纯滚动轴承的制作方法

专利名称：纯滚动轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种一般工程领域轴承中的滚动轴承，特别是涉及一种无保持架无滑
动摩擦，具有柱形滚动体或锥形滚动体的纯滚动轴承。其取消了现有滚动轴承的保持架和 内外圈的挡边，用滚动约束结构代替了滑动约束结构，可以替换传统带保持架的具有滑动 摩擦的滚动轴承，消除了现有滚动轴承存在的由于以保持架进行空间定位而产生的滑动摩 擦以及轴承挡边与滚动体两侧产生的滑动摩擦的缺陷，显著地减少了阻力，降低了能耗和 噪音，而具有结构简单，加工安装方便，成本较低，提高轴承极限转速和使用寿命，容易推广 实施的优良功效。
背景技术：
现有的使用圆柱形或带锥形的圆柱形的滚动体的滚动轴承主要由内外套圈，滚动 体和保持架所组成。为了滚动体相互之间以及滚动体在轴承中的相对定位，滚动轴承都设 有保持架，该种保持架不管其结构采取什么样的结构形式，亦不管其使用什么样的材质和 光洁度，都是通过滑动摩擦来制约高速运动的滚动体，而这种滑动摩擦的阻力对于轴承性 能和影响均为至关重要。除此之外，该类轴承的内外圈上的挡边与滚动体两侧的滑动摩擦 进一步增加了轴承运转是的滑动摩擦阻力，从而降低了轴承的使用寿命和远转的可靠性。
这种滚动体与保持架之间的相对滑动摩擦及滚动体与轴承挡边之间的相对滑动 摩擦，使得轴承在运转中，特别是在高速和超高速运转时，产生了一系列的问题，例如润滑 非常困难，轴承的温升提高，噪声大等，且滚动体和保持架在高温高速条件下，其应对会急 剧增加，最终结果导致轴承损坏。而滚动摩擦阻力在轴承中相对其中的滑动摩擦阻力而言 是微不足道的，这种滑动摩擦的纯在也使得滚动轴承的承载能力大大减小，能耗显著增加， 另在高速运转的条件下，滚动体与保持架之间由于离心力的作用而使其滑动摩擦力进一步 急剧增加，该摩擦应力集中的情形也将导致轴承迅速破坏。因此，上述问题的存在，使得现 有滚动轴承的极限速度的提高受到滑动摩擦力的限制。由此可见，上述现有的滚动轴承仍 存在有诸多的缺陷，而丞待加以进一步改进。 有鉴于上述现有的滚动轴承结构在设计上未尽精良，本设计人基于丰富的实物经 验及专业知识，积极加以研究创新，经过不断的研究，设计，并经反复试验及改进后，终于发 展创设出确具实用价值的发明。

发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有的滚动轴承存在的缺陷，而提供 一种结构简单，装配方便且没有滑动摩擦得纯滚动轴承，使其取消了现有滚动轴承的保持 架和内外圈的挡边，并用滚动约束结构代替了滑动约束结构，从而可大大提高轴承的使用 性能，并能够延长其使用寿命。 本发明解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一 种纯滚动轴承，包括一内圈，一外圈以及设置在内圈和外圈之间的若干个滚动体，其主要是在每两个相邻的滚动体之间沿周向位置安装设置有一个定位滚动体，该定位滚动体与两相 邻滚动体之间呈滚动接触的结构。 本发明解决技术问题还可以采用以下技术措施来进一步实现。 前述的纯滚动轴承，其中该滚动体，为圆柱体滚动体，在中间部设有凹形的滑道， 该滑道与定位滚动体圆弧形的滚轮相配合呈滚动接触结构，该滚动体与轴承内圈，外圈的 接触为呈点接触或线接触的结构；该定位滚动体，其任一横截面均为圆形，该定位滚动体上 设有一与滚动体的滑道相配合滚动接触的圆弧形的滚轮，沿周向设置在相邻的两个滚动体 之间，在定位滚动体的二端部分别设有一滑道，该滑道上并分别设置有一定位环，该定位滚 动体与滚动体，定位环与滑道呈为点接触或线接触的结构。 前述的纯滚动轴承，其中所述的纯滚动轴承，其中所述的滚动体和/或定位滚动 体可设置为一体的整体式结构，滚动体的滑道和滚轮可设置在中间部，亦可设置在滚动体 的两端部；该滑道和滚轮可设置为分别设置有一个或设置有若干个。 前述的纯滚动轴承，其中所述的滚动体和/或定位滚动体可设置为分体式的结 构，该定位滚动体二端部的两个滑道部分以及滚动体的中间滑到部分设置为分开制造的分 体结构，该分体结构并以过盈配合或螺旋配合结构组合装配为一整体，滚动体的滑道和滚 轮可设置在中间部，亦可设置在滚动体的两端部；该滑道和滚轮可设置为分别设置有一个 或设置有若干个。 前述的纯滚动轴承，其中所述的定位滚动体两端的滑道设置成纵截面为凹形或凸 形的结构，定位环的横截面相应设置为圆弧形凸形或凹形的结构，二者形成滚动接触结构。
前述的纯滚动轴承，其中所述的定位环的横截面可设置成凸形或凹形结构，且呈 与定位滚动体的滑道相配合形状而成滚动接触定位结构，并且该定位环亦设置为整体式的 或分体式的结构。 前述的纯滚动轴承，其中所述的定位滚动体两端的滑道及定位滚动体与滚动体滚 动接触的滚动体的中间滑道，滚轮的截面可设置为V字形，圆弧形或沟槽形形状，该定位滚 动体的滚轮的纵截面可设置为V字形，圆弧形或沟槽形多种形状，且其可制成实心或空心 结构，其任一横截面的外形都是圆形；该滑道与滑道的截面形状可设置为相同的截面形状， 亦可设置为上述不同截面相组合的组合截面形状；该定位滚动体可制成设置在滚动体远离 轴承轴线一侧的圆锥滚子轴承。 前述的纯滚动轴承，其中所述的内圈和外圈可以同时做成整体式或分体式结构， 亦可其中之一设置成整体结构，而另一个设置成分体结构，且其滚道纵截面形状可设置为 直线形或梯形沟槽形。 前述的纯滚动轴承，其中所述的定位滚动体设置为轴线位置直径大于或小于滚动 体轴线距离轴承中心线位置的直径，即定为滚动体设置为轴线与轴承中心轴线的距离a 大于滚动体的轴线与轴承中心轴线的距离b，即a > b，则该定位环与内圈的外测面的二侧 分别设有一固定环，且定位环与内圈刚性固定连接为一体；定位滚动体的轴线与轴承中心 轴线的距离a亦可小于任一滚动体的轴线与轴承中心轴线距离b，即a < b，则该定位环可 与外圈刚性固定连接为一体，该定位环纵截面的圆弧凸形部设置在定位环的外侧，且定位 滚动体是设置在定位环的外侧圆弧凸形部上呈滚动结构。 前述的纯滚动轴承，其中所述的固定环与定位环可为制成一整体的结构，亦可与
5定位环，内圈或外圈设置为分体结构，并以螺丝，金属胶或焊接结构固定连接为一整体，该 固定环可设置为一整体封闭式结构，亦可进一步开设有通气孔或通油孔，以使轴承工作运 转更为顺畅。 本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发 明是由内圈，外圈，滚动体，定位滚动体以及定位环组成，其主要是在每相邻滚动体与滚动 体之间沿周向间隔距离以及可限制滚动体在轴承中的轴向为止，该定位滚动体的轴向定位 和径向定位是通过定位滚动体两自由端滑道上的定位环以及相邻的两个滚动体来完成，定 位环与滑道的接触是点接触，而定位滚动体中间和滚动体的接触也是点接触，定位滚动体 内部可以做成实的或空心的，其任一横截面的外形都是圆形，其两端滑道的纵截面形状可 以为凹形或凸形，该凹形或凸形滑道又可以分别设置为V字形，圆弧形或沟槽形，该滚动体 与定位滚动体接触部分的滑道的纵截面也可以做成V字形，圆弧形或沟槽形，相应地，定位 环横截面可为凸形或凹形，该凸形或凹形也可以设置成V字形，圆弧形或是沟槽形，以便与 定位滚动体两端的滑道相配合作滚动接触定位，该接触是点接触。由于其内、外圈的滚道截 面可以制成直线形或梯形沟槽形，而可轴向定位。定位滚动体在使用中是运动的，其一方面 进行自转，一方面围绕轴承的轴线公转，滚动体与轴承内、外圈是线接触，滚动体与定位滚 动体接触点相对速度差别为零，而定位滚动体与定位环的接触点相对速度差也为零，因此 该运动都是属于纯滚动，不存在相对滑动摩擦，而成为名符其实的"纯滚动轴承，从而可大 大提高轴承的使用性能，并能够延长其使用寿命。 综上所述，本发明纯滚动轴承，是一种无保持架的无滑动摩擦的具有柱形或带锥 形的柱形滚动体的纯滚动轴承，其取消了现有滚动轴承的保持架和内外圈的挡边，用滚动 约束结构代替了滑动约束结构，可以替换传统带保持架的具有滑动摩擦的滚动轴承，消除 了现有滚动轴承存在的由于保持架进行空间定位而产生的滑动摩擦以及轴承挡边与滚动 体两侧产生的滑动摩擦的缺陷，显著地减小了阻力，降低了能耗和噪音，而具有结构简单、 加工安装方便、成本较低、提高轴承极限转速和使用寿命、容易推广实施的优良功效，令使 用本发明的机械、动力设备的精度和工作可靠性均可得到明显的提高。其具有上述诸多的 优点及实用价值，不论在结构上或功能上皆有较大改进，且在技术上有较大进步，并产生了 好用及实用的效果，而确实具有增进的功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的 新设计。


图1是本发明纯滚动轴承第一实施例的结构剖视图。
图2是本发明纯滚动轴承第二实施例的结构剖视图。
图3是本发明纯滚动轴承第三实施例的结构剖视图。
图4是本发明纯滚动轴承第四实施例的结构剖视图。
具体实施例方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的纯滚动轴承其具体实施方式
、 结构、特征及其功效，详细说明如后。 请参阅图1所示，本发明纯滚动轴承，其包括有一内圈3、一外圈4、若干个滚动体1、在每两个相邻的滚动体(1)之间沿周向位置安装设有一个定位滚动体(2)，该定位滚动 体(2)与两相邻滚动体(1)之间呈滚动接触的结构，其中该若干个滚动体l为圆柱形的滚
动体，设置在内圈3与外圈4之间，滚动体1的中间部设有V字形凹形滑道7，该滑道7与定 位滚动体2圆弧形凸形滚轮8相配合呈滚动接触结构。根据需要，这些滑道7和滚轮8可 以设置为若干个，可以设置在滚动体1的中间部，也可以设置在两端部，滚动体1可以制成 整体式或分体式结构。该滚动体1与轴承内圈3、外圈4的接触为呈点接触或线接触的结 构； 该定位滚动体2，其任一横截面均为圆形，该定位滚动体2可以同时保证相邻滚动 体1之间的周向间隔距离，并可限制滚动体1在轴承中的轴向位置。该定位滚动体2的中 间位置上设有一与滚动体1的滑道7相配合进行滚动接触的圆弧形凸起滚轮8，两端分别设 有相邻连接的两个滚动体1，以保证该定位滚动体2的径向定位，在定位滚动体2的二端部 分别设有一滑道5，该滑道5上并分别设置有一定位环6，以保证定位滚动体2的轴向定位； 该定位滚动体2与滚动体1、定位环6与滑道5的接触为呈点接触或线接触的结构；
由于定位环6与滑道5、定位滚动体2与滚动体1以及滚动体1与轴承内圈3和外 圈4的接触均为呈点接触或线接触的结构，并且在所有这些接触点的两物体相对速度差都 为零，因此该轴承属于纯滚动轴承。上述结构相组合，构成本发明纯滚动轴承。
在本实施例中，定位滚动体2的滑道5纵截面为V字形凹形，定位环6的横截面为 圆弧形凸形，从而二者，形成滚动接触结构。相反地；令定位滚动体2的滑道5纵截面设置 为凸形，而定位环6的横截面设置为凹形，二者形成滚动接触结构亦是可行的结构。
该定位滚动体2的滑道5以及定位滚动体2与滚动体1滚动接触的中间滑道7的 纵截面形状可以是V字形、圆弧形或沟槽形等多种形状。该滑道5和滑道7的截面形状可 以设置为相同的截面形状，也可以设置为上述不同截面相组合的截面形状。
该定位滚动体2的中间部位的凸起滚轮8，在本实施例中是设置为圆弧形，也可以 设置为其他形状，以保证与滚动体1的滑道7相配合作滚动接触。 请参阅图2所示，是本发明第二实施例，该内圈3和外圈4的滚道纵截面可设置为 直线形(如图l所示)或梯形沟槽形(如图2所示)为了安装和加工的便利，该滚动体l和 /或定位滚动体2可以设置为分体的结构，例如定位滚动体2 二端部的两个滑道5部分以 及滚动体1的中间滑道7部分设置为分开分别制造的分体结构，该分体结构并已过盈配合 或螺旋配合等结构方式组合装配起来；当然，该定位滚动体2亦可设置为一体整体式结构， 而一体地组合安装。 请参阅图1所示，本发明中任一定位滚动体2的轴线2-2与轴承的中心轴线0-0 的距离a大于任一滚动体1的轴线1-1与轴承中心轴线0-0的距离b，即a > b ;请参阅图 2所示，本发明中任一定位滚动体2的轴线2-2与轴承中心轴线0-0的距离a亦可小于任 一滚动体1的轴线1-1与轴承中心轴线0-0距离b，即a < b，此时定位环6纵截面的圆弧 凸形设置在定位环6的外侧，并且定位滚动体2是在定位环6的外侧圆上滚动，在该实施例 中，外圈4的纵截面是梯形沟槽形的截面形状。 请参阅图3所示，是本发明第三实施例，为了保证轴承的刚性和滚动体1与内圈3 或外圈4之间的相对稳定定位，当定位滚动体2轴线2-2与轴承中心轴线0-0距离a大于 滚动体1的轴线1-1与轴承中心轴线0-0的距离b，即a > b时，该定位环6与内圈3的外侧面分别设有一固定环9，而将定位环6与内圈3刚性地连接为一体；而当a < b时，该定位 环6可与外圈4刚性地连接为一体(请参阅图3，并结合参阅图2所示)。该固定连接结构 的固定环9可与定位环6制成一个整体结构，也可以与定位环6、内圈3或外圈4设置为分 体结构，并以螺丝，金属胶或焊接等结构方式固定连接为一整体。该固定环9可以设置为封 闭式结构，以起到防尘、防污染作用，该固定环9还可以进一步开设有通气孔或通油孔10， 以使轴承工作运转更为顺畅。 请参阅图4所示，是本发明的第四实施例，其是定位滚动体2在滚动体1靠近轴承 轴线一侧的圆锥滚子轴承的一个实施例，为了轴承刚性方面的考虑，定位环6也可设置为 与外圈4刚性连接为一体的结构；该定位滚动体2可以制成为设置在滚动体1远离轴承轴 线一侧的圆锥滚子轴承，类似于a > b的情况(如图4所示)，此时为了轴承刚性方面的考 虑，该定位环6可设置为与内圈3刚性连接的结构，该刚性连接的结构可设置为多种固定连 接的结构方式。该刚性连接的结构，可以设置为与定位环6制成一个整体的结构，也可以设 置成与定位环6、内圈3或外圈4制成为分体结构，然后再加设固定环9，并以螺丝、金属胶 或焊接等结构方式相连接为一体。 以上所诉，是结合五个较佳实施例对本发明的较佳实施方式进行了说明，但其仅 是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本项技术的人员 可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，凡是未脱离本发 明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与 修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
一种纯滚动轴承，包括一内圈(3)、一外圈(4)以及设置在内圈(3)和外圈(4)之间的若干个滚动体(1)，其特征在于其在每两个相邻的滚动体(1)之间沿周向位置安装设置有一个定位滚动体(2)，该定位滚动体(2)与两相邻滚动体(1)之间呈滚动接触的结构。
2. 根据权利要求1所述的纯滚动轴承，其特征在于其中该滚动体(l)，为圆柱形的滚动体，在中间部设有凹形的滑道(7)，该滑道(7)与定位滚 动体(2)圆弧形的滚轮(8)相配合呈滚动接触结构，该滚动体(1)与轴承内圈(3)、外圈(4) 的接触为呈点接触或线接触的结构；该定位滚动体(2)，其任一横截面均为圆形，该定位滚动体(2)上设有一与滚动体(1) 的滑道(7)相配合滚动接触的圆弧形的滚轮(8)，沿周向设置在相邻的两个滚动体(1)之 间，在定位滚动体(2)的二端部分别设有一滑道(5)，该滑道(5)上并分别设置有一定位环 (6)，该定位滚动体(2)与滚动体(1)、定位环(6)与滑道(5)呈为点接触或线接触的结构。
3. 根据权利要求2所述的纯滚动轴承，其特征在于其中所述的滚动体(1)和/或定位 滚动体(2)可设置为一体的整体式结构，滚动体(1)的滑道(7)和滚轮(8)可设置在中间 部，亦可设置在滚动体(1)的两端部；该滑道(7)和滚轮(8)可设置为分别设置有一个或设 置有若干个。
4. 根据权利要求2所述的纯滚动轴承，其特征在于其中所述的滚动体(1)和/或定位滚动体(2)可设置为分体式的结构，该定位滚动体(2) 二端部的两个滑道(5)部分以及滚动体(1)的中间滑道(7)部分设置为分开制造的分体结构，该分体结构并以过盈配合或螺旋配合结构组合装配为一整体，滚动体(1)的滑道(7)和滚轮(8)可设置在中间部，亦可设置在滚动体(1)的两端部；该滑道(7)和滚轮(8)可设置为分别设置有一个或设置有若干 个。
5. 根据权利要求3或4所述的纯滚动轴承，其特征在于其中所述的定位滚动体。(2) 两端的滑道(5)设置成纵截面为凹形或凸形的结构，定位环(6)的横截面相应设置为圆弧 形凸形或凹形的结构，二者形成滚动接触结构。
6. 根据权利要求5所述的纯滚动轴承，其特征在于其中所述的定位环(6)的横截面可 以设置成凸形或凹形结构，且呈与定位滚动体(2)的滑道(5)相配合形状而成滚动接触定 位结构，并且该定位环(6)亦设置为整体式的或分体式的结构。
7. 根据权利要求6所述的纯滚动轴承，其特征在于其中所述的定位滚动体(2)两端的 滑道(5)以及定位滚动体(2)与滚动体(1)滚动接触的滚动体(1)的中间滑道(7)、滚轮 (8)的截面可设置为V字形、圆弧形或沟槽形形状，该定位滚动体(2)的滚轮(8)的纵截面 可设置为V字形、圆弧形或沟槽形多种形状，且其可制成实心或空心结构，其任一横截面的 外形都是圆形；该滑道(5)和滑道(7)的截面形状可设置为相同的截面形状，亦可设置为上 述不同截面相组合的组合截面形状；该定位滚动体(2)可制成设置在滚动体(1)远离轴承 轴线一侧的圆锥滚子轴承。
8. 根据权利要求7所述的纯滚动轴承，其特征在于其中所述的内圈(3)和外圈(4)可 以同时做成整体式或分体式结构，亦可其中之一设置成整体结构，而另一个设置成分体结 构，且其滚道纵截面形状可设置为直线形或梯形沟槽形。
9. 根据权利要求8所述的纯滚动轴承，其特征在于其中所述的定位滚动体(2)设置为 轴线位置直径大于或小于滚动体(1)轴线距离轴承中心线位置的直径，即定位滚动体(2)设置为轴线与轴承中心轴线的距离a大于滚动体的轴线与轴承中心轴线的距离b，即a > b，则该定位环(6)与内圈(3)的外侧面的二侧分别设有一固定环(9)，且定位环(6)与内 圈(3)刚性固定连接为一体；定位滚动体(2)的轴线与轴承中心轴线的距离a亦可小于任 一滚动体的轴线与轴承中心轴线距离b，即a〈b，则该定位环(6)可与外圈(4)刚性固定 连接为一体，定位环(6)纵截面的圆弧凸形部设置在定位环(6)的外侧，且定位滚动体(2) 是设置在定位环(6)的外侧圆弧凸形部上呈滚动结构。
10.根据权利要求9所述的纯滚动轴承，其特征在于其中所述的固定环(9)与定位环 (6)为制成一整体的结构，亦可与定位环(6)、内圈(3)或外圈(4)设置为分体结构，并以螺 丝、金属胶或焊接结构固定连接为一整体，该固定环(9)可设置为一整体封闭式结构，亦可 进一步开设有通气孔或通油孔(10)。
全文摘要
一种纯滚动轴承，是一无保持架、无滑动摩擦的具有柱形或带锥形的柱形滚动体的纯滚动轴承，其包括一内圈、一外圈以及设在内圈和外圈间的若干滚动体，在每两相邻滚动体间沿周向设有一定位滚动体，其与两相邻滚动体间呈滚动接触结构；滚动体中间部设有凹形滑道，与定位滚动体的滚轮相配合；定位滚动体设有与滚动体滑道配合的滚轮，二端部设有滑道，该滑道并设有定位环。其取消了现有滚动轴承的保持架和内外圈的挡边，可消除传统轴承存在的滑动摩擦及轴承挡边与滚动体两侧产生的滑动摩擦的缺陷，显著减少了阻力，降低了能耗和噪音，而具有结构简单、加工及安装方便、成本较低、可提高轴承极限转速和使用寿命及适于产业应用的功效。
文档编号F16C33/34GK101782107SQ200910045429
公开日2010年7月21日 申请日期2009年1月16日 优先权日2009年1月16日
发明者俞大邦 申请人:上海天创纯滚动轴承有限公司