專利名稱：密封陶瓷球角接觸高速機(jī)床主軸軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種軸承，特別是一種密封陶瓷球角接觸高速機(jī)床主軸軸承。
背景技術(shù)：
角接觸密封式軸承是在近幾年才為人們所重視的一項(xiàng)技術(shù)，傳統(tǒng)的密封球軸承均為深溝球軸承，即接觸角為零度，軸承主要承受徑向載荷P，保持架為浪形結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的保持架裝配后與軸承套圈端面有足夠大的距離H，在此處安裝密封圈，如圖2a所示，深溝球軸承兩密封圈尺寸完全相同。而角接觸球軸承承受聯(lián)合載荷，即可以承受徑向載荷P1，也能承受一定的軸向載荷P2，接觸角α越大承受的軸向載荷越大。傳統(tǒng)的高速角接觸球軸承保持架材料為酚醛膠布，引導(dǎo)形式為外引導(dǎo)(保持架外徑與外圈內(nèi)徑距離很小)，這種結(jié)構(gòu)的保持架裝配后與軸承套圈端面的距離H極??；并且軸承在軸向力Ρ2的作用下產(chǎn)生軸向位移s (如圖2b所示)；加之，在軸承外圈非受力端斜坡處加工密封槽，會(huì)對(duì)軸承外徑的圓度、橢圓度等產(chǎn)生影響；因此，傳統(tǒng)的角接觸球軸承無(wú)法安裝密封結(jié)構(gòu)。為滿足機(jī)械行業(yè)快速發(fā)展的需求，需要研究密封陶瓷球角接觸高速機(jī)床主軸軸承的性能，改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，加強(qiáng)工序間控制，提聞廣品質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種密封陶瓷球角接觸高速機(jī)床主軸軸承，以解決上述背景技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題。為此，本實(shí)用新型包括外圈和內(nèi)圈，滾動(dòng)體采用氮化硅陶瓷球，滾動(dòng)體直徑小于普通角接觸球軸承、滾動(dòng)體個(gè)數(shù)多于普通角接觸球軸承，滾動(dòng)體均勻的排列在所述內(nèi)圈和外圈之間，保持 架將所述滾動(dòng)體均勻的分隔開(kāi)，所述外圈的端面上，安裝了具有密封效果的不同尺寸、不同顏色的可分辨的密封圈。一種密封陶瓷球角接觸高速機(jī)床主軸軸承，包括外圈和內(nèi)圈,滾動(dòng)體均勻的排列在所述內(nèi)圈和外圈之間，保持架將所述滾動(dòng)體均勻的分隔開(kāi)；所述外圈的端面上，安裝了具有密封效果的密封圈。其中，所述密封圈為第一密封圈和第二密封圈，分別裝于所述外圈端面的兩側(cè)。其中，所述內(nèi)圈和外圈采用SKF-3#鋼。其中，所述保持架采用陶瓷纖維。與開(kāi)放式軸承相比，密封陶瓷球軸承具有質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕、無(wú)磁、絕緣、剛性高、高速使用離心力小、運(yùn)轉(zhuǎn)溫升低等優(yōu)良特性，能用于高速、高溫、腐蝕性介質(zhì)等普通軸承無(wú)法達(dá)到的要求。并且在要求高性能的軸承應(yīng)用中，氮化硅具有最佳的機(jī)械物理綜合特性，均質(zhì)細(xì)密的氮化硅陶瓷具有良好的抗?jié)L動(dòng)接觸疲勞特性。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；[0011]圖2a為深溝球軸承密封結(jié)構(gòu)示意圖；圖2b為角接觸球軸承工作狀態(tài)示意圖；圖2c為密封角接觸球軸承結(jié)構(gòu)示意圖；圖3a為傳統(tǒng)角接觸球軸承的外圈斜坡結(jié)構(gòu)示意圖；圖3b為本實(shí)用新型密封角接觸球軸承的外圈斜坡結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1-外圈；2_內(nèi)圈；3_保持架；4_滾動(dòng)體；5_第一密封圈；6_第二密封圈。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的形狀、構(gòu)造以及特點(diǎn)能夠更好地被理解，以下將列舉較佳實(shí)施例并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，外圈I通常是與軸承座孔成過(guò)渡配合，起支撐作用；內(nèi)圈2通常與軸緊配合，并與軸一起旋轉(zhuǎn)；滾動(dòng)體4借助保持架均勻的排列在內(nèi)圈和外圈之間，滾動(dòng)體4的形狀、大小和數(shù)量直接影響軸承的負(fù)荷能力和使用性能；保持架3將滾動(dòng)體4均勻的分隔開(kāi)，并能引導(dǎo)滾動(dòng)體4旋轉(zhuǎn)及改善軸承內(nèi)部潤(rùn)滑性能。外圈I的端面上，安裝了具有密封效果的密封圈，所述密封圈為分別裝于外圈I端面兩側(cè)的第一紅色密封圈5和第二蘭色密封圈6，用以隔絕軸承內(nèi)部與外界各類物質(zhì)的接觸。保證軸承密封，確保滾動(dòng)軸承的內(nèi)部與外界基本處于隔離狀態(tài)，滾動(dòng)軸承內(nèi)部所添加的各種潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂類物質(zhì)的流失量極小，而潤(rùn)滑的效果得到大幅提升，因此軸承密封能在很大程度上保持軸承的潤(rùn)滑狀態(tài)。軸承密封的另一個(gè)作用，是隔絕軸承內(nèi)部與外界各類物質(zhì)的接觸，減少塵埃、有害氣體等物質(zhì)進(jìn)入軸承內(nèi)腔的機(jī)率，減少軸承內(nèi)部因雜質(zhì)侵害而形成的各種損傷。從這一方面來(lái)說(shuō)，軸承密封能相對(duì)提升軸承的使用壽命。軸承設(shè)計(jì)方案軸承的設(shè)計(jì)主要是主參數(shù)的選擇,軸承的主參數(shù)是指滾動(dòng)體的直徑、數(shù)量和滾動(dòng)體所分布圓周的直徑。這是軸承設(shè)計(jì)的核心，而軸承的主參數(shù)，決定軸承的載荷、轉(zhuǎn)速、剛性、使用壽命等性能。密封陶瓷球角接觸球軸承其主要性能要求是速度、溫升、剛性和精度
坐寸ο1、設(shè)計(jì)改進(jìn)a、滾動(dòng)體的直徑比普通角接觸軸承減小約10% 15% ；滾動(dòng)體數(shù)量增加，比原來(lái)增加了 2 5粒鋼球。滾動(dòng)體直徑的大小、數(shù)量多少根據(jù)載荷大小、速度、剛性等主機(jī)性能要求而定。b、內(nèi)、外圈溝取率半徑計(jì)算公式如下內(nèi)圈溝取率半徑Rn=fn. Dw外圈溝取率半徑Rw=fw. Dw式中Dw-滾動(dòng)體(鋼球)直徑fn、fw大小根據(jù)載荷大小、速度、力矩等主機(jī)性能要求而定。fn=0. 53 O. 55 (常規(guī)設(shè)計(jì)取 O. 515)fw=0. 515 O. 52 (常規(guī)設(shè)計(jì)取 O. 525)C、保持架采用了高強(qiáng)度的陶瓷纖維，因此，保持架寬度系數(shù)比常規(guī)產(chǎn)品系數(shù)減小Bc=fc. Dw式中fc-保持架寬度系數(shù)fc=l. 35fc由原1. 7減少為1. 35。保持架寬度的減少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了軸承在軸向力P2的作用下產(chǎn)生的軸向位移S，因而，有足夠大的軸向位置可以安裝密封圈，同時(shí)，采用陶瓷纖維材料的保持架可注塑成型，其幾何形狀取決于模具精度，注塑成型后尺寸一致性好，易于批量生產(chǎn)。保持架設(shè)計(jì)為球引導(dǎo)(保持架與內(nèi)、外圈擋邊距離相等)，其運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，并且潤(rùn)滑脂易進(jìn)入內(nèi)、外溝內(nèi)，起到良好的潤(rùn)滑作用。綜上所述滾動(dòng)體直徑的縮小、數(shù)量的增加以及溝曲率系數(shù)的改變，不僅可以達(dá)到提高剛性、減小摩擦、提高軸承高速性能，同時(shí)保持架與套圈端面有足夠大的距離安裝密封裝置一密封圈。2、密封圈顏色標(biāo)識(shí)工藝兩密封圈外觀顏色分別標(biāo)識(shí),第一密封圈5為紅色,第二密封圈6為蘭色。第一密封圈放置于外圈的受力面，與深溝球軸承密封結(jié)構(gòu)形式相同，對(duì)軸承精度無(wú)影響； 第二密封圈放置于外圈的非受力面。由于單列角接觸球軸承的結(jié)構(gòu)所致，只能承受單一方向的軸向力，如圖2b和2c所示。加之，在外圈非受力端斜坡處加工密封槽，會(huì)使密封槽最大直徑與軸承外徑的壁厚減小，對(duì)軸承外徑的精度(圓度、橢圓度等)產(chǎn)生影響。要避免以上因素產(chǎn)生的影響，只有將傳統(tǒng)的外圈斜坡角度a由3°，改為1° (如圖3a和31^所示)，才能加大外圈非受力端斜坡處密封槽最大直徑與軸承外徑的壁厚，避免裝配密封圈后軸承外圈產(chǎn)生外漲變形。但是，隨之而來(lái)產(chǎn)生的問(wèn)題是盡管兩個(gè)密封圈內(nèi)、外徑尺寸是不同的，但是目視很難區(qū)分。因此通過(guò)密封圈的顏色可以判斷，且提高了裝配效率，同時(shí)，亦為鑒別軸承受力面提供了可靠的保證。以上對(duì)本實(shí)用新型的描述是說(shuō)明性的，而非限制性的，本專業(yè)技術(shù)人員理解，在權(quán)利要求限定的精神與范圍之內(nèi)可對(duì)其進(jìn)行許多修改、變化或等效，但是它們都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種密封陶瓷球角接觸高速機(jī)床主軸軸承，其特征在于，包括外圈和內(nèi)圈，滾動(dòng)體均勻的排列在所述內(nèi)圈和外圈之間，保持架將所述滾動(dòng)體均勻的分隔開(kāi)；所述外圈的端面上， 安裝了具有密封效果的密封圈。
2.如權(quán)利要求1所述的密封陶瓷球角接觸高速機(jī)床主軸軸承，其特征在于，所述密封圈為第一密封圈和第二密封圈，分別裝于所述外圈端面的兩側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的密封陶瓷球角接觸高速機(jī)床主軸軸承,其特征在于,所述內(nèi)圈和外圈采用SKF-3#鋼。
4.如權(quán)利要求1所述的密封陶瓷球角接觸高速機(jī)床主軸軸承，其特征在于，所述保持架采用陶瓷纖維。
專利摘要一種密封陶瓷球角接觸高速機(jī)床主軸軸承，包括外圈和內(nèi)圈，滾動(dòng)體均勻的排列在所述內(nèi)圈和外圈之間，保持架將所述滾動(dòng)體均勻的分隔開(kāi)，所述滾動(dòng)體采用氮化硅陶瓷球，所述外圈的端面上，安裝了具有密封效果的密封圈。所述密封圈為第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈和第二密封圈分別裝于所述外圈端面的兩側(cè)，起到隔絕軸承內(nèi)部與外界各類物質(zhì)接觸的作用。所述內(nèi)圈和外圈采用SKF-3#鋼。所述保持架采用陶瓷纖維。本實(shí)用新型質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕、無(wú)磁、絕緣、剛性高、高速使用離心力小、運(yùn)轉(zhuǎn)溫升低，能用于高速、高溫、腐蝕性介質(zhì)等條件下，具有良好的抗?jié)L動(dòng)接觸疲勞特性。
文檔編號(hào)F16C33/62GK202883700SQ201220560170
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者王艷 申請(qǐng)人:哈爾濱新哈精密軸承股份有限公司