一种轻量化高速轴球轴承塑料保持器的制作方法

1.本实用新型涉及轴承技术领域，具体来说，涉及一种轻量化高速轴球轴承塑料保持器。


背景技术：

2.在各类轴承中，保持架被大量应用，其主要作用是将轴承中的滚动体均匀隔离，防止滚动体之间发生碰撞，同时还有着引导滚动体并将其保持在轴承内的作用。
3.常规的保持架材料为钢，有着高强度、韧性好、易生产的作用，通常由两部分冲压件铆接而成，但在高速旋转工况下，容易使得轴承的磨损加剧，发热升高，近年来，高速球轴承中常使用尼龙作为保持架材料，该类型保持架弹性好，抗腐蚀和抗氧化性能强，同时具有优异的尺寸稳定性，通常情况下，在尼龙材料中参杂mos2，石墨等材料可使其产生一定的自润滑效果，有效的提升了轴承寿命，相比于金属保持架，工程塑料保持架具有更明显的技术经济效益，在新能源电车电机等领域中得到了广泛应用。
4.如图3和图4所示，目前常规尼龙保持架的设计较为厚重，在高速工况下，该类型保持架易发生倾斜，轴向窜动等不平衡问题，此外，兜孔之间连接台阶的高厚度使得兜孔底部受离心力影响较大，而通常情况下保持架发生断裂多由于兜孔底部的应力过大，该设计保持架仅适用于中低速工况下的轴承使用，局限性较大，再者，由于滚动体与兜孔内壁间隙较小，在高速工况下，润滑脂不易排出，使得钢球受到较大的摩擦力矩并产生较高的摩擦发热。
5.针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

6.针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种轻量化高速轴球轴承塑料保持器，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
7.本实用新型的技术方案是这样实现的：
8.一种轻量化高速轴球轴承塑料保持器，包括尼龙保持架主体，所述尼龙保持架主体的上端设有台阶，所述尼龙保持架主体的上端设有兜孔，所述兜孔的内侧设有滚动体。
9.进一步的，所述兜孔位于台阶的两侧，所述台阶与兜孔均呈圆周设置。
10.进一步的，所述尼龙保持架主体采用镂空处理，所述兜孔的形状为桃形结构。
11.进一步的，所述兜孔由三段圆弧组成，所述兜孔的上段圆弧为上半兜孔，所述兜孔的中段圆弧为储油槽，所述兜孔的下段圆弧为下半兜孔，所述上半兜孔和下半兜孔均与滚动体滑动连接。
12.进一步的，所述兜孔的三段圆弧面的圆心均在竖直中心线上，所述上半兜孔的圆心位于滚动体质心的下方，所述储油槽的圆心与滚动体的质心重合，所述下半兜孔位于滚动体的质心上方。
13.进一步的，所述尼龙保持架主体由碳纤维的尼龙材料制成。
14.进一步的，所述储油槽的内侧设有润滑脂。
15.进一步的，所述台阶和兜孔的外壁的形状为v字形。
16.本实用新型提供了一种轻量化高速轴球轴承塑料保持器,本实用新型的有益效果如下：
17.1、本实用新型中，通过设置的尼龙保持架主体等，本实用新型主要对传统的高速球轴承尼龙保持架进行了结构优化以满足高速工况下轴承的稳定运行。对兜孔之间连接处的台阶进行了材料去除减重处理，可有效抑制离心力对保持架的影响；
18.2、本实用新型中，通过设置的尼龙保持架主体、兜孔等，对传统保持架和本实用新型所述保持架进行了优选尺寸下的应力分布计算，如图5和图6所示，在仅受离心力作用下，所述保持架兜孔底部最大应力可降低1/3左右，可满足大多数高速球轴承的工况，另外爪部采用加强型设计，降低高速应力下的变形；
19.3、本实用新型中，通过设置的尼龙保持架主体、兜孔等，在兜孔内壁设置了储油槽，保证了轴承工作过程中充足的润滑，在降低球与保持架之间的摩擦力的同时也大大减少了润滑脂搅拌引起的摩擦生热；
20.4、本实用新型中，通过设置的尼龙保持架主体、兜孔等，采用加大曲率结构配合球兜四点接触形状，减少了轴向窜动，降低了内径处的接触应力；
21.5、本实用新型中，通过设置的尼龙保持架主体、兜孔等，配合两端圆弧的实施，爪部强度相对较高，磨损由爪部顶端移动到腰部，磨损寿命得以提升。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是根据本实用新型实施例的一种轻量化高速轴球轴承塑料保持器的尼龙保持架与滚动体配合图；
24.图2是根据本实用新型实施例的一种轻量化高速轴球轴承塑料保持器的尼龙保持架结构图；
25.图3是传统尼龙保持架与滚动体配合图；
26.图4是传统尼龙保持架结构图；
27.图5是本实用新型实施例的新结构保持架应力分布；
28.图6是本实用新型实施例的传统结构保持架应力分布。
29.图中：
30.1-尼龙保持架主体、2-台阶、3-兜孔、31-上半兜孔、32-储油槽、33-下半兜孔、4-滚动体。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的
实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做出进一步的描述：
33.实施例一：
34.请参阅图1-2，根据本实用新型实施例的一种轻量化高速轴球轴承塑料保持器，包括尼龙保持架主体1，尼龙保持架主体1的上端设有台阶2，尼龙保持架主体1的上端设有兜孔3，兜孔3的内侧设有滚动体4。
35.兜孔3位于台阶2的两侧，台阶2与兜孔3均呈圆周设置，尼龙保持架主体1采用镂空处理，兜孔3的形状为桃形结构，兜孔3由三段圆弧组成，兜孔3的上段圆弧为上半兜孔31，兜孔3的中段圆弧为储油槽32，兜孔3的下段圆弧为下半兜孔33，上半兜孔31和下半兜孔33均与滚动体4滑动连接，兜孔3的三段圆弧面的圆心均在竖直中心线上，上半兜孔31的圆心位于滚动体4质心的下方，储油槽32的圆心与滚动体4的质心重合，下半兜孔33位于滚动体4的质心上方，尼龙保持架主体1由碳纤维的尼龙材料制成，储油槽32的内侧设有润滑脂，台阶2和兜孔3的外壁的形状为v字形。
36.本实用新型主要对传统的高速球轴承尼龙保持架进行了结构优化以满足高速工况下轴承的稳定运行，对兜孔3之间连接处的台阶2进行了材料去除减重处理，可有效抑制离心力对尼龙保持架主体1的影响，在兜孔3内壁设置了储油槽32，保证了轴承工作过程中充足的润滑，在降低滚动体4与尼龙保持架主体1之间的摩擦力的同时也大大减少了润滑脂搅拌引起的摩擦生热，采用加大曲率结构配合球兜四点接触形状，减少了轴向窜动，降低了内径处的接触应力，配合两端圆弧的实施，爪部强度相对较高，磨损由爪部顶端移动到腰部，磨损寿命得以提升。
37.为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下就本实用新型在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。
38.在实际应用时，相比传统的装置如图3-4，本装置是对现有尼龙保持架设计技术进行改进，设计一款适用于新能源汽车电机的高速尼龙球轴承保持架，通过降低兜孔间连接台阶高度对保持架减重以抑制离心力产生的变形和应力，兜孔处设计了储油槽以提高润滑性能，此外，设计了球兜桃形结构以降低保持器高速运转过程中的轴向窜动，本装置由尼龙保持架主体1、台阶2、兜孔3组成，兜孔3中放置滚动体4，而兜孔3由三段圆弧上半兜孔31，储油槽32，下半兜孔33三段圆弧面组成，组成兜孔3的三段圆弧面的圆心均在竖直中心线上，上半兜孔31的圆心位于滚动体4质心下方，储油槽32的圆心与滚动体质心重合，下半兜孔33的圆心位于滚动体4质心上方。静止状态下，上半兜孔31与下半兜孔33的圆心到滚动体4质心的距离相等，该两段圆弧曲率半径相等且略大于滚动体4曲率半径，储油槽32的曲率半径略大于上半兜孔31与下半兜孔33。由于滚动体4与31和33形成四点接触，由此限制滚动体4的轴向窜动，此外，31相对于储油槽32较厚，结构得以强化高速应力下变形减小，磨损减小，寿命得以提升，尼龙保持架主体1储油槽32可储存润滑脂提供充足润滑的同时也避免了润滑脂的搅拌发热情况，有效降低摩擦。
39.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。