[发明专利]一种工程塑料制浪形球轴承保持架结构及连接方法

说明书

本发明提供了一种工程塑料制浪形球轴承保持架结构及连接方法，保持架包括环形的上保持架和下保持架，分别沿圆环方向设有相互对称的半圆形球兜和连接部，上下保持架的连接部上分别设有相配合的圆柱销和圆形盲孔，圆柱销顶部设有向外凸出的圆锥体。该保持架的连接方法为先将滚珠和上下保持架预装配到轴承内圈和轴承外圈之间，通过连接有超声波发生装置的模具将上下保持架压合，圆柱销插入盲孔之中，压合过程中超声波发生装置工作，圆锥体积聚能量产生高温使圆柱销与盲孔熔融焊接为一体。该保持架结构可通过超声波熔焊的方式进行连接，相较现有工程塑料保持架卡扣及铆接等连接方式而言，加工精度和保持架强度均得到有效提升，加工效率更高。

技术领域

本发明属于滚动轴承保持架技术领域，具体涉及一种工程制塑料浪形球轴承保持架结构及连接方法。

背景技术

轴承保持架是滚动轴承中的零件之一，具体作用是将滚动轴承内部的滚动体彼此分隔，防止滚动体在运动中互相碰撞和摩擦，保持滚动轴承的运转流畅。轴承保持架可以采用不同材料制造，常用的材料有金属，例如钢、铜及铜合金、铝合金等，近几十年来随着工程塑料行业的发展，大量高性能工程塑料被研究和开发，高性能工程塑料在保持架领域得到了快速推广和使用。钢制保持架存在质量大，钢和钢之间的摩擦系数大，钢球和保持架摩擦大的缺点；有色金属保持架虽然耐磨性能优良，但成本高，仅在部分特殊场合下使用。工程塑料保持架摩擦小且密度低、质量轻但存在强度较低的缺点。

深沟球轴承钢制保持架一般采用浪形结构，两片具有同样形状的半保持架通过铆钉啮合连接形成一个整体，两个浪形部分铆合后形成兜孔，钢球被分别隔离在兜孔中。而工程塑料一般使用在冠形结构，冠形保持架为单片结构，保持架上注塑形成与钢球数量相等的兜孔，兜孔在一侧开口，开口直径小于钢球直径，安装时通过开口两侧的弹性变形将钢球压入兜孔中。冠形结构安装使用方便，可以通过注塑实现。钢制浪形保持架由于结构和材料的原因，比冠形保持架的强度高，环境适用性好，但摩擦比较高；而冠形保持架由于材料原因，摩擦更低，但对环境适用性差，强度低，两者在使用中各有优势。

电动汽车的发展，驱动电机的转速越来越高，驱动电机一般使用深沟球轴承，衡量轴承转速性能的dmn(轴承中径与转速乘积)值超过80万，目前正在向120万乃至150万发展，远远超过了目前深沟球轴承dmn60万的限值。影响深沟球轴承转速的因素有很多，轴承结构、润滑材料、密封结构、保持架结构和材料等都起到了重要的作用。在保持架方面，由于钢和钢的摩擦系数高，高速情况下摩擦发热严重，磨损大，因此钢制浪形保持架不适宜用在高速场合，某些工程塑料及其改性材料，与钢的摩擦系数低，摩擦发热小。但采用冠形结构时，由于结构限制，保持架兜孔的开口端在高速情况下，由于结构方面的原因在离心力的作用下产生变形，带动开口一侧容纳钢球的兜孔向轴承外径方向扩张，保持架容纳钢球的兜孔内球面侧面与钢球的间隙减小而产生干涉摩擦，磨损加快，转速越高变形越大，磨损增强。中国发明专利申请，申请公告号CN100453836C为了解决合成树脂制浪形保持架存在的上述两个技术问题，公开了一种工程塑料保持架的结构。将两个具有相同结构的工程塑料保持架，通过卡扣等形状的结构连接在一起，形成封闭的兜孔，解决了冠形保持架开口的高速变形问题，轴承dmn得到了很大的提高。但是卡扣式结构，归根结底还是一种机械连接方式，高温情况下工程塑料的强度急剧降低，在高速和钢球旋转中的冲击下，彼此扣合的卡扣容易产生松动，导致保持架分离，产生轴承失效。CN105041874A提出了一种解决方案，将两个工程塑料制成的保持架，通过工程塑料铆钉连接在一起后，对伸出的铆钉杆采用高温进行熔化，熔化后使用模具将其成型为铆钉头的形状，将两个保持架连接固定在一起，连接后的保持架强度高，连接可靠不会产生松动，能够适用轴承高速化的要求。但是熔化铆钉杆需要较高的能量，熔化后还需要成型以及保温，因此保持架铆钉熔接方式需要的时间比较长，能耗高，加工效率低，不能满足高效生产要求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、适于高速状态工作中的工程塑料制浪形球轴承保持架的结构及连接方法。为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：