CN2148211Y - 侧置隔离滚动体滚动轴承及母子滚动轴承 - Google Patents

Abstract

一种侧置隔离滚动体滚动轴承及母子滚动轴承， 它包括内圈(1)、外圈(2)、载荷滚动体(3)等，其特征 在于它还包括侧置隔离滚动体(4)及其限位环(5)、或 者还包括子轴承(6)等。具有摩擦转矩小、磨损小、振 动小、噪音低、转速高、寿命长、承载能力强以及运行 稳定可靠等优点，可望取代某些现行滚动轴承，尤其 是大、中型母子滚动轴承可望取代某些滑动轴承而用 于大、中型机电设备比如同步电机和发电机的滑动轴 承等。

Description

本实用新型属于轴承，具体地说，是一种可以减小滑动摩擦的侧置隔离滚动体滚动轴承及母子滚动轴承。

滚动轴承通常都要使载荷滚动体彼此隔离。比如，应用最广泛的向心球轴承采用保持架可有效地隔离载荷滚动体。但是，由于保持架的设置以及它和载荷滚动体之间的滑动摩擦等原因，这类轴承的载荷能力受到一定限制，还存在众所周知的诸如发热、噪音、磨损等问题。圆锥滚子轴承也采用保持架，其滚子置于动圈的凹穴中也可有效地隔离载荷滚动体。它可以承受较大的负荷，但是其滑动摩擦则远大于向心球轴承，也限制了其转速。滚动轴承的摩擦转矩远小于滑动轴承的摩擦转矩，然而由于现行滚动轴承的载荷功率相对较小，对于某些大功率的负荷人们又往往不得不采用滑动轴承而放弃滚动轴承。

鉴于上述情况，减小滚动轴承内的滑动摩擦以及增大其载荷能力是重要的。

气浮轴承、磁浮轴承可有效地减小滑动摩擦的影响，但是普适性差，不能广泛用于取代现行通用轴承。

日本专利JP［31］243071／86提出了一种滚动轴承（见中国专利CN87107012A），采用中介滚动体、盖、固定导轨和自由环，可使摩擦转矩减小；其后，中国专利CN1042972A公开了一种母子轴承，采用中介子滚动体和定位环，也克服了滑动摩擦的影响。问题在于，前一个专利在采用自由环的同时，还设置了盖和设在盖上的固定导轨，这可有效地防止中介滚动体沿径向可能的移位，保证轴承的安全运转，但是其结构和装配比较复杂；后一个专利不设盖和固定导轨，仅设中介子滚动体和定位环，其结构较为简单，但是，在重载或冲击负荷较大的情况下，其运转可靠性相对较差。因为倘若是以母滚动体公转轨迹线为子滚动体公转轨迹线而定位，母滚动体在负荷作用下产生的挤压分力不可能全部由子滚动体回输给相邻的母滚动体，该挤压分力的径向分量将由子滚动体回输给定位环，在重载或冲击负荷较大的情况下，这将有可能损伤定位环甚至影响轴承的工作状态；倘若母滚动体在负荷作用下产生的挤压分力全部通过子滚动体回输给相邻的母滚动体，则中介子滚动体的自转轴必须处于连接相邻母滚动体自转轴的直线上。在这两种情况下，被确定的母滚动体间距分别近似于或等于中介子滚动体的直径。由于相邻母滚动体之间的截面分别向内、外侧渐伸地呈带弧线的劈形开口状，因此，一旦负荷较大使中介子滚动体或定位环一边向内侧（或外侧）的开口部分渐伸地产生位移时，在与该子滚动体成中心对称附近的子滚动体或定位环另一边则向外侧（或内侧）的开口部分也渐伸地产生位移。加上由于母滚动体挤压分力总是沿接触面的法向方向作用，一旦这种情况发生，这种位移将会加剧。这样就会产生蹭圈，甚至可能破坏轴承的运转。

本实用新型的目的，旨在提供一种结构较为简单、可以减小滑动摩擦以及还可适用于重载或冲击负荷较大情况的新型轴承。

本实用新型是一种侧置隔离滚动体滚动轴承及母子滚动轴承。

本第一实用新型的侧置隔离滚动体滚动轴承，它包括内圈、外圈、载荷滚动体等，在内圈外壁和外圈内壁设有滚道，载荷滚动体可以沿内圈滚道和外圈滚道滚动，本侧置隔离滚动体滚动轴承，它还包括设置在相邻载荷滚动体间隔侧面、两端部制有环状沟槽的侧置隔离滚动体及其设置在环状沟槽上的限位环，在限位环以及在渐缩地、截面呈带弧线的劈形收口状的相邻载荷滚动体界面的共同约束下，侧置隔离滚动体可以使相邻载荷滚动体保持规定的间距，并使侧置隔离滚动体与载荷滚动体可滚动。本侧置隔离滚动体滚动轴承的侧置隔离滚动体可单侧设置在相邻载荷滚动体间隔的外侧或内侧，也可双侧而彼此不相接触地设置在相邻载荷滚动体间隔的外侧和内侧。

本第二实用新型的母子滚动轴承，它包括内圈、外圈、载荷滚动体等，在内圈外壁和外圈内壁设有滚道，载荷滚动体可以沿内圈滚道和外圈滚道滚动，本母子滚动轴承，它还包括设在母轴承内的若干子轴承及其限位环，使载荷滚动体保持规定的间距并可滚动。

下面，结合附图通过非限定性实施例对本实用新型作进一步的描述。

现参见图1、图2、图3。本第一实用新型的侧置隔离滚动体滚动轴承，它包括内圈［1］、外圈［2］、载荷滚动体［3］等，在内圈［1］外壁和外圈［2］内壁设有滚道，载荷滚动体［3］可以沿内圈滚道和外圈滚道滚动，本侧置隔离滚动体滚动轴承，它还包括设置在相邻载荷滚动体［3］间隔侧面、两端部制有环状沟槽的侧置隔离滚动体［4］及其设置在环状沟槽上的限位环［5］，在限位环［5］以及在渐缩地、截面呈带弧线的劈形收口状的相邻载荷滚动体［3］界面的共同约束下，侧置隔离滚动体［4］可以使相邻载荷滚动体［3］保持规定的间距，并使侧置隔离滚动体［4］与载荷滚动体［3］可滚动，而侧置隔离滚动体［4］以及限位环［5］均不与内圈［1］或外圈［2］相接触。载荷滚动体［3］可为球或滚子，侧置隔离滚动体［4］为滚子。

图1和图2是单侧置隔离滚动体单列向心球轴承的主视及侧视简图。图3是双侧置隔离滚动体单列向心球轴承的主视及侧视简图。其中，侧置隔离滚动体［4］为滚子，其中间细腰部分可与载荷滚动体［3］滚动面配合一致，其二个端部均制有环状沟槽。

在图1所示的实施例中，侧置隔离滚动体［4］设置在相邻载荷滚动体［3］规定间隔的外侧，限位环［5］可转动地套置在各个侧置隔离滚动体［4］端部环状沟槽的外侧；为了加强动态平衡，限位环［5］还可以同时再可转动地嵌设在各个侧置隔离滚动体［4］端部环状沟槽的内侧。

在图2所示的实施例中，侧置隔离滚动体［4］设置在相邻载荷滚动体［3］规定间隔的内侧，限位环［5］可转动地嵌设在各个侧置隔离滚动体［4］端部环状沟槽的内侧；为了加强动态平衡，限位环［5］还可以同时再可转动地套设在各个侧置隔离滚动体［4］端部环状沟槽的外侧。

在图3所示的实施例中，侧置隔离滚动体［4］双侧而彼此不相接触地设置在相邻载荷滚动体［3］间隔的外侧和内侧，限位环［5］可转动地分别设在外侧置隔离滚动体［4］端部沟槽的外侧和内侧置隔离滚动体［4］端部沟槽的内侧；为了加强动态平衡，限位环［5］还可以同时再可转动地分别设在外侧置隔离滚动体［4］端部沟槽的内侧和内侧置隔离滚动体［4］端部沟槽的外侧。

现参见图4。本第一实用新型的侧置隔离滚动体滚动轴承，在图4所示的实施例中，限位环［5］可转动地套设在各个侧置隔离滚动体［4］端部环状沟槽上，并在相应的内、外圈滚道的两侧设置辅助滚道，限位环［5］可在辅助滚道上滚动，在限位环［5］以及在渐缩地、截面呈带弧线的劈形收口状的相邻载荷滚动体［3］界面的共同约束下，侧置隔离滚动体［4］可以使相邻载荷滚动体［3］保持规定的间距，并使侧置隔离滚动体［4］与载荷滚动体［3］可滚动。

现参见图5、图6、图7。本第二实用新型的母子滚动轴承，它包括内圈［1］、外圈［2］、载荷滚动体［3］等，在内圈［1］外壁和外圈［2］内壁设有滚道，载荷滚动体［3］可以沿内圈滚道和外圈滚道滚动，本母子滚动轴承，它还包括设在母轴承内的若干子轴承［6］及其限位环［5］，使载荷滚动体［3］保持规定的间距并可滚动。

图5、图6、图7分别为母子滚动轴承实施例的主视及侧视简图。

在图5所示的实施例中，载荷滚动体［3］为滚子，其两端制成轴，子轴承［6］的内圈设置在轴上；在内圈［1］和外圈［2］之间的二个侧面上还设置有限位环［5］，使每侧的各子轴承［6］外圈固定在环上，等距相联，并使载荷滚动体［3］保持规定的间距，且可滚动。

在图6所示的实施例中，载荷滚动体［3］为滚子或球，还设置隔离滚动体滚子［4］特别是侧置隔离滚动体滚子［4］，其滚动工作面配合一致，隔离滚动体滚子［4］的两端制成轴，子轴承［6］的内圈设置在轴上；在内圈［1］和外圈［2］之间的二个侧面上还设置有限位环［5］，使每侧的各子轴承［6］外圈固定在环上，等距相联，并使载荷滚动体［3］保持规定的间距，且可滚动。

在图7所示的实施例中，载荷滚动体［3］为滚子，还设置隔离滚动体滚子［4］，其滚动工作面配合一致，载荷滚动体滚子［3］和隔离滚动体滚子［4］的端部制成轴，子轴承［6］的内圈分别设置在轴上；在内圈［1］和外圈［2］之间的二个侧面上还设置有限位环［5］，使每侧的各子轴承［6］外圈固定在环上，并使载荷滚动体滚子［3］保持规定的间距，且可滚动。隔离滚动体滚子［4］可以为正置中介滚动体滚子也可以为侧置隔离滚动体滚子。

本第二实用新型的母子滚动轴承，其子轴承［6］可以选用通用小型或微型滚动轴承，有时也可以选用宝石轴承。当然，在某些实施例中，还可以把子轴承［6］简化为定位孔，载荷滚动体滚子［3］、隔离滚动体滚子［4］的轴可在定位孔中转动。

本实用新型还可设置相应的键、销、孔和辅助部件，可使用润滑油和润滑装置。本实用新型可参照轴承分类国际标准或国家标准设计成各种轴承，比如，向心轴承、向心推力轴承、球轴承、滚子轴承、单列轴承、双列轴承等。本实用新型可用包括优质弹性材料在内的公知材料、采用传统和先进的工艺生产制造。

下面，再进一步举例说明本实用新型的运转过程和优点。

现参见图1、图2、图3。本第一实用新型的侧置隔离滚动体滚动轴承，侧置隔离滚动体［4］使载荷滚动体［3］保持规定的间距，并由限位环［5］和相邻载荷滚动体［3］的界面共同约束。当轴承运转时，若设定动圈转动方向为正方向，则载荷滚动体［3］在作反向自转的同时还按正向进行公转，侧置隔离滚动体［4］在作正向自转的同时还按正向与载荷滚动体进行同步公转，限位环［5］则随之公转。动圈轴负荷的主要部分由载荷滚动体［3］传输给定圈，载荷滚动体［3］产生的挤压分力部分由侧置隔离滚动体［4］回输给相邻的载荷滚动体［3］进而再传输给定圈，部分则由侧置隔离滚动体［4］传输给限位环［5］，并进而再由限位环［5］传输给其他侧置隔离滚动体［4］、载荷滚动体［3］和内、外圈滚道，以此实现动态平衡。由于侧置隔离滚动体［4］侧置于相邻载荷滚动体［3］间隔的侧面，其与相邻载荷滚动体［3］相接触处附近的界面为带弧的劈形状，一旦负荷较大使侧置隔离滚动体［4］或限位环一边向内侧（对于内侧置隔离滚动体）或外侧（对于外侧置隔离滚动体）的开口部分渐伸的产生位移时，在与该侧置隔离滚动体［4］成中心对称附近的侧置隔离滚动体［4］或限位环另一边则向外侧（对于内侧置隔离滚动体）或内侧（对于外侧置隔离滚动体）的收口部分渐缩地产生位移，以此构成负反馈。反之亦然。显然，这种负反馈的动态平衡方式保证了系统工作的稳定，避免了现行中介滚动体和定位环可能产生的蹭圈或紊乱，并且结构简单。当然，由于限位环［5］除了要承载离心力作用外，还要承载一定的径向挤压分量，因此要适当加大限位环［5］的尺寸和强度。对用于内圈［1］旋转、外圈［2］固定的外侧置隔离滚动体滚动轴承而言，当轴承高速旋转时，由于离心力的作用，将使侧置隔离滚动体［4］稍稍离开载荷滚动体［3］的带弧形的劈形界面，实现了轻微接触或非接触的隔离。这可进一步减小侧置隔离滚动体［4］与载荷滚动体［3］的滚动摩擦。内侧置隔离滚动体滚动轴承与上相似，但由于离心力的作用，内侧置隔离滚动体［4］与载荷滚动体［3］呈较紧密的滚动接触，减少了前述的内置限位环［5］的负荷。双侧置隔离滚动体滚动轴承则可进一步提高滚动轴承的稳定性和可靠性。与中介隔离滚动体滚动轴承相比，本侧置隔离滚动体滚动轴承除了具有上述优点外，还因在相同适当间距的条件下，侧置隔离滚动体［4］的直径可较中介滚动体直径为大，减小了隔离滚动体［4］的自转速度，因此可以减小磨损；在相同隔离滚动体直径的条件下，则减小了相邻载荷滚动体的间距，因而可以提高轴承的载荷能力。至于限位环［5］的尺寸和强度，只要适当加大则可，因为动力负荷主要是由载荷滚动体［4］承载，限位环［5］本来就要承载很大的离心力，而不均匀的冲击负荷只是部分分量，并且它可以通过负反馈系统取得动态平衡。

现参见图4。由于限位环［5］套置在侧置隔离滚动体［4］的端部环状沟槽上，并可在相应的辅助滚道上滚动，可使挤压分力的径向分量通过限位环［5］直接传输给定圈，因而可以提高设计负荷和稳定性。

现参见图5、图6、图7。本第二实用新型的母子滚动轴承，其第一个实施例设有子轴承［6］和限位环［5］，使载荷滚动体滚子［3］保持规定的间距。运转中，动圈轴负荷由载荷滚动体滚子［3］传输给定圈，其挤压分力则由子轴承［6］传输给限位环［5］，并进而再由限位环［5］传输给其它子轴承［6］、载荷滚动体滚子［3］和内、外圈滚道，以此实现动态平衡。也约定轴承动圈转动方向为正方向，则载荷滚动体滚子［3］在作反向自转的同时作正向公转，其自转是以设在限位环［5］上的子轴承［6］为支承，其自转轴与相应的子轴承［6］的自转轴重合；同时，限位环［5］及其子轴承［6］与载荷滚动体滚子［3］作同步正向公转。上述传动过程全部是滚动传动，因此避免了保持架的滑动摩擦。由于不设置隔离滚动体，这可减小相邻载荷滚动体滚子［3］的间距，并且这种限位环［5］强度大，因此可以大大提高设计负荷。

母子滚动轴承第二个实施例与第一个实施例不同之处在于它还设置了隔离滚动体滚子［4］，由限位环［5］通过子轴承［6］对隔离滚动体滚子［4］进行限位，从而使载荷滚动体［3］保持规定的间距。为了防止蹭圈，隔离滚动体［4］最好侧置。挤压分力的主要分量由隔离滚动体［4］传输给相邻的载荷滚动体［3］并进而传输给定圈，挤压分力的小部分分量通过隔离滚动体［4］、子轴承［6］传输给定位环［5］。由此减小了子轴承［6］及限位环［5］承受的负荷，并可提高稳定性。

母子滚动轴承第三个实施例同时设置载荷滚动体滚子［3］和隔离滚动体滚子［4］，并分别由相应的子轴承［6］和限位环［5］使其保持规定的间距。运转中，动圈轴负荷由载荷滚动体滚子［3］传输给定圈，其挤压分力由隔离滚动体［4］传输给相邻载荷滚动体滚子［3］，还由子轴承［6］传输给限位环［5］，最后均传输给定圈滚道，以此实现动态平衡。约定轴承动圈转动方向为正方向，则载荷滚动体滚子［3］在作反向自转的同时作正向公转，隔离滚动体滚子［4］在作正向自转的同时与载荷滚动体滚子［3］作同步正向公转，限位环［5］及子轴承［6］也作同步正向公转，而与载荷滚动体滚子［3］相应的子轴承［6］的内圈作反向自转，与隔离滚动体［4］相应的子轴承［6］的内圈作正向自转。隔离滚动体［4］可以正置，也可以侧置。

本实用新型的侧置隔离滚动体滚动轴承及母子滚动轴承，具有摩擦转矩小、磨损小、振动小、噪音低、转速高、寿命长、承载能力强以及运行稳定可靠的优点，可望取代某些现行滚动轴承，尤其是大、中型的母子滚动轴承可望取代某些滑动轴承而用于大、中型机电设备比如同步电动机和发电机的滑动轴承等。

Claims (10)

1、一种侧置隔离滚动体滚动轴承，它包括内圈[1]、外圈[2]、载荷滚动体[3]等，在内圈[1]外壁和外圈[2]内壁设有滚道，载荷滚动体[3]可以沿内圈滚道和外圈滚道滚动，其特征在于，它还包括设置在相邻载荷滚动体[3]间隔侧面、两端部制有环状沟槽的侧置隔离滚动体[4]及其设置在环状沟槽上的限位环[5]，在限位环[5]以及在渐缩地、截面呈带弧线的劈形收口状的相邻载荷滚动体[3]界面的共同约束下，侧置隔离滚动体[4]可以使相邻载荷滚动体[3]保持规定的间距，侧置隔离滚动体[4]与载荷滚动体[3]滚动，而侧置隔离滚动体[4]以及限位环[5]均不与内圈[1]或外圈[2]相接触。

2、根据权利要求1所述的侧置隔离滚动体滚动轴承：其特征在于，侧置隔离滚动体［4］单侧置地设置在相邻载荷滚动体［3］规定间隔的外侧，限位环［5］可转动地套置在各个侧置隔离滚动体［4］端部环状沟槽的外侧。

3、根据权利要求1所述的侧置隔离滚动体滚动轴承，其特征在于，侧置隔离滚动体［4］单侧置地设置在相邻载荷滚动体［3］规定间隔的内侧，限位环［5］可转动地套置在各个侧置隔离滚动体［4］端部环状沟槽的内侧。

4、根据权利要求1所述的侧置隔离滚动体滚动轴承，其特征在于，侧置隔离滚动体［4］双侧而彼此不相接触地设置在相邻载荷滚动体［3］规定间隔的外侧和内侧，限位环［5］可转动地分别设套置在外侧置隔离滚动体［4］端部环状沟槽的外侧和内侧置隔离滚动体［4］端部环状沟槽的内侧。

5、根据权利要求1所述的侧置隔离滚动体滚动轴承，其特征在于，限位环［5］可以转动地套设在各个侧置隔离滚动体［4］端部环状沟槽上，并在相应的内、外圈滚道的两侧设置辅助滚道，限位环［5］可在辅助滚道上滚动。

6、一种母子滚动轴承，它包括内圈［1］、外圈［2］、载荷滚动体［3］等，在内圈［1］外壁和外圈［2］内壁设有滚道，载荷滚动体［3］可以沿内圈滚道和外圈滚道滚动，其特征在于，它还包括设在母轴承内的若干子轴承［6］及其限位环［5］，使载荷滚动体［3］保持规定的间距。

7、根据权利要求6所述的母子滚动轴承，其特征在于，载荷滚动体［3］为滚子，其两端制成轴，子轴承［6］的内圈设置在轴上，在内圈［1］和外圈［2］之间的二个侧面上还设置有限位环［5］，使每侧的各子轴承［6］外圈固定在环上，等距相联，并使载荷滚动体［3］保持规定的间距，且可滚动。

8、根据权利要求6所述的母子滚动轴承，其特征在于，载荷滚动体［3］为滚子或球，还设置隔离滚动体滚子［4］特别是侧置隔离滚动体滚子［4］，其滚动工作面配合一致，隔离滚动体滚子［4］的两端制成轴，子轴承［6］的内圈设置在轴上，在内圈［1］和外圈［2］之间的二个侧面上还设置有限位环［5］，使每侧的各子轴承［6］外圈固定在环上，等距相联，并使载荷滚动体［3］保持规定的间距，且可滚动。

9、根据权利要求6所述的母子滚动轴承，其特征在于，载荷滚动体［3］为滚子，还设置隔离滚动体滚子［4］，其滚动工作面配合一致，载荷滚动体滚子［3］和隔离滚动体滚子［4］的端部均制成轴，子轴承［6］的内圈分别设置在轴上，在内圈［1］和外圈［2］之间的二个侧面上还设置有限位环［5］，使每侧的各子轴承［6］外圈固定在环上，并使载荷滚动体滚子［3］保持规定的间距，且可滚动。

10、根据权利要求6或7或8或9所述的母子滚动轴承，其特征在于，子轴承［6］可简化为定位孔，载荷滚动体滚子［3］、隔离滚动体滚子［4］的轴可在定位孔中转动。

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