专利名称：球面轴承装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种球面轴承装置，且更具体地涉及对于球面轴承的高转矩应用。
背景技术：
球面轴承经常用于高转矩应用，其中当轴承安装到孔中以在两个部件之间提供轴承功能时必须保持预定的转矩。尽管实际上优选地在球面轴承和其安装进入的孔之间具有一定程度的干涉，但是使用干涉配合孔会导致轴承的转矩从其预安装转矩增加很多，这只是因为干涉配合使得轴承座变形而有效地将轴承座向下夹紧到球体上。这是不利的，因为在轴承和孔之间的干涉越大，轴承就越牢固地安装和保持在该孔中。不利地，如果在干涉孔中的轴承装置的转矩超过应用所规定的公差，则当插入该干涉配合孔中时转矩已经增加，这样该装置简直就不能使用。因此，传统的做法是使用将球面轴承插入其中的间隙配合孔。轴承座通过粘合剂而固定在该间隙配合孔中。附图的图1显示了一轴承装置，其中一球面轴承安装在一间隙配合孔中，并通过在该间隙配合孔和该轴承座外表面之间的粘合剂层而固定于其中。该方法确保了在装配期间转矩不会有很大改变，从而轴承在安装前的测定转矩在安装后基本保持不变。
然而，应注意的是，轴承只能在粘合剂的强度允许的范围内固定在间隙配合孔中。一般来说，在这些应用中使用的粘合剂较脆且它们的强度随着时间的推移而降低，这导致随着粘合剂层的劣化，在轴承座和间隙配合孔之间可能发生运动。一般来说，间隙配合孔设在整个设备的昂贵或精密加工的部分中，从而由于轴承座在间隙配合孔内的运动会导致产品的间隙配合孔和其它可能区域的损坏。因此，当因为轴承座和间隙配合孔之间的运动产生轴承损坏而需要更换轴承时，间隙配合孔就被扩大，从而如果是这样，则间隙配合孔就需要重钻，或者将该设备报废。在间隙配合孔能够重钻的情况下，还必需提供尺寸较大的轴承座，这是一次性的且昂贵的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种轴承装置，其不需要使用间隙配合孔在安装后将轴承转矩保持在可接受的范围内。
因此，本发明的一个方面提供了一种球面轴承，该球面轴承具有轴承座和设在其中的球体，该轴承座具有刚性的外座圈(race)、刚性的内座圈和夹在这两个座圈之间的环形弹性体部分，其中轴承座的外座圈固定地保持在一干涉配合孔中。
为了更容易地理解本发明，下面将结合附图以示例方式描述本发明的实施例，其中图1为不是根据本发明的、安装在间隙配合孔中的轴承装置的示意性剖视图；和图2是实现本发明的、安装在干涉配合孔中的轴承装置。
具体实施例方式
现在参见附图的图2，图中示出了实现本发明的轴承装置1，其包括球面轴承2，该球面轴承2具有轴承座3和设在其中的球体4，该轴承座2具有刚性钢制的外座圈5和刚性钢制的内座圈6，在这两个座圈之间夹有环形弹性体部分7(在该示例中，该弹性体部分为结合到这两个座圈5、6上的橡胶套筒)。轴承座的外座圈5固定地保持在干涉配合孔8(因为孔8的内径小于外座圈5的外径，所以该孔是干涉配合孔)中。应注意的是，在轴承座3的外座圈5的外表面和干涉配合孔8之间没有间隙。这与在图1中所示的传统装置相反，在该传统装置中粘合剂层10将轴承座结合到间隙配合孔11中(相同的附图标记用于表示相同的部件)。
优选地，在内座圈6与球体4接触的内表面上设置自润滑衬垫12。另选地，内座圈6和球体4可彼此直接接触。
如果将例如图1所示的传统轴承安装在干涉配合孔8中，则在球体4和轴承座3之间会出现转矩增大。用于低转矩应用的转矩增大没有太大关系，但在需要将转矩保持在预定范围且在高水平的高转矩应用的情况下，使用干涉配合孔8会大大增加转矩，通常会超过用于该高转矩应用的可接受的范围。这是因为在高转矩(5到100Nm)应用时，在转矩和干涉量之间具有几乎指数的关系。在某些高转矩(8到50Nm)应用中，将高转矩保持在预定范围内是很关键的。
球面轴承2通过以下方法装入干涉配合孔8中，即将限定孔8的材料(通常是钢块)加热到例如200℃，并通过浸入通常为-196℃的液氮中而冷却该球面轴承2，将球面轴承2插入到干涉配合孔8中并使得这两个部件的温度返回到环境温度。进行测试以确定在安装后是否有摆动转矩的增加，但是对于在1Nm到32Nm范围内的转矩，与安装前相比较在安装后测量的摆动转矩没有任何变化。看起来在轴承座3的两个座圈5、6之间夹有环形弹性体部分7起到吸收干涉的作用，因此该干涉没有传递到在球体4和轴承座3之间的界面。
使用用于安装的干涉配合孔的轴承装置1的另一个优点是，轴承2被非常牢固地保持在该干涉配合孔8中，且需要很高的轴向负载将其从孔中移除。
在0.033mm到0.198mm范围内的干涉配合用于具有66.736mm到66.782mm的外径(即，轴承座3的外座圈5的外径)的轴承2。在采用这些干涉配合进行安装后没有出现摆动转矩值的增加。
不仅在高转矩应用中球面轴承2的干涉配合安装将转矩保持在预定范围内，而且该技术比使用间隙配合孔装配的粘合剂方法简单得多，这种粘合剂方法需要严格的清洁。另外，还有一个优点，即，通过本发明完全消除了由于在轴承2和间隙配合孔11之间的固定粘合剂的破坏致使球面轴承的相对运动而使得安装孔发生损坏的危险。
在本说明书中“包括”的意思是“包含或由...组成”。
公开在上述说明书或所附权利要求书或附图中、以其具体形式或以用于实现所公开功能的装置的术语、或用于达到所公开结果的方法或过程而表达的特征，如适用地，可单独或以这些特征的任意组合形式用于以不同的形式实现本发明。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1、一种轴承装置，其包括一球面轴承，该球面轴承具有轴承座和设在其中的球体，该轴承座具有刚性的外座圈、刚性的内座圈和夹在这两个座圈之间的环形弹性体部分，其中该轴承座的外座圈固定地保持在一干涉配合孔中，且在该装置安装到该干涉配合孔中之前，该装置在所述球体和轴承座之间具有在预定范围内的转矩，该装置当保持在该干涉配合孔中时该转矩仍保持在该预定范围内。
2、如权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，所述球面轴承是高转矩轴承，其在插入所述干涉配合孔之前具有在5到100Nm范围内的摆动转矩。
3、如权利要求2所述的轴承装置，其特征在于，所述球面轴承是高转矩轴承，其在插入所述干涉配合孔之前具有在8到50Nm范围内的摆动转矩。
4、如前述任一项权利要求所述的轴承装置，其特征在于，所述弹性体部分结合到所述内、外座圈上。
5、如前述任一项权利要求所述的轴承装置，其特征在于，在与球体接触的内座圈上设置一衬垫。
6、如权利要求5所述的轴承装置，其特征在于，所述衬垫是自润滑衬垫。
7、如权利要求1到4中任一项所述的轴承装置，其特征在于，所述内座圈和球体均由金属制成，且内座圈与球体直接接触。
8、一种轴承装置，其基本上如前面参考图2所描述并如图2所示。
权利要求
1.一种轴承装置，其包括一球面轴承，该球面轴承具有轴承座和设在其中的球体，该轴承座具有刚性的外座圈、刚性的内座圈和夹在这两个座圈之间的环形弹性体部分，其中该轴承座的外座圈固定地保持在一干涉配合孔中。
2.如权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，所述球面轴承是高转矩轴承，其在插入所述干涉配合孔之前具有在5到100Nm范围内的摆动转矩。
3.如权利要求2所述的轴承装置，其特征在于，所述球面轴承是高转矩轴承，其在插入所述干涉配合孔之前具有在8到50Nm范围内的摆动转矩。
4.如前述任一项权利要求所述的轴承装置，其特征在于，所述弹性体部分结合到所述内、外座圈上。
5.如前述任一项权利要求所述的轴承装置，其特征在于，在与球体接触的内座圈上设置一衬垫。
6.如权利要求5所述的轴承装置，其特征在于，所述衬垫是自润滑衬垫。
7.如权利要求1到4中任一项所述的轴承装置，其特征在于，所述内座圈和球体均由金属制成，且该内座圈与球体直接接触。
8.一种轴承装置，其基本上如前面参考附图所描述并如附图所示。
全文摘要
一种包括球面轴承(2)的轴承装置(1)，该球面轴承(2)具有轴承座(3)和设在其中的球体(4)，该轴承座(3)具有刚性的外座圈(5)、刚性的内座圈(6)和夹在这两个座圈(5，6)之间的环形弹性体部分(7)，其中该轴承座(3)的外座圈(5)固定地保持在一干涉配合孔(8)中。
文档编号F16C27/06GK1751185SQ200480004210
公开日2006年3月22日 申请日期2004年3月25日 优先权日2003年3月31日
发明者保罗·雷蒙德·史密斯, 艾伦·克里斯多佛·克拉克 申请人:美蓓亚株式会社