专利名称：混凝土振动棒耐冲击长寿命滚动轴承及其制作方法
技术领域：
本发明涉及特种滚动轴承技术领域，特别涉及一种电机内装插入式混凝土振动器 (又称电机直联插入式振动器)中振动棒(Vibrator)耐冲击长寿命滚动轴承及其制作方法。
背景技术：
在水利、电力、大坝、建筑、桥梁、港口、机场、公路、高层建筑等工程中，为消除混凝土的蜂窝麻面等缺陷，提高其强度，保证混凝土构件的质量，在混凝土拌和好后浇筑构件前，须采用振动器进行捣固密实。振动棒是振动器的核心和主体，按照产生振动的原理，振动棒可分为偏心式和行星式，其中偏心式振动棒最为常用，如附
图1，其基本工作原理为 电动机11驱动电动机转子12旋转并进而带动与之相联的支撑轴13旋转，偏心质量块14 靠螺栓15与支撑轴13刚性固联并一起旋转，高速旋转的偏心质量块14产生高频振动，振动经振动棒轴承16传递给振动棒壳体17，从而使振动棒产生圆周振动。使用时，振动棒竖直插入待密实的混凝土中。长期工程实践表明，振动棒的寿命很短，尤其是国产振动棒，累计工作时间通常不到100小时，不足期望寿命的1/3，失效主要由振动棒内的滚动轴承失效引起，轴承失效表现为轴承内润滑脂严重泄露、劣变甚至失效，保持器断裂，轴承卡死，解体轴承发现，轴承工作表面发生严重磨损和疲劳剥落。因此，一旦轴承失效，就不得不更换轴承甚至废弃整只振动棒，费时费力，降低了生产效率，影响到生产成本。因此，振动棒轴承寿命短严重困扰着混凝土捣固密实工程。众所周知，滚动轴承用于旋转机械中，履行承载、减摩的固有职责，而在混凝土振动棒中，滚动轴承除需履行承载、减摩的固有职责外，还被迫起到一个传振体的作用，振动传递路径是如附图1和附图2，偏心质量块14引起的支撑轴13的振动传递给与之过盈或过渡配合的轴承内圈22，内圈22传递给与之接触的滚动体23，滚动体23传递给与之接触的轴承外圈21，轴承外圈21传递给与之接触的振动棒壳体17。当轴承在客观上被迫当作传振体时，由于振动的频率较高、幅值较大，轴承所传递振动的能量较高，轴承工作条件之苛刻可想而知，如不采取针对性很强的系统性的技术措施和手段，轴承寿命很短便在情理之中。现行轴承延寿解决方案主要是针对仅履行承载、减摩的滚动轴承，考虑如下一种或若干种运行条件 温度 速度 载荷 介质侵袭 环境污染 振动冲击环境(轴承一般不处在振源的中英，也并不直接传递振动)
针对这些运行条件所提出的轴承延寿解决方案对作为振动体传递较高振动频率和能量的振动棒轴承自然难以凑效。因此，要使混凝土振动棒轴承获得较长的工作寿命，除考虑温度、速度、载荷等与其它旋转机械共性的运行条件外，还必须特别考虑振动棒轴承传递中高频率、中高幅值振动这一个性化运行条件，从而采取个性化的、特别的技术措施，使振动棒轴承成为耐冲击长寿命轴承。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种混凝土振动棒耐冲击长寿命滚动轴承，以解决现行振动棒轴承工作寿命太短的工程实际问题。本发明的第二目的在于提供一种混凝土振动棒耐冲击长寿命滚动轴承的制作方法，以解决现行振动棒轴承制作方法工作寿命太短的技术缺陷。为了达到上述目的，本发明提供了一种混凝土振动棒耐冲击长寿命滚动轴承，包括外圈、内圈、嵌入外圈滚道和内圈滚道之间的滚动体和将滚动体沿圆周方向均勻分隔的保持器、润滑脂和密封件。从轴承包括的基本元件和轴承外观结构上看，本发明耐冲击长寿命轴承同现行振动棒轴承并无显性区别，但是，本发明耐冲击长寿命轴承所用钢材、润滑材料、加工工艺等与现行振动棒轴承有着本质的区别，结果，其内在性能，尤其是耐冲击性能远远高于现行振动棒轴承，下面以构成轴承的元件为对象，通过与现行振动棒轴承的对比， 说明本发明耐冲击长寿命轴承的特点特征。说明中，高碳铬轴承钢包括但不限于GCrl5和GCrl5SiMn，中碳轴承钢包括但不限于 55、50MnA、70Mn、5CrMnMo、60CrMnMoA、55SiMoVA 和 55SiMoA，渗碳轴承钢包括但不限于 G20CrMo、G20CrNiMo、G20Cr2Ni4、G20CrNi2Mo、GlOCrNi3Mo 和 G20Cr2Mn2Mo，其中，中碳轴承钢和渗碳轴承钢的冲击韧度aK(J/cm2)为高碳铬轴承钢的3倍以上，渗碳轴承钢磨加工前应按照相关标准进行渗碳处理。固体润滑材料包括但不限于石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯、 氮化硼。外圈
元件材质工艺表现性能现行外圏高碳铬轴承钢钢管车削而成。滚道表面存在磨削变质层甚至烧伤，原因是磨削量较大， 无火花磨削(光磨)时间几乎为零不耐振动冲击，寿命短本发明外圈中碳轴承钢、 渗碳轴承钢、 高碳铬轴承钢锻造或冷辗扩成形。滚道表面无磨削烧伤，磨削变质层很轻甚至没有，具体靠减少磨削量、控制磨削余量不少于3秒钟的无火花磨削(光磨)时间来保障耐磨、耐振动沖击，寿命长
5
内圈
权利要求
1.一种混凝土振动棒耐冲击长寿命滚动轴承，包括外圈、内圈、嵌入外圈滚道和内圈滚道之间的滚动体和将滚动体沿圆周方向均勻分隔的保持器，其特征在于，所述滚动体由冲击韧度α κ数倍于高碳铬轴承钢的中碳轴承钢、渗碳轴承钢制成，所述外圈和内圈采用与滚动体相同的材料或高碳铬轴承钢。
2.如权利要求1所述的混凝土振动棒耐冲击长寿命滚动轴承，包括单列和双列密封深沟球轴承、角接触球轴承、圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承，单列深沟球轴承优选金属冲压浪形带紧钉保持器。
3.如权利要求1所述的混凝土振动棒耐冲击长寿命滚动轴承，所述轴承公称外径优选与振动棒壳体公称内径相等，两者之间直接过渡或过盈配合安装。
4.如权利要求1所述的混凝土振动棒耐冲击长寿命滚动轴承，其特征在于，所述外圈、 内圈的其中至少一种部件采用锻造或冷辗扩成形，滚道表面未有磨削烧伤和较重磨削变质层，滚道表面显微硬度不低于500 HV。
5.如权利要求1所述的混凝土振动棒耐冲击长寿命滚动轴承，其特征在于，在内圈滚道和两侧端面之间设置V型密封槽。
6.如权利要求1所述的混凝土振动棒耐冲击长寿命滚动轴承，其特征在于，还包括润滑脂，所述润滑脂基础油在40度时的黏度在40 est以上，内含固体润滑材料。
7.如权利要求1或5所述的混凝土振动棒耐冲击长寿命滚动轴承，其特征在于，还包括双面轻接触式密封圈，密封圈密封唇与内圈V形槽之间形成迷宫式密封结构。
8.如权利要求1所述的混凝土振动棒耐冲击长寿命滚动轴承，其特征在于，中碳轴承钢、渗碳轴承钢的冲击韧度α κ至少3倍于高碳铬轴承钢。
9.一种混凝土振动棒耐冲击长寿命滚动轴成的制作方法，其特征在于，包括(一)轴承零件制作外圈制作选用高碳铬轴承钢、中碳轴承钢或渗碳轴承钢为原材料，锻造或冷辗扩成形，轴承公称外径设计为与振动棒壳体与之配合部位的公称内径相同，滚道磨削时，留磨量不超过0. 40毫米，无火花光磨时间不少于3秒，控制磨削烧伤和磨削变质层，使滚道表面显微硬度不低于500 HV ；内圈制作选用高碳铬轴承钢、中碳轴承钢或渗碳轴承钢为原材料，锻造或冷辗扩成形，内圈设计为带双面V型密封槽，滚道磨削时，留磨量不超过0. 40毫米，无火花光磨时间不少于3秒，控制磨削烧伤和磨削变质层，使滚道表面显微硬度不低于500 HV ； 滚动体制作选用中碳轴承钢或渗碳轴承钢为原材料，加压强化处理； 保持器制作单列深沟球轴承采用金属冲压带紧钉浪形保持器，其它结构类型轴承采用金属或高强度工程塑料；润滑脂制作选用40度时黏度不低于40 est的基础油，润滑脂中含固体润滑材料； 密封件制作采用橡胶密封圈，密封唇与内圈V型密封槽形成轻接触迷宫式密封；(二)装配包括外圈、内圈、滚动体、保持器、密封件的清洗； 外圈、内圈、滚动体三者之间的分选、合套； 保持器铆合，制成开式滚动轴承；清洗、烘干开式轴承； 往开式轴承中加注润滑脂； 压密封圈； 勻脂；至此，可制成混凝土振动棒耐冲击长寿命滚动轴承。
全文摘要
一种混凝土振动棒耐冲击长寿命滚动轴承，包括轴承外圈、内圈、嵌入外圈滚道和内圈滚道之间的滚动体和将滚动体沿圆周方向均匀分隔的保持器、润滑脂和密封件。本发明针对轴承在振动棒中除履行支撑、减摩等固有功能外，客观上还被当作传振体使用的实际情况，采取针对性的抗振抗冲击措施，包括套圈和滚动体材料采用耐冲击轴承钢，控制零件工作表面磨削变质层，选择含有固体润滑材料的润滑脂，采用内圈带密封槽的轻接触橡胶密封结构等，使得轴承的耐磨损和耐冲击性能得以极大提高，从而显著延长轴承的工作寿命，解决了振动棒频繁更换轴承之烦恼，是一个非常有工程应用价值的发明。
文档编号B23P15/00GK102374236SQ201110269340
公开日2012年3月14日 申请日期2011年9月13日 优先权日2011年9月13日
发明者赵联春, 陈淑英 申请人:上海斐赛轴承科技有限公司