专利名称：滚动接触轴承中的改进的制作方法
技术领域：
本发明涉及滚动接触轴承，尤其是涉及通过对各轴承元件进行处理使其轴承的性能得到改进，所述轴承元件，如内环、外环、滚动体在使用时承受滚动接触。
发明概述本发明的一个目的是提供一种处理滚动接触轴承元件的方法，以便提高滚动接触轴承元件的性能。本发明的另一目的是提高整个轴承的性能。
按照本发明的一个方面，提供一种通过硬质颗粒研磨来处理滚动接触轴承元件方法，硬质颗粒研磨包括下述步骤把轴承元件放入盛有硬质颗粒的容器内；并且搅动轴承元件和/或硬质颗粒，使它们之间产生相对运动，从而提高所述元件的表面质量。
按照本发明的另一方面，是提供一种按照本发明的方法处理的滚动接触轴承元件。
按照本发明的又一方面，是提供一种包括这样的一个或多个元件的滚动接触轴承。
背景技术：
硬质颗粒研磨或陶瓷研磨过程在本技术领域是公知的，硬质颗粒研磨设备也是市场上可买到的。
发明的描述用硬质颗粒研磨滚动接触轴承元件可以简单地包括把一个或更多的轴承元件混入盛有硬质颗粒和一种平常的液体载体的容器中。这种颗粒通常是氧化铝(alumina)或其它陶瓷材料，尺寸由几微米到一毫米以上。这种颗粒的硬度通常等于或大于被处理的轴承元件的硬度，液体通常是水，抗腐蚀剂可以加到液体中。
轴承元件和/或含液体的硬质颗粒被搅动，从而在轴承元件和硬质颗粒之间产生相对运动。硬质颗粒在轴承元件表面产生的影响或作用主要是改善表面质量，提高表面光洁度，更好地是还产生有益的表面残余压应力。改善的表面质量，有更好的摩擦性能，残余压应力可以抵消轴承元件工作过程中受到的应力。较好的情况是，轴承元件表面的光洁度可提高到0.1μm以下，最好的达到0.07μm左右。处理之前元件的表面光洁度一般是0.13μm左右。
用硬质颗粒研磨轴承元件以减轻表面缺陷的工艺步骤，也可用到元件的表面处理，例如用传统的磨削或珩磨工艺处理的轴承座圈的表面。另外，特别是不需要昂贵的细磨或珩磨工艺步骤，就可以得到均匀良好的表面光洁度。
优选实施例的详细描述在实际中能很快处理多个元件。
在实施本发明的方法一个例子中，轴承元件大约处理了30分钟。轴承元件被放到一个盛有添加了抗腐蚀剂的水和尺寸为10微米的氧化铝颗粒的槽中，通过以一个方向旋转轴承元件，而以相反的方向旋转槽，使得轴承元件和氧化铝颗粒产生相对运动。
在一定尺寸范围内氧化铝颗粒均可使用，另一个实施例用的典型颗粒尺寸为1mm。一般的，元件的处理时间为10分钟到1小时，尽管通常是30分钟。槽的旋转速度是30转/分(rpm)到90转/分(rpm)，常用的60转/分(rpm)。元件的旋转速度为5转/分(rpm)到15转/分(rpm)，常用的是10转/分(rpm)。
从M50NiL材料制成的轴承内圈在经过这样研磨前后的鉴定可以看出其表面光洁度(Ra)由0.1282μm左右提高到0.0715μm，内圈的圆度没有受到明显影响，每个面去除量大约是4μm。内圈的滚珠座圈只需去除很少量、甚至不用磨削或珩磨。
Polymet测试表明，由M50NiL材料制成的轴承元件，经过陶瓷颗粒研磨后，其疲劳寿命大大提高，是未经研磨的元件的12倍多。
通过测量M50NiL轴承元件的表面残余压应力表明，陶瓷颗粒研磨可以使元件的表面压应力增加到几百MPa。按照本发明的方法，经处理的元件产生的表面残余压应力增加到200Mpa至500MPa之间，典型的是400MPa。
改善的表面质量和在轴承元件表面产生的残余压应力可以提高轴承元件的抗疲劳强度，因此也提高了轴承本身的抗疲劳强度。特别是可以改善滚动接触疲劳性能。
由经过按照本发明的方法处理的元件构成的滚动接触轴承，可以用在需要改进轴承性能的地方。特别的例子是用在航空或其它领域的汽轮机的主轴轴承上。
权利要求书按照条约第19条的修改1、一种用非腐蚀性硬质颗粒研磨处理滚动接触轴承元件的用法，所述的硬质颗粒研磨包括步骤把轴承元件放入一个盛有硬质颗粒的容器中；搅动其轴承元件和/或硬质颗粒，使它们之间产生相对运动，从而提高所述元件的表面质量。
2、按照权利要求1所述的用法，其特征在于其中硬质颗粒研磨可进行10分钟到1小时。
3、按照权利要求1或2所述的用法，其特征在于其中的相对运动是通过使所述元件朝一个方向旋转，而容器朝相反方向旋转而产生的。
4、按照权利要求1至3中任一所述的用法，其特征在于其中的硬质颗粒包括氧化铝。
5、一种滚动接触轴承元件，是经过如前述任一权利要求所述的方法处理的。
6、一种按照权利要求5所述的滚动接触轴承元件，其特征在于其中元件的表面光洁度可由0.13μm左右提高到0.07μm左右。
7、一种按照权利要求5或6所述的滚动接触轴承元件，其特征在于其中元件的表面压应力可以增加到200Mpa至500MPa。
8、一种按照权利要求5至7中任一所述的滚动接触轴承元件，其特征在于其中元件的滚动接触疲劳寿命有显著增加。
9、一种按照权利要求5至8中任一所述的滚动接触轴承元件，其特征在于其中元件的表面光洁度，不需要进一步机加工就可以获得。
10、一种滚动接触轴承，它包括一个或多个如权利要求5至9中任一所述的元件。
权利要求
1.一种通过元件硬质颗粒研磨对滚动接触轴承元件进行处理的方法，所述的硬质颗粒研磨包括步骤把轴承元件放入一个盛有硬质颗粒的容器中；搅动其轴承元件和/或硬质颗粒，使它们之间产生相对运动，从而提高所述元件的表面质量。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于利用此方法处理10分钟到1小时。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于的相对运动是通过使所述元件朝一个方向旋转，而容器朝相反方向旋转而产生的。
4.按照权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于经过处理的元件的表面光洁度可由0.13μm左右提高到0.07μm左右。
5.按照权利要求1至4中任一所述的方法，其特征在于经过处理的元件的表面压应力可以增加到200Mpa至500MPa。
6.按照权利要求1至5中任一所述的方法，其特征在于经过处理的其元件的滚动接触疲劳寿命有显著增加。
7.按照权利要求1至6中任一所述的方法，其特征在于其元件的表面光洁度的提高不需要进一步的机加工就可以得到。
8.按照权利要求1至7中任一所述的方法，其特征在于其中的硬质颗粒包括氧化铝。
9.一种滚动接触轴承元件，是通过前述任一权利要求所述的方法处理的。
10.一种滚动接触轴承，它包括一个或多个如权利要求9中的元件。
全文摘要
一种处理滚动接触轴承元件的方法,通过硬质颗粒的研磨可以提高元件表面的质量。硬质颗粒研磨包括如下步骤把轴承元件放入一个盛有硬质颗粒最好为氧化铝的容器中;搅动轴承元件和/或硬质颗粒,使它们之间产生相对运动。最好按此方法进行10分钟到1小时。所述的相对运动可以通过使所述元件朝一个方向旋转,而容器朝相反方向旋转而产生。所述元件的表面光洁度通常可由0.13μm左右提高到0.07μm左右,元件的表面压应力也可以得到提高,通常提高到200MPa至500MPa,元件的滚动接触疲劳寿命也有所增加。
文档编号F16C33/34GK1315897SQ0080108
公开日2001年10月3日 申请日期2000年6月12日 优先权日1999年6月11日
发明者A·多德, M·P·迪克斯, M·S·泰勒 申请人:Nsk-Rhp欧洲技术有限公司