一种具有复合不同弹性模量轴承内圈和外圈的滚动轴承的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及滚动轴承和滚动轴承部件，具体是一种具有复合不同弹性模量材料的 轴承内圈和外圈的滚动轴承。
【背景技术】
[0002] 滚动轴承是机器中广泛应用的重要基础件，长期以来，人们广泛采用高弹性模量 的材料制造滚动轴承，以实现滚动轴承的高硬度、高耐磨性和良好的承载能力。但高的弹性 模量会导致滚动体与轴承内外圈的接触变形小，接触面积小，接触压强大，单位接触面积上 的摩擦力大，增加了轴承的磨损。接触压强大也不利于润滑油膜的形成，降低了润滑剂的减 摩效果。此类问题在航空发动机、高速轮轨交通等高速、重载条件下使用的滚动轴承尤为突 出。保持滚动体与轴承内外圈滚道接触面的高硬度、高耐磨性，适当增加接触变形，增大滚 动体与轴承内外圈滚道的接触面积，减小接触压强，在一定程度上可以减少滚动轴承的磨 损，提高滚动轴承的寿命。采用不同弹性模量的材料复合制造滚动轴承的部件是实现上述 效果的一种途径，即轴承内圈和轴承外圈与滚动体接触的表面层为高弹性模量、高硬度的 材料，非接触部分为弹性模量较低的易变形材料。到目前为止，尚未有一种通过高低弹性模 量材料复合组成的轴承内圈和轴承外圈来提高使用寿命的滚动轴承。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，而提供一种具有复合不同弹性模量 材料的轴承内圈和外圈的滚动轴承，采用不同弹性模量材料复合组成的轴承内圈和轴承外 圈，改善轴承结构和材料，来提高滚动轴承的使用寿命。
[0004] 本发明的技术方案是：具有复合不同弹性模量材料的轴承内圈和外圈的滚动轴 承，包括复合轴承外圈、复合轴承内圈、均匀分布于所述复合轴承外圈和所述复合轴承内圈 之间的滚动体；
[0005] 所述复合轴承外圈与所述滚动体接触的内表面是弹性模量为E1的耐磨表层A，所 述复合轴承外圈的外侧是弹性模量为E2的软基A，所述耐磨表层A和所述软基A固定连接；
[0006] 所述复合轴承内圈与所述滚动体接触的外表面是弹性模量为E1的耐磨表层B，所 述复合轴承内圈的内侧是弹性模量为E2的软基B，所述耐磨表层B和所述软基B固定连接；
[0007] E2=E1XGO^-GOW);
[0008] 所述耐磨表层A和所述耐磨表层B的厚度均为H1，所述滚动体的直径为d，且
[0009]
[0010] 所述软基A和所述软基B的厚度均为H2，且H1小于H 2。
[0011] 上述方案中，所述弹性模量为E1的耐磨表层A和耐磨表层B的材质均为滚动轴承 钢、高速钢、高铬高碳合金、氧化铝陶瓷或碳化硅陶瓷，所述弹性模量为E2的软基A和软基B 的材质均为α钛合金或亚共析钢。
[0012]进一步的，E2= 50% E 1<3
[0013] 上述方案中，所述耐磨表层A和所述耐磨表层B通过真空溅射、喷涂、烧结、嵌铸或 机械结合分别固定在所述软基A和所述软基B上；
[0014] 进一步的，轴承外径D〈 1mm，所述耐磨表层A和所述耐磨表层B通过真空溅射分别 固定在所述软基A和所述软基B上。
[0015] 进一步的，轴承外径lmm〈D〈 10mm，所述耐磨表层A和所述耐磨表层B通过喷涂或烧 结分别固定在所述软基A和所述软基B上。
[0016] 进一步的，轴承外径D> 10mm，所述耐磨表层A和所述耐磨表层B通过嵌铸或机械结 合分别固定在所述软基A和所述软基B上。
[0017] 本发明的有益效果是：与现有技术相比本发明所述复合轴承外圈和所述复合轴承 内圈包括弹性模量不同的复合材料，增大所述滚动体与所述复合轴承外圈和所述复合轴承 内圈接触时的变形量，有效地增大了接触时的包角，同时减小了接触位置的压强，改善了过 盈状态时轴承套圈磨损问题与润滑膜破裂问题，提高了滚动轴承的使用寿命。
【附图说明】
[0018] 图1是本发明的结构示意图。
[0019] 图2是常用轴承轨道与滚动体接触的示意图。
[0020] 图3是本发明中复合轴承轨道与滚动体接触的示意图。
[0021] 图4是以滚珠轴承为例本发明的组合结构示意图。
[0022] 图中，1、复合轴承外圈；101、耐磨表层A ;102、软基A ;2、滚动体；3、复合轴承内 圈；301、耐磨表层B ;302、软基B ;4、常用轴承轨道；5、复合轴承轨道；6、接触包角α ;7、接触 包角β。
【具体实施方式】
[0023] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"顶"、 "底" "内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便 于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以 特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0024] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"、"固定"等 术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机 械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元 件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发 明中的具体含义。
[0025] 下面结合附图【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并 不限于此。
[0026] 如图1所示为本发明所述具有复合不同弹性模量材料的轴承内圈和外圈的滚动 轴承的一种实施方式，所述具有复合不同弹性模量材料的轴承内圈和外圈的滚动轴承包括 复合轴承外圈1、复合轴承内圈3、均匀分布于所述复合轴承外圈1和所述复合轴承内圈3 之间的滚动体2,以及包裹所述滚动体2的保持架。
[0027] 所述复合轴承外圈1与所述滚动体2接触的内表面是弹性模量为E1的耐磨表层 A101，所述复合轴承外圈1的外侧是弹性模量为E2的软基A102,所述耐磨表层AlOl和所述 软基A102固定连接。
[0028] 所述复合轴承内圈3与所述滚动体2接触的外表面是弹性模量为E1的耐磨表层 B301，所述复合轴承内圈3的内侧是弹性模量为E2的软基B302,所述耐磨表层B301和所述 软基B302固定连接。
[0029] 对于弹性模量为所述耐磨表层AlOl和所述耐磨表层B301的性能，要求是具 有高的接触疲劳强度、高的硬度和耐磨性、足够的韧性和淬透性。
[0030] 图2所示为常用滚动轴承内圈或外圈构成的常用轴承轨道4与滚动体接触的示意 图，在载荷F的作用下，所述滚动体2与所述常用轴承轨道4接触，并形成接触包角α 6。
[0031] 图3所示为本发明中所述复合轴承外圈1或所述复合轴承内圈3构成的复合轴承 轨道5接触示意图，在相同的载荷F的作用下，所述滚动体2和所述复合轴承轨道5接触， 并形成接触