專利名稱：無滑動(dòng)摩擦磨損的純滾動(dòng)母子軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滾動(dòng)軸承，特別是一種無滑動(dòng)摩擦磨損的純滾動(dòng)軸承，用以替換目前工業(yè)上通用的帶有保持架滑動(dòng)摩擦磨損的現(xiàn)有滾動(dòng)軸承，是一切工農(nóng)業(yè)和交通航運(yùn)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸機(jī)械中不可缺少的承載部件。
現(xiàn)有滾動(dòng)軸承是由滾動(dòng)體(滾柱、滾球、滾針等)、內(nèi)圈、外圈和保持架所組成，保持架擋片將各滾動(dòng)體隔開，使?jié)L動(dòng)體按固定的間距和位置在內(nèi)外圈滾道中滾動(dòng)，目前國內(nèi)外市場(chǎng)上出售的和各種機(jī)械上廣泛應(yīng)用的各類滾動(dòng)軸承都是這種結(jié)構(gòu)形式。
現(xiàn)有滾動(dòng)軸承都具有保持架裝置，因而不可能完全消除滑動(dòng)摩擦的存在，實(shí)質(zhì)上只是一種并非純滾動(dòng)摩擦結(jié)構(gòu)的“半滾動(dòng)軸承”。其滾動(dòng)體的工作面緊貼在保持架的擋片上滑動(dòng)，所有擋片都始終與其受力大小成正比地極大的反作用摩擦阻力在阻止其動(dòng)負(fù)荷滾動(dòng)體自由滾動(dòng)，并大量消耗掉有用的功而將它轉(zhuǎn)變成有害的熱能，造成滾動(dòng)體工作面剝離磨損或使軸承溫度激劇升高以至燒損切軸。這近似于火車制動(dòng)的閘瓦緊緊抱住高速滾動(dòng)的車輪，它以摩擦生熱的形式將車輪的熱能耗盡而使列車制動(dòng)?，F(xiàn)有滾動(dòng)輪承因其滾動(dòng)體工作面有與保持架擋片產(chǎn)生局部摩擦阻力的不利因素存在，必然會(huì)使其負(fù)荷容量、轉(zhuǎn)速極限、可靠性和使用壽命等方面都受到很大限制使其效率難以發(fā)揮，同時(shí)處在多次循環(huán)的交變壓縮應(yīng)力和交變擠壓分力的作用下，常因力的傳遞不均、應(yīng)力集中、沖擊力過強(qiáng)或摩擦阻力過大以及溫度應(yīng)力等因素使保持架劇烈形變以至斷裂等事故時(shí)有發(fā)生，為了盡量減小主要來自保持架的摩擦阻力，目前所采取的唯一方法是依賴于油脂的潤滑作用來改變摩擦面的性質(zhì)。以火車軸承為例雖采取了飽和油脂潤滑，但其累計(jì)缺損率仍然很高，而且一旦發(fā)生軸承貧油、失油或油脂過多、油脂凍結(jié)等情況都有釀成重大事故的危險(xiǎn)。由此可見，依賴油脂潤滑還是未能從根本上解決問題，故現(xiàn)有滾動(dòng)軸承阻力大、耗能大、轉(zhuǎn)速極限低、噪聲大、負(fù)荷容量小、缺損率高、可靠性差，使用壽命不長，更換周期短，猶須經(jīng)常檢修保養(yǎng)等缺點(diǎn)和弊患至今依然存在。(參見《國外鐵道車輛》1980年第1期《鐵路滾柱軸承的可靠性》P29-4.0)及(《鐵路車輛滾動(dòng)軸承構(gòu)造與檢修》人民鐵道出版社1980年3月第1版)。
國內(nèi)外對(duì)軸承技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展進(jìn)行了廣泛的探求和研究，先后出現(xiàn)了氣浮軸承、靜壓軸承、含油軸承和磁性軸承等等新型的軸承，在減小軸承的摩擦阻力、能量損耗和提高運(yùn)轉(zhuǎn)速度等方面起到了一定的作用。但它仍有許多美中不足之處，不僅負(fù)荷容量較小、精密度要求高、工藝復(fù)雜、多有附加件裝置、可靠性仍差，更主要的共同的缺點(diǎn)是缺乏普適性，不利于廣泛應(yīng)用，除特殊需要的儀器和專用設(shè)備以外，不可能取代通用的現(xiàn)有滾動(dòng)軸承。(參見《世界發(fā)明》封面4《無摩擦的磁性軸承》1987年10卷第9期〔總第70期〕)、(《機(jī)械另件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四篇第二十章《滾動(dòng)軸承》第二十一章《滑動(dòng)軸承》東北工學(xué)院編，冶金工業(yè)出版社出版1983年12月第二版)。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種無滑動(dòng)摩擦磨損的純滾軸承，特別是一種由內(nèi)圈、外圈、定位環(huán)裝置和大小滾動(dòng)體組成的純滾動(dòng)母子軸承。它能有效地保持現(xiàn)有滾動(dòng)軸承的全部優(yōu)點(diǎn)，又能從根本上消除現(xiàn)有滾動(dòng)軸承的一切弊端，它結(jié)構(gòu)簡單合理，它既不打亂，也勿須從新制訂滾動(dòng)軸承的國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)，而使?jié)L動(dòng)軸承升級(jí)換代;它沒有象保持架那樣所產(chǎn)生的滑動(dòng)摩擦阻力、能耗和對(duì)滾動(dòng)體的磨損;它不再完全依賴于飽和油脂的潤滑而能長期保持軸承的原始精度;它極限速度高而無摩擦噪聲;它無破壞性因素而能提高負(fù)荷容量和機(jī)械效率;它能提高安全可靠性，減少和消除由于軸承而引起的機(jī)械和車輛事故，特別是對(duì)火車的安全運(yùn)行提供了可靠的技術(shù)保證;它的使用壽命長且勿須經(jīng)常檢修保養(yǎng)，直接和間接的經(jīng)濟(jì)效益較高，能使應(yīng)用本發(fā)明的一切機(jī)械、動(dòng)力、設(shè)備和交通航運(yùn)系統(tǒng)升等升級(jí)。
本發(fā)明的任務(wù)是以如下方式完成的一種無滑動(dòng)摩擦磨損的純滾動(dòng)軸承，特別是一種由內(nèi)圈、外圈、定位環(huán)裝置、母滾動(dòng)體和子滾動(dòng)體組成的無滑動(dòng)摩擦磨損的純滾動(dòng)母子軸承，其特征是設(shè)置有大小兩種不同功能的滾動(dòng)體，其大滾動(dòng)體為承受軸負(fù)荷的母滾動(dòng)體，且在內(nèi)圈滾道和外圈滾道中滾動(dòng)，其小滾動(dòng)體為中介隔離傳動(dòng)的子滾動(dòng)體而隔置于各母滾動(dòng)體之間且在定位環(huán)裝置的約束下各隨其相接觸的母滾動(dòng)體作反向同步滾動(dòng)。子滾動(dòng)體的直徑大小直接與母滾動(dòng)體在滾道中的分布數(shù)量、極限速度和承載能力有關(guān)，它一般僅是母滾動(dòng)體直徑的十分之幾，其滾動(dòng)面形式與其相接觸的母滾動(dòng)體滾動(dòng)面的形式配合一致，按設(shè)計(jì)的間隔距離通過子滾動(dòng)體將各母滾動(dòng)體分別隔開的同時(shí)以相應(yīng)的接觸應(yīng)力傳遞各母滾動(dòng)體在負(fù)荷作用下所產(chǎn)生的擠壓分力給相鄰的母滾動(dòng)體，如此循環(huán)傳動(dòng)、周而復(fù)始將其分力進(jìn)行反饋回輸，使母子滾動(dòng)體應(yīng)力分散、受力均衡，并完全以相同的線速度作全同步純滾動(dòng)。子滾動(dòng)體端部可以有與定位環(huán)裝置相對(duì)應(yīng)的鎖槽或鎖孔。定位環(huán)裝置是以母滾動(dòng)體在內(nèi)外圈滾道內(nèi)的公轉(zhuǎn)軌跡線為子滾動(dòng)體的公轉(zhuǎn)軌跡線而對(duì)其定位的。同時(shí)又是以子滾動(dòng)體的直徑大小通過其中介傳動(dòng)作用而對(duì)各母滾動(dòng)體之間的間隔大小定位的。定位裝置至少有雙環(huán)分離型、雙環(huán)并聯(lián)型和四環(huán)配合型等各種形式。根據(jù)子滾動(dòng)體的不同形式和端部鎖槽鎖孔，定位環(huán)裝置上亦有與其子滾動(dòng)體相對(duì)應(yīng)配合的定位槽、定位孔和定位凸邊，且可以有子滾動(dòng)體的裝卸孔和定位保險(xiǎn)鍵等裝置。本發(fā)明在生產(chǎn)實(shí)施中，除子滾動(dòng)體和定位環(huán)裝置須按其不同的規(guī)格型號(hào)單獨(dú)設(shè)計(jì)并在新代號(hào)中以文字或數(shù)字加以表達(dá)以外，其內(nèi)圈、外圈和母滾動(dòng)體的規(guī)格、型號(hào)和通用代號(hào)及其技術(shù)要求均遵照現(xiàn)有滾動(dòng)軸承的國家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和國際通用標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定實(shí)施，以便于改造和替換現(xiàn)有滾動(dòng)軸承而使之升級(jí)換代。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由下列實(shí)施例及其附圖給出。


圖1是本發(fā)明的單列向心純滾動(dòng)滾柱軸承的剖視簡圖及其母、子滾動(dòng)體配合示意圖(內(nèi)圈有單擋邊并帶有平擋圈)。
圖2是本發(fā)明的單列向心推力純滾動(dòng)圓錐滾子軸承的剖視簡圖及其母、子滾動(dòng)體配合示意圖。
圖3是本發(fā)明的單列推力純滾動(dòng)球軸承的剖視簡圖及其母、子滾動(dòng)體配合示意圖((5)上圈;(7)下圈)。
圖4、5、6是本發(fā)明的單列向心純滾動(dòng)球軸承的幾種不同子滾動(dòng)體配合的實(shí)施例剖視簡圖及其各母、子滾動(dòng)體配合示意圖。
本發(fā)明各實(shí)施例附圖的主要部件采用統(tǒng)一的名稱和編號(hào)。
(1)母滾動(dòng)體;(2)子滾動(dòng)體;(3)定位環(huán)裝置;(4)定位脹圈;(5)內(nèi)圈;(6)平擋圈;(7)外圈;(B)、(H)軸承寬度;(D)外圈直徑;(d)內(nèi)圈直徑。
以下將實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理再作進(jìn)一步的描述。
在動(dòng)負(fù)荷狀態(tài)下的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，將其軸負(fù)荷傳遞給與之緊配合的內(nèi)圈(5)，并使之同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，與此同時(shí)又將其所承受的全部負(fù)荷傳遞給與其滾道面相接觸的母滾動(dòng)體(1)使之與內(nèi)圈(5)同步滾動(dòng)，這時(shí)母滾動(dòng)體(1)一方面將其所承受之負(fù)荷傳遞給與其相接觸的外圈(7)的滾道面上，由于外圈(7)多固定在軸承箱或軸承座內(nèi)成相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，其接觸應(yīng)力迫使母滾動(dòng)體(1)沿內(nèi)外圈(5)(7)滾道的園周軌跡作自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)滾動(dòng);另一方面母滾動(dòng)體(1)所受之力除作用力與反作用力處在同一條直線的瞬間平衡外，還具有一種向其兩邊滑移的擠壓分力，這種分力現(xiàn)在全部傳遞給與之相接觸的子滾動(dòng)體(2)所承受，在定位環(huán)(3)的定位作用下使子滾動(dòng)體(2)只能沿著與母滾動(dòng)體(1)相同的公轉(zhuǎn)軌跡線在各母滾動(dòng)體(1)之間被母滾動(dòng)體(1)所傳動(dòng)而不與內(nèi)外圈(5)(7)接觸，故子滾動(dòng)體(2)受力后即以相反的自轉(zhuǎn)方向隨母滾動(dòng)作(1)作全同步滾動(dòng)，并同時(shí)又將其所受之分力，再全部傳遞給被其相隔的另一相鄰的母滾動(dòng)體(1)。如此周而復(fù)始，經(jīng)過子滾動(dòng)體(2)的中介滾動(dòng)傳遞作用循環(huán)傳遞，將各母滾動(dòng)體(1)所產(chǎn)生的擠壓分力最后仍反饋回輸給原各母滾動(dòng)體(1)而使全部擠壓分力正反抵銷，自行中和平衡。在軸承的整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，除定位環(huán)在子滾動(dòng)體公轉(zhuǎn)軌跡線上保持自由狀態(tài)以外，母滾動(dòng)體(1)、子滾動(dòng)體(2)、內(nèi)圈(5)滾道、和外圈(7)滾道等各個(gè)相互接觸的工作面均以完全相等的線速度作純同步相對(duì)滾動(dòng)而不受任何破壞性的滑動(dòng)摩擦阻力所干撓，從而實(shí)現(xiàn)了母子滾動(dòng)體分工的復(fù)合軸承，故母子滾動(dòng)軸承始終處于無滑動(dòng)摩擦磨損的純滾動(dòng)狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種滾動(dòng)軸承，特別是一種由內(nèi)圈(5)、外圈(7)、定位環(huán)裝置(3)、母滾動(dòng)體(1)和子滾動(dòng)體(2)組成的無滑動(dòng)摩擦磨損的純滾動(dòng)母子軸承，其特征是設(shè)置有大小兩種不同功能的滾動(dòng)體，其大滾動(dòng)體為承受軸負(fù)荷的母滾動(dòng)體(1)，且在內(nèi)圈(5)和外圈(7)的滾道中滾動(dòng)，其小滾動(dòng)體為中介隔離傳動(dòng)的子滾動(dòng)體(2)，且隔置于各母滾動(dòng)體(1)之間，并在定位環(huán)裝置(3)的約束下各隨其相接觸的母滾動(dòng)體(1)作反向自轉(zhuǎn)同步滾動(dòng)。
2.按權(quán)利要求1規(guī)定的純滾動(dòng)軸承，其特征是子滾動(dòng)體(2)的滾動(dòng)面形式與其相接觸的母滾動(dòng)體(1)的滾動(dòng)面形式配合一致，其端部可以有與定位環(huán)裝置相對(duì)應(yīng)的鎖槽或鎖孔。
3.按權(quán)利要求1和2規(guī)定的純滾動(dòng)軸承，其特征是定位環(huán)裝置(3)是以母滾動(dòng)體(1)在內(nèi)外圈滾道內(nèi)的公轉(zhuǎn)軌跡線為子滾動(dòng)體(2)的公轉(zhuǎn)軌跡線而對(duì)其定位，同時(shí)又是以子滾動(dòng)體(2)的直徑大小通過其中介傳動(dòng)作用而對(duì)各母滾動(dòng)體(1)之間的間隔大小定位。
4.按權(quán)利要求1、2、3規(guī)定的純滾動(dòng)軸承，其特征是定位環(huán)裝置(3)至少有雙環(huán)分離型、雙環(huán)并聯(lián)型和四環(huán)配合型等各種形式，并有與其子滾動(dòng)體(2)相對(duì)應(yīng)的定位槽、定位孔或定位凸邊，且可以有子滾動(dòng)體(2)的裝卸孔和定位保險(xiǎn)鍵等裝置。
5.按權(quán)利要求1、2、3、4規(guī)定的純滾動(dòng)軸承，其特征是各種規(guī)格型號(hào)的純滾動(dòng)軸承除子滾動(dòng)體(2)和定位環(huán)裝置(3)須按其不同的規(guī)格型號(hào)單獨(dú)設(shè)計(jì)并在新代號(hào)中以文字或數(shù)字加以表達(dá)以外，其內(nèi)圈(5)、外圈(7)和母滾動(dòng)體(1)的規(guī)格型號(hào)和通用代號(hào)及其技術(shù)要求均遵照現(xiàn)有滾動(dòng)軸承的國家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和國際通用標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定實(shí)施。
全文摘要
本發(fā)明提供一種滾動(dòng)軸承，特別是一種無滑動(dòng)摩擦磨損的純滾動(dòng)軸承。用以替換帶保持架滑動(dòng)摩擦磨損的現(xiàn)有滾動(dòng)軸承。本發(fā)明既保留了現(xiàn)有滾動(dòng)軸承的全部優(yōu)點(diǎn)又消除了各類軸承無法解決的種種弊端。它具有阻力小、能耗小、效率高、極限速度高、噪聲低、負(fù)荷容量大、可靠性強(qiáng)、不易磨損、結(jié)構(gòu)簡單、普適性強(qiáng)、使用壽命長等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和顯著的經(jīng)濟(jì)效益，可使一切使用本發(fā)明的機(jī)械動(dòng)力設(shè)備升等升級(jí)。
文檔編號(hào)F16C19/50GK1042972SQ8810826
公開日1990年6月13日 申請(qǐng)日期1988年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月30日
發(fā)明者劉維 申請(qǐng)人:劉維