转支承轴承。

背景技术

三排圆柱滚子轴承是一种高承载能力的轴承，主要用于负荷较大的场合。这种轴承在使用中，轴向力及倾覆力矩由上、下两排水平滚柱承受，径向力则由垂直布置的第三排滚子承受。在中大型起重机和挖掘机等工程机械上有着非常广泛的应用；建筑机械、冶金、港口起重设备、船吊等负荷较大的设备目前也大量采用三排圆柱滚子组合转盘轴承，是工程机械回转机构的重要组成部分。在加工制造该轴承使，对其内外套圈的工作滚道淬火质量有着很高的要求，一般要求其表面有较高的硬度和耐磨性，而滚道内部的材料仍保持原来的韧性组织。对于大直径的回转支承通常采用中频感应淬火的方法，由于中频感应淬火具有加热速度快，效率高，无污染而被广泛应用于回转支承的表面感应淬火中。传统的滚道表面中频感应淬火机构虽然种类繁多，优点也各不相同，但始终无法解决感应淬火软带的问题。

淬火软带是淬火设备感应器开始淬火的起始位置与结束位置之间存在的一个盲区，为了防止二次加热导致的滚道表面产生裂纹而没有经过淬火形成的低硬度区域。由于现有的工艺无法避免淬火软带的产生，在回转支承安装时必须考虑载荷的方向，因此需要将软带位置尽量放在非主要的承载区域，防止软带与滚子接触区域在运动承载过程中过渡磨损而导致回转支承的整体报废，但是这样的操作方式限制了回转支承轴承的使用范围，也降低了回转支承轴承的使用寿命，增加设备的后期维护成本，成为制约我国回转支承轴承企业发展的重要因素。

现有技术中为了避免出现淬火软带，将工件夹紧固定好之后，利用中频感应淬火装置沿着特定的导轨对回转支承外表面进行加热淬火，这种工作方式需要花费大量的准备工作时间，工作效率低下，不能够解决三排圆柱滚子回转支承热处理过程中存在的软带问题，造成回转支承轴承的使用寿命短暂，增大了企业维护成本。

发明内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种无软带三排圆柱滚子回转支承轴承，利用本实用新型对三排圆柱滚子轴承的内外圈的工作滚道表面进行淬火，解决了传统大直径回转支承存在软带的问题，提高回转支承热处理的效率和质量，有利于回转支承轴承使用寿命的延长。

本实用新型所采用的技术方案是：一种无软带三排圆柱滚子回转支承轴承，包括无软带外齿圈、位于无软带外齿圈圆孔内部且与无软带外齿圈同轴的内圈、设置在无软带外齿圈与内圈之间的滚动体，内圈包括无软带第一内圈和无软带第二内圈，无软带第一内圈与无软带第二内圈固定连接，无软带外齿圈的内壁上设置有与无软带外齿圈一体连接的环形台阶，无软带第一内圈与无软带第二内圈的外圆周面上均设置有台阶部，在环形台阶与台阶部之间设置有滚动体，滚动体包括第一滚子、第二滚子和第三滚子，第一滚子和第二滚子分别接触在环形台阶端部的无软带第一滚道位置，且轴心均与无软带外齿圈的轴心线相互垂直设置，第三滚子接触在环形台阶内壁处的无软带第二滚道位置，且其轴心与无软带外齿圈的轴心线相互平行，第一滚子与第三滚子的圆周外壁与无软带第一内圈上的无软带第三滚道相接触，第二滚子的圆周外壁与无软带第二内圈上的无软带第四滚道相接触，在无软带第一内圈和无软带第二内圈的内壁处径向开设有用以方便对滚动体进行润滑的润滑油孔，在无软带外齿圈和内圈相连接的端部位置上设置有用以防止异物进入滚动体工作区域的密封圈。

所述还包括用以对滚动体起到支撑和保护作用的保持架，保持架包括用以对第一滚子进行支撑和保护的第一保持架、用以对第二滚子起到支撑和保护作用的第二保持架和用以对第三滚子起支撑和保护作用的第三保持架，保持架为尼龙材质。

所述还包括开设在无软带外齿圈与内圈上的多个均匀分布的安装孔，在内圈上开设有用以将回转支承进行吊装的吊装孔。

所述无软带外齿圈、无软带第一内圈和无软带第二内圈均为42GrMo材质，该材质属于超高强度钢，具有高强度和韧性，淬透性较好，无明显的回火脆性，在经过表面淬火之后能够提高回转支承的使用性能，使轴承运转稳定可靠，延长其使用寿命，降低维修和维护成本。

所述无软带第一内圈和无软带第二内圈通过螺钉相连，螺钉贯穿无软带第二内圈安装在无软带第一内圈上的螺纹孔内，在螺钉头部与无软带第二内圈之间设置有弹簧垫圈。

本实用新型还提供一种无软带三排圆柱滚子回转支承轴承外齿圈、第一内圈以及第二内圈的淬火方法，包括以下步骤：

步骤一、工件的定位：分别将回转支承的外齿圈、第一内圈、第二内圈水平安装在机床的工作平台上，并将其进行固定；

步骤二、确定工件的圆心位置：机床主轴上安装有测距传感器，利用测距传感器对工件的外圆周表面或内圆周表面的不同位置进行距离测量，确定工件的圆心坐标，将坐标值记录并存储在机床控制系统内，根据该坐标值确定出感应加热器的起点位置、终点位置以及感应加热器的运动半径；

步骤三、工件的加热与冷却：在初始位置，安装在机床移动装置上的两个感应加热器同时位于起始零点，且两个感应加热器之间的距离为2mm，感应加热器靠近滚道表面，淬火时，两个感应加热器同时通电，两个感应加热器自零点位置分别向相反的方向以相同的速度移动至终点，移动过程中，两个感应加热器移动圆弧的中点与工件的圆心保持同心，在到达终点时，两个感应加热器停止移动且两个感应加热器相距2mm；在感应加热器对滚道表面进行加热的过程中，安装在机床上的两个冷却装置以与两个感应加热器同样的运动轨迹同时对已经加热的滚道表面进行冷却，滚道表面上每一点的加热与冷却的时间间隔均相等；两组感应加热器对终点位置进行加热并撤离滚道表面后，感应加热器断电，停止加热，两个冷却装置在终点位置对滚道表面进行冷却后，撤离滚道表面，完成回转支承的整个淬火过程，即得到无软带外齿圈、无软带第一内圈、无软带第二内圈。

所述步骤二中的测距传感器为超声波测距传感器、激光测距传感器或红外测距传感器，控制系统为PLC编程系统。

所述步骤三中的滚道表面为第一滚道、第二滚道、第三滚道或第四滚道。

所述步骤三中的感应加热器为中频感应器，加热电流频率为2500-8000Hz，感应加热器与工件滚道表面的距离为2-3mm。

所述步骤三中，冷却装置的冷却介质为水、水溶液或矿物油。

其中步骤一中，将工件进行水平放置的目的是为了使工件的中心轴线与工作台保持垂直，从而使感应加热器在工作的过程中，始终在同一水平线上进行移动，减少工作人员在编程过程中所花费的时间，既保证了工作效率也降低工作人员的工作难度，并且可以使工件在后续的加热和冷却工艺，受热和冷却均匀，从而达到在最终产品的优异性能。

其中步骤二中，设置测距传感器的目的是为了快速的找出工件的圆心，确定圆心的实际坐标值，结合工件的待淬火滚道半径从而得出感应加热器的位置，在控制系统上快速的编入两个感应加热器运动轨迹的程序，达到在淬火过程中，感应加热器与待淬火表面之间的间距始终不变的目的，有利于提高淬火的效率和淬火的质量, 也是为了使工件在后续的加热和冷却工艺，受热和冷却均匀，从而达到在最终产品的优异性能。

其中步骤三是将两个感应加热器在起始零点位置同时感应淬火，在终点相遇位置同时感应淬火，代替了传统单个感应加热器从起点开始，绕工作表面一圈后，终点与起点之间存在时间差而存在的软带问题，由于本实用新型加热和冷却同时进行，不会产生无软带区域，因此不会因为二次加热导致的滚道表面产生裂纹，也没有经过淬火形成的低硬度区域。

其中步骤三中，淬火时，两个感应加热器同时通电，两个感应加热器自零点位置分别向相反的方向以相同的速度移动至终点，移动过程中，两个感应加热器移动圆弧的中点与工件的圆心保持同心；这样设置的目的是：可以使感应加热器在移动过程中距离滚道表面之间的距离始终保持相等，感应加热器通电后，可以对滚道表面的淬火，在淬火过程中，由于感应加热器的移动速度相同，距离滚道表面的距离相等，能够保证两个感应加热器的移动角度和距离相等，使滚道表面每一点所加热的时间相等，使滚道淬火表面受热均匀，从而保证淬火之后每一点位置上的硬度相同，提高淬火的质量。

其中步骤三中，在感应加热器对回转支承的滚道进行加热的过程中，安装在机床上的两个冷却装置以与两个感应加热器同样的运动轨迹同时对已经加热的滚道表面进行冷却，滚道上每一点的加热与冷却的时间间隔均相等；这样设置的目的是：能够以相同的时间间隔对已经加热的滚道表面进行冷却，提高冷却的效果，使滚道受热与冷却同步且均匀，从而有利于整个淬火质量的提高。

其中步骤三中，安装在机床移动装置上的两个感应加热器同时位于起始零点，且两个感应加热器之间的距离为2mm；在到达终点时，两个感应加热器停止移动且两个感应加热器相距2mm；这样设置的目的是为了防止两个感应加热器距离过近而造成设备发生结构上的碰撞，降低作业的难度，另外一方面是由于距离大于2mm后，由于两个感应加热器之间的距离相距太远，会使加热的盲区加大，尤其是遇到大型轴承时，热量无法传到加热的盲区，那么轴承此处的温度不够的话，就达不到淬火的要求，淬火的质量难以保证，从而影响最终产品的质量。

本实用新型的有益效果：

本实用新型结构简单、设计合理，由于回转支承的内圈套圈上均在淬火之后不存在软带区域，可以提高回转支承的工作强度以及耐用程度，有效的延长了回转支承的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型回转支承轴承的结构示意图;

图2为本实用新型回转支承轴承的正面局部结构示意图；

图3为本实用新型无软带外齿圈截面示意图；

图4为本实用新型无软带第一内圈与无软带第二内圈的连接结构图；

图5为本实用新型的外齿圈淬火的原理图；

图6为本实用新型的外齿圈在淬火时的截面示意图；

图7为本实用新型的第一内圈淬火的原理图；

图8为本实用新型的第一内圈在淬火时的截面示意图。

图中标记：1、感应加热器；2、冷却装置；3、无软带外齿圈；3-1、外齿圈；4、无软带第一内圈；4-1、第一内圈；5、无软带第二内圈；5-1、第二内圈；6、第一滚子；7、第二滚子；8、第三滚子；9、密封圈；10、第一保持架；11、第二保持架；12、第三保持架；13、螺钉；14、弹簧垫圈；15、油孔；16、安装孔；17、吊装孔；18、无软带第一滚道；18-1、第一滚道；19、无软带第二滚道；19-1、第二滚道；20、无软带第三滚道；20-1、第三滚道；21、无软带第四滚道；21-1、第四滚道。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的详细说明。

实施例一：

如图1-4所示，一种无软带三排圆柱滚子回转支承轴承，包括无软带外齿圈3、位于无软带外齿圈3圆孔内部且与无软带外齿圈3同轴的无软带内圈、设置在无软带外齿圈3与内圈之间的滚动体，内圈包括无软带第一内圈4和无软带第二内圈5，无软带外齿圈3、无软带第一内圈4和无软带第二内圈5均为42GrMo材质，无软带第一内圈4和无软带第二内圈5通过螺钉13相连，螺钉13贯穿无软带第二内圈5安装在无软带第一内圈4上的螺纹孔内，在螺钉13头部与无软带第二内圈5之间设置有弹簧垫圈14，无软带外齿圈3的内壁上设置有与无软带外齿圈3一体连接的环形台阶，无软带第一内圈4与无软带第二内圈5的外圆周面上均设置有台阶部，在环形台阶与台阶部之间设置有滚动体，滚动体包括第一滚子6、第二滚子7和第三滚子8，第一滚子6和第二滚子7分别接触在环形台阶端部的无软带第一滚道18位置，且轴心均与无软带外齿圈3的轴心线相互垂直设置，第三滚子8接触在环形台阶内壁处的无软带第二滚道19位置，且其轴心与无软带外齿圈3的轴心线相互平行，第一滚子6与第三滚子8的圆周外壁与无软带第一内圈4上的无软带第三滚道20相接触，第二滚子7的圆周外壁与无软带第二内圈5上的无软带第四滚道21相接触，在无软带第一内圈4和无软带第二内圈5的内壁处径向开设有用以方便对滚动体进行润滑的润滑油孔15，在无软带外齿圈3和内圈相连接的端部位置上设置有用以防止异物进入滚动体工作区域的密封圈9。

所述还包括用以对滚动体起到支撑和保护作用的保持架，保持架包括用以对第一滚子6进行支撑和保护的第一保持架10、用以对第二滚子7起到支撑和保护作用的第二保持架11和用以对第三滚子8起支撑和保护作用的第三保持架12，保持架为尼龙材质。

所述还包括开设在无软带外齿圈3与内圈上的多个均匀分布的安装孔16，在内圈上开设有用以将回转支承进行吊装的吊装孔17。

如图5-6所示，一种无软带三排圆柱滚子回转支承轴承外齿圈3-1的淬火方法，包括以下步骤：

步骤一、工件的定位：将回转支承的外齿圈3-1水平安装在机床的工作平台上，并将其进行固定；

步骤二、确定工件的圆心位置：机床主轴上安装有测距传感器，测距传感器为超声波测距传感器，利用测距传感器对工件的外圆周表面或内圆周表面的不同位置进行距离测量，确定工件的圆心坐标，将坐标值记录并存储在机床控制系统内，控制系统为PLC编程控制系统，根据该坐标值确定出感应加热器1的起点位置、终点位置以及感应加热器1的运动半径；

步骤三、工件的加热与冷却：在初始位置，安装在机床移动装置上的两个感应加热器1同时位于起始零点a位置，且两个感应加热器1之间的距离为2mm，感应加热器1靠近第一滚道18-1，距离第一滚道18-1表面2mm，淬火时，两个感应加热器1同时通电，感应加热器1为中频感应器，加热电流频率为2500Hz，两个感应加热器1自零点a位置分别向相反的方向以相同的速度移动至终点b位置，移动过程中，两个感应加热器1移动圆弧的中点与工件的圆心保持同心，在到达终点时，两个感应加热器1停止移动且两个感应加热器1相距2mm；在感应加热器1对第一滚道18-1表面进行加热的过程中，安装在机床上的两个冷却装置2以与两个感应加热器1同样的运动轨迹同时对已经加热的第一滚道18-1表面进行冷却，冷却装置2的介质为水，第一滚道18-1表面上每一点的加热与冷却的时间间隔均相等；两组感应加热器1对终点b位置进行加热并撤离第一滚道18-1表面后，感应加热器1断电，停止加热，两个冷却装置2在终点b位置对滚道表面进行冷却后，撤离滚道表面。

利用相同的方法，对外齿圈3-1的第二滚道19-1进行淬火，完成外齿圈3-1的整个淬火过程，即得到无软带外齿圈3。

实施例二：

如图1-4所示，一种无软带三排圆柱滚子回转支承轴承，包括无软带外齿圈3、位于无软带外齿圈3圆孔内部且与无软带外齿圈3同轴的无软带内圈、设置在无软带外齿圈3与内圈之间的滚动体，内圈包括无软带第一内圈4和无软带第二内圈5，无软带外齿圈3、无软带第一内圈4和无软带第二内圈5均为42GrMo材质，无软带第一内圈4和无软带第二内圈5通过螺钉13相连，螺钉13贯穿无软带第二内圈5安装在无软带第一内圈4上的螺纹孔内，在螺钉13头部与无软带第二内圈5之间设置有弹簧垫圈14，无软带外齿圈3的内壁上设置有与无软带外齿圈3一体连接的环形台阶，无软带第一内圈4与无软带第二内圈5的外圆周面上均设置有台阶部，在环形台阶与台阶部之间设置有滚动体，滚动体包括第一滚子6、第二滚子7和第三滚子8，第一滚子6和第二滚子7分别接触在环形台阶端部的无软带第一滚道18位置，且轴心均与无软带外齿圈3的轴心线相互垂直设置，第三滚子8接触在环形台阶内壁处的无软带第二滚道19位置，且其轴心与无软带外齿圈3的轴心线相互平行，第一滚子6与第三滚子8的圆周外壁与无软带第一内圈4上的无软带第三滚道20相接触，第二滚子7的圆周外壁与无软带第二内圈5上的无软带第四滚道21相接触，在无软带第一内圈4和无软带第二内圈5的内壁处径向开设有用以方便对滚动体进行润滑的润滑油孔15，在无软带外齿圈3和内圈相连接的端部位置上设置有用以防止异物进入滚动体工作区域的密封圈9。

所述还包括用以对滚动体起到支撑和保护作用的保持架，保持架包括用以对第一滚子6进行支撑和保护的第一保持架10、用以对第二滚子7起到支撑和保护作用的第二保持架11和用以对第三滚子8起支撑和保护作用的第三保持架12，保持架为尼龙材质。

所述还包括开设在无软带外齿圈3与内圈上的多个均匀分布的安装孔16，在内圈上开设有用以将回转支承进行吊装的吊装孔17。

如图7-8所示，一种无软带三排圆柱滚子回转支承轴承第一内圈4-1的淬火方法，包括以下步骤：

步骤一、工件的定位：将回转支承的第一内圈4-1水平安装在机床的工作平台上，并将其进行固定；

步骤二、确定工件的圆心位置：机床主轴上安装有测距传感器，测距传感器为红外线测距传感器，利用测距传感器对工件的外圆周表面或内圆周表面的不同位置进行距离测量，确定工件的圆心坐标，将坐标值记录并存储在机床控制系统内，控制系统为PLC编程控制系统，根据该坐标值确定出感应加热器1的起点位置、终点位置以及感应加热器1的运动半径；

步骤三、工件的加热与冷却：在初始位置，安装在机床移动装置上的两个感应加热器1同时位于起始零点a位置，且两个感应加热器1之间的距离为2mm，感应加热器1靠近第三滚道20-1，距离第三滚道20-1表面3mm，淬火时，两个感应加热器1同时通电，感应加热器1为中频感应器，加热电流频率为8000Hz，两个感应加热器1自零点a位置分别向相反的方向以相同的速度移动至终点b位置，移动过程中，两个感应加热器1移动圆弧的中点与工件的圆心保持同心，在到达终点时，两个感应加热器1停止移动且两个感应加热器1相距2mm；在感应加热器1对第三滚道20-1表面进行加热的过程中，安装在机床上的两个冷却装置2以与两个感应加热器1同样的运动轨迹同时对已经加热的第三滚道20-1表面进行冷却，冷却装置2的介质为矿物油，第三滚道20-1表面上每一点的加热与冷却的时间间隔均相等；两组感应加热器1对终点b位置进行加热并撤离第三滚道20-1表面后，感应加热器1断电，停止加热，两个冷却装置2在终点b位置对滚道表面进行冷却后，撤离滚道表面，完成第一内圈4-1的整个淬火过程，即得到无软带第一内圈4。

Claims (3)

1.一种无软带三排圆柱滚子回转支承轴承，其特征在于：包括无软带外齿圈、位于无软带外齿圈圆孔内部且与无软带外齿圈同轴的内圈、设置在无软带外齿圈与内圈之间的滚动体，内圈包括无软带第一内圈和无软带第二内圈，无软带第一内圈与无软带第二内圈固定连接，无软带外齿圈的内壁上设置有与无软带外齿圈一体连接的环形台阶，无软带第一内圈与无软带第二内圈的外圆周面上均设置有台阶部，在环形台阶与台阶部之间设置有滚动体，滚动体包括第一滚子、第二滚子和第三滚子，第一滚子和第二滚子分别接触在环形台阶端部的无软带第一滚道位置，且轴心均与无软带外齿圈的轴心线相互垂直设置，第三滚子接触在环形台阶内壁处的无软带第二滚道位置，且其轴心与无软带外齿圈的轴心线相互平行，第一滚子与第三滚子的圆周外壁与无软带第一内圈上的无软带第三滚道相接触，第二滚子的圆周外壁与无软带第二内圈上的无软带第四滚道相接触，在无软带第一内圈和无软带第二内圈的内壁处径向开设有用以方便对滚动体进行润滑的润滑油孔，在无软带外齿圈和内圈相连接的端部位置上设置有用以防止异物进入滚动体工作区域的密封圈；

还包括用以对滚动体起到支撑和保护作用的保持架，保持架包括用以对第一滚子进行支撑和保护的第一保持架、用以对第二滚子起到支撑和保护作用的第二保持架和用以对第三滚子起支撑和保护作用的第三保持架，保持架为尼龙材质

还包括开设在无软带外齿圈与内圈上的多个均匀分布的安装孔，在内圈上开设有用以将回转支承进行吊装的吊装孔。

2.根据权利要求1所述的一种无软带三排圆柱滚子回转支承轴承，其特征在于，无软带外齿圈、无软带第一内圈和无软带第二内圈均为42GrMo材质。

3.根据权利要求1所述的一种无软带三排圆柱滚子回转支承轴承，其特征在于，无软带第一内圈和无软带第二内圈通过螺钉相连，螺钉贯穿无软带第二内圈安装在无软带第一内圈上的螺纹孔内，在螺钉头部与无软带第二内圈之间设置有弹簧垫圈。