一种高流动态润滑的圆锥轴承保持架的制作方法

本申请属于轴承保持架领域，尤其涉及一种高流动态润滑的圆锥轴承保持架。

背景技术：

1、圆锥滚子轴承承载能力强，能够承受径向和轴向的联合载荷，轴承钢性也大，随着汽车变速箱装置的轻量化、小型化，汽车变速箱差速器多采用圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承的极限转速受到轴承摩擦力矩的影响，圆锥滚子轴承摩擦力矩的产生主要有以下原因，1)外圈滚道面与滚子滚动面的滚动摩擦tr；2)滚子端面与内圈挡边的滑动摩擦ts；3)滚子与保持架的滑动摩擦；4)润滑油搅拌阻力。

2、因此，本领域技术人员在改善圆锥轴承摩擦力矩方面做了非常多的研究，例如通过优化滚子端面与挡边的接触位置，改进滚子端面与内圈大挡边的表面粗糙度来减小ts；通过优化轴承内部结构参数(如接触角、滚子数、滚子长度、滚子直径等)来减小tr；通过应用新开发的长寿命材料进一步减摩；聚焦润滑油搅拌阻力，通过缩小保持架与内圈小挡边的间距来减少小端润滑油流入面积降低搅拌阻力减摩等，而因为前期的低速应用场合下滚子于保持架的滑动摩擦很小，而鲜有对滚子与保持架之间的滑动摩擦进行研究优化设计的，但圆锥轴承在现有的应用工况，特别是载荷复杂且高速旋转时，保持架要承受很大的离心力、冲击和振动，保持架和滚动体之间产生了较大的滑动摩擦，滚动体撞击保持架的窗梁，并产生大量的热量，力和热共同作用的结果会导致保持架故障，严重时会造成保持架烧伤和断裂，保持架的变形对整个轴承的稳定性有很大的影响，由此可见，现有技术有待于进一步地改进和提高。

技术实现思路

1、本发明提供了一种高流动态润滑的圆锥轴承保持架，用以解决在载荷复杂且高速旋转的工况下，圆周轴承保持架窗梁与滚动体之间在摩擦大，产热多容易造成保持架烧伤断裂的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、一种高流动态润滑的圆锥轴承保持架，包括大端径环、小端径环以及多个窗梁，窗梁的两端分别与大端径环和小端径环固定连接，多个窗梁沿保持架的圆周方向均匀间隔设置，相邻的窗梁之间构成供滚动体安装的窗孔，所述窗梁朝向轴承内圈面开设有第一动态流道，所述窗梁朝向兜孔面设有第二动态流道，轴承高速转动过程中，润滑油能够从第一动态流道来到第二动态流道，填充满第二动态流道，滚动体朝向窗梁运动时能够接触第二动态流道的润滑油，以减弱撞击势能并减少摩擦生热。

4、本发明的高流动态润滑的圆锥轴承保持架，通过在保持架窗梁朝向轴承内圈面开设第一动态流道，在窗梁朝向兜孔面开设第二动态流道，第一动态流道和第二动态流道相连通，在圆锥轴承高速转动时，在离心力和惯性力作用下，会导致润滑脂或润滑油向大端方向移动，当润滑油从小端向大端聚集时，润滑油通常会经过窗梁面，沿窗梁面移动过程中，第一动态流道的润滑油能够进入到第二动态流道并充满整个第二动态流道，滚动体若朝向窗梁方向运动时能够接触到第二动态流动内的润滑油，作为液体缓冲减弱滚动体的撞击势能，同时能够吸收滚动体与保持架之间产生的摩擦热量，降低保持架升温，有利于保护保持架稳定，提高圆锥轴承在载荷复杂且高速旋转应用工况下的使用寿命。

5、在优选的实现方式中，所述第一动态流道包括沿窗梁长度方向设置的主流道以及与主流道连通的分支流道，分支流道呈v型，分支流道的大口朝向小端径环，分支流道连第二动态流道，润滑油脂在经过第一动态流道从小端径环位置移动至大端径环位置过程中进入分支流道，由分支流道进入第二动态流道。

6、在优选的实现方式中，沿主流道的长度方向间隔设有多条分支流道，对应的所述第二动态流道设置多道，均匀间隔设置于窗梁朝向兜孔面。

7、在优选的实现方式中，所述主流道的截面宽度由小端径环向大端径环方向逐渐变窄。

8、使润滑油在移动过程中受到逐渐增大的阻力，从而减少向大端聚集的润滑油量，确保润滑油在轴承高速运转时内部能够均匀分布到各个部位。

9、在优选的实现方式中，所述主流道内设有截油部，截油部能够拦截部分沿主流道方向移动的润滑油，使其进入分支流道。

10、在优选的实现方式中，所述窗梁与大端径环以及小端径环的交接位置设有过油槽，所述主流道的两端分别通过分支流道连通所述过油槽，靠近所述大端径环的v型分支流道，大口朝向大端径环。

11、通过将靠近大端径环的v型分支流道设计其大口朝向大端径环，有利于引导润滑油进入过油槽，减小过油阻力，减弱在轴承高速运转过程中，润滑油在离心和惯性力作用下对窗梁的冲撞。

12、在优选的实现方式中，所述第二动态流道的中心线与保持架的中心线存在一夹角θ，满足45°≤θ≤90°。

13、在优选的实现方式中，所述第二动态流道的截面宽度由轴承内圈向轴承外圈方向逐渐变窄，宽端连通分支流道。

14、第二动态流道的面积越来越狭窄，宽端连通分支流道，润滑油在从分支流道来到宽端，进入细小空间内，润滑油由于液体的表面张力效应形成弧状而不会轻易流出，这种表面张力的作用使得润滑油能够吸附在第二动态流道内流动，在由宽端向窄端移动过程中，润滑油会溢出部分，使第二动态流道形成高于窗梁朝向兜孔面的液面，从而实现减弱撞击势能并减少摩擦生热。

15、在优选的实现方式中，窗梁朝向兜孔面为斜面，相邻窗梁间的兜孔宽度由轴承内圈向轴承外圈方向逐渐变窄。

16、在优选的实现方式中，所述第二动态流道的面积为斜面面积的10％-12％,深度d满足1mm≤d≤3mm。

17、第二动态流道的面积及深度高于设计要求时，保持架的结构强度易不足，保持架转动时容易产生结构损伤，第二动态流道的面积及深度低于设计要求时，第二动态流道的润滑油过小易发生磨损产热，截油槽的面积及深度位于设计要求时，保持架具有较好的结构强度，同时能够起到较好的减弱撞击降低摩擦效果。

技术特征：

1.一种高流动态润滑的圆锥轴承保持架，大端径环、小端径环以及多个窗梁，窗梁的两端分别与大端径环和小端径环固定连接，多个窗梁沿保持架的圆周方向均匀间隔设置，相邻的窗梁之间构成供滚动体安装的窗孔，其特征在于，所述窗梁朝向轴承内圈面开设有第一动态流道，所述窗梁朝向兜孔面设有第二动态流道，轴承高速转动过程中，润滑油能够从第一动态流道来到第二动态流道，填充满第二动态流道，滚动体朝向窗梁运动时能够接触第二动态流道的润滑油，以减弱撞击势能并减少摩擦生热。

2.根据权利要求1所述的一种高流动态润滑的圆锥轴承保持架，其特征在于，所述第一动态流道包括沿窗梁长度方向设置的主流道以及与主流道连通的分支流道，分支流道呈v型，分支流道的大口朝向小端径环，分支流道连通第二动态流道，润滑油脂在经过第一动态流道从小端径环位置移动至大端径环位置过程中进入分支流道，由分支流道进入第二动态流道。

3.根据权利要求2所述的一种高流动态润滑的圆锥轴承保持架，其特征在于，沿主流道的长度方向间隔设有多条分支流道，对应的所述第二动态流道设置多道，均匀间隔设置于窗梁朝向兜孔面。

4.根据权利要求2所述的一种高流动态润滑的圆锥轴承保持架，其特征在于，所述主流道的截面宽度由小端径环向大端径环方向逐渐变窄。

5.根据权利要求2所述的一种高流动态润滑的圆锥轴承保持架，其特征在于，所述主流道内设有截油部，截油部能够拦截部分沿主流道方向移动的润滑油，使其进入分支流道。

6.根据权利要求2所述的一种高流动态润滑的圆锥轴承保持架，其特征在于，所述窗梁与大端径环以及小端径环的交接位置设有过油槽，所述主流道的两端分别通过分支流道连通所述过油槽，靠近所述大端径环的v型分支流道，大口朝向大端径环。

7.根据权利要求2所述的一种高流动态润滑的圆锥轴承保持架，其特征在于，所述第二动态流道的中心线与保持架的中心线存在一夹角θ，满足45°≤θ≤90°。

8.根据权利要求2所述的一种高流动态润滑的圆锥轴承保持架，其特征在于，所述第二动态流道的截面宽度由轴承内圈向轴承外圈方向逐渐变窄，宽端连通分支流道。

9.根据权利要求1所述的一种高流动态润滑的圆锥轴承保持架，其特征在于，窗梁朝向兜孔面为斜面，相邻窗梁间的兜孔宽度由轴承内圈向轴承外圈方向逐渐变窄。

10.根据权利要求9所述的一种高流动态润滑的圆锥轴承保持架，其特征在于，所述第二动态流道的面积为斜面面积的10％-12％,深度d满足1mm≤d≤3mm。

技术总结
本申请公开了一种高流动态润滑的圆锥轴承保持架，包括大端径环、小端径环以及多个窗梁，所述窗梁朝向轴承内圈面开设有第一动态流道，所述窗梁朝向兜孔面设有第二动态流道，第一动态流道和第二动态流道相连通，在圆锥轴承高速转动时，在离心力和惯性力作用下，第一动态流道的润滑油能够进入到第二动态流道并充满整个第二动态流道，滚动体若朝向窗梁方向运动时能够接触到第二动态流动内的润滑油，作为液体缓冲减弱滚动体的撞击势能，同时能够吸收滚动体与保持架之间产生的摩擦热量，降低保持架升温，有利于保护保持架稳定，提高圆锥轴承在载荷复杂且高速旋转应用工况下的使用寿命。

技术研发人员：郑广会,赵培振
受保护的技术使用者：山东金帝精密机械科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24