专利名称：椭圆滚道的球柱联合式回转支承的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有椭圆滚道的球柱联合式回转支承。
背景技术：
回转支承作为工程机械和建筑机械的重要基础元件，是一切两部分之间需作相对 回转、又需要同时承受轴向力、径向力、倾覆力矩的机械所必需的重要传力元件。其中球柱 联合式回转支承主要由外座圈、内座圈、滚子和钢球组成，内座圈和外座圈各有一条水平直 线形滚道和一条球形滚道，滚子位于水平直线形滚道内，钢球位于球形滚道内，由水平放置 的滚子承受轴向力，径向力由钢球承受，倾翻力矩由两者共同承受。它既能承受较大轴向 力，同时又能承受一定的倾翻力矩和径向力且截面尺寸较小。它主要适用于承受大的轴向 负荷，一定的倾翻力矩，寿命要求高且需连续运转的主机。但是现有的球柱联合式回转支 承的球滚道型式为桃形即为双圆弧双圆心，R/r > 1，上下滚道对称。滚道淬火硬度、淬硬 层深度、滚道曲率半径和接触角是影响桃形滚道回转支承的承载能力和使用寿命的四个重 要参数。滚道淬火硬度受钢球表面硬度限制只能为55 60HRC，从这方面提高承载能力作 用有限；淬硬层深度只要大于规定值即可，加深淬硬层深度除了会提高淬火成本外，并不能 在提高承载能力方面有大的作用；接触角增大会增加滚道边口压溃的可能，也不宜通过增 大接触角的方法来提高回转支承的承载能力；滚道曲率半径R与钢球半径r的比值一般为 1. 04 1. 08，比值越小承载能力越大，但是比值越小滚道形状精度的控制难度越大。所以 在现有的工艺条件下，不能通过减小滚道曲率比的方法来提高回转支承的承载能力。
发明内容本实用新型所要解决的问题是提供一种具有新型滚道的球柱联合式回转支承，通 过滚道承载能力的提高，进而提高球柱联合式回转支承的工作性能和寿命。本实用新型球柱联合式回转支承的球滚道型式为椭圆形，椭圆滚道的长半轴、短 半轴计算公式如下
r · sin2 β4 \-t-cos2 β
b= N2-Sin2^ Vl-Z-cos2/
上式中a——椭圆滚道的长半轴； b——椭圆滚道的短半轴； r——钢球曲率半径；
t——滚道与钢球接触点的曲率半径R与钢球曲率半径r的比值，R/r β——钢球与滚道的接触角； 曲率比t取值范围为1. 01 1. 12，接触角β取值范围为30° 60°[0013]实践证明，将桃形滚道改成椭圆形滚道，滚道形状精度更易控制，并且由于椭圆滚 道是变曲率的滚道，在接触角变化时，接触点的滚道曲率做相应的改变，因此能够改善钢球 和滚道的接触应力状态，提高滚道承载能力，进而提高回转支承的工作性能和寿命。采用椭 圆滚道后，在滚道淬火硬度、淬硬层深度和接触角相同的情况下，此种球柱联合式回转支承 的承载能力相对于桃形滚道的球柱联合式回转支承的承载能力可以提高33%。
图1是本实用新型椭圆滚道的球柱联合式回转支承示意图；图2是图1中所示A处椭圆滚道的放大示意图；图3是现有球柱联合式回转支承的滚道形状示意图。
具体实施方式
从图1和图2可以看出，本实用新型球柱联合式回转支承的球滚道型式设计为椭 圆形，椭圆滚道的长半轴、短半轴计算公式如下
「 r. sin2 Byfta=-
1-/-cos2 ^bJ r2^f上式中a——椭圆滚道的长半轴；b——椭圆滚道的短半轴；r——钢球曲率半径；t——滚道与钢球接触点的曲率半径R与钢球曲率半径r的比值，R/r β——钢球与滚道的接触角；曲率比t取值范围为1. 01 1. 12，接触角β取值范围为30° 60°。例如当球柱联合式回转支承的滚道参数取值为钢球曲率半径r = 9. 922mm、接 触点的滚道曲率半径与钢球曲率半径的比值t = 1.04和接触角β =50°。根据上面公 式，可求出椭圆滚道的长半轴a = 10. 412mm、短半轴b = 10. 065mm。实践证明，将桃形滚道改成椭圆形滚道，滚道形状精度更易控制，并且由于椭圆滚 道是变曲率的滚道，在接触角变化时，接触点的滚道曲率做相应的改变，因此能够改善钢球 和滚道的接触应力状态，提高滚道承载能力，进而提高回转支承的工作性能和寿命。采用椭 圆滚道后，在滚道淬火硬度、淬硬层深度和接触角相同的情况下，此种球柱联合式回转支承 的承载能力相对于桃形滚道的球柱联合式回转支承的承载能力可以提高33%。
权利要求一种椭圆滚道的球柱联合式回转支承，其特征是该球柱联合式回转支承的球滚道型式为椭圆形，椭圆滚道的长半轴、短半轴计算公式如下 <mrow><mi>a</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mi>r</mi><mo>·</mo><msup> <mi>sin</mi> <mn>2</mn></msup><mi>β</mi><msqrt> <mi>t</mi></msqrt> </mrow> <mrow><mn>1</mn><mo>-</mo><mi>t</mi><mo>·</mo><msup> <mi>cos</mi> <mn>2</mn></msup><mi>β</mi> </mrow></mfrac> </mrow> <mrow><mi>b</mi><mo>=</mo><msqrt> <mfrac><mrow> <msup><mi>r</mi><mn>2</mn> </msup> <mo>·</mo> <msup><mi>sin</mi><mn>2</mn> </msup> <mi>β</mi></mrow><mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mi>t</mi> <mo>·</mo> <msup><mi>cos</mi><mn>2</mn> </msup> <mi>β</mi></mrow> </mfrac></msqrt> </mrow>上式中a——椭圆滚道的长半轴；b——椭圆滚道的短半轴；r——钢球曲率半径；t——滚道与钢球接触点的曲率半径R与钢球曲率半径r的比值，R/r；β——钢球与滚道的接触角；曲率比t取值范围为1.01～1.12，接触角β取值范围为30°～60°。
专利摘要本实用新型公开了一种椭圆滚道的球柱联合式回转支承，其特征是球柱联合式回转支承的球滚道型式为椭圆形，椭圆滚道的长半轴、短半轴计算公式为上式中a椭圆滚道的长半轴；b椭圆滚道的短半轴；r钢球曲率半径；t滚道与钢球接触点的曲率半径R与钢球曲率半径r的比值，R/r；β钢球与滚道的接触角；曲率比t取值范围为1.01～1.12，接触角β取值范围为30°～60°。采用椭圆滚道后，在滚道淬火硬度、淬硬层深度和接触角相同的情况下，此种球柱联合式回转支承的承载能力相对于桃形滚道的球柱联合式回转支承的承载能力可以提高33％。
文档编号F16C19/49GK201739345SQ20102024664
公开日2011年2月9日 申请日期2010年7月2日 优先权日2010年7月2日
发明者侯宁, 庾鹏, 梅帮明, 毕娟娟, 许丽华 申请人:马鞍山统力回转支承有限公司