[发明专利]双锥对称圆柱滚动体及其在双锥对称圆柱滚子轴承中的应用

说明书

本发明本发明涉及一种双锥对称圆柱滚动体以及该滚动体在圆柱滚子轴承中的应用。

现有的轴承，都是由圆锥体、圆柱体和球面体(凸度)，这三种滚动体，组成系列化滚子轴承，如圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承等。而在已有的轴承中，这三种滚动体的轴向以端面来限制位移和轴向间隙，轴承的内外滚道必须有一面带档边，不是内圈外滚道，就是外圈内滚道制成档边，或者中间加导向圈。总之，现有滚子轴承离不开档边和导向圈，这样滚动体才能在滚道中，沿着特定的滚动面在轴向有档边限位，径向有内外滚道接触面限制的条件下，作自转和公转运动，传递载荷。这样滚动体在滚道中沿档边滚动时，两端面必然产生滑动摩擦和啃切现象，难以达到纯滚动，而且在负载增加时，还会出现应力集中在滚动体一端，使滚动体局部受损，从而造成滚动体在自转和公转运动中，偏斜轴心线，造成受力不平衡现象，限制了转速极限，使用寿命极限，负载能力极限和噪音的极限。人们为了解决上述问题，采用了很多方法和技术措施以便达到技术要求，通常采用的方法：一、提高轴承制造精度，严格限制形状偏差和表面光洁度，特别还制造了各种机床，用以提高滚道档边的几何精度，而且在滚动体两端也下了很大工夫，如滚子两端面边棱制成圆弧，心部凹下等措施，但没有明显效果。二、国内外至今普遍采用的手段是改善润滑条件，具体为，在保持架内外圈上增加油孔等，为了达到提高转速和使用寿命，减少摩擦，增大传动负荷就得不断注油，使轴承滚道形成油膜，使轴承得到充分润滑。然而，这些措施并没有从根本上解决滚子轴承所存在的问题，这些方法是被动的，还有，人们都希望圆柱滚动体在滚道中的接触应沿径向均匀分布，所以先后发明了球面滚动体和凸面滚动体，也是为了消除滚动体负荷应力集中在边缘的目的，然而，最佳的凸面形状取决于作用负荷的方向和大小，根据某一特点的负荷状态所确定的理想凸度形状对另一种状态就不适用了，那么，能有一种滚动体既可达到接触应力平衡，又能消除边缘负荷效应，既能承受径向负荷，又能承担部分轴向负荷，还能除掉档边，实现纯滚动，已成为人们的期盼。

本发明的目的就在于，为实现滚动体在滚道中的运动为纯滚动，从而提高轴承的转速、使用寿命、负载能力和降低噪音，达到接触应力平衡，又能消除边缘负荷效应，既能承受径向负荷，又能承担部分轴向负荷，而向社会提供一种双锥对称圆柱滚动体及其在圆柱滚子轴承中的应用。

可用如下方式实现本发明：

双锥对称圆柱滚动体，其滚动体以中间圆柱体为主，两端截圆锥体是对称的，双圆锥体与圆柱体在同一轴心线上，其外表面母线基本是连续直线，圆柱体直径是滚动体的基准公称尺寸，双凸锥角相交于轴心线。

所述的滚动体长度在滚动体直径的1.2倍之内，称为短圆柱滚动体。

所述的滚动体长度为滚动体直径的2倍以上，称为长圆柱滚动体。

双锥对称圆柱滚动体及其在圆柱滚子轴承中的应用，该系列轴承的滚动体的特征是凸锥圆柱体，其外表面中间圆柱大，两端圆锥面小，并与滚动体轴心线相交，在通过滚动体中部垂直于其轴心线的平面内两端双锥面是对称的，该滚子轴承改变了普通圆柱滚子轴承只能承受径向负荷的弊端，以承载径向负荷为主，并承受部分轴向负荷，双锥对称圆柱滚动体与轴承滚道定位不是靠端面直角档边，而是靠左右对称的圆锥面档边，为轴向定位，径向定位靠中间圆柱面，滚道凹锥对称面即是档边又是滚道，从而消除滚动体边缘应力集中现象，两端双锥对称形控制滚动体在滚道中偏离轴承轴心线，滚动体与滚道接触外表面双锥凹线面比普通滚子直线增长了，故承载能力增大。该滚动体在滚道中实现了纯滚动，能够在各种滚子轴承中应用，如单、双列或多列双锥对称圆柱滚子轴承，按承载能力和推力方向分为单向双锥对称圆柱向心推力滚子轴承和双向双锥对称圆柱向心推力滚子轴承及普通型的单向双锥对称圆柱推力滚子轴承和双向双锥对称圆柱推力滚子轴承等。

图1-A为基准型双锥对称圆柱滚动体结构示意图；

图1-B为图1-A应用中与滚道接触点处加越程槽结构示意图；

图1-C为带有螺旋槽的长圆柱滚动体结构示意图；

图1-D为图1-C中A放大示意图；

图2为单列内圈无挡边双锥对称圆柱滚子轴承结构示意图；

图3为单列外圈无挡边双锥对称圆柱滚子轴承结构示意图；

图4为单列内圈单斜面双锥对称圆柱滚子轴承结构示意图；

图5为单列外圈单斜面双锥对称圆柱滚子轴承结构示意图；

图6为外圈无档边双列双锥对称圆柱滚子轴承结构示意图；

图7为内圈无档边双列双锥对称圆柱滚子轴承结构示意图；

图8为单向双锥对称圆柱向心推力滚子轴承结构示意图；

图9为单向双锥对称圆柱推力滚子轴承结构示意图；