用于滚动轴承的保持架、滚动体和滚动轴承的制作方法

本发明涉及滚动轴承。本发明特别涉及滚动轴承的保持架和滚动体的优化设计。

背景技术：

滚动轴承用于将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失。滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成。保持架将滚动体等距离间隔开，使滚动体均匀分布在滚道的圆周上，以防止滚动轴承工作时滚动体间的相互碰撞和摩擦。同时，保持架还能够引导并带动滚动体在正确的滚道上滚动。

现有的保持架根据不同的轴承类型以不同的设计方案来实施，例如搭扣式保持架，铆接式保持架，卡式保持架或窗式保持架。在中国专利cn102072255b公开了一种窗式保持架。又例如在中国专利cn101896729b中公开了一种卡式保持架。

然而在现有技术中，每两个相邻的滚动体之间总是通过保持架的部段隔挡，这些部段沿滚动轴承的轴向延伸，例如是保持架梁的形式，也能够具有其他设计。在这种设置隔挡部段的方案中，保持架中沿圆周方向相邻布置的滚动体的间距较大，因此在轴承尺寸一定的情况下，滚动体的个数较少，进而降低保持架的承载能力。

技术实现要素：

因此，本发明所要解决的技术问题是提供一种滚动轴承，这种滚动轴承具有良好的承载能力，并且在滚动轴承工作时，滚动体之间不会相互摩擦。

该技术问题通过用于滚动轴承的保持架、滚动体和滚动轴承本身解决。

根据本发明的用于滚动轴承的保持架，用于间隔和引导滚动轴承的滚动体，保持架包括至少两个环件，环件通过沿轴向延伸的保持架梁相互连接，其中，环件具有匹配滚动体的轴向端部的轴向凹部。

在这种情况下，滚动轴承还包括轴承外圈和轴承内圈。在滚动轴承是单列轴承的情况下，保持架包括相邻布置的两个环件；在滚动轴承是双列轴承的情况下，保持架包括并排布置的三个环件；以此类推。各个环件同心布置并且通过保持架梁相互连接。保持架梁在此仅用于连接相邻的两个环件，而不再用于隔挡滚动轴承的滚动体。滚动轴承的相邻的滚动体通过环件上的轴向凹部相互间隔。具体地说，能够将滚动体的轴向两端分别布置在相邻的两个环件上位置对应的轴向凹部上或轴向凹部内，由于轴向凹部在形状和尺寸上匹配滚动体的轴向端部，保证了各个滚动体在滚动轴承工作时不会相互摩擦，从而确保滚动轴承的极限转速。在这种情况下，两个环件之间的保持架梁的个数不必等于该列滚动体的个数，而是能够小于这两个环件之间的滚动体的个数。保持架梁优选在保持架的圆周方向上均匀分布。通过减少保持架梁的个数和/或合理布置保持架梁的位置能够在保持架的圆周方向上更加密集地布置滚动体，从而提高滚动轴承的承载能力。另外，特别在相比现有技术减少保持架梁个数的情况下，能够有利地减少保持架的原材料的使用，降低保持架的成本，并且还减少保持架的重量。

在一种优选的设计方案中，保持架是整体式保持架，即一体式保持架，从而保持架具有良好的承载能力和运行可靠性。备选地，为了工艺方便，保持架也能够是分体式保持架。

在另一种优选的设计方案中，轴向凹部在环件的圆周方向上均匀分布，从而保证滚动体均匀分布在滚动体轴承的圆周方向上。

在一种优选的实施方式中，轴向凹部设置在环件的径向外侧或径向内侧。具体地，轴向凹部能够是沿轴向延伸的凹槽，凹槽的开口朝向环件的径向外侧或径向内侧。从而特别在保持架是整体式保持架的情况下，也能够方便地将滚动体安装到轴向凹部内。

在这种情况下，有利地，轴向凹部具有将滚动体保持在其位置上的止挡结构。止挡结构既包括轴向止挡结构，也包括径向止挡结构。例如在滚动体的轴向端部呈圆台形或球台形的情况下，在轴向上，能够设计凹槽沿轴向具有不同的尺寸，能够设计凹槽朝向滚动体的一侧具有较大的横截面尺寸，背向滚动体的一侧具有较小的横截面尺寸，从而保持架能够保持各个滚动体的轴向位置，防止滚动体从轴承的侧面脱落；在径向上，能够在凹槽侧壁上设置凸起，从而适当缩小凹槽开口的程度，使得滚动体的端部能够卡在凹槽中，减小径向蹿动，并且不会沿径向脱落。另外在保持架是分体式保持架的情况下，也能够考虑将例如是盲孔形式的轴向凹部设置在环件的轴向端面上。

根据本发明的用于滚动轴承的滚动体，由滚动轴承的保持架间隔和引导，其中，滚动体的轴向两端设有凸出部。滚动体例如是圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子、滚针等。滚动体的两个凸出部被分别布置在保持架的两个环件上相对应的轴向凹部中，从而保持架将相邻滚动体分隔开并且引导滚动体转动。

在一种有利的设计方案中，凸出部呈圆台形。圆台形凸出部的中轴线与滚动体的旋转轴线重合地布置。凸出部的大径端布置在滚动体主体一侧，小径端布置在滚动轴承的轴向外侧。从而能够利用这种凸出部的形状，相应地设计保持架的轴向凹部，特别能够通过以形状互补的方式设计轴向凹部，以保持各个滚动体在相应的位置上。

在另一种有利的设计方案中，凸出部呈球台形。球台形凸出部的中轴线与滚动体的旋转轴线重合地布置。凸出部的大径端布置在滚动体主体一侧，小径端布置在滚动轴承的轴向外侧。在这种情况下，一方面有利于保持架上止挡结构的设计，另一方面，在保持架的轴向凹部的内表面呈锥形面的情况下，滚动体的凸出部与轴向凹部实现线接触，有利于减少摩擦。

根据本发明的滚动轴承，包括内圈、外圈、上述保持架和上述滚动体。通过保持架的轴向凹部以及滚动体的轴向两端凸出部的设计，能够可靠地间隔滚动体并且引导滚动体在内圈和外圈之间滚动，保证滚动体之间不产生摩擦，有利于保证轴承的极限转速，同时，能够在滚动轴承的圆周方向上布置更多滚动体，从而增加滚动轴承的承载能力。此外，能够相比现有技术减少保持架梁的个数，从而减少保持架的原材料的使用，降低保持架的成本，并且减少保持架的重量。

附图说明

下面结合附图来示意性地阐述本发明的一种优选实施方式。附图为：

图1是根据本发明的优选实施方式的保持架的立体图，

图2是匹配根据本图1的保持架的滚动体的主视图，

图3是具有根据图1的保持架和根据图2的滚动体的滚动轴承的立体图，其中未示出轴承外圈，

图4是沿径向剖切根据图3的滚动轴承的半剖视图，以及

图5是根据图3的滚动轴承的局部侧视图。

在各个附图中，相同的部件或结构使用相同的附图标记。

具体实施方式

图1和图2分别示出了根据本发明的一种优选实施方式的滚动轴承的相互匹配的保持架和滚动体。滚动轴承是单列式的滚动轴承。在该优选实施方式中，滚动轴承还包括外圈和内圈。保持架用于间隔滚动体并且引导滚动体在外圈和内圈之间滚动。

如图1所示，滚动轴承的保持架1是整体式保持架，保持架1包括两个同心布置的环件11，环件11通过沿轴向延伸的保持架梁12相互连接，保持架梁12均匀分布在保持架1的圆周方向上。在两个环件11上对应地设置有在圆周方向上均匀分布的轴向凹部13。轴向凹部13是沿滚动轴承的轴向延伸的凹槽，凹槽的开口朝向环件11的径向外侧。轴向凹部13匹配滚动体2(后面将详细描述)的轴向端部21。

图2示出了匹配上述保持架1的滚动体2，滚动体2在本实施方式中是圆柱滚子。滚动体2的轴向两端分别设有凸出部21。凸出部21呈圆台形，圆台形凸出部21的中轴线与滚动体2的旋转轴线重合地布置。凸出部21的大径端布置在滚动体主体一侧，小径端布置在滚动轴承的轴向外侧。

图3是上述滚动轴承的立体图，其中为了清楚地示出保持架1与滚动体2的互补式布置方式移除了外圈4。图4是沿径向剖切的滚动轴承的半剖视图。如图3和图4所示，滚动体2的两个凸出部21被分别布置在保持架1的两个环件11的相对应的轴向凹部13中，从而保持架1将相邻滚动体2分隔开并且引导滚动体2转动。滚动体2之间不产生摩擦，有利于保证滚动轴承的极限转速。同时，能够在滚动轴承的圆周方向上布置更多滚动体2，从而增加滚动轴承的承载能力。此外，能够相比现有技术减少保持架梁12的个数，从而减少保持架1的原材料的使用，降低保持架1的成本，并且还减少保持架1的重量。

此外，为了保证在滚动轴承工作时，滚动体2保持在其位置上，保持架1设有止挡结构。轴向止挡结构如图1所示，轴向凹部13的内表面基本呈锥形，轴向凹部13在保持架1的轴向内侧具有较大的槽截面，并且在保持架1的轴向外侧具有较小的槽截面，从而能够有效地在轴向上止挡滚动体2。径向止挡结构如图5所示，在轴向凹部13的侧壁上设有沿轴向呈长条形延伸的凸起14，从而缩小轴向凹部13的开口大小，使得滚动体2的端部21能够卡在轴向凹部13中，减小径向蹿动，并且不会沿径向脱落。

虽然在上述说明中示例性地描述了可能的实施例，但是应该理解到，仍然通过所有已知的和此外技术人员容易想到的技术特征和实施方式的组合存在大量实施例的变化。此外还应该理解到，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术指导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。