专利名称：复合钢短圆柱滚子轴承的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种滚动轴承，特别是适用于各类球磨机等大型设备上的巨型调心短圆柱滚子轴承。
目前，国内外生产的滚动轴承大多用轴承钢制成，这种钢材不仅价格高，且锻造、热处理和冷加工工艺难度较大，废品率高，故产品成本一直居高不下，严重影响了机械工业的发展，尤其是尺寸较大的巨型轴承，这个问题更为突出，例如，国内外的矿山、冶金、化工、建材和电力工业中所生产和正在使用的球磨机等大型设备上所采用的巨型轴承至今仍为双冷调心滑动轴承，而未能采用滚动轴承，据说主要原因是滚动轴承抗冲击性较差，不适应该机工况，再就是巨型滚动轴承价格太高。据了解上述滑动轴承，虽然制造成本较低，但机构比较复杂，使用成本却很高，例如，中空主轴作用在滑动轴承上的径向载荷很重，又基本属于局部载荷，故运行中摩擦阻力很大，造成大量的无功能源损耗(据测试大约占总能耗的25％，单机年无功损耗电力60-86万度)和消耗大量的润滑油(单机年耗10-14吨)，而无功能耗所转化的热量要由大量常流冷却水带走(单机年耗冷却水2-3万吨)，轴承的寿命低(约一年)，可靠性差，经常造成烧瓦燃轴事故，甚而造成巨型中空主轴和轴承损坏报废，不仅维修费用很高，还要造成停机损失。
本实用新型的目的是提供一种短圆柱滚子轴承，在充分保证和优化现有滚动轴承性能的基础上，大幅度地降低制造成本和提高其抗冲击能力，以此取代球磨机上的巨型滑动轴承，可减少巨额的能源，冷却水和润滑油浪费，延长轴承寿命，减少停机损失和维修费用。
实现上述目的的实施方案如下设计一种短圆柱滚子轴承，特别是适用于各类球磨机等大型设备上的巨型调心短圆柱滚子轴承，该轴承由内圈、外圈、滚柱和保持架构成，改进要点是在其内、外圈的内侧分别以低应力辅焊方法粘附一层高强度、耐磨和抗疲劳的合金环，该环直接和滚柱接触。
该方案中，内、外圈的基体可用普通低碳结构钢直接铸造成形，不仅价格低，且以铸代锻，工艺简单，冷加工也较容易，不经整体热处理，因而制造容易，成本低，且具有较高的韧性，即提高了整个轴承的抗冲击性。而以低应力辅焊技术牢固粘附上去的作为滚道用的合金环可用高强度、耐磨和抗疲劳的高合金钢(例如GCr15SiMn、GCr9和GCr15等)制造，虽用量极少，但经表面强化处理(如辗压冷作处理)和表面热处理后即可磨削成形，不仅可达到轴承耐磨、抗疲劳和高接触刚度要求，还可节省大量优质合金钢，明显降低了制造成本，从而为取代球磨机上的巨形滑动轴承辅平了道路。经使用观察，本轴承可用油脂润滑，节省大量润滑油，完全能正常运行，且磨擦阻力明显低于原滑动轴承，耗电量显著下降(推算单机年节约电力40-70万度)，冷却水也用不着了，设备即可简化，运行寿命可提高十几倍，停机故障极少，仅相当于滑动轴承的0.002％，当然维修费用也就大幅度减少了(据推算单机每年至少可节约5-10万元)，本技术若在全国推广(包括新设计和现有设备改造)，巨大的经济效益和社会效益将是惊人的。
当然，由于球磨机的工况极不稳定，本实用新型还要在进一步提高抗冲击性上多做些文章，例如增加滚柱的数量和列数，以及改善保持架的结构等，其中比较有效的方法是可使其保持架由多节链板和链轴绞接而成，构成链式浮动保持架，排列在滚柱的二端侧，滚柱中心有孔，并以此套装在各链轴之上。由于滚柱中空，弹性加大，再加链板、链轴及滚柱之间的连接有间隙，形成链式柔性系统，对比传统的整体刚性保持架来说，抗冲击性能明显优化，而耐磨性也有所提高，制造简单，成装容易，材料利用率也有提高，使用中个别链板、链轴和滚柱损坏可局部更换后继续运行，所以整个轴承使用寿命提高，制造成本及使用成本又可进一步降低。
上述方案在轴承及设备设计中是可行的和有效的，但如何运用于大批现有设备的技术改造中，却是更加至关重要的。本发明人认为，除了在规格和型式上做到多样化外，最好使其调心机制与现有球磨机保持一致，也即使其外圈的外表面制成球面结构，使本实用新型能直接装在现有设备上使用，不仅能节省大量改造费用，在短期内获得可观经济效益，还可改善该滚子轴承中滚柱的受力条件(对目前已有的外圈内球面调心滚子轴承而言)，提高承载能力和使用寿命。
以下结合给出的实施例对本实用新型加以补充描述。
图1是本实施例半剖视外观图；图2是其链式保持架展开示意图。
由
图1可看到该轴承由内圈1、外圈7、二列短圆柱4和保持架6构成，其中外圈滚道上有挡边，而内圈上无挡边，为了装拆方便，易于维修及能够承受少量轴向载荷，可在内圈二端面装以可分离的挡圈3，本轴承新颖之处在于内、外圈和挡圈的内侧(工作面)粘附了一层高合金环2和8，由于采用了低应力辅焊技术，该环内的合金元素向基体1、3和7进行了强力渗透，形成可靠的连接过渡层，使环的附着力极强，基本上与基体热熔为一体，被称为复合钢，其中基体1、3和7约占90-95％。其外圈外表面制成球面结构是为适应当前技术改造而设计的。
由
图1和图2可看到，本例的保持架是由多节链板6及链轴5绞接而成，各滚柱中心有孔，并套装在链轴上，形成完整的链式浮动保持架。
权利要求1.一种短圆柱滚子轴承，特别是适用于各类球磨机等大型设备上的巨型调心短圆柱滚子轴承，该轴承由内圈(1)、外圈(7)、滚柱(4)和保持架(6)构成，其特征在于，所说的内、外圈的内侧分别以低应力辅焊的方法粘附一层高强度、耐磨和抗疲劳的合金环(2)和(8)，该环直接和滚柱接触。
2.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，所说的保持架(6)由多节链板(6)和链轴(5)绞接而成，排列在滚柱(4)的二端侧，滚柱中心有孔，并以此套装在各链轴之上。
3.根据权利要求1和2所述的轴承，其特征在于，所说的外圈(7)的外表面呈球面。
专利摘要一种复合钢制成的短圆柱滚子轴承，制造成本低，抗冲击性能好，可取代目前各类球磨机等大型设备上的巨型调心滑动轴承，可节省巨额电力、润滑油和冷却水，明显减少停机损失和维修费。该轴承新颖之处在于其由普通钢材制造的内、外圈基体的内侧以辅焊技术粘附了一层高强度、耐磨和抗疲劳的合金环，该环直接与滚柱接触。另外其保持架可由多节链板和链轴绞接而成，滚柱中心有孔，并套装在各链轴上，形成链式浮动保持架。
文档编号F16C33/58GK2218276SQ9424141
公开日1996年1月24日 申请日期1994年9月23日 优先权日1994年9月23日
发明者张成龙, 李桂森 申请人:张成龙, 李桂森