CN209838980U - 卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承 - Google Patents

Abstract

一种卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承，包括第一侧轴承、第二侧轴承及塑性变形隔套，第一侧轴承及第二侧轴承均包括带有法兰的轴承内圈、轴承外圈、若干转动地位于轴承内圈与轴承外圈之间的轴承滚子，带有法兰的轴承内圈与轴之间为间隙配合，轴承滚子的周向侧面为弧形曲面，轴承滚子朝向法兰的滚子端面为球形曲面，法兰朝向滚子端面的内表面为至少局部的球形曲面。如此保证轴承内圈可相对轴沿轴的圆周方向发生轻微位移，避免受力集中，减小摩擦力并减低摩擦热的产生，提高了产品的可靠性。

Description

卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承

技术领域

本实用新型涉及汽车轮毂轴承技术领域，特别是一种卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承。

背景技术

目前市场上的卡车车辆维护频次较高，每3-5万公里就需维护保养一次，维护频次较高，车辆停止时间长，对车主造成较大的经济压力。随着汽车制造业的发展，对轮端产品的要求也越来越高，目前众多主机厂家提出50万公里免维护的目标，目的是降低用车成本，因此必须从产品创新，改进设计等方面满足客户及市场需求。

汽车在运行过程中适当的轴承工作游隙可提高轮端的使用寿命，在使用塑性变形隔套的轮毂中，普通轴承的高度差精度低，难以合适地匹配塑性变形隔套，不能完全发挥变形隔套的作用。

请参考图2，现有的卡车的轮毂总成由于轴承内圈与轴都存在一定的椭圆度，在装配或运转时，轴承内圈会与轴产生相互挤压，如在轴的最大半径与轴承内圈的最小半径处形成受力集中点，受力集中点处轴承内圈与轴相互挤压，造成持续磨损；请参考图3，现有的轴承滚子为直滚子，直滚子在两端处与轴承内圈或轴承外圈之间形成受力集中点，在轮毂总成承受载荷或者冲击时，轴承滚子在受力集中点处也容易被挤死而无法正常滚动；一般现有的轴承滚子的端面为直平面，法兰的内表面也为直平面，由于工艺的原因，两者不能保证平行，因此容易造成应力集中的接触点，造成两者之间产生剧烈的摩擦，请参考图6及图7，有一些轴承滚子在端面处设计为弧形曲面，法兰内表面仍为直平面，如此两者之间的接触为线接触，线接触时摩擦力较大且会产生较大的摩擦热，对产品的可靠性造成影响。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种能够保证轴承内圈可相对轴沿轴的圆周方向发生轻微位移、轴承滚子受力较为均匀、避免受力集中、轴承滚子的滚子端面与法兰内表面为点接触、减小摩擦力并减低摩擦热的产生、提高产品的可靠性的卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承，以解决上述问题。

一种卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承，设置于轮毂主体与轴之间，所述卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承包括第一侧轴承、第二侧轴承及连接第一侧轴承与第二侧轴承且套设于轴外侧的塑性变形隔套，第一侧轴承及第二侧轴承均包括环形的带有法兰的轴承内圈、环形的轴承外圈、若干转动地位于带有法兰的轴承内圈与轴承外圈之间的轴承滚子，塑性变形隔套连接第一侧轴承的带有法兰的轴承内圈与第二侧轴承的带有法兰的轴承内圈，带有法兰的轴承内圈上连接有位于轴承滚子的滚子端面外侧的法兰，带有法兰的轴承内圈与轴之间为间隙配合，所述轴承滚子的周向侧面为弧形曲面，带有法兰的轴承内圈及轴承外圈朝向轴承滚子的内侧面均为与轴承滚子的周向侧面的形状匹配的弧形曲面，轴承滚子朝向法兰的滚子端面为球形曲面，法兰朝向滚子端面的内表面为半径与滚子端面的球形曲面的半径不同的至少局部的球形曲面。

进一步地，所述法兰的球形曲面的半径大于轴承滚子的滚子端面的半径。

进一步地，所述轴承滚子的滚子端面上开设有圆槽，所述法兰与滚子端面上的圆槽至少部分地相交。

进一步地，所述轴承滚子的周向侧面的凸度中心偏向轻载端。

进一步地，所述带有法兰的轴承内圈与轴承外圈轴向间隙为0mm±0.03mm。

与现有技术相比，本实用新型的卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承，包括第一侧轴承、第二侧轴承及连接第一侧轴承与第二侧轴承且套设于轴外侧的塑性变形隔套，第一侧轴承及第二侧轴承均包括环形的带有法兰的轴承内圈、环形的轴承外圈、若干转动地位于带有法兰的轴承内圈与轴承外圈之间的轴承滚子，塑性变形隔套连接第一侧轴承的带有法兰的轴承内圈与第二侧轴承的带有法兰的轴承内圈，带有法兰的轴承内圈上连接有位于轴承滚子的滚子端面外侧的法兰，带有法兰的轴承内圈与轴之间为间隙配合，所述轴承滚子的周向侧面为弧形曲面，带有法兰的轴承内圈及轴承外圈朝向轴承滚子的内侧面均为与轴承滚子的周向侧面的形状匹配的弧形曲面，轴承滚子朝向法兰的滚子端面为球形曲面，法兰朝向滚子端面的内表面为半径与滚子端面的球形曲面的半径不同的至少局部的球形曲面。如此保证轴承内圈可相对轴沿轴的圆周方向发生轻微位移，使得轴承滚子受力较为均匀，避免受力集中，轴承滚子的滚子端面与法兰内表面为点接触，减小摩擦力并减低摩擦热的产生，提高了产品的可靠性。

附图说明

以下结合附图描述本实用新型的实施例，其中：

图1为本实用新型提供的卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承应用于卡车车桥轮毂中的示意图。

图2为轴承内圈与轴的剖视示意图。

图3为现有的直滚子的受力示意图。

图4为现有的半凸起滚子的受力示意图。

图5为本实用新型提供的卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承中的轴承滚子的受力示意图。

图6为具有球形端面的轴承滚子与法兰内表面之间的接触示意图。

图7为图6中的A部分中法兰内表面为直平面的放大示意图。

图8为图6中的A部分中法兰内表面为局部球形曲面，且局部球形曲面的半径大于轴承滚子的滚子端面的半径的放大示意图。

图9为现有的轴承滚子与法兰的示意图。

图10为本实用新型提供的卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承的轴承滚子与法兰的示意图。

图11为本实用新型提供的卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承的轴承滚子的第一实施例的侧面示意图。

图12为本实用新型提供的卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承的轴承滚子的第二实施例的侧面示意图。

图13为本实用新型提供的卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承的轴承内圈与轴承外圈之间的轴向间隙的示意图。

具体实施方式

以下基于附图对本实用新型的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本实用新型实施例的说明并不用于限定本实用新型的保护范围。

请参考图1、图2、图5及图11，本实用新型提供的卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承设置于轮毂主体100与轴200之间，具体包括第一侧轴承、第二侧轴承及连接第一侧轴承与第二侧轴承且套设于轴200外侧的塑性变形隔套40，第一侧轴承及第二侧轴承均包括环形的带有法兰的轴承内圈10、环形的轴承外圈20、若干转动地位于带有法兰的轴承内圈10与轴承外圈20之间的轴承滚子30，塑性变形隔套40连接第一侧轴承的带有法兰的轴承内圈10与第二侧轴承的带有法兰的轴承内圈10，带有法兰的轴承内圈10连接有位于轴承滚子30的滚子端面外侧的法兰50。

为了防止在轴200的最大半径与带有法兰的轴承内圈10的最小半径处形成受力集中点，造成带有法兰的轴承内圈10与轴200相互挤压，进而造成持续磨损，本实用新型提供的卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承的带有法兰的轴承内圈10的最小半径大于轴200的最大半径，即带有法兰的轴承内圈10与轴200之间采用间隙配合，从而在带有法兰的轴承内圈10与轴200在径向上始终存在一个间隙，由于带有法兰的轴承内圈10被一锁紧螺母锁紧，这个间隙使得带有法兰的轴承内圈10可相对于轴200在轴200的圆周方向发生轻微位移，大大缓解了轴承滚道所受的冲击载荷，也避免了在同一受力点的提早磨损，有效提高了产品的使用寿命，并且易于装配。

请参考图3，现有的轴承滚子一般为直滚子，直滚子在两端处与带有法兰的轴承内圈或轴承外圈之间形成受力集中点，在轮毂总成承受压力Q时，如载荷或者冲击，轴承滚子在受力集中点处也容易造成边缘现象，从而使滚子提早失效，下方的阴影部分的高度表示对应位置的受力大小。请参考图4，有一些轴承滚子在靠近两端的位置设置有圆锥面，在中部为圆柱面，这种轴承滚子称为半凸起滚子，半凸起滚子在圆锥面处的受力较为均匀，而在圆锥面与圆柱面的连接处会形成受力集中点，因此也存在轴承滚子在受力集中点处也容易造成边缘现象，从而使滚子提早失效。

请参考图5，本实用新型提供的卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承的轴承滚子30的周向侧面整体为弧形曲面，称为全凸起滚子。这种全凸起滚子在周向上的受力分布较为均匀，不存在受力集中点。对应地，带有法兰的轴承内圈10及轴承外圈20朝向轴承滚子30的内侧面，即滚子滚道，设置为与轴承滚子30的周向侧面匹配的弧形曲面，如此使得轴承滚子30及滚子滚道在高承载运转时能够均匀受力，减少过早的局部疲劳失效，延长轴承的使用寿命。

请参考图6及图7，现有的一些轴承滚子30朝向法兰50的滚子端面31，优选为大头端，设计为弧形曲面，法兰50的内表面51为直平面，如此两者之间的接触为线接触，线接触时滚子端面31及法兰50的内表面51之间的摩擦力较大且会产生较大的摩擦热，对产品的可靠性造成影响。

请参考图8，为了减少滚子端面31与法兰50的内表面51之间的接触面积、减少摩擦力及摩擦热，轴承滚子30朝向法兰50的滚子端面31(优选为大头端)为凸出的球形曲面，法兰50朝向滚子端面31的内表面51设计为半径与滚子端面31的球形曲面的半径不同的至少局部的凹陷的球形曲面。本实施方式中，法兰50的内表面51为局部球形曲面，且局部球形曲面的半径大于轴承滚子30的滚子端面31的半径。在轴向受力时，滚子端面31与法兰50的内表面51之间为点接触。在滚子端面31与法兰50的内表面51之间具有润滑油，润滑油在滚子端面31与法兰50的内表面51之间形成油膜，能够进一步地减小滚子端面31与法兰50的内表面51之间的摩擦力矩以及生产的摩擦热。

请参考图9，有一些轴承滚子30的滚子端面31上，优选为轴承滚子30的大头端，开设有圆槽32，但是法兰50与现有的滚子端面31上的圆槽32不相交，如此滚子端面31与法兰50的接触面积较大，滚子端面31及法兰50的磨损较大。

请参考图10，本实用新型提供的卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承的法兰50与滚子端面31上的圆槽32部分地相交，减少了滚子端面31与法兰50的接触面积，减少了滚子端面31及法兰50的磨损。

请参考图11，一般情况下，轴承滚子30的周向侧面的弧形曲面的凸度中心T1、T2位于轴承滚子30沿长度方向的中部。

但是在不同的实际工况中，轴承滚子30在受力及力矩M的性作用下，其两端分别为接触应力较大的重载端Q1和接触应力较小的轻载端Q2。

请参考图12，为了使得重载端Q1的接触应力更为均匀，设计轴承滚子30的弧形曲面的凸度中心T3、T4朝向远离重载端Q1的方向偏移，即凸度中心T3、T4偏向轻载端Q2，如此有效改善了轴承滚子30与滚子滚道处的接触应力分布，使轴承更适用于偏载工况。

请参考图13，汽车在运行过程中适当的轴承工作游隙可提高轮端的使用寿命，轮毂单元中的塑性变形隔套可通过自身的塑性变形来对轴承工作游隙进行调整。通过试验发现，提高带有法兰的轴承内圈10与轴承外圈20轴向间隙的精度能够使塑性变形隔套更充分地发挥作用，如带有法兰的轴承内圈10与轴承外圈20轴向间隙为0mm±0.03mm。能够使轴承在运转时能够得到更加合适的轴承工作游隙，提高轴承的使用寿命。

较于普通该型号的轴承，在此设计中增加滚子数量，如第一侧轴承中的轴承滚子30的数量为27个，第二侧轴承中的轴承滚子30的数量为28个，根据径向基本额定静载荷公式及径向基本额定动载荷公式，在保证保持架强度的前提下，使其得以承受更多的载荷，轴承运转时，载荷分布更加均匀。

本实施方式中，第一侧轴承及第二侧轴承是分别基于标准型号为33019和33021进行的改进。

与现有技术相比，本实用新型的卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承设置于轮毂主体100与轴200之间，包括第一侧轴承、第二侧轴承及连接第一侧轴承与第二侧轴承且套设于轴200外侧的塑性变形隔套40，第一侧轴承及第二侧轴承均包括环形的带有法兰的轴承内圈10、环形的轴承外圈20、若干转动地位于带有法兰的轴承内圈10与轴承外圈20之间的轴承滚子30，带有法兰的轴承内圈10连接有位于轴承滚子30的滚子端面外侧的法兰50，带有法兰的轴承内圈10与轴200之间为间隙配合，所述轴承滚子30的周向侧面为弧形曲面，带有法兰的轴承内圈10及轴承外圈20朝向轴承滚子30的内侧面均为与轴承滚子30的周向侧面的形状匹配的弧形曲面，轴承滚子30朝向法兰50的滚子端面31为球形曲面，法兰50朝向滚子端面31的内表面51为半径与滚子端面31的球形曲面的半径不同的至少局部的球形曲面。如此保证带有法兰的轴承内圈可相对轴沿轴的圆周方向发生轻微位移，使得轴承滚子受力较为均匀，避免受力集中，轴承滚子的滚子端面与法兰内表面为点接触，减小摩擦力并减低摩擦热的产生，提高了产品的可靠性。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于局限本实用新型的保护范围，任何在本实用新型精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本实用新型的权利要求范围内。

Claims (5)

1.一种卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承，设置于轮毂主体与轴之间，其特征在于：所述卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承包括第一侧轴承、第二侧轴承及连接第一侧轴承与第二侧轴承且套设于轴外侧的塑性变形隔套，第一侧轴承及第二侧轴承均包括环形的带有法兰的轴承内圈、环形的轴承外圈、若干转动地位于带有法兰的轴承内圈与轴承外圈之间的轴承滚子，塑性变形隔套连接第一侧轴承的带有法兰的轴承内圈与第二侧轴承的带有法兰的轴承内圈，带有法兰的轴承内圈上连接有位于轴承滚子的滚子端面外侧的法兰，带有法兰的轴承内圈与轴之间为间隙配合，所述轴承滚子的周向侧面为弧形曲面，带有法兰的轴承内圈及轴承外圈朝向轴承滚子的内侧面均为与轴承滚子的周向侧面的形状匹配的弧形曲面，轴承滚子朝向法兰的滚子端面为球形曲面，法兰朝向滚子端面的内表面为半径与滚子端面的球形曲面的半径不同的至少局部的球形曲面。

2.如权利要求1所述的卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承，其特征在于：所述法兰的球形曲面的半径大于轴承滚子的滚子端面的半径。

3.如权利要求1所述的卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承，其特征在于：所述轴承滚子的滚子端面上开设有圆槽，所述法兰与滚子端面上的圆槽至少部分地相交。

4.如权利要求1所述的卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承，其特征在于：所述轴承滚子的周向侧面的凸度中心偏向轻载端。

5.如权利要求1所述的卡车车桥轮毂的免维护圆锥滚子轴承，其特征在于：所述带有法兰的轴承内圈与轴承外圈轴向间隙为0mm±0.03mm。