专利名称：固体润滑滚动轴承的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及在无法使用润滑脂润滑的高温、真空或真空高温等环境下使用的自润滑型的固体润滑滚动轴承的改良。
背景技术：
对于在作为一般的轴承润滑方式的润滑脂润滑无法使用的高温、高真空或真空高温等环境下所使用的滚动轴承，以往进行固体润滑方式的轴承润滑。该以往的固体润滑滚动轴承中，最初，研究了用固体润滑材料制成王冠型保持器来作为润滑剂供给源。但是，固体润滑材料非常脆，有时在轴承组装时发生裂缝或破裂。因此，研究了将保持器分离地配置于各滚动体间的填块型固体润滑轴承。作为该填块型固体润滑轴承中的填块的组装方法，提出了各种各样的方法，在例如日本特开平7-151152号、日本特开平9-144760号等中，公·开了从设置于轴承的一部分的插入缺口来插入填块的方法。而且，在日本特开平8-4773号中，公开了这样的方法在滚子轴承中由内外圈间沿与圆周方向垂直的方向插入圆柱形状的填块，并且借助防护件封锁内外圈间。而且，日本实公平7-21927号中公开了一种滚动轴承保持器，其特征在于，形成有成为能够收纳至少两个滚动体的兜孔(pocket)的凹部，在收容于各兜孔的滚动体间插入有石墨制的填块。而且，作为其他关联专利文献，例如列举日本特开平8-004773号、日本实公平07-021927号、日本实开昭63-035817号、日本特开昭55-099332号、日本特开平01-261516号、日本特开平02-146314号、日本实开平03-003699、日本实开平05-032831号、日本实公昭36-019806号、日本特开平02-021027号、日本实开平04-082432号、日本特开平08-232961号等。现有技术文献专利文献专利文件I :日本特开平07-151152号公报专利文件2 日本特开平09-144760号公报专利文件3:日本特开平8-004773号公报专利文件4:日本实公平07-021927号公报专利文件5:日本实开昭63-035817号公报专利文件6:日本特开昭55-099332号公报专利文件7:日本特开平01-261516号公报专利文件8:日本特开平02-146314号公报专利文件9:日本实开平03-003699号公报专利文件10:日本实开平05-032831号公报专利文件11:日本实公昭36-019806号公报专利文件12:日本特开平02-021027号公报专利文件13:日本实开平04-082432号公报[0019]专利文件14:日本特开平08-232961号公报在填块型固体润滑轴承中，为了填块的组装，如上述公报所公开，在轴承的一部分设置了填块插入用的缺口的轴承中，不仅增加了其加工费，而且存在插入的填块卡住缺口部而阻碍旋转、因此产生异常振动的情况。特别是在相对于轴承产生轴向载荷时，由于滚动面接近缺口部而容易产生异常振动，根据情况的不同还存在填块脱落的问题。而且，当在滚动体之间全部插入固体润滑填块时，每个轴承所需要的填块的数量增加，不仅变得高成本，而且具有在旋转中在填块产生的圆周方向的冲击力变大、而成为填块损伤的原因的问题。特别地，即使在应用了特殊的保持器时，在使用以石墨为主要成分的材料作 为插入滚动体间的填块的情况下，存在这样的问题填块的磨损快、保持器内的圆周方向间隙的增加变得显著，因此无法得到充分的寿命延长效果。而且，在使填块负载高载荷的用途中，存在填块毁坏的情况，可靠性也存在问题。进一步地，石墨在真空中润滑性能会劣化，因此在用于真空用途的情况下，轴承寿命被限制。
实用新型内容因此本实用新型的目的在于提供一种高可靠性、低成本的固体润滑滚动轴承，其不会因填块卡住而阻碍旋转，而且没有填块脱落的危险，振动小，能够获得顺畅且安全的旋转。本实用新型涉及能够达成上述目的的固体润滑滚动轴承。本实用新型的固体润滑滚动轴承，其特征在于，所述固体润滑滚动轴承包括内圈；外圈；滚动体；填块，其由含有固体润滑剂的材料构成；以及保持器，其具有以至少一个所述填块及一个滚动体为单位进行收纳的兜孔，保持器的兜孔在所述滚动轴承的铅直方向以及圆周方向两方具有保持滚动体和填块的曲率，所述填块为在圆柱状的基部的至少一侧端部具有直径比基部的直径小的大致圆柱状部的形状。根据这样的构成，本实用新型的固体润滑滚动轴承不需要用于装配填块的缺口。由此,能够抑制以往的缺口部分的加工费而降低成本,并且由于插入的填块不会卡住缺口部而阻碍旋转，因此不会产生异常振动。而且，由于插入的填块从至少一侧、优选从两侧被滚动体限制，所以也没有因振动等而从内外圈的轨道槽偏离而脱落的危险。并且，关于润滑功能，由于所有滚动体至少在一处与含有固体润滑剂的填块接触，该固体润滑剂转移并附着(转移附着)到滚动体的接触面，因此借助该固体润滑剂可获得充分的润滑性能。而且，本实用新型的固体润滑滚动轴承中，所述保持器为以夹着所述填块的两个滚动体为单位进行收纳的保持器，由此，相对滚动体的个数，填块的个数能够减半，所以能够降低成本，并且，由于以两个滚动体和一个填块为一个单位而收纳于保持器兜孔，因此，与将滚动体和填块以相同个数组合的以往的滚动轴承相比，轴承旋转时在填块产生的圆周方向的冲击力减小，从而填块损伤被抑制。而且，本实用新型的固体润滑滚动轴承中，所述填块由圆柱状的基部、和设置于圆柱状的基部的至少一侧端部且直径比基部直径小的圆柱状部构成。直径比该基部直径小的圆柱状部也称作所谓的台肩部。由于具有该台肩部，即使填块的周向全长比较长，也能够在抑制填块的破坏和破裂的发生的同时组装到轴承中。这里，所述填块也可以在两侧具有台肩部，单侧可以为平面或者凸面、凹面。而且，在所述填块的角部也可实施用于防止破裂和缺欠的倒角。另外，优选固体润滑滚动轴承的特征为所述保持器为以夹着所述填块的两个滚动体为单位进行收纳的保持器，保持器的兜孔在所述滚动轴承的铅直方向(垂直于滚动轴承的旋转轴线的方向)以及圆周方向两方具有保持滚动体和填块的曲率，至少在所述滚动体表面形成有与所述填块同样的固体润滑膜。通过这样的结构，与先在润滑滚动体之间全部插入固体润滑剂填块的以往的滚动轴承相比，能够减少填块的数量，能够减低成本，而且在滚动轴承旋转时，能够使在填块产生的圆周方向的冲击力减小，能够减轻填块损伤的危险性。而且，在具有收容一个填块和两个滚动体的兜孔的结构中，能够在滚动轴 承的铅直方向以及圆周方向两方由曲面夹住滚动体和填块，滚动轴承在旋转时，能够固定保持器位置(使滚动轴承的铅直方向以及圆周方向的位置恒定)，使填块和滚动体的中心轴线保持大致恒定地旋转，因此，即使填块磨损也能够长期地抑制转矩变动和振动。而且进一步地，在滚动轴承的旋转初期，即使在固体润滑剂从由固体润滑剂构成的填块向滚动体的移动附着不充分的情况下，也能够获得立即有效且充分的润滑性能，从而延长滚动轴承的寿命。而且，优选的是，在本实用新型的固体润滑滚动轴承中，通过使所述保持器的兜孔的圆周方向间隙的大小在O. Olmm 滚动体直径的20%的范围内，能够有效地抑制轴承的旋转转矩、起动转矩以及保持器的振动。而且，优选的是，在本实用新型的固体润滑滚动轴承中，通过使所述填块的直径为滚动体直径的O. 50 O. 95倍，在抑制旋转转矩并防止了偏磨损的同时，能够较低地维持振动水平。进一步优选的是，在本实用新型的固体润滑滚动轴承中，通过使所述保持器的兜孔的与滚动体的接触面的曲率半径设定为滚动体半径的1.01 I. 10倍，使保持器和滚动体之间的间隙适当而防止保持器的振动。另外，在本实用新型的固体润滑滚动轴承中，通过使所述填块的材料为二硫化钥、二硫化钨和氮化硼中的任意一种，或者为以二硫化钥及二硫化钨作为润滑剂的主要成分、并将这些润滑剂成分与从铁、铜、镍、钨、锡、钴、铬(Fe、Cu、Ni、W、Sn、Co、Cr )中选择的金属或这些金属的氧化物、氮化物、硼化物烧结而得到的自润滑性烧结复合材料，能够防止过剩的磨损粉末的产生和填块的破裂。特别地，以二硫化钥(MoS2)以及二硫化钨(WS2)为主要成分的润滑剂成分在80%以下、剩余部分为铁系合金的自润滑性烧结复合材料，与以石墨为主要成分的材料相比，强度大、磨损量也适当，并且无论在空气中还是真空中都能够使用，所以适合本实用新型的轴承。但是，当在350°C以上的温度使用本实用新型轴承的情况下，将以碳化硼为主要成分的润滑剂与镍合金复合而成的自润滑性烧结复合材料作为填块材料较为理想。本实用新型的固体润滑滚动轴承能够恰当地作为在例如高温、低速下使用的窑车的车轴用支挂轴承使用。这种情况下，本实用新型的固体润滑滚动轴承的内圈作为旋转圈而被使用。而且，还能够恰当地使用于膜延伸装置的拉幅夹用的轴承等。这种情况下外圈作为旋转圈而被使用。进一步地，在要求滚动轴承的所谓的刚性的用途中，还能够施加预负荷地进行使用。[0037]而且，关于本实用新型的固体润滑滚动轴承，在一个轴承中具有三个以上的滚动体即可，在内圈内径和外圈外径的尺寸差小的所谓的薄壁轴承中，使用薄壁的保持器，滚动体及填块小型化而能够在轴承内配置多个。另外，在本实用新型的固体润滑滚动轴承中，轴承的形式是任意的，还能够应用于圆柱滚子轴承、角接触球轴承等。轴承的组合也是任意的，也能够根据需要将圆柱滚子轴承等和深沟球轴承等组合起来使用。此外，在本实用新型的固体润滑滚子轴承中，根据需要，还能够安装密封用的密封件或防护板。而且，内外圈的宽度等能够根据使用条件适当选定。对于滚动体的P⑶等也是同样。而且，也可以预先不仅在轨道面还在滚动体和保持器形成固体润滑剂的皮膜。
图I是将本实用新型的固体润滑滚动轴承的一部分剖切进行表示的立体图。图2是图I所示轴承的保持器的主视图。·图3是图I的保持器的局部放大图。图4是图2中的箭头IV所示方向的保持器单面侧的侧视图。图5中，Ca)是以往的填块的立体图，(b)是本实用新型的填块的立体图。图6是填块的安装步骤说明图。图7是表示填块的尺寸确定方法的流程图。图8是用于求出填块的尺寸计算公式的几何图。图9是用于求出填块的圆周方向的兜孔间隙尺寸计算公式的几何图。图10是用于计算填块的倒角尺寸的几何图。图11是比较例的结构说明图。图12是比较例的结构说明图。图13是比较例的结构说明图。标号说明I :外圈、2 :内圈、3 :滚动体、4 :填块、5 :保持器。
具体实施方式
参照附图对本实用新型进行详细说明。图I至图5表示作为本实用新型的固体润滑滚动轴承的实施方式的固体润滑深沟球轴承，图I为对一部分进行剖切表示的立体图，图2为该轴承的保持器的主视图，图3为上述保持器的局部放大图，图4为图2中的箭头IV所示方向的保持器的单面侧的侧视图，图5为填块的立体图。该球轴承中，八个滚动体(此情况下为滚珠)3在圆周方向隔开预定的间隔地配设在外圈I与内圈2之间。使该滚珠3以两个为一组，和介于其之间的一个填块4 一起收纳于保持器5的兜孔51内而构成一个单位。填块4为图5所示的圆柱形，其直径ds比其两端面41、41间的宽度(或者高度)h大(h〈ds)，并且其直径ds如后所述根据轴承内外圈1、2的轨道面的形状来进行设计，而且对端面41的角部进行了倒角。该倒角42使填块4的插入作业变得容易，该倒角尺寸X用下述的计算公式算出。另外，图示的情况下倒角42为倒棱倒角，但也可为倒圆角。而且，虽对端面41的角部的全周进行了倒角，但不限于此，也可以是至少在填块4的一个对角线上对两端面41、41的角部的一部分进行倒角。但是，仅对一部分进行了倒角的填块由于在向轴承插入时需要使倒角方向与内外圈面相一致，因此插入作业变麻烦，因为若留有角部，则该部分容易破损，所以优选尽量在整周进行倒角。而且，为了削减填块制作时的工序，在不实施倒角的情况下，通过将填块的对角线长度设定成下述的条件，能够使填块的插入作业容易化。然而，这种情况下，为了防止微小破坏，填块角部优选被处理为轻倒角程度。该填块4由具有固体润滑功能的材料构成，具体来说，将天然或人造的石墨材料、氮化硼、二硫化钥、二硫化钨等固体润滑材料与玻璃纤维、耐热性树脂纤维、碳纤维等强化填料混合，通过有机质或无机质的粘合剂固定并烧制而成的材料，或者也可以考虑将所述固体润滑材料和铁、镍、钴等耐热性合金复合烧结而成的材料。本实用新型的固体润滑滚动轴承的结构中，若过剩的磨损粉末或块状的碎片被卷入外圈和内圈1、2、滚动体3与保持器5间，则轴承振动值增加，有时则无法旋转。而且，在由于旋转中的滚动体的碰撞导致的冲击或压缩，而造成填块破裂的情况下，由于轴承锁住而突然停止，因此存在对装配有轴承的装置也产生不良影响的情况。特别是在要求旋转精度的用途的情况下，不得不将内部间隙缩小到极限，对过剩的块状磨损粉末变得特别敏感。·而且，对于在高温、高载荷条件下使用的轴承，因施加于填块4的载荷变大，因此填块4破裂的可能性高。作为这些问题的对策，虽考虑增加填块4的强度，但由于以石墨为主要成分的固体润滑剂一般来说脆并容易磨损(压缩强度为IOMPa左右)，因而不适用。与此相对，关于使以二硫化钥以及二硫化钨为主要成分的润滑剂成分在80%以下、其余为铁系合金的自润滑性烧结复合材料，该自润滑性烧结复合材料强度高(压缩强度为140MPa左右)、磨损量也适宜。而且，因为无论在大气中还是真空中都能没问题地使用，所以适合本实用新型的轴承。然而，由于二硫化钥在350°C附近发生氧化而润滑特性劣化，因此在超过该温度的温度使用本实用新型轴承的情况下，使以氮化硼为主要成分的润滑剂与镍合金复合而成的自润滑性烧结复合材料能够有效地利用。对于上述润滑剂，润滑剂成分超过80%时基于金属矩阵的强化变得不充分，材料强度劣化，磨损量变大。因此，优选润滑剂成分量在80%以下，特别是优选为大约40% 60%。保持器5在图示的情况为冲压型保持器，该保持器5构成为将在圆周等分位置上具有四处圆弧状的兜孔51的两张圆环状的冲压成型金属板511、511相对置地组合，并用铆钉6铆接四处兜孔51间的连接部52从而紧固成一体，其中，所述圆弧状的兜孔51将两个滚珠和一个填块4作为一个单位进行夹持和收纳。当然，该紧固方式不局限于铆钉6，在小径轴承的保持器中也可选择一般所使用的回弹(押返L·)型的紧固。在圆环状的成型金属板511、511中的四处的各兜孔51部分，各自在兜孔两端具有与滚珠3的球面相吻合地形成了曲面的两处滚珠收纳部512、512，并且在其中间具有与填块4的圆柱面相吻合地形成了曲面的填块收纳部513。本实用新型的固体润滑滚动轴承的保持器中，这样形成为例如具有收容一个填块与两个滚动体的兜孔的形状，但优选为用在铅直方向和圆周方向具有恒定的曲率半径的曲面来保持滚动体和填块的结构。这样，通过由曲面夹持滚动体和填块，能够固定旋转时的保持器位置，保持填块和滚动体的中心轴线大致恒定，所以能够长期地维持稳定的旋转。此时，保持器的曲率优选在铅直方向和圆周方向上都为滚动体径的I. 01 I. 10倍。曲率在滚动体的1.01倍以下时，润滑剂从保持器与滚动体间的排出效率变差，不能维持恰当的润滑状态。而且，当曲率过大时，不仅填块和滚动体的中心轴线偏移，而且存在保持器与外和内圈的端面接触的情况。这种情况下，虽能维持轴承的旋转，但其成为转矩变动和振动的起因，所以不推荐。为了容易地实施适宜的曲率半径，最好使用冲压型保持器。而且，在要求保持器强度的用途中，实施氮化处理等表面处理，或使用通过研磨加工得到的保持器。而且，在以基本设计规格中具有奇数个滚动体的轴承作为本实用新型所说明的固体润滑结构的情况下，考虑了用保持器兜孔中的一个兜孔来收纳一个滚动体和一个填块、或者交互地收纳三个滚动体和两个填块的结构，但是在这些情况下，因保持器形状在圆周方向变得不均一，因而存在损害轴承的旋转稳定性的情况。因此，只要是在轴的耐载荷性能被满足的情况下，通过使滚动体数量减少而将奇数个变为偶数个，来将全部的兜孔做成收纳两个滚动体和一个填块的形状。这种情况下，将滚动体在圆周上均一地配置的话，由于滚动体间的距离变大，插入了填块时的圆周方向间隙变大，因此需要减小滚动体间角度来调整成适当的圆周方向间隙。在此，优选初始的圆周方向间隙确定在O. Olmm 滚动体直径的20%的范围。在圆周方向间隙为负的情况下，由于滚动体被填块压靠于保持器而被限制，因此轴承无法旋转。而且，初始的圆周方向间隙虽然为正但不满O. Olmm时，不仅夹着填块的两个滚动体与保持器兜孔干涉、初始转矩增大，而且由于填块所产生的磨损粉末的卷入，在保持器兜孔内滚动体和填块互顶，从而成为轴承锁死的原因。相反地如果间隙超过滚动体直径的20%，除了加剧了滚动体和填块的碰撞所导致的旋转振动，有时填块容易翻倒而阻碍轴承的旋转。因此，如后所述，将总间隙S的大小选择为δ=0. Olmm 滚动体直径的20%。这样构成的本轴承的组装顺序如下所述。另外，在外圈I和内圈2之间已经组装有八个滚珠3。(I)使滚珠3聚集在轴承的圆周上的一处。(2)在通过聚集滚珠3产生的内外圈间的空白的间隙S插入一个填块4。这时，首先，如图6的(a)所示，以填块4的两端面41分别面对作为外圈I的导向面的外圈内径面11和作为内圈2的导向面的内圈外径面21的方式插入。接下来如图6的(b)所示，使该填块4沿着外圈I的槽面12以及内圈2的槽面22旋转，使填块4的两端面41朝向轴承的圆周方向。(3)使两个滚珠3从聚集在一处的滚珠列的任意一端侧向相反端移动，使其中一个滚珠3与所插入的填块4的一个端面41抵接。填块4的另一端面41与位于相反侧的滚珠3抵接。这样，一个填块4与两个滚珠3抵接而被夹持。(4)重复上述(2) (3)的工序(在图示情况下为4次)直到没有不与填块4接触的滚珠3。(5)进行整理使由两个滚珠3和被它们所夹的一个填块4构成的单位组(4组)在轴承圆周方向均等配置。(6)将保持器5的两张圆环状的冲压成型金属板511、511 (参照图2)从轴承的两侧插入内外圈间的间隙中，使上述各单位组收纳于各兜孔51。(7)用铆钉6铆接作为上述两张成型金属板511、511的对接部分的保持器5的连接部52，来紧固成一体。以下，根据图7的流程图对现有例子中的填块4的尺寸的确定方法作以说明。关于该填块4，为了使其能够插入而无需如以往那样在内外圈的一部分设置填块插入用的缺口、而且插入后没有脱落，该填块4的各部分的尺寸与内外圈的尺寸相关联地如下确定。步骤I :确定圆柱形填块4的直径ds填块4的直径ds基本上比滚动体3的直径dw小即可。但是，由于直径极小时容易从轨道面脱落，因此以滚动体3的直径dw的90%左右为基准。 即，虽优选填块的基准直径大约为ds=0. 90dw,但也能在滚动体直径的O. 95 O. 5倍的范围内调整。填块直径超过滚动体直径的O. 95倍时，不仅组装变得困难，而且旋转中填块的角部与外圈和内圈的滚道面干涉而容易产生由微小破坏导致的块状磨损粉末。产生的磨损粉末在旋转时卷入滚动体与外圈和内圈间，成为转矩变动、振动增加的原因。而且，相反地，在不满O. 5倍时，滚动体在赤道部分变得不再夹持填块，由于填块的偏磨损和滚动体被填块塞住等问题，成为轴承旋转不良的原因。因此，选择填块直径ds= (O. 95 O. 5) Xdw。步骤2 :确定圆柱形填块4的高度(或者宽度)h 现在，进行如下设定dw :滚动体3的直径Dg :外圈导向面11的直径(外圈内径)dg :内圈导向面21的直径(内圈外径)ds :填块4的直径h:填块高度(或者宽度)Dr :外圈槽12的直径dr:内圈槽22的直径X :填块的对角线上的倒角尺寸。填块4的高度h以通过外圈I和内圈2之间的间隙S为条件。由图8(图6的(a)的状态)可知，Δh+h= (Dg/2)-(dg/2)...... (I)并且，Δ h= (Dg/2) - (dg/2) cos ( θ/2)...... (2)并且，计算公式Icos ( θ /2) = {I- [ (ds/2) / (Dg/2) ]2}1/2=[l-(ds/Dg)2]1/2=(1/Dg) [Dg2-ds2]1/2……(3)根据上述式子(I )、(2)、和(3),h= (1/2) (Dg-dg) - Δ h=(1/2) (Dg-dg)-(Dg/2) [1-cos ( Θ /2)]= (1/2) [Dg · cos ( Θ/2) _dg][0106]=(1/2) [(Dg2-dS2) 1/2_dg]=(Dg/2) [l-(ds/Dg)2]1/2-dg/2……(4)填块4的高度h根据外圈内径Dg以及内圈外径dg由该式子(4)求得。步骤3 :确认保持器兜孔内的圆周方向间隙作为另一个约束条件，被两个滚动体夹持地收纳于保持器兜孔部时的圆周方向的间隙量必须为适当值。该保持器兜孔内的间隙量S虽在旋转中随着填块的磨损而变化，但初始状态下如图9 (图6的(b)的状态)所示，计算公式2δ 1=2 X {[dp/2 X sin ( θ /2) ] - (dw+h)}·[0113]=dp X sin ( θ/2) - (dw+h)......(5)δ 2= (a-I) Xdw= (0. 01 0. I) Xdw作为和的δ通过δ = δ 1+ δ 2获得。其中，δ I :滚动体和填块间的圆周方向间隙量δ 2 :滚动体和保持器面的圆周方向间隙量dw :滚动体直径dp:轴承的分度圆直径Θ :滚动体间角度a :保持器兜孔与滚动体的接触面的曲率半径/滚动体半径h:填块的高度滚动体间角度Θ为夹持填块的两滚动体所成的角度，Z (偶数)个滚动体在全周360°均等配置的情况下，Θ通过Θ=360/Ζ获得。Z为奇数的情况下，只有一个Θ不同。而且，a为保持器兜孔部处的圆周方向的曲率半径除以滚动体半径所得的值，其大致设定在I. 01 I. 10 (后面详细说明)。因此，δ 2为由保持器形状决定的正值。在此，为了使受填块高度影响的S I不为负值而需要调整填块的高度。这是因为，在δ I < O的情况下，由于填块将滚动体压靠于保持器而进行限制，因而轴承有时变得无法旋转。结果来看，保持器内的圆周方向的总间隙量δ = δ + δ 2不为O即可，但实际上δ I和δ 2分别设计。由于δ I的确定依存于填块的高度h，因此δ I的适当值(为>0)变成了确定h。δ I的值不为正时，反复进行这样的作业退回步骤2由式子(4)确定新的h，再前进到步骤3由式子(5)求得δ I并确认其值的正负。若确认0〈δ 1，则前进到下一步骤。另外，关于圆周方向间隙的调整，虽能够调整保持器的兜孔尺寸，但因滚动体在圆周上配置变得不均等，所以优选通过填块的高度进行微小的圆周方向间隙的调整。步骤4 :确定圆柱形填块4的倒角42的尺寸χ 由于填块的倒角主要以填块插入作业的容易化为目的，因此，严格来说，只要满足上述填块的直径、长度条件，填块的倒角就不是必须进行的。然而，有时填块的角部容易因与滚动体的接触而发生微小破坏并产生块状的磨损粉末。由于若这些块状的磨损粉末大量卷入轴承内部则成为旋转不良的原因，所以优选角部被处理成轻倒角程度。填块4的倒角尺寸χ以填块4能够在外圈槽面12和内圈槽面22之间的空间内旋转为条件。图10中，填块4由于其对角线LI的长度(h2+ds2)1/2最长，并在该线上进行了倒角42，所以可旋转的倒角尺寸在单侧为χ时2x= (h2+ds2)1/2 (Dr-dr) /2... χ= (h2+ds2) 1/2/2-(Dr-dr)/4...... (6) 填块4的倒角尺寸χ根据外圈槽面12的直径Dr、内圈槽面22的直径dr、填块的高度h以及直径ds由式子(6)求得。这样求得的尺寸χ为计算上的下限值，若设定为比此值稍大，填块4的插入作业变得容易并且填块4的制作也变得容易。在应用于代号6204的单列深沟球轴承作为计算例的情况下，滚珠直径dw 7. 938mm外圈内径Dg :38. 6_内圈外径dg:28. 5_外圈槽径Dr 41. 4mm内圈槽径dr :25. 6mm，圆柱形填块4的直径ds=0. 9X7. 938mm 7. Imm圆柱形填块4的高度h用式子(4)求得时，计算公式3h= (Dg/2) [I-(ds/Dg)2] 1/2_dg/2=(38. 6/2) X [1-(7. 1/38. 6)2]1/2_28· 5/2^ 4. 7 (mm)而且，倒角尺寸χ (单侧的曲率半径)用(6)式求得时，χ= (h2+ds2)1/2/2~ (Dr-dr) /4=(4. 72+7. I2) 1/2/2- (41. 4-25. 6) /4=0. 3 (mm)步骤5 :确认不实施倒角时的旋转条件在不实施倒角的情况下，确认在外圈槽面和内圈槽面之间的空间内能否进行填块的旋转。由图10清楚地得知，填块4的对角线长度LI比滚珠3的直径dw小的话(L〈dw)，能够在外圈与内圈间的槽空间旋转。因此，为了使填块4的旋转容易，优选调整填块尺寸使得填块的对角线长度LI为滚动体直径dw的I. I O. 7倍左右。即，因为填块的对角线长度LI通过Ll=(ds2+d2)1/2求得，因此确认I. l>Ll/dw>0. 7的成立。I. I是经验上能够容许的上限值，若LI超过dw的I. I倍，则填块的旋转变得困难并且变得无法装配。而且，若不满O. 7倍，则存在旋转中的填块容易脱落而阻碍轴承的稳定旋转的情况。若旋转条件的确认结果在上述范围外，则返回步骤I。如上所述地构成的本发明实施例的固体润滑滚动轴承由于不需要用于组装填块4的缺口(插入口)，所以能够获得以下的各种作用效果。(I)能够抑制缺口(插入口)部分的加工费。(2)无论有无轴向载荷，由于所插入的填块不会卡住缺口部而阻碍旋转，所以能够防止异常振动的发生。[0159](3)由于所插入的填块的端面被从两侧被滚动体夹持限制，因此没有因振动等而从内外圈的轨道槽偏离而脱落的危险。(4)由于相对滚动体的个数填块的个数能够减半，所以能够降低成本，并且，由于以两个滚动体和一个填块为一个单位而收纳于保持器兜孔，因此与将滚动体和填块以相同个数组合的以往的滚动轴承相比，轴承旋转时在填块产生的圆周方向的冲击力减小，从而填块损伤被抑制。并且，关于润滑功能，由于所有滚动体至少在一处与含有固体润滑剂的填块接触，该固体润滑剂转移并附着(转移附着)到滚动体的接触面，因此借助该固体润滑剂能够获得充分的润滑性能。而且，本申请的实用新型的固体润滑轴承中，如图5的(b)所示，由于在填块设置了台肩部，因此与以往例子那样只有单纯的倒角的情况相比，装填容易，装填时的破裂和缺欠的危险也变得更小。而且，能够增加填块的全长，使得其长寿命化。另外，本申请的实用新型的固体润滑滚动轴承是将含有固体润滑剂的填块夹持于滚动体间、通过固体润滑剂向滚动体的转移附着来进行固体润滑的滚动轴承，但是在旋转初期由于固体润滑剂的转移附着不充分，因此在滚动体或保持器(整个面)、轴承轨道圈的·滑动面(例如内外圈的外径面)或者轨道面，通过形成与填块同样的固体润滑膜，能够达到初始润滑效果。而且，在实施方式中对单列深沟球轴承进行了说明，但本实用新型也能够应用于其它的球轴承。进一步地，不局限于球轴承，也能自如地应用于圆柱、圆锥、球面的各滚子轴承。而且，实施方式中虽说明了使用冲压型保持器的情况，但不局限于此，其它例如冠型保持器、切制型保持器、冲切型保持器等也能够使用。而且，实施方式中针对滚动体的个数为偶数个(例如8个)的滚动轴承，说明了具备收纳一个填块和两个滚动体的兜孔的保持器，但奇数个滚动体的情况下，保持器兜孔中的一个兜孔收容一个滚动体和一个填块，或者交替地收纳三个滚动体和两个填块。即，概括地说，本实用新型的固体润滑滚动轴承的保持器具有收纳至少一个滚动体和一个填块的部分，滚动体合计在三个以上即可。
权利要求1.一种固体润滑滚动轴承，其包括内圈；外圈；滚动体；填块，其由含有固体润滑剂的材料构成；以及保持器，其具有收纳所述滚动体和填块的兜孔， 所述固体润滑滚动轴承的特征在于， 所述保持器是以所述填块和至少一个滚动体为单位进行收纳的保持器，保持器的兜孔在所述滚动轴承的铅直方向以及圆周方向两方具有保持滚动体和填块的曲率，所述填块为在圆柱状的基部的至少一个端部具有直径比基部的直径小的大致圆柱状部的形状。
2.—种固体润滑滚动轴承，其包括内圈；外圈；滚动体；填块，其由含有固体润滑剂的材料构成；以及保持器，其具有收纳所述滚动体和填块的兜孔， 所述固体润滑滚动轴承的特征在于， 所述保持器是以夹着所述填块的两个滚动体为单位进行收纳的保持器，保持器的兜孔在所述滚动轴承的铅直方向以及圆周方向两方具有保持滚动体和填块的曲率，所述填块为在圆柱状的基部的至少一个端部具有直径比基部的直径小的大致圆柱状部的形状。
专利摘要本实用新型提供一种固体润滑滚动轴承。在高温或高真空等环境下使用的滚动轴承因为不能使用润滑脂润滑，所以提出了将由例如石墨等固体润滑材料构成的填块配置于各滚动体间的填块型固体润滑轴承。但是，该填块由于非常脆并容易破损，所以存在因旋转时的冲击而损伤并在轴承产生异常振动、或发生填块脱落等问题。本实用新型提供了一种固体润滑滚动轴承，其包括内圈；外圈；滚动体；填块，其含有由所选择的材料构成的固体润滑剂；以及保持器，其具有以至少一个所述填块和一个滚动体为单位进行收纳的兜孔，根据所述固体润滑滚动轴承，没有脱落和破损的危险，振动小，能够获得顺畅且安全的旋转。
文档编号F16C33/38GK202756440SQ20122042811
公开日2013年2月27日 申请日期2012年8月27日 优先权日2012年7月23日
发明者细谷真幸 申请人:日本精工株式会社