一种组合轴承
技术领域
本实用新型涉及滚动轴承设备技术领域,具体涉及一种组合轴承。
背景技术
随着工业技术的发展,对于节能减排的要求越来越高,一些机械设备在不同的应用环境下,往往需要开启不同的工作模式,例如一种新兴的车用电磁离合水泵,相比传统水泵增加了离合器部分,控制水泵随发动机转速变化而调整工作模式。在此类设备上,通常要求同时具备轴连轴承主轴输出和皮带轮传动等工作模式,其中轴连轴承主轴旋转带动叶轮工作,要求轴承外圈与水泵泵体过盈配合,皮带轮轴承外圈随皮带轮旋转,要求轴承内圈与水泵泵体过盈配合,目前的皮带轮轴承通常使用双列角接触轴承,具有较好的承载力。在现有技术中,此类设备的轴连轴承主轴和皮带轮轴承通常分别装配在泵体上,导致装配结构较为复杂,在不影响设备功能和工作参数的前提下,设备的外形尺寸和重量较大,特别是对于车用水泵等设备而言,不利于节省空间和减重,同时轴承的密封性不易保持,容易影响设备工作的可靠性。
实用新型内容
为解决上述技术问题,本实用新型提供了一种组合轴承,将轴连轴承主轴和皮带轮双列角接触轴承进行组合设计,简化了装配结构,节省了装配空间,提高了密封性能。为实现上述技术目的,所采取的技术方案如下:
一种组合轴承,包括轴连轴承主轴,主轴上同轴地套设有轴承内圈,轴承内圈的外部同轴地套设有轴承外圈;所述主轴上沿轴向依次设置有主轴第一沟道和主轴第二沟道,所述轴承内圈的内壁沿轴向依次设置有内圈内壁第一沟道和内圈内壁第二沟道,所述轴承内圈的外壁沿轴向依次设置有内圈外壁第一沟道和内圈外壁第二沟道,所述轴承外圈的内壁沿轴向依次设置有外圈第一沟道和外圈第二沟道;主轴第一沟道与内圈内壁第一沟道之间、主轴第二沟道与内圈内壁第二沟道之间、内圈外壁第一沟道与外圈第一沟道之间、内圈外壁第二沟道与外圈第二沟道之间,均位置相对应,且通过保持架设有多个滚珠。
优选的,轴承内圈内壁沿轴向的两端分别设置有套设在主轴上的第一密封圈,轴承外圈内壁沿轴向的两端分别设置有套设在轴承内圈外壁上的第二密封圈。
进一步的,第一密封圈和第二密封圈的内径位置沿圆周方向均设置有软质的第一密封唇和第二密封唇,第一密封唇沿主轴轴向向外侧延伸,第二密封唇沿主轴轴向向内侧延伸。
优选的,第一密封圈和第二密封圈内均设置有支撑骨架。
进一步的,轴承内圈两端沿内圆周方向开设有与第一密封圈相适配的第一卡槽,第一密封圈通过支撑骨架卡接在卡槽内;轴承外圈两端沿内圆周方向开设有与第二密封圈相适配的第二卡槽,第二密封圈通过支撑骨架卡接在第二卡槽内。
优选的,以所述滚珠垂直于主轴轴向中线的直径为参考线,滚珠与主轴第一沟道及主轴第二沟道各有位于参考线两侧的第一接触点和第二接触点,滚珠与内圈内壁第一沟道及内圈内壁第二沟道各有位于参考线两侧的第三接触点和第四接触点,对于同一滚珠,第一接触点与第三接触点的连线通过滚珠中心,并与参考线之间形成15°至40°的第一夹角,第二接触点与第四接触点的连线通过滚珠中心,并与参考线之间形成15°至40°的第二夹角。
进一步的,第一夹角与第二夹角角度相同。
优选的,第一夹角为20°至30°。
优选的,第二夹角为20°至30°。
与现有技术相比较,本实用新型的有益效果在于:
1.将轴连轴承和皮带轮双列角接触球轴承进行组合设计,可同时满足轴向旋转输出和皮带轮径向传动要求,具有较好的轴向径向双向承载能力,整体结构紧凑,占用空间较小,易于装配和维护,使用寿命较长。
2.采用了预填润滑脂的密封结构,便于维护,双密封唇结构能有效防止润滑脂泄漏和外部灰尘、泥浆、污水的侵入,密封圈内部嵌入支撑骨架,密封圈强度较高。
附图说明
图1:本实用新型的剖视结构示意图;
图2:本实用新型的主轴结构示意图;
图3:本实用新型轴承内圈剖视结构示意图;
图4:本实用新型轴承外圈剖视结构示意图;
图5:本实用新型的A处局部结构示意图;
图6:本实用新型的B处局部结构示意图。
在各图中:
1.主轴;11.主轴第一沟道;12.主轴第二沟道;
2.轴承内圈;21.内圈内壁第一沟道;22.内圈内壁第二沟道;23.内圈外壁第一沟道;24.内圈外壁第二沟道;
3.轴承外圈;31.外圈第一沟道;32.外圈第二沟道;
4.保持架;
5.滚珠;51.第一接触点;52.第二接触点;52.第三接触点;54.第四接触点;55.第一夹角;56.第二夹角;57.参考线;
6.第一密封圈;61.第一卡槽;7.第二密封圈;71.第二卡槽;
8.第一密封唇;9.第二密封唇;10.支撑骨架。
具体实施方式
为了更好的理解本实用新型,下面结合附图和具体实施例作更为清楚、完整的说明。所列各实施例为本实用新型的优选形式,而不是全部的实施例,基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本专利可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本专利可实施的范畴。
一种组合轴承,参照图1至图4,包括轴连轴承主轴1,主轴1上同轴地套设有轴承内圈2,轴承内圈2外部同轴地套设有轴承外圈3,具体的,主轴1沿轴向的长度大于轴承内圈2,轴承内圈2沿轴向的长度大于轴承外圈3。所述主轴1上沿轴向依次设置有主轴第一沟道11和主轴第二沟道12,所述轴承内圈2的内壁沿轴向依次设置有内圈内壁第一沟道21和内圈内壁第二沟道22,所述轴承内圈2的外壁沿轴向依次设置有内圈外壁第一沟道23和内圈外壁第二沟道24,所述轴承外圈3的内壁沿轴向依次设置有外圈第一沟道31和外圈第二沟道32,主轴第一沟道11与内圈内壁第一沟道21、主轴第二沟道12与内圈内壁第二沟道22、内圈外壁第一沟道23与外圈第一沟道31、内圈外壁第二沟道24与外圈第二沟道32,之间位置均相互对应,对应沟道之间分别通过保持架4设有多个滚珠5。所述保持架4是防止同沟道滚珠5之间相互碰撞,避免产生噪音和磨损,实际应用中,保持架4由工程塑料制成,具有一定的弹性,即使在小变形的情况下也能恢复原来的形状。在本实施例中,主轴1和轴承内圈2通过主轴第一沟道11、内圈内壁第一沟道21、主轴第二沟道12、内圈内壁第二沟道22、保持架4和滚珠5构成一个轴连轴承,轴承内圈2和轴承外圈3通过内圈外壁第一沟道、外圈第一沟道31、内圈内壁第二沟道22、外圈第二沟道32、保持架4和滚珠5构成一个皮带轮双列角接触球轴承,通过两种轴承的组合设计,主轴1提供轴向旋转输出,轴承外圈3装配传动皮带轮,可同时满足轴向旋转输出和皮带轮径向传动的要求,可以承受一定的径向载荷,也能够承受双向的轴向载荷,整体结构紧凑,装配时只需将轴承内圈2与水泵泵体过盈配合,相较于现有的分别使用不同轴承进行组装配合的方式,装配更加简便,占用空间更小,使用寿命更长。
在一种优选实施例中,参照图1和图5所示,轴承内圈2沿轴向的两端分别设置有套设在主轴1上的第一密封圈6,轴承外圈3沿轴向的两端分别设置有套设在轴承内圈2上的第二密封圈7。主轴1与轴承内圈2之间通过两端的第一密封圈6、轴承内圈2与轴承外圈3之间通过两端的第二密封圈7,形成了闭合的润滑脂填充空腔,可以预填润滑脂,不需在密封圈上开设注入口。所述第一密封圈6和所述第二密封圈7的内径位置沿圆周方向均设置有软质的第一密封唇8和第二密封唇9,第一密封唇8沿主轴1轴向向外侧延伸,第二密封唇9沿主轴1轴向向内侧延伸,具体的,第一密封唇8和第二密封唇9可使用丁腈橡胶、硅胶、氟胶、乙丙橡胶等软质材料。在具体应用中,参照图5所示,第一密封唇8主要起到防止外部的粉尘或泥浆侵入轴承内部的作用,沿主轴1轴向向外侧延伸,第一密封唇8与主轴1表面或轴承内圈2外壁的接触量较大,接触过盈量半径方向在0.1~0.8mm,优选0.2~0.4mm;第二密封唇9主要起到防止轴承内部润滑脂向外溢出的作用,沿主轴1轴向向内侧延伸,第二密封唇9与主轴1表面或轴承内圈2外壁轻微接触或保持微小间隙,接触过盈量半径方向在-0.4~0.1mm,优选-0.3~0mm,由于润滑脂是稠厚的油脂状半固体,其流动性差,即使第二密封唇9与主轴1或轴承内圈2之间有一定的间隙,滑润脂通常也不会溢出,与此同时,轻微接触或保持微小间隙,可以使轴承内部的空气容易溢出,在轴承运转过程中,轴承内部的温度高于外部正常温度,如果轴承内部空气不能及时排出,会造内外压力差,在内部高温气压作用下,容易使两端的密封圈脱落,造成密封失效。本实施例中的双密封唇结构,既能防止外部的粉尘、泥浆进入轴承内部,又能防止轴承内部的润滑脂溢出,同时可以及时排出轴承内部的热空气,具有较好的密封效果。
在一种优选实施例中,参照图5所示,为了进一步提高第一密封圈6和第二密封圈7的结构强度,在各密封圈内均设置有支撑骨架10,在实际制造时,所述支撑骨架51可采用不锈钢材料、合金材料等强度较高的材料制成,然后在其外部敷设丁腈橡胶、硅胶、氟胶、乙丙橡胶等软质材料。为了便于安装配合,轴承内圈2两端沿内圆周方向分别开设有与第一密封圈6相适配的第一卡槽61,第一密封圈6通过支撑骨架10卡接在第一卡槽61内,轴承外圈3两端沿内圆周方向分别开设有与第二密封圈7相适配的第二卡槽71,第二密封圈7通过支撑骨架10卡接在第二卡槽71内。
由于角接触轴承具有更好的轴向和径向承载力,在一种优选实施例中,参照图6所示,以滚珠5垂直于主轴1轴向中线的直径为参考线57,滚珠5与主轴第一沟道11及主轴第二沟道12之间各有位于参考线57两侧的第一接触点51和第二接触点52,滚珠5与内圈内壁第一沟道21及内圈内壁第二沟道22之间各有位于参考线57两侧的第三接触点53和第四接触点54。对于同一滚珠5,所述第一接触点51与所述第三接触点53的连线通过滚珠5中心,并与参考线57之间形成15°至40°的第一夹角55,所述第二接触点52与所述第四接触点54的连线通过滚珠5中心,并与参考线57之间形成15°至40°的第二夹角56。在具体的应用中,为了让轴承受力均衡,运行平稳,优选方案为第一夹角55和第二夹角56相同,即第一接触点51和第二接触点52相对参考线10镜像对称,第三接触点53和第四接触点54相对参考线10镜像对称。在实际设计制造时,第一夹角55和第二夹角56优选为20°至30°。
综上所述,本实用新型所提供的组合轴承,可以同时满足轴向旋转输出和皮带轮径向传动要求,整体结构紧凑,具有较好的双向承载力,有效解决了现有两种轴承配合使用占用空间较大,装配复杂和密封性不易保持的问题,具有很高的利用价值和使用意义。
以上所述是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。