高压油泵滚轮用圆柱滚子轴承的制作方法

本实用新型涉及圆柱滚子轴承，特别涉及高压油泵滚轮用圆柱滚子轴承。

背景技术：

目前现有的汽车发动机都会安装高压油泵，其为发动机提东高压力的燃油，高压油泵通过凸轮轴驱动，而安装于凸轮轴上的圆柱滚子轴承常常处于高速运转的状态，要求其具有较高的疲劳寿命。现有的圆柱滚子轴承一般由外圈、内圈、保持架以及多个滚子组成，其中滚子作为轴承最为重要的零件，其使用寿命的长短直接影响轴承的使用寿命，而滚子通过保持架进行限位，保持架在长期工作后容易发生断裂情况。

为提高保持架的强度以及使用寿命，在公告号为CN201218283Y的实用新型中记载了一种“内拉式圆柱滚子轴承保持架”，采用整体式的保持架，两边边缘设有对称的倾斜斜面来提高保持架的抗疲劳强度。但轴承转动过程中保持架是随着滚子进行转动，会在转动过程中产生离心力，容易使得保持架的侧壁产生应力集中的情况，久而久之保持架侧壁产生裂纹，裂纹扩展最终导致保持架断裂，而整体式的保持架更容易发生断裂的情况。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种高压油泵滚轮用圆柱滚子轴承，通过对保持架侧壁进行凸度设计，使得侧壁受载均匀，减少应力的集中提高使用寿命。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高压油泵滚轮用圆柱滚子轴承，包括内、外圈、多个滚子以及保持架，所述保持架为整体式保持架，包括具有一定间距的两架框，在两架框之间沿圆周方向均有多个架梁，相邻两架梁与两架框之间围合形成用于限位滚子的兜窗，所述架框包括外壁与内壁，所述内、外壁均从中部向外凸起形成第一凸度，其中内壁与架梁的连接处设置有加强筋。

通过采用上述技术方案，将架框的内、外壁向外凸起设置一定的凸度，来减少架框的内、外壁上的应力集中使得受载均匀，同时在架框内壁与架梁之间通过设置加强筋减少两者连接处的应力集中，并提高整个保持架的强度，提高使用时疲劳寿命。

作为优选地，所述架梁的中部往轴孔内凹，包括对称设置的两块斜梁以及连接两斜梁的中间块，所述中间块的两侧设置有垫片。

通过采用上述技术方案，梁架内凹设置在能加工时能减少梁架的内应力，其次梁架上所受到的载荷更为分散避免应力集中，提高使用寿命；而中间块两侧设置的垫片在滚子安装在兜窗内时外壁会与垫片接触，起到限位作用，同时还能减少滚子与梁架之间的挤压受损，进一步的提高了保持架的使用寿命。

作为优选地，所述内圈远离第二挡圈的一端设置有与内圈滚道连接的第一锥形段，所述第一锥形段与端面之间通过第一圆弧段连接。

通过采用上述技术方案，内圈滚道所受到的一侧边缘载荷利用第一锥形段配合连接的第一圆弧段均匀分摊，避免内圈滚道一侧出现应力集中的情况，提高了内圈的使用疲劳寿命。

作为优选地，所述阶梯面与外圈滚道的交界处以及第二挡圈的端面与内圈滚道的交界处均开设有内凹的油槽。

通过采用上述技术方案，油槽能储存润滑油对滚子进行润滑，能减少滚子与外圈、内圈之间的摩擦磨损，提高三者的使用寿命。

作为优选地，所述油槽的槽壁由内凹的第二圆弧段以及与第二圆弧段两端连接的第二锥形段和第三锥形段组成，所述第二锥形段与内圈滚道连接，第三锥形段与第二挡圈的端面连接。

通过采用上述技术方案，内圈滚道与第二挡圈的交界处再通过油槽的设置降低交界处的应力集中，并且利用第三锥形段与第四锥形段将应力分散，使得内圈滚道的另一侧同样避免了应力集中的情况，进一步提高内圈的使用寿命。

作为优选地，所述内圈轴孔的内壁两端均设置有第三圆弧段，第三圆弧段的两端分别通过第四锥形段与内圈的端面以及内圈的内壁连接。

通过采用上述技术方案，内圈的内壁与两端面之间利用第三圆弧段结合第四锥形段避免交界处的应力集中，进一步提高内圈的使用寿命。

作为优选地，所述滚子的两端面均包括位于中部的平面段以及与平面段连接的第四圆弧段，第四圆弧段通过圆弧过渡段与滚子的母线连接。

通过采用上述技术方案，滚子的两端面利用平面段与外圈以及内圈的第一挡圈与第二挡圈抵接，由于减少了抵接面积使得滚子与保持腔内的安装精度更高；平面段与第四圆弧段的结合使得滚子的两端面同样形成一定凸度，使得滚子所受到的轴向载荷分布均匀，进一步提高滚子的使用寿命。

作为优选地，所述平面段上开设有定位槽，所述定位槽的槽壁与轴线具有40°~50°的夹角。

通过采用上述技术方案，定位槽的开设首先在加工滚子时两端面对中时更为准确，提高滚子的同轴度，而槽壁的倾斜设置降低与平面段交界处的应力集中；其次定位槽的开设使得端面的平面段面积进一步减少，与第一挡圈、第二挡圈的抵接面积进一步降低，更进一步的提高滚子的安装精度，使得轴承工作更为稳定。

作为优选地，所述第一凸度在0.030~0.040mm之间，所述第二凸度在0.001~0.004mm之间，所述第三凸度在0.001~0.004mm之间，第四凸度在0.004~0.007mm之间，所述第五凸度在0.003~0.008mm之间。

通过采用上述技术方案，凸度的取值范围考虑到过小时无法避免“边缘效应”的产生，过大时部件会受到较大的应力，造成损伤，不同的部件设计不同的凸度来达到最佳的应力分布。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、保持架的内、外壁设置一定的凸度结合加强筋与架梁连接，将整个保持架的应力分散，尤其实现内、外壁的受载均匀，提高使用寿命；

2、外圈、内圈以及滚子的对应凸度的取值设计，结合滚子在内、外圈内的安装结合，使得整个轴承所受到的载荷分布更为均匀，提高了使用寿命；

3、内、外圈上设置的油槽对滚子起到润滑作用的同时，降低了内、外圈拐角处的应力集中，提高了内、外圈的使用寿命。

附图说明

图1为高压油泵滚轮用圆柱滚子轴承的剖视图；

图2为保持架的轴测图；

图3为保持架的正视图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为外圈的剖视图；

图6为图5的A部放大图；

图7为外圈滚道的示意图；

图8为内圈的剖视图；

图9为图8的B部放大图；

图10为图8的C部放大图；

图11为图8的D部放大图；

图12为内圈滚道的示意图；

图13为滚子的结构示意图。

图中：1、外圈；11、第一挡圈；12、外圈滚道；13、阶梯面；2、内圈；21、第二挡圈；22、内圈滚道；23、第一锥形段；24、第一圆弧段；25、第三圆弧段；26、第四锥形段；3、保持架；31、架框；311、外壁；312、内壁；32、架梁；321、斜梁；322、中间块；3221、垫片；33、兜窗；34、加强筋；4、滚子；41、母线；411、直线段；412、首段；413、尾段；42、平面段；43、第四圆弧段；44、圆弧过渡段；45、定位槽；5、油槽；51、第二圆弧段；52、第二锥形段；53、第三锥形段。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参见图1，一种高压油泵滚轮用圆柱滚子轴承，包括外圈1、内圈2、保持架3以及多个滚子4，滚子4嵌设于保持架3中，内圈2置于外圈1的轴孔内，内圈2的外壁与外圈1的内壁形成用于容置滚子4的保持腔。

参见图2，保持架3包括两个截面呈圆形的架框31，两架框31之间留有间距，在两架框31之间设置有多个架梁32，架梁32均匀在架框31的周向上，相邻两架梁32之间形成兜窗33。架梁32由中部向轴孔一侧内凹，其包括两根斜梁321以及连接两斜梁321的中间块322，架框31的内壁312与架梁32的连接处设置有加强筋34。

参见图3与图4，中间块322的两侧壁上设置有垫片3221，垫片3221可以通过胶水或者硫化与中间块322连接，滚子4在安装在保持架3后部分能抵接在垫片3221上，起到一定的限位与缓冲作用。

架框31的外壁311与内壁312均由中部向上凸起形成第一凸度t₁, 第一凸度t₁在0.030~0.040mm中间，优选第一凸度t₁为0.036mm。

结合图5至图7，外圈1呈圆柱形，其两端分别设置有第一挡圈11，处于两第一挡圈11的内端面之间设置有外圈滚道12，外圈滚道12的截面为圆形，其中部向上凸起形成第二凸度t₂, 第二凸度t₂在0.001~0.004mm之间，优选第二凸度t₂为0.003mm，并且外圈滚道12的最小直径段要大于第一挡圈11的内孔直径，使得在第一挡圈11与外圈滚道12之间形成一阶梯面13。

第一挡圈11的阶梯面13与外圈滚道12的交界处均开设有油槽5，油槽5的槽壁由第二圆弧段51以及与第二圆弧段51两端连接的第二锥形段52与第三锥形段53构成，第二锥形段52与外圈滚道12连接，第三锥形段53与阶梯面13连接。

参见图8，内圈2同样大致呈圆柱形，在其一端水平向外延伸形成第二挡圈21，第二挡圈21的截面同样为圆形，相邻第二挡圈21的内圈2外壁设置为内圈滚道22。

参见图12，内圈滚道22的中部向上凸起形成第三凸度t₃，内圈滚道22的两端设置有第四凸度t₄，其中第三凸度t₃小于第四凸度t₄，第三凸度t₃在0.001~0.004mm之间，优选第三凸度t₃为0.002；第四度t₄0.004~0.007mm之间，优选第四度t₄0.006mm。

结合图8至图11，内圈滚道22与第二挡圈21的交界处同样设置有油槽5，该油槽5与外圈1上的油槽5相同；内圈2远离第二挡圈21的一端面设置有第一锥形段23，与第一锥形段23的一头连接有第一圆弧段24，第一圆弧段24与内圈2的端面连接，第一锥形段23的另一头与内圈滚道22连接。

内圈2轴孔的内壁两端均设置有第三圆弧段25，第三圆弧段25的两头均连接有第四锥形段26，其中一个第四锥形段26与轴孔内壁连接，另一第四锥形段26与第二挡圈21的端面连接。

参见图13，滚子4的母线41包括中部的直线段411以及连接在直线段411两头的首段412与尾段413，首段412与尾段413对称设置，首、尾段412、413与直线段411形成滚子4的第五凸度t₅,第五凸度t₅在0.003~0.008mm之间，优选第五凸度t₅为0.006mm。

滚子4的两端面包括中部的平面段42以及与平面段42连接的第四圆弧段43，平面段42所处于的平面要高于第四圆弧段43的最高点使得滚子4的两端面中部沿轴向向外凸出；第四圆弧段43通过一圆弧过渡段44与首、尾段412、413连接。处于平面段42的中部开设有一定位槽45，定位槽45的槽壁与滚子4的轴线呈40°~50°的夹角a，夹角a优选为45°。

具体安装时，滚子4安装于保持腔内，保持腔由外圈1的外圈滚道12以及内圈2的内圈滚道22构成，外圈1上的阶梯面13刚好与第二挡圈21的内端面处于同于竖直平面，界定滚子4置于保持腔后的两平面段42所处于的平面为P，第一挡圈11的内端面与第二挡圈21的内端面刚好与平面P相重合，使得滚子4的两平面段42能完全抵接在第一挡圈11的内端面与第二挡圈21的内端面上。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。