滚动轴承及其转动套圈的制作方法

文档序号:15101643发布日期:2018-08-04 15:53阅读:546来源:国知局

本实用新型涉及滚动轴承及其转动套圈。



背景技术:

随着工业的发展,轴承在朝高速、长寿命方向发展,例如在高速精密加工行业所使用的电主轴中,轴承需要有良好的承载速度性能以及长寿命要求。超高速工况下,良好的润滑是其高速性能的保证,为了实现轴承的润滑,需要通过引流装置将润滑油引流至轴承的滚子处或者引流至轴承内圈斜面上并通过外力使润滑油流向轴承滚子,然后即可通过滚子的甩油作用实现对整个轴承的润滑。目前此类轴承多采用侧面喷油润滑,如图1所示,该角接触球轴承包括内圈01、外圈02、保持架04、钢球03、内隔圈05和外隔圈06,内圈01为相对于外圈02转动的转动套圈并具有转动套圈斜面,即内圈斜面011,从而可起到轴向承载的功能,外圈02为相对于内圈01静止的静止套圈,对于某些轴承,也可采用外圈作为转动套圈、内圈作为静止套圈的形式,内隔圈05和外隔圈06设置在轴承的靠近内圈斜面011的一侧,不仅可对相邻轴承进行隔离,而且可设置进油孔061等喷油结构,以对高速运转的轴承进行喷油润滑。如图2所示,在轴承超高速旋转时,轴承内腔的保持架04两侧会形成高压气帘07,当由进油孔061处喷射的润滑油08从侧面进行喷射时,会被高压气帘07阻挡,使喷射的润滑油08不能充分进入轴承内部,容易造成润滑乏油,最终导致轴承烧毁;针对此问题,有些工厂通过改变喷嘴角度或增大油压的方式以强力喷入润滑油,这样就会导致轴承内部润滑油量太多,导致散热不均匀,也会烧毁轴承;另外,上述从侧面喷射润滑油的方式由于高压油液与高压气帘直接碰撞,会形成强烈、刺耳的鸣叫声,造成严重的噪音污染,而且高压油液还会强烈溅射,不仅浪费润滑油而且对坏境造成污染。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种在高速运转润滑时润滑充分且不浪费润滑油、噪音小的滚动轴承;本实用新型的目的还在于提供一种使用上述滚动轴承的转动套圈。

为实现上述目的,本实用新型的滚动轴承采用如下的技术方案:

技术方案1:滚动轴承包括转动套圈和静止套圈,转动套圈上具有转动套圈斜面,转动套圈斜面上设有沿自身坡度方向延伸的导油槽,导油槽用于与引流装置对接以将承接到的润滑油导向轴承滚子。

有益效果:通过在转动套圈斜面上设置导油槽与引流装置对接,引流装置可以是喷油嘴等主动注油装置,也可为利用离心力将润滑油引导的被动注油装置,当润滑油被引导至转动套圈斜面上以后,可直接进入导油槽进行导油,润滑油不仅可以更为顺畅的沿斜面朝向滚子流动,而且导油槽可对润滑油进行防护,防止高压气帘影响润滑油的流动,导油槽的设置可显著提高转动套圈斜面导油效率。

技术方案2:在技术方案1的基础上,所述转动套圈斜面包括相互连接并分别位于高压气帘罩设范围内、外的气帘斜面段和引导面段,所述引导面段构成所述引流装置,所述导油槽设置在气帘斜面段上,引导面段利用离心力将其上的润滑油引流至气帘斜面段上的导油槽内以便润滑油可沿导油槽在离心力作用下流向滚子进行润滑。

有益效果:本实用新型通过在轴承的转动套圈上设置延伸至高压气帘的高压区域覆盖范围之外的引导面段,并使该引导面段与转动套圈本身具有的斜面即位于高压气帘的高压区域覆盖范围之内的气帘斜面段相连,使得在向引导面段注入润滑油时不会受到高压气帘的影响而导致润滑油喷溅以及不会在喷溅过程中产生噪音,同时利用转动套圈高速旋转时产生的离心力,使得润滑油可沿引导面段流向气帘斜面段,到达气帘斜面段以后可继续利用离心力沿导油槽流向轴承滚子,整个过程既避开了高压气帘区域,同时又利用离心力实现了轴承的自动润滑,结构巧妙、不浪费润滑油、不会导致环境污染、不会有太大噪音。

技术方案3:在技术方案2的基础上,所述导油槽有多个,且沿转动套圈的周向间隔设置。

使得对轴承的润滑更加均匀。

技术方案4:在技术方案3的基础上,导油槽为自气帘斜面段与引导面段的交界处延伸至滚子处的直槽。

直槽的导油效率最高。

技术方案5:在技术方案1-4任意一项的基础上,所述导油槽的横截面为矩形。

技术方案6:在技术方案2-4任意一项的基础上,所述引导面段为内孔面或槽壁面,内孔面或槽壁面围成通过润滑油的导油通道。

技术方案7:在技术方案6的基础上,所述导油通道为直通道。

技术方案8:在技术方案7的基础上,所述导油通道为毛细孔。

导油通道设置成毛细孔具有不断流和防回流的特点,尤其适用于超高速轴承的应用环境。

技术方案9:在技术方案6的基础上,转动套圈对应引导面段处同轴设置有环形油槽,环形油槽的槽沿处设有避免润滑油在离心力作用下沿环形油槽的槽壁甩出的内翻挡油台。

挡油台的设置可使环形油槽中的润滑油在旋转时不会甩出来。

技术方案10:在技术方案9的基础上,环形油槽的槽壁与所述内翻挡油台形成夹角,所述导油通道位于夹角处。

由于润滑油在夹角处积聚,将连通口设在此处可方便润滑油在离心力作用下进入导油通道。

技术方案11:在技术方案10的基础上,所述环形油槽的槽壁倾斜设置以使其上的润滑油在离心力作用下流向所述夹角处。

技术方案12:在技术方案11的基础上,滚动轴承还包括与所述静止套圈固定连接的隔圈,所述隔圈上设有进油孔,进油孔的出口伸入环形油槽内以便为环形油槽供油。

技术方案13:在技术方案12的基础上,所述进油孔的出口朝向所述环形油槽的倾斜槽壁设置以使出口的润滑油喷向该倾斜槽壁。

技术方案14:在技术方案7-13任意一项的基础上,导油通道有多个且沿转动套圈的周向均匀设置。

这样使得润滑更加均匀。

技术方案15:在技术方案12或13的基础上,所述隔圈上还设有用于通入冷却气以对轴承进行冷却的进气孔,进气孔的出口用于对准轴承保持架的靠近轴承的静止套圈的一侧,冷却气的压力大于高压气帘的压力。

技术方案16:在技术方案2-4任意一项的基础上,所述引导面段为平面或弧面。

技术方案17:在技术方案16的基础上,所述引导面段为平面,平面的倾斜角度与气帘斜面段的倾斜角度相同。

本实用新型的转动套圈采用如下的技术方案:

技术方案1:转动套圈包括用于与轴承滚子接触的转动套圈斜面,转动套圈斜面上设有沿自身坡度方向延伸的导油槽,导油槽用于与引流装置对接以将承接到的润滑油导向轴承滚子。

有益效果:通过在转动套圈斜面上设置导油槽与引流装置对接,引流装置可以是喷油嘴等主动注油装置,也可为利用离心力将润滑油引导的被动注油装置,当润滑油被引导至转动套圈斜面上以后,可直接进入导油槽进行导油,润滑油不仅可以更为顺畅的沿斜面朝向滚子流动,而且导油槽可对润滑油进行防护,防止高压气帘影响润滑油的流动,导油槽的设置可显著提高转动套圈斜面导油效率。

技术方案2:在技术方案1的基础上,所述转动套圈斜面包括相互连接并分别位于高压气帘罩设范围内、外的气帘斜面段和引导面段,所述引导面段构成所述引流装置,所述导油槽设置在气帘斜面段上,引导面段利用离心力将其上的润滑油引流至气帘斜面段上的导油槽内以便润滑油可沿导油槽在离心力作用下流向滚子进行润滑。

有益效果:本实用新型通过在轴承的转动套圈上设置延伸至高压气帘的高压区域覆盖范围之外的引导面段,并使该引导面段与转动套圈本身具有的斜面即位于高压气帘的高压区域覆盖范围之内的气帘斜面段相连,使得在向引导面段注入润滑油时不会受到高压气帘的影响而导致润滑油喷溅以及不会在喷溅过程中产生噪音,同时利用转动套圈高速旋转时产生的离心力,使得润滑油可沿引导面段流向气帘斜面段,到达气帘斜面段以后可继续利用离心力沿导油槽流向轴承滚子,整个过程既避开了高压气帘区域,同时又利用离心力实现了轴承的自动润滑,结构巧妙、不浪费润滑油、不会导致环境污染、不会有太大噪音。

技术方案3:在技术方案2的基础上,所述导油槽有多个,且沿转动套圈的周向间隔设置。

使得对轴承的润滑更加均匀。

技术方案4:在技术方案3的基础上,导油槽为自气帘斜面段与引导面段的交界处延伸至滚子处的直槽。

直槽的导油效率最高。

技术方案5:在技术方案1-4任意一项的基础上,所述导油槽的横截面为矩形。

技术方案6:在技术方案2-4任意一项的基础上,所述引导面段为内孔面或槽壁面,内孔面或槽壁面围成通过润滑油的导油通道。

技术方案7:在技术方案6的基础上,所述导油通道为直通道。

技术方案8:在技术方案7的基础上,所述导油通道为毛细孔。

导油通道设置成毛细孔具有不断流和防回流的特点,尤其适用于超高速轴承的应用环境。

技术方案9:在技术方案6的基础上,转动套圈对应引导面段处同轴设置有环形油槽,环形油槽的槽沿处设有避免润滑油在离心力作用下沿环形油槽的槽壁甩出的内翻挡油台。

挡油台的设置可使环形油槽中的润滑油在旋转时不会甩出来。

技术方案10:在技术方案9的基础上,环形油槽的槽壁与所述内翻挡油台形成夹角,所述导油通道位于夹角处。

由于润滑油在夹角处积聚,将连通口设在此处可方便润滑油在离心力作用下进入导油通道。

技术方案11:在技术方案10的基础上,所述环形油槽的槽壁倾斜设置以使其上的润滑油在离心力作用下流向所述夹角处。

技术方案12:在技术方案7-11任意一项的基础上,导油通道有多个且沿转动套圈的周向均匀设置。

技术方案13:在技术方案2-4任意一项的基础上,所述引导面段为平面或弧面。

技术方案14:在技术方案13的基础上,所述引导面段为平面,平面的倾斜角度与气帘斜面段的倾斜角度相同。

附图说明

图1为现有技术一种角接触球轴承及其润滑结构;

图2为角接触球轴承高速运转并润滑时的气帘效应示意图;

图3为本实用新型的滚动轴承的实施例1的结构示意图;也是工作状态润滑原理示意图;

图4为本实用新型的滚动轴承的实施例2的结构示意图;

图5为本实用新型的滚动轴承的实施例3的结构示意图;

图6为本实用新型的滚动轴承的实施例4的结构示意图;

图7为本实用新型的滚动轴承的实施例5中的内圈的轴向局部视图;

图1-2中:01-内圈,011-内圈斜面,02-外圈,03-钢球,04-保持架,05-内隔圈,06-外隔圈,061-进油孔,07-高压气帘,08-喷射的润滑油;

图3-7中:1-内圈,11-内圈斜面,2-外圈,3-钢球,4-保持架,51-环形油槽,52-润滑油孔,53-挡油台,6-外隔圈,61-进油孔,62-进气孔,7-高压气帘,8-润滑油,9-导油槽,m-注油区,s-润滑油流向。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

下文提到的倾斜面均不限于平直倾斜,而是指连续过渡、并有一个倾斜的趋势,从而使得在旋转时其上的润滑油可以沿着斜面流向需要润滑的位置。

本实用新型的滚动轴承的实施例1:本实施例中的滚动轴承为角接触球轴承,在其他实施例中,也可替换为高速圆柱滚子轴承,如图3所示,角接触球轴承包括内圈1(即转动套圈)、外圈2、钢球3、保持架4以及外隔圈6。其中内圈1的靠近设置外隔圈6的一侧设有内圈斜面11(即转动套圈斜面)。外隔圈6相对于外圈2固定,内圈1包括环形的本体,环形本体包括两部分,一部分与现有技术的角接触球轴承的内圈结构一致,另一部分与第一部分为一体结构且从第一部分的具有斜面的一侧向转轴的轴向延伸,且第二部分为环形,上述的内圈斜面包括位于内圈的第一部分上的气帘斜面段和位于第二部分上的引导面段,气帘斜面段和引导面段相接,气帘斜面段位于滚动轴承转动时产生的高压气帘的高压区的罩设范围内,而气帘斜面段位于高压气帘产生的高压区域的罩设范围以外,内圈的第二部分的外周上设有环形油槽51,环形油槽51的靠近钢球的一侧侧壁为倾斜面,且倾斜面的边沿处具有向环形油槽51延伸的挡油台53,挡油台53与环形油槽51的倾斜面围成夹角结构,在夹角结构的夹角处周向均设有多个直径为1mm的润滑油孔52,润滑油孔的孔面即为上述的引导面段,即与环形油槽51连通的导油通道。该润滑油孔52的进油口位于夹角结构的夹角处,润滑油孔52的出油口与内圈斜面11的边沿对接且位于内圈斜面11边沿的上方,该出油口紧贴内圈斜面11设置,以使从出油口流出的润滑油8既可避开保持架4与内圈斜面11之间的高压气帘7,又能够直接流至内圈斜面11上,由于轴承内圈1在高速运转时具有离心力,位于内圈斜面11上的润滑油8即可在该离心力的作用下沿内圈斜面11向钢球3流动,此处的离心力需小于润滑油8对内圈斜面11的吸附力,以防润滑油8甩离内圈斜面11。此处的润滑油孔52的轴线为直线,即润滑油孔52为直孔,且润滑油孔52的通道延伸方向为自进油口至出油口逐渐远离内圈的轴线,以便依靠离心力使润滑油孔52中的润滑油顺利向出油口流动。

外隔圈6为圆环状,其上设有进油孔61,进油孔61的进口位于外隔圈6的外周上,进油孔61的出口位于内圈的环形油槽51上方,以便从进油孔61的出口流出的润滑油可直接流入环形油槽51中。进油孔61有三个,且沿外隔圈6的周向均布。进油孔61的出口正对润滑油孔52的进油口设置,以便于润滑油更容易进入润滑油孔52中。其中进油孔61的下半段位于向轴线方向延伸的凸柱上,凸柱延伸至环形油槽51中。外隔圈6上还设有进气孔62,进气孔62的延伸方向与进油孔61的延伸方向相同,均为主体向外隔圈6的轴线延伸、弯折段垂直向轴承内圈1、外圈2的一侧延伸。进气孔62的出气口对准保持架4与外圈2之间的区域,由于该区域中在高速运转时会产生高压气帘7,因此进气孔62中的气体压力应该大于高压气帘7的压力,以便冷却空气可以穿透高压气帘7而进入轴承内腔中对轴承内腔进行冷却。

本实用新型的滚动轴承的润滑过程:如图3所示,在轴承内圈1高速旋转时,通过进油孔61向环形油槽51中喷入润滑油,润滑油处于挡油台53与环形油槽51的倾斜面之间的夹角处,在离心力作用下进入润滑油孔52,在润滑油孔52中继续依靠离心力作为动力流向出油口,由于出油口紧贴内圈斜面11的上面设置,不仅可避开高压气帘7而且可直接将润滑油流至内圈斜面11上,润滑油进入内圈斜面11上以后在内圈斜面11上继续依靠离心力作用沿内圈斜面11向钢球3流动,而后钢球3在离心力作用下将润滑油甩至轴承外圈2,从而实现对整个轴承的润滑。通过上述角接触球轴承中的外隔圈将润滑油注入至轴承内圈的环形油槽中,最优方式是将润滑油直接喷向润滑油孔的进口处,润滑油在离心力作用下沿倾斜设置的导油孔流向内圈上的气帘斜面段,然后依靠离心力使气帘斜面段上的润滑油沿气帘斜面段流向钢球,然后钢球在离心力的作用下将润滑油甩向轴承的外圈,实现对轴承的润滑。

冷却过程:通过进气孔62通入高压气体,高压气体从进气孔62的出气口喷出后直接穿破高压气帘7而进入轴承内腔中,从而实现对轴承的冷却降温。

在其他实施例中:作为将润滑油引导至轴承内圈斜面上的引导面的润滑油孔为内孔面,也可替换为槽壁面,此时通过导油槽进行导油;当然,引导面也可替换为平面,平面的倾斜角度可适当改变,但必须保证在旋转时其上的润滑油可以得到足够流动的离心力;引导面也可为弧形面,包括内凹和外凸的两种弧形面,也可为波浪形面或阶梯形斜面;润滑油孔的直径也不限于1mm,也可大于或者小于1mm;润滑油孔也可替换为弧形孔、波浪形孔等;进油孔的数量也可为一个、两个或者多个;进气孔的数量也可为一个、两个或者多个;对于外圈作为转动套圈的滚动轴承,其润滑隔圈为外隔圈,外隔圈上设置相应的环形油槽和润滑油孔。

实施例2:如图4所示,与实施例1的不同之处在于,其引导面段为平面或者弧形面,此处的平面可以是多个单独的平面并沿内圈周向间隔设置或者连续设置,也可为环形面;此处的弧面可以是多个单独的弧面,且沿内圈周向均匀布置,也可为连续的弧形面,由于弧形面连续时为环形,故而形成环形的部分球面。

在使用时:通过注油装置将润滑油喷注在外漏的引导面段上,由于离心力的作用会使引导面段上的润滑油沿该引导面段流向与其相连的气帘斜面段,气帘斜面段上的润滑油在离心力作用下可继续流向钢球,由于引导面段位于高压气帘的高压区域之外,因此采用注油装置向其上喷注润滑油时不会因高压气帘的影响而导致润滑油喷溅、也不会因高压气帘与润滑油的撞击而产生噪音,而气帘斜面段虽然在高压气帘的高压区的罩设范围内,但是由于贴近气帘斜面段的表面处不受高压气帘影响,因此沿引导面段流向气帘斜面段的润滑油会紧贴气帘斜面段的表面向钢球流动,起到对轴承润滑的目的。

实施例3:如图5所示,与实施例2的不同之处在于,引导面段与气帘斜面段的倾斜角度一致,这样可方便内圈斜面的加工。

实施例4:如图6所示,与实施例2的不同之处在于,引导面段与水平轴线的夹角比气帘斜面段与水平轴线的夹角小。

实施例5:如图7所示,与实施例1-4的不同之处在于,其内圈的位于高压气帘的高压区域罩设范围内的气帘斜面段上设有导油槽9,导油槽9为横截面为矩形的凹槽,其延伸方向沿着内圈斜面的坡度方向,即从内圈斜面的下边沿延伸至滚子处的弧形槽处,实现与引流装置(包括实施例1中的导油通道等、实施例2-4中的引导面段等以及现有技术中的喷嘴等任何可将润滑油引流至导油槽9的下端处的位置)和滚子的分别对接,通过导油槽9的设置可使润滑油沿内圈斜面流动时可以得到引导,以提高润滑油沿斜面流动的效率,同时,导油槽9由于对润滑油具有半包围的作用,可防止上部的高压气帘对润滑油的流动造成影响。

在其他实施例中:在上述实施例1-4中也可均加上实施例5的导油槽,以进一步提高导油效率;当然,在现有普通的滚动轴承上均可设置该导油槽,从而提高导油效率;导油槽的截面不限于矩形,其横截面也可替换为弧形、半圆形、或者T形槽形等;导油槽的数量可根据使用需要适当调整,导油槽最好在内圈上周向均布设置,以提高润滑的均匀性;转动套圈也可为外圈,此时将斜面设置在外圈上;角接触球轴承也可替换为高速圆柱滚子轴承;作为导油通道的润滑油孔也可替换为槽面围成的通道;也可通过以下方法将润滑油注入至内圈斜面上,例如采用金属管搭在内圈斜面上的方式为内圈斜面上注入润滑油;或者采用在外隔圈上设置进油孔,使进油孔的出油口设置在紧贴内圈斜面上,通过喷射方式直接喷在内圈斜面上同时又避开内圈斜面上方的高压气帘。

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