[发明专利]三重滚子的滚动轴承

说明书

技术领域：

机械零件。

背景技术：

以往的滚动轴承，都是单层滚子的轴承，其中无保持架的滚动轴承，相邻滚子之间存在很大的滑动摩擦力，有保持架的滚动轴承，其各种机械性能虽得到飞跃性的提高，但其制造难度和制造成本也相应地提高许多，而且因滚动体与保持架之间的相对运动仍是滑动式的，使得轴承仍存在较大滑动摩擦力的缺陷，使轴承的制造难度和制造成本大大提高，在轴承的故障中，最先损坏(失效)的部件也往往是保持架，特别是在高速或很大的加速度条件下，保持架的负面作用会很大，时常出现意想不到的恶果。为了区分本人设计的新式轴承，在这里，我把以往的滚动轴承称为：“单重滚子的轴承”。为了克服以往各种轴承的固有缺陷，本人试图设计出一种具有“三重滚子的滚动轴承”，以消除滚动轴承的上述缺陷，提高滚动轴承的机械运动性能。

发明内容：

基本特征：本发明所述的“三重滚子的滚动轴承”，是纯机械式的无保持架轴承。核心特征是在一个轴承的内外圈之间放置了三层滚子。不同层的滚子个数相同。同一层次内滚子的直径和游隙大小相同，但不同层次的滚子直径和游隙大小不同，它们之间的直径和游隙大小排列顺序分别为：紧贴外圈的最大，中间层的次之，紧贴内圈的最小。同一层次内的滚子保持较大游隙而互不接触。滚子的层与层之间和滚子与内外圈之间紧密接触。轴承旋转时，中间层滚子的滚动方向总是与内外层滚子的滚动方向相反，使所有的相接触的滚子之间只有相对滚动联系，没有相对滑动联系，因此，在正常情况下，轴承只有滚动摩擦力，没有滑动摩擦力，能理想性地消除滚动轴承的滑动摩擦力。

多种优势：一是能理想性地消除滚动轴承的滑动摩擦力，飞跃性地提高机械运动效能；二是因各层滚子之间、滚子与内外圈之间的紧密接触，能极大地提高轴承转动的稳定度、极大地提高轴承转动极限转速、极大地降低轴承的运转噪声。三是能极大地提高机械伺服灵敏度和控制器的控制精度。四是因极其简单的结构，能极大地提高轴承的使用寿命、能极大降低轴承的各种故障和各种难以预见的机械危险性。五是能极大降低制造难度和制造成本(与有保持架的或磁悬浮滚动的轴承相比较而言)。

潜在优势：在尺寸设计合理、加工精度够高和安装使用得当时，这种轴承很有可能实现“免润滑油而能正常工作”(须经实验才能定论)。如果真能实现之，将得到诸如：能进一步节省费用、轴承的极限转速进一步提高、延长轴承使用寿命和延长轴承的免维护时间等等优势。

具体实施方式：

滚子直径：因为新式轴承的滚子比“单重滚动轴承”多了两层滚子，如果不缩小单个滚子的直径，将大量占用轴承的有效空间，甚至使轴承没有安装轴的空间。为了节省滚子在轴承中占用的空间和节省制造滚子的用料，单个滚子的直径要尽量的小。

滚子形状：为了消除滚子与套圈档边面之间的滑动摩擦力，中间层滚子与内外层滚子接触点的外形必须互补，使它们相互牵制而位置稳定，使得滚子在绕轴承公转时不会碰上档边面，从而避免因此产生异常滑动摩擦力。如果贴近内外圈滚子的外形为橄榄形的，中间层滚子的外形则为类哑铃形的，反之则反；如果贴近内外圈的滚子为圆柱形的，中间层的滚子也为圆柱形的，但它们互相接触的其中一边的表面必须有突出的条形环，而与之对应的另一边，则必须有与之互补的条形沟；如果贴近内外圈的滚子为圆球形的，中间层的滚子则必须是半球套形状的沟环，才能与之互补。

滚子材料：因为滚子与滚子、滚子与内外圈都是紧贴的，轴承的内部零件之间互相没有冲击力，对材料韧性方面要求不高。对抗氧化性方面要求较高，特别是如果实现“无润滑油工作”，这方面的要求将更高。