轴承保持架及滚动轴承的制作方法

本发明涉及轴承领域，特别涉及轴承保持架及采用该保持架的滚动轴承。

背景技术：

保持架是用来隔离开轴承内的滚动体的重要部件，一体成型制造的金属保持架被广泛使用于工业和汽车领域。图1示出了一种现有的典型保持架，该保持架的侧圈101和横梁102为一体制造，所以保持架的侧圈101和横梁102之间是刚性连接。当保持架受到来自滚动体的冲击负荷时，由于加工时形成的退刀槽应力集中的影响，容纳滚动体的兜孔103的角部容易出现裂纹。对于这种结构，如果保持架的一根横梁102失效，整个保持架都将被作废。此外，由于保持架为实心金属结构，重量较大，在离心力的影响下，保持架可能会运行不稳定。尤其是当保持架的尺寸较大时，保持架的前几阶的振动频率较低，由此会引起nvh的问题。

为了解决上述问题，专利文献us005743660a公开了一种滚动轴承保持架，其采用开槽的弹性连接方式。这种结构的保持架能够缓冲一些振动和冲击，但是这种保持架的横梁的自由端没有支撑，会存在很多低频局部振动，并且可能会引起严重的nvh问题。

专利文献de8222139u1公开了一种单端弹性连接的轴承保持架，该保持架的一端为弹性连接，另一端为刚性连接。这种结构能够缓解一些振动，但是刚性连接的一端的退刀槽仍然会受到应力集中的影响，可能会引起早期失效，并且保持架的重量没有能够明显减轻。

专利文献cn103502666a公开了一种滚动轴承保持架段和滚动轴承保持架，其采用咬合连接将保持架段固定在支承环上。当某个保持架段失效时，容易替换该失效的保持架段，但是保持架段和支承环之间是弹性咬合连接，当产生振动的时候容易松脱。

技术实现要素：

基于上述现有技术的缺陷而做出本发明，本发明的目的在于提供一种可以可靠地吸收滚动体对横梁的冲击负荷的轴承保持架。

提供一种轴承保持架，其包括两个圆环状的侧圈和连接两个侧圈的多个横梁，所述多个横梁的两端与两个所述侧圈形成弹性吸振连接。

在至少一个实施方式中，所述两个侧圈均包括交替连接在一起的若干刚性段和若干弹性段，所述多个横梁的两端与所述弹性段形成弹性吸振连接。

在至少一个实施方式中，所述横梁包括空心柱。

在至少一个实施方式中，所述横梁具有设置在径向外侧或径向内侧的槽。

在至少一个实施方式中，所述空心柱设有贯通所述空心柱的径向外侧壁或径向内侧壁的槽。

在至少一个实施方式中，所述空心柱由金属制成。

在至少一个实施方式中，所述横梁还包括设置在所述空心柱内的弹性块。

在至少一个实施方式中，所述弹性块抵靠或连接所述空心柱的在所述保持架的周向上的两个侧壁。

在至少一个实施方式中，所述弹性块由弹性材料制成。

在至少一个实施方式中，所述刚性段和所述弹性段通过硫化反应或粘接材料连接到一起。

在至少一个实施方式中，通过模塑成型形成所述轴承保持架。

在至少一个实施方式中，所述刚性段由金属制成，所述弹性段由弹性材料制成。

在至少一个实施方式中，所述弹性材料为橡胶。

在至少一个实施方式中，所述刚性段的轴向内侧面比所述弹性段的轴向内侧面向所述保持架的轴向内侧突出。

本发明还提供一种滚动轴承，其包括内圈、外圈和滚动体，所述滚动轴承还包括保持所述滚动体的根据本发明的轴承保持架。

在至少一个实施方式中，所述滚动轴承为圆柱滚子轴承或圆锥滚子轴承。

保持架包括两个侧圈，可以提高保持架的稳定性。多个横梁的两端与两个侧圈形成弹性吸振连接，横梁两侧吸收振动，可以减少低频局部振动，在滚动体冲击横梁时，可以容易且可靠地吸收冲击负荷。

附图说明

图1是示出了现有技术中的一种典型保持架的立体图。

图2是示出了根据本发明的实施方式的轴承保持架的立体结构示意图。

图3是示出了图2中的保持架的局部爆炸示意图。

附图标记说明：

101侧圈；102横梁；103兜孔；

200横梁；201径向外侧面；202径向内侧面；203槽；204横梁侧面；

300侧圈；301刚性段；302弹性段；303弹性段的轴向内侧面；304刚性段的轴向内侧面；305孔；400弹性块；500兜孔。

具体实施方式

以下将参照说明书附图描述本发明的实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。

如图2、3所示，本发明的轴承保持架为复合型轴承保持架，该保持架包括两个侧圈300和多个横梁200。侧圈300由例如金属制成的刚性段301和由例如橡胶制成的弹性段302连接而成。在该保持架的周向上，刚性段301与弹性段302交替排列形成环状，横梁200穿过弹性段302将两个平行设置的侧圈300连接起来。

在一个示例中，刚性段301可以为板状，特别是，两个平行的边呈圆弧状的大致梯形的板状。弹性段302也可以为两个平行的边呈圆弧状的大致梯形的板状。弹性段302具有供横梁200穿过的孔305。孔305的形状与后述的横梁200的横截面外形相匹配。

两个相邻的横梁200及两个侧圈300的轴向内侧面限定了用于容纳滚动体(未图示)的兜孔500。将横梁200的用于限定兜孔500的两个侧面称为横梁侧面204。沿保持架的轴向观察时，横梁侧面204中间向内凹陷，换言之，横梁侧面204为弧面。兜孔500内的滚动体与横梁侧面204之间形成线接触。然而，本发明不限于此，例如，沿保持架轴向观察时，横梁200的横梁侧面204可以为折线状。横梁200的径向外侧壁的(沿保持架的周向的)宽度可以大于横梁200的径向内侧壁的(沿保持架的周向的)宽度。

横梁200可以包括空心柱，特别是薄壁空心柱，这样能够减轻轴承保持架的整体重量。空心柱的横截面可以不封闭，而是留有一条沿保持架的轴向延伸的、贯通横梁200的径向外侧壁或径向内侧壁的槽203。这样就能使空心柱具有弹性，在受到滚动体的冲击负荷时能够变形。在图示的实施方式中，槽203设置在了横梁200的径向内侧壁上。

可以在横梁200的空心柱内装有由例如橡胶制成的弹性块400，弹性块400为长条状，其两个侧面与空心柱的侧壁接触，更具体地，与空心柱的用于限定兜孔500的横梁侧面204的对应内壁面接触。弹性块400增强了空心柱形变后恢复原状的能力，能够减振并且缓冲冲击。横梁200的刚度可以通过空心柱的材料厚度和空心柱内的弹性块400的硬度和体积来调节。弹性块400的体积调节可以是长度(沿保持架的轴向)的调节和/或高度(沿保持架的径向)的调节。弹性块400的长度和/或高度的增加可以提高横梁200的刚度。

在仅由空心柱形成横梁200的情况下，可以通过适当选择形成空心柱的材料和材料厚度来使横梁200具有期望的强度、刚度和弹性。

在由空心柱和弹性块400形成横梁200的情况下，可以在更大的范围内选择形成空心柱的材料和材料厚度。可以在减小形成空心柱的材料的用量和/或使用较便宜的材料的情况下确保期望的强度、刚度和弹性。

在一个未图示的示例中，刚性段的轴向内侧面304比弹性段的轴向内侧面303向保持架的轴向内侧突出，这保证了滚动体只和刚性段的轴向内侧面304接触，不会和弹性段的轴向内侧面303发生接触，避免了滚动体与弹性段302产生摩擦。

例如，在弹性段302由橡胶制成的情况下，刚性段301和弹性段302之间可以通过硫化反应进行连接，硫化反应作为一种使橡胶和金属连接的成熟可靠的方式，已经在隔振器领域的广泛应用中得到证实。

例如，在弹性块400由橡胶制成的情况下，可以将形成弹性块400材料注射到空心柱内，而后通过硫化反应进行固定。

可以通过模塑成型来形成根据本发明的轴承保持架。可以在将刚性段301和空心柱定位在模具中的情况下，通过注入熔化的橡胶或其它材料来成型根据本发明的轴承保持架。

在这种成型方式中，可以简化横梁200和弹性段302的连接及刚性段301和弹性段302的连接。

本发明还提供一种滚动轴承，该滚动轴承包括根据本发明的轴承保持架。该滚动轴承特别地可以是圆柱滚子轴承或圆锥滚子轴承。

虽然在以上具体实施方式中对本发明的具体技术方案进行了详细地阐述，但是还需要说明的是：

(1)根据本发明的刚性段301的材料不限于金属材料，其还可以是尼龙(例如pa66)或玻璃纤维增强塑料、陶瓷等其他非金属材料。

根据本发明的弹性段302和弹性块400的材料不限于橡胶材料，其还可以是其他弹性材料(例如，弹性体或可以提供弹性的多孔或发泡材料)。

本发明中的刚性段301和弹性段302应当被理解成，刚性段301的刚度大于弹性段302的刚度，弹性段302的弹性大于刚性段301的弹性。并且/或者刚性段301的阻尼系数小于弹性段302的阻尼系数，从而弹性段302有利于减振和吸收冲击能量。

(2)本发明的弹性段302和弹性块400可以但不必须由相同的材料制成。

(3)仅由或主要由弹性段302来提供弹性，或者仅由或主要由横梁200来提供弹性也是可以的。因此，侧圈300可以不分成刚性段和弹性段而由同一材料制成。

例如，侧圈可以为完整的刚性材料的圆环形，具有用于连接横梁的轴向孔或槽结构。横梁的两端可以具有弹性，或者经由横梁与孔或槽之间的例如橡胶等的弹性材料连接横梁和侧圈。

另外，侧圈可以为无孔或槽的刚性材料的圆环形。横梁的两端可以具有弹性，或者横梁经由诸如橡胶等的弹性材料连接到侧圈的侧面。

在本发明中，只要多个横梁的两端与两个侧圈形成弹性吸振连接即可。

(4)根据本发明的刚性段的轴向内侧面304不限于比弹性段的轴向内侧面303向保持架的轴向内侧突出。为了保证滚动体只和刚性段的轴向内侧面304接触，不和弹性段的轴向内侧面303产生接触，避免滚动体与弹性段302产生摩擦，还可以使滚动体(例如圆柱滚子或圆锥滚子)的两端面的中心部分突出。这样，即使刚性段的轴向内侧面304和弹性段的轴向内侧面303在同一平面，也能达到使滚动体只和刚性段的轴向内侧面304接触，不会和弹性段的轴向内侧面303发生接触的目的。

(5)空心柱和弹性块400、横梁200和弹性段302以及刚性段301和弹性段302的连接方式不限于硫化反应。例如，还可以通过粘接材料实现空心柱和弹性块400、横梁200和弹性段302以及刚性段301和弹性段302的连接。

通过上述技术方案，当采用本发明的保持架的滚动轴承的速度产生陡然变化时，保持架的横梁200将承受来自滚动体的冲击负载，这时本发明的保持架的横梁200会发生弹性变形。此外，弹性段302也会发生弹性变形，使横梁200整体产生位移，对冲击有所缓解，使得保持架运动稳定，不易失效。

在本发明的轴承保持架中，横梁200直接连接于弹性段302，横梁200受到的冲击负载能够立即被横梁200和弹性段302吸收。

与例如图1中的现有技术的典型保持架相比，本发明的保持架能够减少振动并吸收冲击的能量，使保持架运动更稳定。由于采用复合结构，兜孔的角部为横梁200和弹性段302的连接部位，弹性段302的弹性可以避免由于应力集中而出现裂纹。另外，由于空心柱和弹性材料的使用，保持架的整体重量也有所减轻，能够减弱离心力的影响，提高保持架的运行稳定性。

在本发明的保持架为例如圆柱滚子轴承或对称调心滚子轴承的保持架时，本发明的保持架可以容易且良好地保证相对于穿过保持架的径向平面的面对称性，从而提高该轴承的稳定性。