CN219655125U - 一种圆柱滚动体轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种圆柱滚动体轴承，涉及轴承技术领域。该圆柱滚动体轴承，包括同心设置的轴承内圈和轴承外圈，上述轴承内圈和上述轴承外圈之间间隔形成有环形滚道，上述环形滚道周向设置有多个滚动体，多个上述滚动体共同连接有保持架；上述滚动体包括圆柱形塑料层，上述圆柱形塑料层环外侧设置有包裹层，上述包裹层为空心结构，上述包裹层的环侧设置有润滑层；上述轴承内圈包括内圈承载层，上述内圈承载层的外侧设置有内圈摩擦层。本实用新型不仅具有抗弯曲疲劳破坏能力强的优点，还提高了空心滚动体的抗磨损效果。

Description

一种圆柱滚动体轴承

技术领域

本实用新型涉及轴承技术领域，具体而言，涉及一种圆柱滚动体轴承。

背景技术

圆柱滚动体轴承是当代机械设备中一种重要零部件，在大中型电动机、机车车辆、减速机、起重运输机、机床主轴、轧钢机等机型设备中广泛应用。圆柱滚动体轴承由滚动体、保持架、外圈和内圈四部分组成。

传统圆柱滚动体轴承的滚动体为实心结构，实心圆柱滚动体型的强度大，抗弯曲变形能力强，实际使用时圆柱滚动体的变形很小，滚动体与轴承内外圈之间的接触负荷只作用在很小的接触面上(线接触方式)，即使接触负荷不很大，接触应力相当高，降低轴承的疲劳寿命。同时实心滚动体质量偏大，高速运转时由于离心惯性力过大而使得滚动体在接触线处的法向力大大增加，加剧了摩擦磨损。

因此，市面上出现了一种空心滚动体结构的圆柱滚动体轴承，空心圆柱滚动体型的强度小，抗弯曲变形能力弱，实际使用时圆柱滚动体受载后的弹性变形来增大滚动体与滚道的接触面变宽(面接触方式)，降低轴承的接触疲劳应力，同时提高传动精度和消除振动。但受载的空心圆柱滚动体处于周期性的交替变形状态，空心滚动体内壁的弯曲疲劳断裂成为了轴承破坏的主要形式。且空心结构的滚动体由于壁厚较小，抗磨损效果差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种圆柱滚动体轴承，不仅具有抗弯曲疲劳破坏能力强的优点，还提高了空心滚动体的抗磨损效果。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

本申请技术方案提供一种圆柱滚动体轴承，包括同心设置的轴承内圈和轴承外圈，上述轴承内圈和上述轴承外圈之间间隔形成有环形滚道，上述环形滚道周向设置有多个滚动体，多个上述滚动体共同连接有保持架；

上述滚动体包括圆柱形塑料层，上述圆柱形塑料层环外侧设置有包裹层，上述包裹层为空心结构，上述包裹层的环侧设置有润滑层；

上述轴承内圈包括内圈承载层，上述内圈承载层的外侧设置有内圈摩擦层。

在本实用新型的一些实施方式中，上述保持架为塑料架。

在本实用新型的一些实施方式中，上述内圈摩擦层的外侧对称设置有环形凸起，两个上述环形凸起沿上述内圈摩擦层的周向方向布置；

上述滚动体设置于两个上述环形凸起之间。

在本实用新型的一些实施方式中，上述保持架包括环形片，上述环形片周向开设有多个放置槽，上述放置槽的数量等于上述滚动体的数量，多个上述滚动体和多个上述放置槽一一对应卡接配合。

在本实用新型的一些实施方式中，上述轴承外圈采用碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维材料制成。

在本实用新型的一些实施方式中，上述内圈承载层的弹性模量小于内圈摩擦层的弹性模量。

相对于现有技术，本实用新型的技术方案至少具有如下优点或有益效果：

(1)在本实用新型中，滚动体中空心结构包裹层的设计，使滚动体受载后的弹性变形来增大滚动体与滚道的接触面变宽(面接触方式)，降低轴承的接触疲劳应力，具备空心滚动体结构的圆柱滚动体轴承的功能；且空心包裹层内的圆柱形塑料层的设计，可以有效减小滚动体内壁的弯曲应力，提高滚动体抗弯曲疲劳破坏的能力，降低了滚动体内壁因弯曲疲劳断裂的概率，延长安全服役寿命。

(2)润滑层的设计，减小了滚动体的相对轴承内圈或轴承外圈相对滚动时的摩擦系数，进而减小了相对滑动时的摩擦力，降低了空心包裹层的摩擦磨损的损耗率，抗磨损效果得到提高。

(3)内圈承载层的弹性模量小于内圈摩擦层的弹性模量，发生形变后，能有效增加轴承内圈与滚动体之间的接触面积，降低接触应力，从而减少磨损，提高滚动轴承的工作寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例一种圆柱滚动体轴承的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一种圆柱滚动体轴承的剖视图；

图3为本实用新型实施例滚动体的剖视图；

图4为本实用新型实施例轴承内圈的结构示意图；

图5为图4中B-B方向的剖视图；

图6为图4中C-C方向的剖视图；

图7为本实用新型实施例保持架的结构示意图。

图标：1-滚动体，101-包裹层，102-圆柱形塑料层，103-润滑层，2-，保持架，3-轴承内圈，301-内圈承载层，302-内圈摩擦层，303-环形凸起，4-轴承外圈，5-放置槽。

具体实施方式

实施例

请参照图1-图7，一种圆柱滚动体1轴承，包括同心设置的小口径轴承内圈3和大口径的轴承外圈4，上述轴承内圈3的外侧和上述轴承外圈4的额内侧之间间隔形成有环形滚道，上述环形滚道周向设置有多个滚动体1，多个滚动体1沿环形滚到的周向方向均匀间隔分布，多个上述滚动体1共同连接有保持架2；

上述滚动体1包括圆柱形塑料层102，上述圆柱形塑料层102环外侧设置有包裹层101，上述包裹层101为空心结构，且包裹层101为环形结构，上述包裹层101的环侧设置有润滑层103；滚动体1中空心结构包裹层101的设计，使滚动体1受载后的弹性变形来增大滚动体1与滚道的接触面变宽(面接触方式)，降低轴承的接触疲劳应力，具备空心滚动体1结构的圆柱滚动体1轴承的功能；且空心包裹层101内的圆柱形塑料层102的设计，可以有效减小滚动体1内壁的弯曲应力，提高滚动体1抗弯曲疲劳破坏的能力，降低了滚动体1内壁因弯曲疲劳断裂的概率，延长安全服役寿命。

润滑层103的设计，减小了滚动体1的相对轴承内圈3或轴承外圈4相对滚动时的摩擦系数，进而减小了相对滑动时的摩擦力，降低了空心包裹层101的摩擦磨损的损耗率，抗磨损效果得到提高。

上述轴承内圈3包括内圈承载层301，上述内圈承载层301的外侧设置有内圈摩擦层302。

进一步地，包裹层101选用金属材料制成，这里包裹层101的材料采用轴承钢(GCR15)，圆柱形塑料层102选用弹性塑料材料，弹性模量在2.2-3.7GPa之间。

圆柱形塑料层102可以是整体成型在包裹层101内，或通过预压缩压入包裹层101。

包裹层101体积为V1，填充层102体积为V2，填充率为：

ε＝V2/(V1+V2)

填充率在30％-70％之间。

包裹层101与润滑层103通过烧结工艺紧密结合成复合材料，相当于在包裹层101的工作表面上形成固体润滑膜。润滑层103材料为二硫化钼(MoS2)、硫化亚锡-磷酸盐、纳米二氧化硅、纳米氧化锌中的一种或多种。这里采用二硫化钼(MoS2)。

在本实用新型的一些实施方式中，上述保持架2为塑料架。

在上述实施中，保持架2采用注塑成型。保持架2的材料可选用聚四氟乙烯(PTFE)、尼龙(PA)、聚甲醛(POM)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺(PI)等热塑性塑料。这里采用尼龙(PA)。

在本实用新型的一些实施方式中，上述内圈摩擦层302的外侧对称设置有环形凸起303，两个上述环形凸起303沿上述内圈摩擦层302的周向方向布置；

上述滚动体1设置于两个上述环形凸起303之间。

在上述实施例中，环形凸起303分别和同侧的内圈摩擦层302侧边平齐，且环形凸起303和内圈摩擦层302为相同材质，二者采用一体成型结构设计。滚动体1卡在两个环形凸起303之间，避免了滚动体1的轴向滑动，提高了滚动体1安装的稳定性。

进一步地，内圈摩擦层302采用铝合金制成，内圈承载层301采用轴承钢制成，形成钢-铝复合内圈，该结构不仅满足滚动体1足够的强度、硬度，具有更高的耐磨性、防腐蚀性和弹性极限，有利于进一步增强滚道的接触疲劳强度和尺寸稳定性。

在本实用新型的一些实施方式中，上述保持架包括环形片，上述环形片周向开设有多个放置槽5，上述放置槽5的数量等于上述滚动体1的数量，多个上述滚动体1和多个上述放置槽5一一对应卡接配合。

在上述实施例中，实际设计时保持架密度仅为金属的1/4～1/8，有耐磨、抗震、抗磁、耐辐射、耐蚀、低摩擦等独特优点。

在本实用新型的一些实施方式中，上述轴承外圈4采用碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维材料制成。

在上述实施例中，轴承外圈4采用纤维缠绕的外圈成型方式，使工艺简化，生产效率提高。长纤维增强复合材料的径向压缩强度和模量高于短纤维增强复合材料，因此，轴承承载能力强度，抗变形能力强。

在本实用新型的一些实施方式中，上述内圈承载层301的弹性模量小于内圈摩擦层302的弹性模量。

在上述实施例中，内圈承载层301的弹性模量小于内圈摩擦层302的弹性模量，发生形变后，能有效增加轴承内圈3与滚动体1之间的接触面积，降低接触应力，从而减少磨损，提高滚动轴承的工作寿命。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种圆柱滚动体轴承，其特征在于，包括同心设置的轴承内圈和轴承外圈，所述轴承内圈和所述轴承外圈之间间隔形成有环形滚道，所述环形滚道周向设置有多个滚动体，多个所述滚动体共同连接有保持架；

所述滚动体包括圆柱形塑料层，所述圆柱形塑料层环外侧设置有包裹层，所述包裹层为空心结构，所述包裹层的环侧设置有润滑层；

所述轴承内圈包括内圈承载层，所述内圈承载层的外侧设置有内圈摩擦层。

2.根据权利要求1所述的一种圆柱滚动体轴承，其特征在于，所述保持架为塑料架。

3.根据权利要求1所述的一种圆柱滚动体轴承，其特征在于，所述内圈摩擦层的外侧对称设置有环形凸起，两个所述环形凸起沿所述内圈摩擦层的周向方向布置；

所述滚动体设置于两个所述环形凸起之间。

4.根据权利要求1所述的一种圆柱滚动体轴承，其特征在于，所述保持架包括环形片，所述环形片周向开设有多个放置槽，所述放置槽的数量等于所述滚动体的数量，多个所述滚动体和多个所述放置槽一一对应卡接配合。

5.根据权利要求1所述的一种圆柱滚动体轴承，其特征在于，所述轴承外圈采用碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种圆柱滚动体轴承，其特征在于，所述内圈承载层的弹性模量小于内圈摩擦层的弹性模量。