專利名稱：一種四點(diǎn)－四列組合軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種四點(diǎn)-四列組合軸承，尤其適用于板帶、線材及型材軋機(jī)中軋輥支承用四點(diǎn)接觸球軸承與四列圓柱滾子軸承的組合軸承。
現(xiàn)有技術(shù)中常見(jiàn)的軋輥支承結(jié)構(gòu)如


圖1所示，軋輥14的徑向支承靠四列圓柱滾子軸承1，而軸向則支承在軋輥固定端上的四點(diǎn)接觸球軸承2上，它承擔(dān)著軋輥的雙向軸向載荷。在軋輥的浮動(dòng)端(即右端)則由深溝球軸承13支承，其外圈與軸承端蓋7之間留有間隙，在軋制時(shí)軋輥的軸向熱伸長(zhǎng)不受阻礙。
四點(diǎn)接觸球軸承分為雙半外圈及雙半內(nèi)圈兩種(風(fēng)圖2及3)。當(dāng)其端面壓緊后軸承內(nèi)有一定的游隙，在接觸角大于30°時(shí)其軸向游隙與徑向游隙之比為1-4∶1。當(dāng)軸向力自右向左時(shí)，鋼球和內(nèi)外溝道的接觸點(diǎn)為A、C兩點(diǎn)，而當(dāng)軸向力自左向右時(shí)，鋼球和內(nèi)外溝道的接觸點(diǎn)為B、D兩點(diǎn)。軸承在正常運(yùn)轉(zhuǎn)和工作狀態(tài)下只能有兩點(diǎn)接觸或A、C兩點(diǎn)，或B、D兩點(diǎn)，四點(diǎn)接觸球軸承可以同時(shí)承受軸向力和徑向力。為了避免四點(diǎn)接觸球軸承和四列圓柱滾子軸承在同時(shí)承受徑向力時(shí)而產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，一般在設(shè)計(jì)時(shí)使四點(diǎn)接觸球軸承的外圈(或內(nèi)圈)與箱體孔(或軸頸)留有間隙(在
圖1中為外圈與箱體孔留有間隙)，即只限四點(diǎn)接觸球軸承承受軸向力。
但在軋機(jī)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，四點(diǎn)接觸球軸承經(jīng)常產(chǎn)生大量發(fā)熱、燒傷、膠合而失效，且經(jīng)常發(fā)生軸承內(nèi)圈與軋軸頸打滑而損壞軸頸，同時(shí)由于產(chǎn)生大量的熱而使四列圓柱滾子軸承也隨之失效的現(xiàn)象。因此，四點(diǎn)接觸球軸承的壽命最短的只能工作幾個(gè)班。
其原因主要是四點(diǎn)接觸球軸承在實(shí)際工作中除了承受軸向力Pa外(見(jiàn)圖4)，還同時(shí)受到了力矩M的作用。前面提到四點(diǎn)接觸球軸承在正常工作狀態(tài)下鋼球只能有兩點(diǎn)接觸，當(dāng)軸向力Pa由右向左作用時(shí)，鋼球和內(nèi)外溝道的接觸點(diǎn)為A、C兩點(diǎn)，但在受到如圖4所示的力矩M時(shí)，軸承箱體在力矩M作用下繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，因而使鋼球和軸承的內(nèi)外滾道在B、D兩點(diǎn)也同時(shí)接觸，所以在一個(gè)鋼球上形成了兩根旋轉(zhuǎn)軸線，這樣就產(chǎn)生了兩種可能性1，鋼球無(wú)法同時(shí)繞兩根軸線旋轉(zhuǎn)，軋輥旋轉(zhuǎn)時(shí)由于鋼球不轉(zhuǎn)而使軋輥軸頸與軸承內(nèi)圈打滑；2，鋼球繞兩根軸線中接觸點(diǎn)壓力大的一根旋轉(zhuǎn)，而與另一根軸線上的兩接觸點(diǎn)打滑。
上述情況，元論是那一種打滑都會(huì)因摩擦而產(chǎn)生的大量熱量，使?jié)櫥椭兿《魇В斐上嗷スぷ髅胬?，進(jìn)而產(chǎn)生更大的摩擦熱的惡性循環(huán)，直至使軸承燒傷、膠合失效。
關(guān)于力矩M產(chǎn)生的因素分析1，四列圓柱滾子軸承的游隙為C4，約為0.3mm左右，而四點(diǎn)接觸球軸承在壓緊后的游隙很小，軸承箱相對(duì)于軋輥軸的歪斜抗力由四點(diǎn)接觸球軸承提供。
2，支承輥在垂直面上及水平面上的傾斜，以及圓柱滾子軸承的四列滾道上受力不均勻而使軸承箱轉(zhuǎn)動(dòng)，從而在四點(diǎn)接觸球軸承上產(chǎn)生力矩。
3，工作輥在垂直面上及水平面上的傾斜(板形的調(diào)整)及其軸承箱端耳與軋機(jī)窗口端面的壓緊時(shí)，由于不垂直等原因都會(huì)在四點(diǎn)接觸球軸承上產(chǎn)生力矩。
以上原因及分析正是此種軸承在軋機(jī)上應(yīng)用壽命低的根本原因。
本實(shí)用新型的目的就在于減少或消除作用于軋輥支承上四點(diǎn)接觸球軸承上的力矩，提高軸承使用壽命，進(jìn)而提供一種四點(diǎn)-四列組合軸承。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種四點(diǎn)-四列組合軸承，尤其適用于板帶和線材、型材軋機(jī)中軋輥支承用四點(diǎn)接觸球軸承和四列圓柱滾子軸承的組合軸承，它包括四點(diǎn)接觸球軸承、四列圓柱滾子軸承、球面墊及密封圈組件等，其特征是在四點(diǎn)接觸球軸承2的兩端各設(shè)有一對(duì)有油脂潤(rùn)滑的球面墊4、4a，四點(diǎn)接觸球軸承2靠端面通過(guò)球面墊4、4a與四列圓柱流通子軸承1和軸承箱端蓋7壓緊，端蓋7上設(shè)有一組彈簧6，四列圓柱軸承1的右端設(shè)有帶一定彈性的密封圈組件5。
本實(shí)用新型的目的還可以由以下技術(shù)方案來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)前述的組合軸承，四列圓柱滾軸承1的一個(gè)外圈9的端面作成外球面與四點(diǎn)接觸軸承2的一端作成內(nèi)球面的外圈10之端面相接觸，且具有相同的球面半徑；同時(shí)一端具有內(nèi)球面的球面墊11與四點(diǎn)接觸球軸承2的另一端作成外球面的外圈12之端面相接觸，同樣具有相同的球面半徑；此兩球面的球心為四點(diǎn)接觸球軸承2與四列圓柱滾子軸承1的軸線x-x上的一個(gè)點(diǎn)。
前述的組合軸承，密封圈組件5為在一具有一定彈性的外圈5A上裝有密封環(huán)5B，并用圓環(huán)5C及螺釘5D固定在外圈5A上，外圈5A上開(kāi)有彈性槽5E，外圈5A上的一個(gè)端面具有錐面且錐面與垂直面的夾角α=2°-6°。
前述的組合軸承，球面墊4及4A中內(nèi)外球面之一或兩者用錐面代替。
前述的組合軸承四列圓柱滾子軸承1的一個(gè)外圈9與四點(diǎn)接觸球軸承2的外圈10及外圈12與球墊圈11上的兩對(duì)內(nèi)外球面之一或兩者用錐面代替。
前述的組合軸承，兩對(duì)球面的球心在四點(diǎn)接觸球軸承2和四列圓柱滾子軸承1的軸線x-x上的點(diǎn)為四列圓柱滾子軸承1的滾子對(duì)稱中心線y-y與軸線x-x上的交點(diǎn)O。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)1，消除了作用在四點(diǎn)接觸球軸承上的力矩，大大提高了其壽命，也避免了由于四點(diǎn)接觸球軸承的損壞而造成的四列圓柱滾子軸承的失效。
2，增加了密封，有效地阻止了軋鋼時(shí)的冷卻水，氧化鐵粉、粉塵等進(jìn)入軸承延長(zhǎng)了軸承的壽命。
3，本實(shí)用新型軸承結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便。
下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中軋機(jī)軋輥支承及軸承結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為四點(diǎn)接觸球軸承的外圈為雙半外圈結(jié)構(gòu)圖。
圖3為四點(diǎn)接觸球軸承的內(nèi)圈為雙半內(nèi)圈結(jié)構(gòu)圖。
圖4為現(xiàn)有技術(shù)支承結(jié)構(gòu)受力及產(chǎn)生矩M之分析圖。
圖5為本實(shí)用新型的四點(diǎn)-四列組合軸承結(jié)構(gòu)圖之一。
圖6為本實(shí)用新型的四點(diǎn)-四列組合軸承結(jié)構(gòu)圖之二。
實(shí)施例實(shí)施例一，見(jiàn)圖5，在圖中的四點(diǎn)接觸球軸承2的左右兩端各設(shè)有一對(duì)有油脂潤(rùn)滑的球面墊4及4a，每對(duì)球面墊中內(nèi)球面墊4與外球面墊4a相互接觸，并其有相同的球面半徑。這樣四點(diǎn)接觸球軸承(簡(jiǎn)稱四點(diǎn)球軸承，下同)靠端面通過(guò)球面墊4及4a與四列圓柱滾子軸承1和軸承箱蓋7壓緊，其壓緊力由密封圈組件5中開(kāi)有彈性槽5E的、有一定彈性的外圈5A控制。當(dāng)四點(diǎn)球軸承受力矩作用時(shí)，通過(guò)球面墊4及4a的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而減小或消除此力矩。兩端的球面墊4及4a的球心在四點(diǎn)球軸承2和四列圓柱滾子軸承1的軸心線x-x上的一個(gè)點(diǎn)，本實(shí)施側(cè)為四列圓柱滾子的對(duì)稱中心線y-y與軸線x-x的交點(diǎn)O。
在組合軸承中，于四列圓柱滾子軸承的一端(本實(shí)施例為右端)，設(shè)有帶一定彈性的密封圈組件5，它一方面控制四點(diǎn)球軸承與四列圓柱滾子軸承和軸承箱蓋間的壓緊力，同時(shí)也起到軸承的密封作用。密封圈組件5為具有一定彈性的外圈5A上裝有密封環(huán)5B，密封環(huán)與圓環(huán)5C一起用螺釘5D固定在外圈5A上，外圈5A上開(kāi)有彈性糟5E，外圈5A的一端面類似于碟形彈簧，其端面為一錐面，該錐面與垂直面的夾角α=2°-6°。它保證了球面墊間既有一定的壓緊力以不妨礙轉(zhuǎn)動(dòng)，并能在承受自左向右的較大軸乘務(wù)員向力時(shí)有足夠的剛性。
此外，在軸承箱端蓋7上設(shè)有一組彈簧6，裝于端蓋7上的相應(yīng)孔中，一般情況下軸承箱端蓋7與球面墊之一的4直接接觸，當(dāng)有自左向右的較大軸向力時(shí)，密封圈組件5上的具有一定彈性的外圈5A被壓緊，四點(diǎn)球軸承2的雙半外圈間將出現(xiàn)間隙，彈簧6的作用是將它們重新壓緊。
實(shí)施例二與實(shí)施例一基本相同，不同處于在于四點(diǎn)球軸承2的兩端處的球面墊中4及4a內(nèi)外球面(或稱凹凸球面，下同)之一或兩者為圓錐面，其它結(jié)構(gòu)相同。
實(shí)施例三見(jiàn)圖6，圖中右半部分結(jié)構(gòu)與作用原理與圖5實(shí)施例一相同，其不同處為在組合軸承中四列圓柱滾子軸承1之一的外圈9的端面(也即軸承1的左端)為外球面形式，它與四點(diǎn)球軸承2的作成具有內(nèi)球面的半外圈10相接觸，它們之間具有相同的球面半徑。同時(shí)四點(diǎn)球軸承的另一半外圈12左端作成具有外球面的形式，它與右端具有內(nèi)球面的球面墊圈11相接觸，兩者之間也具有相同的球面半徑。
上述兩對(duì)球面的球心為四點(diǎn)接角球軸承2與四列圓柱滾子軸承1的軸線x-x上的一個(gè)點(diǎn)，本實(shí)施例為四列圓柱滾子的對(duì)稱中心x-x與前述軸線x-x上的交點(diǎn)O。
實(shí)施例四與前述圖6的實(shí)施例三基本相同，惟四列圓柱滾子軸1的外圈之一，即外圈9的左端之外球面與四點(diǎn)球軸承的一半外圈10的內(nèi)球面以及四點(diǎn)球軸承之另一半帶外球面的外圈12與帶內(nèi)球面的球面墊圈11之內(nèi)外球面之一作成圓錐面，或兩者均為圓錐面。
此外前述實(shí)施例一及二中，四點(diǎn)接觸球軸承2的內(nèi)圈14可以加長(zhǎng)與一個(gè)內(nèi)隔圈15制成一體(見(jiàn)圖5)。
在實(shí)施例三及四中，四列圓柱滾子軸承1的內(nèi)圈3可以加長(zhǎng)至密封圈組件5處，與組件5的右端面對(duì)齊。
權(quán)利要求1，一種四點(diǎn)-四列組合軸承，尤其適用于板帶和線材、型材軋輥支承用四點(diǎn)接觸球軸承和四列圓柱滾子軸承的組合軸承，它包括四點(diǎn)接觸球軸承、四列圓柱滾子軸承、球面墊及密封圈組件等，其特征是在于四點(diǎn)接觸軸承(2)的兩端各設(shè)有一對(duì)有油脂潤(rùn)滑的球面墊(4)、(4a)，四點(diǎn)接觸球軸承(2)靠端面通過(guò)球面墊(4)、(4a)與四列圓柱滾子軸承(1)和軸承箱端蓋(7)壓緊，端蓋(7)上設(shè)有一組彈簧(6)，四列圓柱滾子由承(1)的右端設(shè)有帶一定彈性的密封圈組件(5)。
2，按權(quán)利要求1所述的組合軸承，其特征是四列圓柱滾子軸承(1)的一個(gè)外圈(9)的端面作成外球面與四點(diǎn)接觸球(2)的一端作成內(nèi)球面的外圈(10)之端面相接觸，且具有相同的球面半經(jīng)同時(shí)一端具有內(nèi)球面的球面墊圖(11)與四點(diǎn)接觸球軸承(2)的另一端作成外球面的外圈(12)之端面相接觸，同樣具有相同的球面半徑；此兩球面的球心為四點(diǎn)接觸球軸承(2)與四列圓柱滾子軸承(1)的軸線x-x上的一個(gè)點(diǎn)。
3，根據(jù)權(quán)利要示1所述的組合軸承，其特征是密封圈組件(5)為一在具有一定彈性的外圈(5A)上裝有密封環(huán)(5B)，并用圓環(huán)(5C)及螺釘(5D)固定在外圈(5A)上，外圈(5A)上開(kāi)有彈性槽(5E)，外圈(5A)一個(gè)端面具有錐面，且錐面與垂直面的夾角α=2°-6°。
4，根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合軸承，其特征是球面墊(4)及(4a)中內(nèi)外兩球面之一或兩者用圓錐面代替。
5，根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的組合軸承，其特征是四列圓柱滾子軸承(1)的一個(gè)外圈(9)與四點(diǎn)接觸軸承(2)的外圈(10)及外圈(12)與球面墊圈(11)上的兩對(duì)內(nèi)外球面中之一或兩者用圓錐面代替。
6，根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的組合軸承，其特征在于兩對(duì)球面的球心在四點(diǎn)接觸球軸承(2)和四列圓柱滾子軸承(1)的軸線x-x上的點(diǎn)為四列圓柱滾子軸承(1)滾子對(duì)稱中心線y-y與x-x上交點(diǎn)o。
7，根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合軸承，其特征在于四點(diǎn)接觸球軸承(2)的內(nèi)圈(14)為延長(zhǎng)形式，它與內(nèi)隔圈(15)之一作成一體。
8，要據(jù)權(quán)利要求1、2所述的組合軸承，其特征在于四列圓柱滾子軸承(1)的內(nèi)圈(3)向右加長(zhǎng)與密封圈組件(5)之右端相齊。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種四點(diǎn)－四列組合軸承,尤其適用于軋機(jī)中軋輥支承用的組合軸承,它包括四點(diǎn)接角球軸承、四列圓柱滾子軸承球面墊及密封圈組件等,其特征在于四點(diǎn)接觸球軸承2的兩端各設(shè)有一對(duì)有油脂潤(rùn)滑的球面墊4、4a,四點(diǎn)接觸球軸承靠端面通過(guò)球面墊4、4a與四列圓柱滾子軸承1和軸承箱端蓋7壓緊,端蓋7上設(shè)有一組彈簧6,四列圓柱滾子軸承的右端設(shè)有帶一定彈性的密封圈組件5。
文檔編號(hào)B21B31/07GK2314870SQ97249439
公開(kāi)日1999年4月21日 申請(qǐng)日期1997年11月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月18日
發(fā)明者劉爾膺, 智建國(guó), 許思源, 席麗麗 申請(qǐng)人:北京軸承研究所