CN217413032U - 一种中空圆锥滚子 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于轴承装配制造技术领域，具体涉及一种中空圆锥滚子，包括圆锥滚子本体，圆锥滚子本体中心设有沿轴向贯穿的中心通孔，所述中心通孔包括圆柱孔、喇叭锥孔和中心锥孔，所述圆柱孔的两端向外径方向倾斜延伸形成喇叭锥孔，喇叭锥孔的大口径端向外径方向倾斜延伸形成用于定位的中心锥孔，中心锥孔延伸至圆锥滚子本体的端面，所述中心锥孔的锥度大于喇叭锥孔的锥度，圆锥滚子本体、圆柱孔、喇叭锥孔和中心锥孔的轴线重合。本实用新型在圆锥滚子端面上增加了中心锥孔结构，在磨加工工序的加工定位基准是中心锥孔，保证定位的可靠性，中心锥孔与圆柱孔同轴，加工定位基准与设计基准、测量基准一致，保证磨削加工的精度。

Description

一种中空圆锥滚子

技术领域

本实用新型属于轴承装配制造技术领域，具体涉及一种中空圆锥滚子及其加工方法。

背景技术

大型、特大型圆锥滚子轴承大多采用中空圆锥滚子结构，此结构的圆锥滚子轴承具有额定载荷较大，承载能力强等特点，在大型、特大型圆锥滚子轴承得到广泛的应用。常规中空圆锥滚子，在磨加工工序，磨滚子外径表面、球基面的加工定位基准是由滚子小端面（非基准端面，限制3个自由度）和滚子外径表面（限制2个自由度）联合定位，属于短销定位原理。

以滚子小端面做为加工定位基准存在以下问题：1、作为基准面本身精度不高，影响定位精度，2、滚子小端面面积小，存在定位不稳定问题，3、加工定位基准与设计基准、测量基准不一致，存在定位误差，球基面对外径表面的跳动公差不好控制，4、滚子直径（滚子大头直径）加工公差受滚子长度公差的影响。

此种滚子加工定位，不能控制滚子外径表面与滚子中间圆柱孔的同轴度精度，同轴公差离散度大。为了提高加工定位精度，通常需要增加磨滚子小端面工序，同时需要压缩滚子长度的公差。

发明内容

根据上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种中空圆锥滚子，减少加工过程中的定位误差，保证同轴精度，提高加工质量。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：中空圆锥滚子，包括圆锥滚子本体，圆锥滚子本体中心设有沿轴向贯穿的中心通孔，所述中心通孔包括圆柱孔、喇叭锥孔和中心锥孔，所述圆柱孔的两端向外径方向倾斜延伸形成喇叭锥孔，喇叭锥孔的大口径端向外径方向倾斜延伸形成用于定位的中心锥孔，中心锥孔延伸至圆锥滚子本体的端面，所述中心锥孔的锥度大于喇叭锥孔的锥度，圆锥滚子本体、圆柱孔、喇叭锥孔和中心锥孔的轴线重合。

进一步地，所述喇叭锥孔的锥孔角度为4°～10°，喇叭锥孔的轴向长度为滚子轴向长度的1/5~1/6，作用是避免支柱与滚子引导应力集中。

进一步地，所述中心锥孔的锥孔角度为60°，中心锥孔的轴向长度为6~10mm。

进一步地，所述圆柱孔的直径为中空圆锥滚子平均直径的1/5。

进一步地，所述中心锥孔大口径端与圆锥滚子本体端面连接处设置有倒角。

进一步地，所述圆锥滚子大端端面上设置有与中心锥孔同轴且大于中心锥孔大口径端直径的凹穴，凹穴与中心锥孔连通，凹穴与中心锥孔连接处设置倒角。

中空圆锥滚子加工方法，在待磨削中空圆锥滚子两端的端面上加工中心锥孔，磨削时通过中心锥孔对待磨削中空圆锥滚子进行定位。

进一步地，所述待磨削中空圆锥滚子一端通过定位锥头固定定位，待磨削中空圆锥滚子另一端通过液压锥头夹紧定位，定位锥头、液压锥头分别与待磨削中空圆锥滚子两端的中心锥孔配合。

进一步地，所述定位锥头固定定位待磨削中空圆锥滚子的小端面，液压锥头夹紧定位待磨削中空圆锥滚子的大端面。

进一步地，所述待磨削中空圆锥滚子中心加工有贯穿的圆柱孔，中心锥孔由圆柱孔两端扩孔形成，中心锥孔的锥度为60°，中心锥孔与圆柱孔轴心重合。

进一步地，所述圆柱孔和中心锥孔之间设置有喇叭锥孔，喇叭锥孔的锥孔角度为4°～10°；中空圆锥滚子加工时，先在滚子粗胚件中心加工圆柱孔，然后在圆柱孔两端扩孔形成喇叭锥孔，再在喇叭锥孔末端扩孔形成中心锥孔，加工过程在数控机床上进行，一次装卡，完成上述所有工序。孔加工过程完成后对滚子进行热处理，然后通过定位锥头固定定位滚子的小端面，通过液压锥头夹紧定位滚子的大端面，先磨削滚子球基面，再磨削滚子外径。

本实用新型的有益效果为：在圆锥滚子端面上增加了中心锥孔结构，在磨加工工序，磨滚子外径表面、球基面加工定位基准是中心锥孔，保证定位的可靠性，中心锥孔与圆柱孔同轴，加工定位基准与设计基准、测量基准一致，保证磨削加工的精度。

附图说明

图1为本实用新型中空圆锥滚子示意图；

图2为本实用新型中空圆锥滚子磨加工定位示意图；

图中：1、圆锥滚子本体， 2、圆柱孔， 3、喇叭锥孔， 4、中心锥孔， 5、凹穴， 6、定位锥头， 7、液压锥头。

具体实施方式

为了使本实用新型的结构和功能更加清晰，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见附图1，中空圆锥滚子，包括圆锥滚子本体1，圆锥滚子本体1中心设有沿轴向贯穿的中心通孔，所述中心通孔包括圆柱孔2、喇叭锥孔3和中心锥孔4，所述圆柱孔2的两端向外径方向倾斜延伸形成喇叭锥孔3，喇叭锥孔3的大口径端向外径方向倾斜延伸形成用于定位的中心锥孔4，中心锥孔4延伸至圆锥滚子本体1的端面，所述中心锥孔4的锥度大于喇叭锥孔3的锥度，圆锥滚子本体1、圆柱孔2、喇叭锥孔3和中心锥孔4的轴线重合。

在一个实施例中，所述喇叭锥孔3的锥孔角度θ为4°～10°，喇叭锥孔3的轴向长度为滚子轴向长度的1/5~1/6，作用是避免支柱与滚子引导应力集中。

在一个实施例中，所述中心锥孔4的锥孔角度为60°，中心锥孔的轴向长度为6~10mm，中心锥孔4与用于定位圆锥滚子本体1的锥头配合定位。

在一个实施例中，所述圆柱孔2的直径dm为中空圆锥滚子平均直径的1/5。

在一个实施例中，所述中心锥孔4大口径端与圆锥滚子本体1端面连接处设置有倒角。

在一个实施例中，所述圆锥滚子大端端面上设置有与中心锥孔4同轴且大于中心锥孔大口径端直径的凹穴5，凹穴5与中心锥孔4连通，凹穴5与中心锥孔4连接处设置倒角。凹穴5的作用一是减少滚子球基面的磨加工的面积，将不参与工作的部位作一个凹穴，二是滚子端面与保持架之间可以存润滑油。

本实用新型的中空圆锥滚子，增加了中心锥孔4结构，在磨加工工序，磨滚子外径表面、球基面的加工定位基准是中心锥孔，两个定位锥定位在两端中心锥孔，一个定位锥为固定定位锥，一个定位锥为夹紧定位锥，共限制5个自由度，属于长销定位原理。

优点：1、加工定位基准与设计基准、测量基准一致，2、滚子圆柱孔与滚子外径表面加工定位基准一致，同轴度可以控制，3、滚子精度不受小端面影响，4、滚子直径（滚子大头直径）加工公差不受滚子长度公差影响，加工精度高，5、加工定位基准稳定可靠，不存在定位不稳问题，6、不用只是为了提高加工定位基准精度，而增加磨滚子小端面工序。

中空圆锥滚子加工方法，在待磨削中空圆锥滚子两端的端面上加工中心锥孔，磨削时通过中心锥孔对待磨削中空圆锥滚子进行定位。中心锥孔处的加工精度符合国家标准GB/T145的规定。

在一个实施例中，所述待磨削中空圆锥滚子一端通过定位锥头6定位，待磨削中空圆锥滚子另一端通过液压锥头7夹紧定位，定位锥头6、液压锥头7分别与待磨削中空圆锥滚子两端的中心锥孔4配合。

优选地，所述定位锥头固定定位待磨削中空圆锥滚子的小端面，液压锥头夹紧定位待磨削中空圆锥滚子的大端面。

在一个实施例中，所述待磨削中空圆锥滚子中心加工有贯穿的圆柱孔2，中心锥孔4由圆柱孔2两端扩孔形成，中心锥孔4与圆柱孔2轴心重合，中心锥孔4的锥度为60°。

在一个实施例中，所述圆柱孔2和中心锥孔4之间设置有喇叭锥孔3，喇叭锥孔3的锥孔角度为4°～10°；中空圆锥滚子加工时，先在滚子粗胚件中心加工圆柱孔2，然后在圆柱孔2两端扩孔形成喇叭锥孔3，再在喇叭锥孔3末端扩孔形成中心锥孔4，加工过程在数控机床上进行，一次装卡，完成上述所有工序。

基于上述技术方案，中空圆锥滚子加工时，先将滚子粗胚件中心依次加工出圆柱孔2、喇叭锥孔3和中心锥孔4，然后进行热处理，热处理后的滚子依次磨削滚子两端端面（磨平面，小端面可以不磨）、在平面基础上磨削球基面，最后磨削滚子外径。或者端面可以不磨，直接磨球基面，如果加工量大的话，可以先硬车球基面，再磨。其中滚子端面的磨加工以滚子端面为基准磨加工另一端面，磨球基面和磨外径均使用定位锥头6和液压锥头7进行定位，需要说明的是，在被锥头定位的情况下，可以磨加工球基面，只是球基面部位的夹紧锥头结构要特殊处理，不能与加工球基面的砂轮干涉。

本实用新型的新型中空圆锥滚子与常规中空圆锥滚子的磨加工工艺有以下区别：

1：新型中空圆锥滚子磨加工是定心磨削原理，可以控制滚子外径与中心通孔的壁厚差，而常规中空圆锥滚子是无心磨削原理，不能保证；2、磨加工定位原理不同，新型中空圆锥滚子是长销加锥面定位，长销限制4个自由度，锥面限制1个自由度，常规中空圆锥滚子通过定位环定位滚子端面，通过两个支点定位滚子外径面，是短销加平面定位，短销限制2个自由度，平面（定位环）限制3个自由度，故对滚子的非基准端面的精度有较高要求，非基准端面面积相对较小，定位存在不稳定可能；3、定位基准不同，新型中空圆锥滚子磨加工的定位基准是中心锥孔，而常规中空圆锥滚子磨加工定位基准是滚子非基准面和外径；4、新型中空圆锥滚子磨加工以中心锥孔为加工基准可以保证滚子圆柱孔与滚子外径的同轴度，而常规中空圆锥滚子是无心磨削，以外径为定位基准，同轴度无法保证。5、新型中空圆锥滚子加工定位基准与设计基准、测量基准一致，常规中空圆锥滚子加工定位基准与设计基准、测量基准不一致；6、夹紧方法不同，新型中空圆锥滚子是依靠两个锥面的压紧将滚子夹紧，常规中空圆锥滚子是依靠电磁盘的吸力将滚子夹紧，加工后的滚子残磁较高，需要对此工序增加一道退磁工序；7、工装不同，新型中空圆锥滚子磨加工工装是定位锥头加液压锥头，常规中空圆锥滚子磨加工是电磁无心卡盘加定位支点；8、磨加工设备不同，新型中空圆锥滚子磨加工设备不需要有电磁无心卡盘，而常规中空圆锥滚子磨加工设备需要有电磁无心卡盘；9、新型中空圆锥滚子非基准面可以不用磨加工，常规中空圆锥滚子非基准面需要磨加工，因为是磨加工定位面；10、新型中空圆锥滚子可以采用与常规中空圆锥滚子一样采用无心磨削工艺，而常规中空圆锥滚子不能采用定心磨削。

以上列举的仅是本实用新型的最佳实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种中空圆锥滚子，其特征在于：包括圆锥滚子本体，圆锥滚子本体中心设有沿轴向贯穿的中心通孔，所述中心通孔包括圆柱孔、喇叭锥孔和中心锥孔，所述圆柱孔的两端向外径方向倾斜延伸形成喇叭锥孔，喇叭锥孔的大口径端向外径方向倾斜延伸形成中心锥孔，中心锥孔延伸至圆锥滚子本体的端面，所述中心锥孔的锥度大于喇叭锥孔的锥度，圆锥滚子本体、圆柱孔、喇叭锥孔和中心锥孔的轴线重合。

2.根据权利要求1所述的一种中空圆锥滚子，其特征在于：所述喇叭锥孔的锥孔角度为4°～10°，喇叭锥孔的轴向长度为滚子轴向长度的1/5~1/6。

3.根据权利要求1所述的一种中空圆锥滚子，其特征在于：所述中心锥孔的锥孔角度为60°，中心锥孔的轴向长度为6~10mm。

4.根据权利要求1所述的一种中空圆锥滚子，其特征在于：所述圆柱孔的直径为中空圆锥滚子平均直径的1/5。

5.根据权利要求1所述的一种中空圆锥滚子，其特征在于：所述中心锥孔大口径端与圆锥滚子本体端面连接处设置有倒角。

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