专利名称：无架滚动轴承的制作方法
现有的滚动轴承，除滚针轴承之外，一般都是保持架的。保持架的作用是保持滚动体之间的间隔位置，避免滚动体与滚动体接触相碰。滚动体与滚动体在没有接触时，它们各自的转动方向是一致的。滚动体与滚动体一旦接触，它们在接角点上的运动方向正相反，因此发生冲击碰撞。所以以现今的滚动轴承都采用保持架。但是，保持架要靠滚动体推着转动，而滚动体是在自转，在滚动体和保持架的接触推动中就产生滑动摩擦。虽然这滑动摩擦不很厉害，但是轴承的转动次数太多，大频率，滚动体的自转速度又很高，产生的滑动摩擦积少成多，运转到一定的时间以后，保持架和滚动体都被磨损了。保持架被磨损一点，关系不大，滚动体被摩损一点，就使滚动体和内外滚道不能紧密接触。不能紧密接触，就不能实行滚动，不能滚动就变成滑动。这种滑动摩擦一产生就非常厉害，因为是受径向压力的滑动。此后的滑动摩擦就很快增加，磨损也越来越厉害，以形成恶性循环。这样，轴承的性能很快就由滚动变为滑动了。滚动轴承也已变成滑动轴承了。
新轴承最初使用时，滚动体和内外滚道的接触是滚动摩擦，只有保持架和滚动体之间产生滑动摩擦。这就说明滚动轴承滑动摩擦的起因是保持架。滚动体被摩损的起因此也是保持架。假如没有这种保持架和滚动体之间的滑动摩擦，也就没有这种摩损，滚动轴承的滚动性能一定能保持更长得多的时间，因为滚动摩损严重的原因是在滚动体被保持架摩损以后，要提高滚动体的滚动性能，提高滚动轴承的质量，首先必须消除，最初引起产生滑动摩擦，使滚动体摩损的因素，要消除因素，就要取销保持架。
现有一种锥滚子轴承，从表面看，它可以解决滚动体的摩损问题，滚动体被摩损一点，它可以把外圈套紧一些。但是因为锥滚子是锥形的，如果套得紧或刚好时，由高速产生强大的惯性力很容易反滚动体推压至比它自身小的地方而被压碎或卡死;如果套松了，重力必转到低处，即滚动体大的那端和滚道壁产生很大的摩擦阻力。所以，锥滚子轴承还是不能解决问题，也不能提高滚动轴承的质量。
还有一种滚针轴承，它不能承受轴向负荷，只能在低速条件下使用。滚针轴承也没有保持架，但是它没有解决滚动体之间接触产生滑动摩擦等问题，综上所述，要保持轴承的滚动性能，必须取消保持架。但是取消保持架以后，怎样保持滚动体之间的间隔距离不产生滑动摩擦，这就是笔者所研究解决的问题。
无架滚子全滚动轴承是滚动轴承的一种新型。其主要特征是无保持架，又能保持滚动体之间的间隔位置，不会产生滑动摩擦，实现全滚动。轴承的负荷有径向和轴向，无架滚子滚动轴承结构也有两种径向负荷和轴向负荷轴承。
1、重型无架滚子全滚动轴承的结构。
重型无架滚子全滚动轴承由内圈，外圈和直园柱体滚子构成。滚子之间以品字形互相接触滚动。见
图1，其内滚道和外滚道呈凹形。与内外滚道接触的滚动体是直园柱体，在中间的不和内外圈接触，只与直园柱体滚子接触的滚动体呈Ⅱ形，即在圆柱体的两端加上的圆住体直径大的圆形盖，使其不会滚到道外去。与内外滚道接触的两个直圆柱滚子之间是有间隙，不接触的。这样，按照轴承的转动方向，滚动体与滚动体就能一个推着一个地实行全面滚动。
2、重型无架滚子全滚动轴承，滚子大小的设计计算。
轴承的内径、外径和轴向宽度是须按照使用它的机器的规格设计的。在保证其内、外圈有足够厚度的前提下，尽量增大其内外滚道之间的径向距离，因为在这段距离内要摆上两个滚子，而且滚子之间还要留有间隙。直园柱滚子和Ⅱ形滚子可以设计成同样大小的直圆柱体。滚子的大小是根据其内外滚道的径向距离来确定的。假设其内外滚道的径向距离为E，如图2则其一个滚子的直径必须小于E/2。设滚子直径为d，则d∠E/2，设其滚子隙为b，则b∠d(如图工)。令E＝10e，d＝4e，内滚道圆的半径为oA＝a，在Rt△OBO中，
在直角△OBO中，已知OA＝a，AB＝5e，OB=a+5eBO=7e]]>，求得∠α＝2α° (360°)/(2α°) ＝SZ(其中S为所求出的数值中，Z为组数单位)Z＝3个滚子。这样滚子的总个数为3S，其中2/3为圆柱滚子，1/3为Ⅱ形滚子，如果S不是整数，则根据其余数的大小，定出最后一级滚子的大小。
3、为了减少整个轴承的滚动接触面，可以把Ⅱ形滚子直径尽量扩大，但Ⅱ形滚子外沿凸处直径必须小于内外滚道凸起处的径向距离。
设Ⅱ形滚子的内直径为2t，内外滚道和Ⅱ形滚子凸起高度为j，内外滚道的径向距离为10e，则(图3)2t∠10ej，这样可以出求其2t数值。图三在直角△O1BO3中，已知O1B＝3e，O1O3
在直角△0BO中，已知O1B＝a+5e，BO3=4t+8te-5e]]>求出α＝α°，然后以上述方法算出滚动体的个数和最后一组滚动体的大小。
4、无架滚子全滚动轴承的优越性和可行性。
无架滚子全滚动轴承的特征是无架和全滚动。
无保持架就消除了产生滑动摩擦的因素，也就是消除滚子摩损的因素，就能保持滚动体和滚道的密切配合，保持轴承的滚动性能，从而提高了轴承的质量，又因为它是全滚动，在工作过程中，摩擦力很小消耗能量也极少，从而就提高了机器的机械效率。因为无架轴承的滚子与滚道紧密结合也就没有振动和噪音，从而也能延长机构和其自身的使用寿命。因为它是全滚动，所以，能运用于高速运转的机器。
从无架滚子轴承的结构来看，滚子的个数多，空隙少。更突出的是它的滚子都是品字形结构，一个滚子的负重，分解由六个滚子承担，因此它能承受特重的负荷，适用于载重汽车和火车上所用的轴承以及大功率重型机械上所用的轴承。
综上所述，提高机械效率，节纸能原，延长机构的使用期、承受重负荷，耐高速，无振动噪音等这些优点都是发展机械工业所需求的。这就说明了无架滚子全滚动轴承是可行的，这种轴承生产出来，
从制作方面来看，滚子轴承已经制造很多了，没有什么工艺技术问题不能解决的。凡是生产滚子轴承的轴承厂都能制造。无架滚子轴承和滚子轴承的元件，基本相同，制造方法也相同。它们的不同点就是无架滚动轴承中的不和内外滚道接触的，起间隔作用的Ⅱ形滚子。这种Ⅱ形滚子在机械工厂里也不难制作。从以上几点看这种无架滚子全滚动轴承量切实可行的。
5、滚子制作滚子都制成空心，不易弯曲和破碎，也可以节省材料。空心处可用其他物质为塑料等填塞。
轴向无架全滚动轴承的结构。根据(一)滚动体结构原理和中型轴承负荷特点，轴承的设计中型轴承的滚动体结构滚动体分为三种(图4)1、小于内外滚道径向距离一半的直圆柱体滚子称小滚子。(2)大于小滚子，而小于内外滚道凸起处距离的在滚道中间的中滚子(3)直径和内外滚道径向距离相等的大滚子。大滚子两边相接的是中滚子，中滚子一边与大滚子相连接，另一边与二个小滚子相切。一对小滚子两边都和中滚子相切。中型滚子是Ⅱ形，大滚子和小滚子是直圆柱体。(4)在一对小滚子中，和内滚道接触的称为小内滚子，与外滚道接触的为小外滚子。小外滚子大于小内滚子，一对滚子的圆心，在内圈圆周的半径的线段上。一对小滚子都必须以圆圈圆心角的两边相切。
2、轴向型无架全滚动轴承性能。
轴向型无架全滚动轴承，适用于离速轴向大负荷机器，其特点是滚动性能高，无冲击振动，转动无偏差。如果和周径齿轮配套组装机器，那更是完美无缺了。
无架齿式滚动轴承是不用保持架，以齿型结构来保持其滚动体的间隔位置的滚动轴承。
齿滚子轴承是滚子带齿，带齿部份占其滚动面的三分之一在园柱面的中间部份，图4其齿滚子分两类一种是直径和内外滚道径向距离相等的凹齿滚子，一种是带凸齿的，其直径小于内外滚道径向距离的凸滚子，采用三角齿形，凸齿高等于凹缺齿高度，其两滚子的齿边弧长必须相等。这样较大的带凹齿滚子与内外滚道接触滚动运转，在运转过程中又以滚动的形式推动较小的凸滚子，凸滚子不与内外滚道接触。只和大滚子接触。(见图5)这种轴承适用以外径较小的中轻型的，径向轴向负荷的机构，它的优点也是不产生滑动摩擦，其三角齿边是不会接触的只有凹凸点的接触，所以它也是全滚动轴承。
权利要求
1.无架全滚动轴承属机械中的滚动轴承。现有的滚动轴承一般都有保持架，没有保持架的如滚针轴承等只能适用于低速转动机械。它也没有解决滚动体和滚动体相碰时产生冲击，振动及滚动体破碎等问题。本发明的特征是滚动体和滚动体之间的“品”字形结构，既保持了滚动体和内外滚道及滚动体之间的滚动方向一致，又起作分解承受力的作用。要求保护的技术特征就是滚动体的“品”字形结构。即在内外滚道的径向距离上摆两个直园柱体滚子，在两对直园柱滚子中间装一个Ⅱ形的起间隔作用和推动作用的滚子，与内外滚道接触的直圆柱滚子直径小于内外滚道径向距离的一半；不与内外滚道接触的滚子大于径向两个直圆柱滚子的中间间隙。
2.轴向型直圆柱滚子轴承的结构设计，即滚动体分为三种，一种大滚子与内外滚道接触;中滚子不和滚道接触，只与滚动体接触，小滚子与小滚子不接触，分别与内外滚道和中滚子接触。
3.齿滚子滚动轴承设计，即滚动体中间带三角齿，带凹齿的大滚子与内外滚道接触，带凸齿的滚子和大滚子接触，不与内外滚道接触。
全文摘要
无架全滚动轴承是滚动轴承的一种。它没有保持架，消除了引起滑动摩擦和滚动体受磨损的不利因素，从而保持滚动体和内外滚道的紧密配合，保持滚动性能。这样就提高了机器的机械效率，节约能源。它没有振动和噪音，又能延长机构和自身的使用期。无架全滚动的最突出的优点是滚动体之间的“品”字形结构，使各滚动体方向一致和内外滚道实现全滚动。“品”字形结构又能把一个滚动体承受的负荷分解六个滚动体承担。所以它适用于高速，大功率的机械传动。
文档编号F16C19/50GK1061649SQ9110805
公开日1992年6月3日 申请日期1991年10月27日 优先权日1991年10月27日
发明者赖登桂 申请人:赖登桂