一种水泵离合器支撑轴承的制作方法
【专利摘要】本发明属于轴承制造技术领域，涉及一种水泵离合器支撑轴承，外圈的外圈内径表面上加工有一条外沟，内圈的内圈外径表面上加工有一条内沟，钢球分布在外沟和内沟之间，外圈和内圈的左右端面处加工有密封槽，密封槽内嵌装密封圈，左右密封圈之间的钢球和保持架上涂抹润滑脂供润滑使用，外沟和内沟分别由两条在钢球两侧呈对称分布的线段或曲线连接组成，单列的钢球与外沟和内沟四点接触，钢球与外沟的两个接触点、钢球与内沟的两个接触点分别在钢球两侧呈对称分布；外圈在旋转中受外力影响产生摆动较小，工作稳定，轴向尺寸小，结构简单，成本低，寿命长，其结构设计简单巧妙，原理科学，便于生产和推广使用，应用环境友好。
【专利说明】
一种水泵离合器支撑轴承
技术领域
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[0001]本发明属于轴承制造技术领域，涉及一种水栗离合器支撑轴承，特别是一种用在汽车发动机冷却水栗离合器皮带轮上的支撑轴承。
【背景技术】
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[0002]在汽车领域，随着小排量涡轮增压发动机的应用普及，以及汽车节能降耗和降低污染方面的要求，对发动机的冷却系统提出了新的要求。发动机做功过程产生大量的热量，一般采用汽车发动机通过皮带直接驱动冷却水栗，冷却水栗将冷却液输送到水箱进行散热，反复循环冷却发动机;发动机直驱冷却水栗的结构简单，成本低，但是对系统环境的适应能力低，比如在寒冷天气或者发动机启动阶段，发动机的温度比较低，而不停工作的冷却水栗对发动机不停地进行冷却，使发动机的温度不能快速提高到适宜的温度，造成发动机磨损，增加工作阻力，加大了发动机的能耗和排放，同时使依靠发动机热量提供热源的暖风机不能快速提供暖风，车厢内部迟迟不能达到舒适的温度;在发动机冷却水栗上安装离合器，控制冷却水栗工作，能够有效的实现节能降耗，提高乘用车的舒适性。
[0003]在现有的冷却水栗离合器中，皮带一般安装在离合器的皮带轮上，不同车型或者发动机可以使用相同的离合器，而皮带轮可以更换，因此可以有效减少离合器的种类。皮带轮的支撑轴承是密封单列深沟球轴承或双列角接触球轴承，密封单列深沟球轴承轴向尺寸小，结构紧凑，成本低，缺点是轴承外圈在旋转中受外力影响容易产生较大的摆动，安装在轴承外圈上的皮带轮外径尺寸大，旋转中容易受轴向力矩的作用产生摆动倾向，密封单列深沟球轴承将这种摆动放大，皮带轮外周的摆动会对皮带轮旋转产生影响，噪音升高，降低水栗离合器的工作效率;双列角接触球轴承外圈摆动小，皮带轮运动较平稳，皮带轮工作稳定，缺点是轴承轴向尺寸大，结构复杂，成本高，安装空间大。如果需要在单列轴承的空间内安装双列角接触球轴承，需要减小轴承钢球的体积，即减小钢球的直径，以便能够容纳双排的钢球，而减小钢球直径，会造成轴承的承载能力下降，轴承寿命降低，水栗离合器的可靠性下降。因此，寻求设计一种轴向尺寸小、结构简单、安装空间小、外圈在旋转中受外力影响产生摆动较小的水栗离合器皮带轮支撑轴承。
【发明内容】
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[0004]本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提出设计一种水栗离合器支撑轴承，以解决密封单列深沟球轴承外圈在旋转中受外力影响容易产生较大摆动的问题，克服双列角接触球轴承轴向尺寸大、结构复杂、成本高和寿命低的缺陷。
[0005]为了实现上述目的，本发明涉及的水栗离合器支撑轴承，其主体结构包括:外圈、内圈、钢球、保持架、密封圈、钢球与外沟的接触点、外圈外径、外沟、外圈内径、密封槽、钢球与内沟的接触点、内圈外径、内沟和内圈内径;在过轴承轴线的截面上，外圈的外圈内径表面上加工有一条外沟，内圈的内圈外径表面上加工有一条内沟;钢球分布在外沟和内沟之间，作滚动运动;外圈和内圈的左右端面处分别加工有环状槽，即密封槽，密封槽内嵌装密封圈，密封圈起防尘、防水以及防止润滑脂泄漏的功能；左右密封圈之间的钢球和保持架上涂抹润滑脂供润滑使用，保持架将钢球均匀的分隔，避免了相邻钢球接触、碰撞而增大摩擦和产生噪音，引导钢球旋转及改善轴承内部润滑性能；外沟和内沟分别由两条在钢球两侧呈对称分布的线段或曲线连接组成，两条线段或曲线的一端相交;外沟的两条线段或曲线的另一端分别与外圈内径相交，内沟的两条线段或曲线的另一端分别与内圈外径相交;组成外沟和内沟的两条曲线的曲率半径大于钢球的半径；钢球与外沟和内沟各有两个接触点，在过轴承轴线的截面上，单列的钢球与外沟和内沟四点接触，钢球与外沟的两个接触点、钢球与内沟的两个接触点分别在钢球两侧呈对称分布。
[0006]外沟和内沟分别由两条圆弧连接组成，在过轴承轴线的截面上，外沟和内沟呈尖拱形结构，即桃形结构，两条圆弧的交点即为尖拱的顶点。
[0007]外沟和内沟分别由两条半径、长度相同的圆弧连接组成。
[0008]组成外沟和内沟的圆弧半径与钢球的半径之比为1.02?1.18，优选的比值为1.04?1.14ο
[0009]组成外沟的圆弧半径大于或者等于组成内沟的圆弧半径。
[0010]外沟的两个接触点连接钢球的中心的夹角、内沟的两个接触点连接钢球的中心的夹角为30?80°，优选的夹角为40?70°，夹角的大小影响水栗离合器皮带轮支撑轴承径向和轴向的承载以及高速运动的能力。
[0011]本发明与现有技术相比，钢球与外沟壑内沟四点接触，增加了承载能力，外圈在旋转中受外力影响产生摆动较小，工作稳定，轴向尺寸小，结构简单，成本低，寿命长;其结构设计简单巧妙，原理科学，便于生产和推广使用，应用环境友好。
【附图说明】
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[0012]图1为本发明的剖面结构原理示意图。
[0013]图2为本发明的轴承外圈与钢球配合部分的放大结构原理示意图。
[0014]图3为本发明的轴承内圈与钢球配合部分的放大结构原理示意图。
[0015]图4为本发明在应用时涉及的水栗离合器皮带轮系统的结构原理示意图。
【具体实施方式】
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[0016]下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步说明。
[0017]实施例:
[0018]本实施例涉及的水栗离合器支撑轴承，其主体结构包括:外圈1、内圈2、钢球3、保持架4、密封圈5、钢球与外沟的接触点6、外圈外径7、外沟8、外圈内径9、密封槽10、钢球与内沟的接触点11、内圈外径12、内沟13和内圈内径14;图1是过轴承轴线的截面，外圈I的外圈内径9表面上加工有一条外沟8，内圈2的内圈外径12表面上加工有一条内沟13;钢球3分布在外沟8和内沟13之间，作滚动运动;外圈I和内圈2的左右端面处分别加工有环状槽，即密封槽10，密封槽10内嵌装密封圈5，密封圈5起防尘、防水以及防止润滑脂泄漏的功能；左右密封圈5之间的钢球3和保持架4上涂抹润滑脂供润滑使用，保持架4将钢球3均匀的分隔，避免了相邻钢球3接触、碰撞而增大摩擦和产生噪音，引导钢球3旋转及改善轴承内部润滑性能;外沟8和内沟13分别由两条半径、长度相同的圆弧连接组成，外沟8的左侧圆弧的圆心在钢球3的球心的右下方，外沟8的右侧圆弧的圆心在钢球3的球心的左下方，两条圆弧的左右距离在图2中以b表示，外沟8的两条圆弧的圆心距离其上方的钢球球心距离以c表示；内沟13的左侧圆弧的圆心在钢球3的球心的右上方，右侧圆弧的圆心在钢球3的球心的左上方，两条圆弧的左右距离在图3中以f表示，内沟13的两条圆弧的圆心距离其下方的钢球3的球心距离以e表示;外沟8的左侧圆弧的右端与右侧圆弧的左端相交，外沟8的左侧圆弧的左端与外圈内径9的左侧相交，右侧圆弧的右端与外圈内径9的右侧相交；内沟13的左侧圆弧的右端与右侧圆弧的左端相交，内沟13的左侧圆弧的左端与内圈外径12的左侧相交，右侧圆弧的右端与内圈外径12的右侧相交;组成外沟8和内沟13的两条圆弧在钢球3的两侧呈对称分布，钢球3与外沟8的两个接触点6、钢球3与内沟13的两个接触点11分别在钢球3的两侧呈对称分布，在理论上，接触点6和接触点11在圆弧弧长的中心;外沟8和内沟13均为呈尖拱形结构，即桃形结构，外沟8的尖头向上，内沟13的尖头向下;钢球3的半径在图2和图3中以R表示，组成外沟8的两条圆弧的半径在图2中以Re表示，组成内沟13的两条圆弧的半径在图3中以Ri表示，本实施例中，Re和Ri相等，Re/R和Ri/R均等于1.10;图2中两个接触点6与钢球3的球心连线夹角a为28°，图3中两个接触点11与钢球3的球心连线夹角d也为28° ;0与6相等，b与f相等。
[0019]在某些设计中，Re和Ri也可以不相等，这种情况下，0与6不相等，b与f不相等，可以通过几何关系进行计算。
[0020]本实施例在使用时，在水栗离合器皮带轮系统中实现，该系统的主体结构包括皮带轮15、支撑轴承16、离合器17和水栗18;皮带轮15安装在外圈I的外圈外径7上，内圈2的内圈内径14安装在水栗18的驱动轴上，发动机工作，曲轴旋转，发动机附件系统驱动皮带转动，皮带带动皮带轮15旋转，从而带动固定在皮带轮15内部的外圈I跟随旋转，离合器17根据线圈是否通电进行吸合或分离，使外圈和内圈同转动或相对转动(你们原来的文件中是:使皮带轮旋转或静止)，内圈带动水栗18的驱动轴转动或静止，进而实现水栗18旋转或静止。
【主权项】
1.一种水栗离合器支撑轴承，其特征在于其主体结构包括:外圈、内圈、钢球、保持架、密封圈、钢球与外沟的接触点、外圈外径、外沟、外圈内径、密封槽、钢球与内沟的接触点、内圈外径、内沟和内圈内径；在过轴承轴线的截面上，外圈的外圈内径表面上加工有一条外沟，内圈的内圈外径表面上加工有一条内沟;钢球分布在外沟和内沟之间，作滚动运动；外圈和内圈的左右端面处分别加工有环状槽，即密封槽，密封槽内嵌装密封圈，密封圈起防尘、防水以及防止润滑脂泄漏的功能；左右密封圈之间的钢球和保持架上涂抹润滑脂供润滑使用，保持架将钢球均匀的分隔，避免了相邻钢球接触、碰撞而增大摩擦和产生噪音，弓丨导钢球旋转及改善轴承内部润滑性能;外沟和内沟分别由两条在钢球两侧呈对称分布的线段或曲线连接组成，两条线段或曲线的一端相交;外沟的两条线段或曲线的另一端分别与外圈内径相交，内沟的两条线段或曲线的另一端分别与内圈外径相交;组成外沟和内沟的两条曲线的曲率半径大于钢球的半径;钢球与外沟和内沟各有两个接触点，在过轴承轴线的截面上，单列的钢球与外沟和内沟四点接触，钢球与外沟的两个接触点、钢球与内沟的两个接触点分别在钢球两侧呈对称分布。2.根据权利要求1所述的一种水栗离合器支撑轴承，其特征在于外沟和内沟分别由两条圆弧连接组成，在过轴承轴线的截面上，外沟和内沟呈尖拱形结构，即桃形结构，两条圆弧的交点即为尖拱的顶点。3.根据权利要求1或2所述的一种水栗离合器支撑轴承，其特征在于外沟和内沟分别由两条半径、长度相同的圆弧连接组成。4.根据权利要求3所述的一种水栗离合器支撑轴承，其特征在于组成外沟和内沟的圆弧半径与钢球的半径之比为1.02?1.18，优选的比值为1.04?1.14。5.根据权利要求4所述的一种水栗离合器支撑轴承，其特征在于组成外沟的圆弧半径大于或者等于组成内沟的圆弧半径。6.根据权利要求5所述的一种水栗离合器支撑轴承，其特征在于外沟的两个接触点连接钢球的中心的夹角、内沟的两个接触点连接钢球的中心的夹角为30?80°，优选的夹角为40?70。ο
【文档编号】F16C19/16GK106015317SQ201610586044
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月22日
【发明人】陈升儒, 张萌萌, 刘广云, 马国强
【申请人】青岛泰德汽车轴承股份有限公司, 嘉兴兴涛汽车零部件有限公司