[发明专利]高精度推力向心组合圆锥滚子轴承

说明书

(一)技术领域：本发明涉及一种推力向心圆锥滚子轴承，属轴承类(F16C)。

(二)背景技术：

查阅国内外现有滚动轴承资料，转盘轴承的结构有如下几种：①四点接触单排球转盘轴承。②四点接触双排球转盘轴承。③两点接触双排球转盘轴承。④交叉圆柱滚子转盘轴承(单排)。⑤交叉圆锥滚子转盘轴承(单排)。⑥三排短圆柱滚子转盘轴承。

转盘轴承广泛用于要求承受较大轴向力及倾覆力矩的装备上，如：起重吊车、塔吊、堆取料机、钢包转台、火炮转台、雷达转台、风力发电用变桨偏航支承。这些转盘轴承的承载能力较高但精度不高，转速较低。

近期收到INA公司于2004年推出的《复合载荷的高精度轴承》样本，其推荐的结构为三排短圆柱滚子转盘轴承及两点接触双列球转盘轴承两种，其中内径850～950mm×外径1095～1200mm×高度124～132mm的三排短圆柱滚子轴承的轴向、径向跳动为12μm，最高精度可达6μm，其极限转速为40rpm。与一般用途的转盘轴承比较，无论精度还是转速都得到了较大提高。但是，这两种结构的转盘轴承的精度和刚度与我们研制的数控立车、数控立磨的高精度、高刚度、较高转速转台的要求比较仍有差距，且两种结构均不能在安装使用中调整游隙，确保需要的高精度、高刚度的要求。

(三)发明内容：

本发明提出的高精度推力向心组合圆锥滚子轴承，就是解决上述现有的六种转盘轴承结构，不能满足研制的数控立车、数控立磨需要的高精度、高刚度和较高转速(＞60rpm)要求的问题。其技术方案如下：

高精度推力向心组合圆锥滚子轴承，其特征是：

A.设一个静止的止推座圈1和一个中间的动圈4，4n，两者的滚动面间周向装若干个推力圆锥滚子2和隔离滚子的推力圆锥保持架3；中间的动圈4，4n有下滚道及滚道母线2.1和推力挡边及挡边母线2.3；由此形成承受轴向载荷的推力圆锥滚子轴承；

B.设一个圆锥内圈7，其外滚道与中间动圈4，4n的上滚道间周向装若干个向心推力圆锥滚子5和隔离滚子的向心推力圆锥保持架6；动圈4，4n有上滚道及滚道母线5.1；圆锥内圈7有挡边及挡边母线5.4；由此形成承受径向载荷的向心推力圆锥滚子轴承；在圆锥内圈7上端面7a装有用于调两轴承游隙的轴向位移调节压环8.3；

C.中间的动圈4，4n外周不设或设置与应用设备相配合的外齿4.1和连接孔4.2。在上述圆锥内圈7上端面7a可装有用于调两轴承游隙的轴向位移调节压环8.3。上述推力圆锥滚子2的轴心线2.2和动圈下滚道母线2.1相交于轴承轴心线OO₁上同一点O₂；动圈上滚道母线5.1、向心圆锥滚子5轴心线5.2和向心圆锥滚子滚道母线5.3三条线可相交于轴承轴心线OO₁上同一点O₅。上述推力挡边母线2.3或向心挡边母线5.4可均取为直线。

上述动圈下滚道母线2.1与水平面夹角β可取为2°～8°；上述动圈上滚道母线5.1与轴承轴心线OO₁夹角α₁可取为8°～16°或夹角α₂取为40°～60°。上述圆锥内圈7大端面7a凸出高度h₇小于圆锥内圈7挡边的厚度b7。上述推力圆锥保持架3和向心推力圆锥保持架6可采用支柱保持架、冲压保持架或实体保持架。

对结构参数尺寸设计说明如下：①轴承外形尺寸包括外径D，内径d，高度H应尽可能采用国标GB/T273.2-1998规定的推力轴承外形尺寸总方案值，但满足上述高度h7小于厚度b7。也可以根据主机要求及允许轴承的安装空间，按非标准外形尺寸进行设计。②轴承各零件尺寸：按上述结构设计原则以及发明人独创的极限设计专有技术.制订了各零件尺寸、角度设计计算公式，近期将在本结构发明专利的保护下，推出成系列的产品。③本发明轴承的额定轴向、径向动载荷、额定轴向、径向静载荷按国标GB/T6391-2003及GB/T4662-2003计算获得。

本发明有益效果：

1)结构紧凑、尺寸小、重量轻、额定载荷高

现将自制高精度车床、磨床转台设计的本发明高精度推力向心圆锥滚子轴承与INA公司尺寸最大的高精度三排柱轴承有关数据列于表1.

表1

由表1数据表明：本发明轴承外径D内径d之差及高度H值均小于INA轴承之值，重量只是INA的89.7％，但基本额定载荷中：轴向、径向动载荷分别为INA的3.7倍和2.1倍，其轴向、径向静载荷分别为INA的2.864倍和1.54倍。