关节轴承的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及轴承技术领域，特别是涉及一种关节轴承(Spherical PlainBearing)。
【背景技术】
[0002]关节轴承主要是由一个具有外球面的内圈和一个具有内球面的外圈组成。关节轴承一般用于速度较低的摆动运动(即角运动)，由于滑动表面为球面形，亦可在一定角度范围内作倾斜运动(即调心运动)，在支承轴与轴壳孔不同心度较大时，仍能正常工作。关节轴承能承受较大的负荷，因而被广泛应用于工程液压油缸、锻压机床、工程机械、自动化设备、汽车减震器、水利机械等行业。
[0003]如图1所示，现有一种关节轴承包括:具有外球面的内圈I ;套设在内圈I上的外圈2，外圈2具有与内圈I的外球面滑动配合的内球面。如图2所示，在该关节轴承的一种应用中，轴3位于内圈I内、并与内圈I紧配合，关节轴承安装在轴承座4上。
[0004]在使用中发现，外圈2外缘部沿轴向的两端、以及轴承座4与外圈2外缘部沿轴向的两端接触的位置，均存在较大的应力(定义该位置的应力为边缘应力(edge stress)),导致外圈2和轴承座4发生塑性变形，甚至会导致关节轴承的失效。
[0005]为了解决该问题，现有技术提出了一种解决方案:如图3所示，在外圈2和轴承座4之间设置套筒5。但是，这种解决方案又会带来新的问题:在该关节轴承的应用中，需使用额外的套筒，不仅增加了成本，还增加了安装套筒的步骤。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的问题是:应用现有关节轴承时，为了减小外圈和轴承座的边缘应力，需使用额外的套筒，不仅增加了成本，还增加了安装套筒的步骤。
[0007]为解决上述问题，本发明提供了一种关节轴承，包括:
[0008]具有外球面的内圈；
[0009]套设在所述内圈上的外圈,所述外圈具有与所述内圈的外球面滑动配合的内球面及沿轴向位于所述内球面两侧的环形端面；
[0010]所述环形端面设有凹槽。
[0011]可选的，所述凹槽为环绕所述外圈轴线的环形凹槽或弧形凹槽。
[0012]可选的，所述凹槽为环绕所述外圈轴线的圆环形凹槽或圆弧形凹槽。
[0013]可选的，所述凹槽具有朝向所述环形端面的底面，所述底面为平面或弧面。
[0014]可选的，所述凹槽的纵向截面呈弧形。
[0015]可选的，所述凹槽与环形端面的内圆周之间的距离，和所述凹槽与环形端面的外圆周之间的距离相等。
[0016]可选的，所述凹槽的深度取值在所述轴承外圈的宽度的3.6%到12.7%之间。
[0017]可选的，所述凹槽的深度取值在所述轴承外圈的宽度的5.5%到7.2%之间。
[0018]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0019]应用本发明技术方案的关节轴承时，由于外圈的环形端面设有凹槽，外圈产生边缘应力的位置刚度降低、更容易变形，故无需使用额外的套筒即可达到减小外圈和轴承座的边缘应力的目的，不仅降低了成本，也省去了安装套筒的步骤。
【附图说明】
[0020]图1是现有一种关节轴承沿轴向剖面的立体剖面图；
[0021]图2是现有一种关节轴承的一种应用中，关节轴承、轴承座及轴沿轴向剖面的剖面图；
[0022]图3是图2所示关节轴承和轴承座之间设置有套筒时沿轴向剖面的局部剖面图；
[0023]图4是本发明的第一实施例中关节轴承沿轴向剖面的立体剖面图；
[0024]图5是本发明的第一实施例中关节轴承沿轴向剖面的剖面图及局部放大图；
[0025]图6是本发明第一实施例关节轴承的一种应用中，关节轴承、轴承座及轴沿轴向剖面的局部剖面图；
[0026]图7是本发明的第二实施例中外圈沿轴向剖面的局部剖面图；
[0027]图8是本发明的第三实施例中外圈沿轴向剖面的局部剖面图；
[0028]图9是本发明的第四实施例中外圈沿轴向看过去的侧视图；
[0029]图10是针对不同关节轴承在同一种应用的仿真实验中测得的轴承座应力曲线变化图。
【具体实施方式】
[0030]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0031]如图4和图5所示，本发明第一实施例的关节轴承包括:
[0032]具有外球面的内圈10 ；
[0033]套设在内圈10上的外圈20，外圈20具有与内圈10的外球面滑动配合的内球面SI及沿轴向位于内球面SI两侧的环形端面S2，环形端面S2设有环绕外圈20轴线的环形凹槽200。
[0034]如图6所示，在本实施例关节轴承的一种应用中，轴30位于内圈10内、并与内圈10紧配合，关节轴承安装在轴承座40上，且外圈20与轴承座40直接接触。
[0035]在外圈20的环形端面S2设置凹槽200后，使得外圈20产生边缘应力的位置刚度降低、更容易变形，因而能够减小外圈20的边缘应力，进而能够减小轴承座40的边缘应力。
[0036]由上述分析可知，应用本实施例的关节轴承时，无需使用额外的套筒即可达到减小外圈和轴承座边缘应力的目的，不仅降低了成本，也省去了安装套筒的步骤。
[0037]继续参照图6所示，在关节轴承使用过程中发现，外圈20内缘部沿轴向的两端、以及内圈10与外圈20内缘部沿轴向的两端接触的位置也会存在较大的边缘应力。在外圈20的环形端面S2设置凹槽200后，使得外圈20产生边缘应力的位置刚度降低、更容易变形，因而在减小外圈20的边缘应力的同时，还能够减小内圈10的边缘应力。
[0038]当凹槽200沿径向距离轴承座40越近时，外圈20外缘部的边缘应力、以及轴承座40的边缘应力越小，外圈20内缘部的边缘应力、以及内圈10的边缘应力越大。作为折中考虑，可以使凹槽200与环形端面S2的内圆周之间的距离，和凹槽200与环形端面S2的外圆周之间的距离相等。
[0039]如图5所示，在本实施例中，凹槽200为圆环形凹槽，使得凹槽200沿径向位于内球面SI 一侧的两个侧面210为圆环面，且凹槽200朝向环形端面S2的底面220为弧面。
[0040]在本发明的第二实施例中，如图7所示，凹槽200朝向环形端面S2的底面220也可以为平面。
[0041]在本发明的第三实施例中，如图8所示，凹槽200的纵向截面(外圈20的轴线位于纵向截面上)呈弧形。
[0042]需说明的是，凹槽200的形状并不能仅局限于所给实施例，它