軸承座圈及軸承的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及軸承座圈及軸承。該軸承座圈包括至少兩層座圈，所述至少兩層座圈壓配合在一起。所述軸承座圈可以為軸承內(nèi)圈。所述軸承可以為圓柱滾子軸承。在本申請的軸承座圈及包括該軸承座圈的軸承中，軸承座圈由至少兩層座圈構(gòu)成，因此可以減小滾動體與軸承座圈之間的接觸壓力。
【專利說明】
軸承座圈及軸承
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及軸承領(lǐng)域，具體地涉及一種軸承座圈及包括該座圈的軸承。
【背景技術(shù)】
[0002]為了增加負載能力，在乳鋼廠、大型電廠、發(fā)電機、機床主軸、減速機單元等中廣泛地使用圓柱滾子軸承。
[0003]目前，典型的圓柱滾子軸承具有如圖1所示的結(jié)構(gòu)。參照圖1，圓柱滾子軸承由一個圓環(huán)形的內(nèi)圈10(也稱為內(nèi)軸承座圈或軸承內(nèi)座圈)、一個圓環(huán)形的外圈20(也稱為外軸承座圈或軸承外座圈)和介于內(nèi)圈10和外圈20之間的多個圓柱滾子30構(gòu)成。可選地，該圓柱滾子軸承還可以包括用于保持滾子30的保持架(未圖示)。
[0004]根據(jù)目前的計算，當大的負載施加到軸承時，在內(nèi)圈10的與圓柱滾子30接觸的部位產(chǎn)生大的接觸壓力，尤其是在內(nèi)圈10的與圓柱滾子30接觸的部位中的軸承軸向兩端的位置(S卩，圖2中的箭頭100所示的位置)。該壓力可能導致內(nèi)圈10的塑性變形，甚至導致軸承故障。
[0005]為了減小接觸壓力，已有的方案包括使用修形滾子(S卩，滾子的直徑在軸向上變化，尤其是滾子的軸向兩端的直徑是變化的)，這可以減小接觸壓力。但是，當負載大時，接觸壓力仍可能非常高。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的軸承座圈和滾動體之間產(chǎn)生大的接觸壓力的問題而作出本實用新型。
[0007]本實用新型可以采用、但不限于如下技術(shù)方案。
[0008]—種軸承座圈，其中，所述軸承座圈包括至少兩層座圈，所述至少兩層座圈壓配合在一起。
[0009 ]優(yōu)選地，所述至少兩層座圈包括與滾動體接觸的第一層座圈和與該第一層座圈壓配合的第二層座圈。
[0010]優(yōu)選地，所述第一層座圈的厚度小于或等于所述第二層座圈的厚度。
[0011]優(yōu)選地，所述第一層座圈的寬度小于所述第二層座圈的寬度。
[0012]優(yōu)選地，所述第一層座圈的彈性模量大于所述第二層座圈的彈性模量。
[0013]優(yōu)選地，所述第二層座圈由鑄鐵或塑料制成。
[0014]優(yōu)選地，所述軸承座圈為軸承內(nèi)圈。
[0015]—種軸承，其包括滾動體以及根據(jù)本實用新型的軸承座圈。
[0016]優(yōu)選地，所述滾動體為滾子或滾針，所述軸承座圈的與所述滾子或滾針接觸的第一層座圈的寬度比所述滾子或滾針的軸向長度短。
[0017]優(yōu)選地，所述滾動體為圓柱滾子或圓錐滾子。
[0018]在本申請的軸承座圈及包括該軸承座圈的軸承中，軸承座圈由至少兩層座圈構(gòu)成，因此可以減小滾動體與軸承座圈之間的接觸壓力。
[0019]應(yīng)當理解，在本申請中，減小滾動體和軸承座圈之間的接觸壓力特別地包括峰值接觸壓力的減小和/或接觸壓力分布的優(yōu)化。
【附圖說明】
[0020]圖1是示出沿現(xiàn)有技術(shù)的圓柱滾子軸承的軸向觀察的該圓柱滾子軸承的示意圖。[0021 ]圖2是示出圖1中的內(nèi)圈和圓柱滾子之間的接觸壓力的示意圖。
[0022]圖3A是示出沿根據(jù)本實用新型的一個實施方式的圓柱滾子軸承的軸向觀察的該圓柱滾子軸承的示意圖。
[0023]圖3B和3C是示出根據(jù)本實用新型的該圓柱滾子軸承的內(nèi)圈的第一層內(nèi)圈和第二層內(nèi)圈的立體圖。
[0024]圖4A示出根據(jù)本實用新型的該圓柱滾子軸承的內(nèi)圈的第一層內(nèi)圈和第二層內(nèi)圈的不同厚度比的情況下的接觸壓力。
[0025]圖4B是圖4A的局部放大圖。
[0026]圖5A示出根據(jù)本實用新型的該圓柱滾子軸承的內(nèi)圈的第一層內(nèi)圈和第二層內(nèi)圈的厚度比為I: 5及3:3的情況下的接觸壓力。
[0027]圖5B是圖5A的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0028]下面參照【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】。各附圖僅用于示例的目的，因此各部件的比例在不同附圖中可能不同并且與實際產(chǎn)品的比例可能不同。
[0029]如圖3A至圖3C所示，在本實用新型的一個實施方式中，軸承內(nèi)圈(也稱為內(nèi)軸承座圈或軸承內(nèi)座圈)由兩個獨立的環(huán)、即第一層內(nèi)圈11 (也稱為第一層座圈)和第二層內(nèi)圈12(也成為第二層座圈)構(gòu)成。第一層內(nèi)圈11和第二層內(nèi)圈12壓配合在一起而構(gòu)成軸承的內(nèi)圈
10。第一層內(nèi)圈11介于第二層內(nèi)圈12和圓柱滾子30之間。其中，第一層內(nèi)圈11和第二層內(nèi)圈12的厚度(徑向厚度)、寬度(軸向?qū)挾?和材料可以不同。
[0030]圖4A和圖4B示出根據(jù)本實用新型的圓柱滾子軸承的內(nèi)圈的第一層內(nèi)圈和第二層內(nèi)圈的不同厚度比的情況下的接觸壓力。在圖4A和圖4B以及后述的圖5A和圖5B中，橫軸示出滾子與第一層內(nèi)圈的接觸點距滾子的軸向一端面的距離，縱軸示出在相應(yīng)的接觸點處測得的接觸壓力。與現(xiàn)有技術(shù)的單層內(nèi)圈相比，在本申請的兩層內(nèi)圈的情況下，內(nèi)圈與圓柱滾子之間的接觸壓力明顯降低。參照圖4A和4B中左側(cè)的接觸壓力峰值，隨著第一層內(nèi)圈11和第二層內(nèi)圈12之間的厚度比的減小，接觸壓力也減小。因此，在本申請中，優(yōu)選第一層內(nèi)圈11的厚度小于或等于第二層內(nèi)圈12的厚度，更優(yōu)選地，第一層內(nèi)圈11的厚度小于第二層內(nèi)圈12的厚度。在第一層內(nèi)圈11和第二層內(nèi)圈12的厚度比為2:4和1:5的情況下，接觸壓力降低效果特別明顯，同時，接觸壓力呈現(xiàn)出優(yōu)選的兩端低而中間平緩的曲線。
[0031]參照圖5A和圖5B，在第一層內(nèi)圈11和第二層內(nèi)圈12的厚度比為1:5的情況下，與第一層內(nèi)圈11的寬度和第二層內(nèi)圈12的寬度相等時(圖示中直線示出的“第一/第二層內(nèi)圈厚度比1:5”)相比，第一層內(nèi)圈11的寬度比第二層內(nèi)圈12的寬度小(在該具體示例中小5mm)時，接觸壓力幾乎沒有變化。也就是說，在縮短第一層內(nèi)圈11的寬度的情況下，可以在保持接觸壓力的同時減少材料的用量，進而降低成本。
[0032]參照圖5A和圖5B，在第一層內(nèi)圈11和第二層內(nèi)圈12的厚度比為1:5的情況下，與第一層內(nèi)圈11的寬度和第二層內(nèi)圈12的寬度相等時(圖示中直線示出的“第一/第二層內(nèi)圈厚度比1:5”)相比，第一層內(nèi)圈11的寬度與圓柱滾子的軸向長度(下同)一樣長時，接觸壓力幾乎沒有變化，但是，在第一層內(nèi)圈11的寬度比圓柱滾子短時，接觸壓力變小。
[0033]參照圖5A和圖5B，在第一層內(nèi)圈11比圓柱滾子短時，比較第一層內(nèi)圈11和第二層內(nèi)圈12的厚度比為1: 5和3:3的情況可知，在第一層內(nèi)圈11和第二層內(nèi)圈12的厚度相等時(3:3)，接觸壓力明顯變小。
[0034]因此，優(yōu)選地，第一層內(nèi)圈11比圓柱滾子短，在該情況下，優(yōu)選地，第一層內(nèi)圈11和第二層內(nèi)圈12的厚度相等。
[0035]與第一層內(nèi)圈11和第二層內(nèi)圈12均由鋼制成的情況(圖示中直線示出的“第一/第二層內(nèi)圈厚度比1:5”)相比，在第一層內(nèi)圈11由鋼制成，第二層內(nèi)圈12由鑄鐵制成的情況下，接觸壓力明顯降低;在第二層內(nèi)圈12由塑料制成的情況下，接觸壓力降低更為明顯。因此，在本申請中，優(yōu)選地，第二層內(nèi)圈12的彈性模量小于第一層內(nèi)圈11的彈性模量，或者說，第二層內(nèi)圈12比第一層內(nèi)圈11軟。
[0036]通常，在內(nèi)圈的制造過程中，需要對內(nèi)圈進行熱處理，以改善其表面硬度特性。如果內(nèi)圈太厚，難以熱處理整個截面(整個厚度)，可能在界面產(chǎn)生殘余應(yīng)力，這可能導致內(nèi)圈故障。現(xiàn)在，在本申請的軸承設(shè)計中，第一層內(nèi)圈11的厚度變小，可以完全地進行熱處理。
[0037]因而，本申請?zhí)峁┝艘环N可以降低軸承的滾動體與軸承座圈之間的接觸壓力的軸承座圈及包括該軸承座圈的軸承。
[0038]然而，本實用新型不限于上述實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實施方式的基礎(chǔ)上對本申請作出各種變型和改變，而不脫離本實用新型的范圍。
[0039](I)上面以圓柱滾子軸承為例說明了本實用新型。然而，本實用新型的座圈不僅可以應(yīng)用于圓柱滾子軸承，而且可以應(yīng)用于滾針軸承等的其它軸承。因此，在本申請中，“滾動體”包括圓柱滾子、滾針、球、圓錐滾子、對稱調(diào)心滾子、非對稱調(diào)心滾子等，“滾子”包括圓柱滾子、圓錐滾子、對稱調(diào)心滾子、非對稱調(diào)心滾子等。
[0040](2)上面說明了軸承內(nèi)圈由兩層內(nèi)圈構(gòu)成的情況，然而，可選地，內(nèi)圈可以由三層或更多層內(nèi)圈構(gòu)成。
[0041](3)上面以軸承內(nèi)圈為例進行了說明。然而，應(yīng)當理解，本實用新型的結(jié)構(gòu)也可以應(yīng)用于軸承外圈。在應(yīng)用于軸承外圈的情況下，上述第一層內(nèi)圈的特征可以對應(yīng)于第一層外圈(即靠近滾動體的一層外圈)，上述第二層內(nèi)圈的特征可以對應(yīng)于第二層外圈(即遠離滾動體的一層外圈)。
【主權(quán)項】
1.一種軸承座圈，其特征在于，所述軸承座圈包括至少兩層座圈，所述至少兩層座圈壓配合在一起。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承座圈，其特征在于，所述至少兩層座圈包括與滾動體接觸的第一層座圈和與該第一層座圈壓配合的第二層座圈。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軸承座圈，其特征在于，所述第一層座圈的厚度小于或等于所述第二層座圈的厚度。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軸承座圈，其特征在于，所述第一層座圈的寬度小于所述第二層座圈的寬度。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軸承座圈，其特征在于，所述第一層座圈的彈性模量大于所述第二層座圈的彈性模量。6.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的軸承座圈，其特征在于，所述第一層座圈由鋼制成，所述第二層座圈由鑄鐵或塑料制成。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承座圈，其特征在于，所述軸承座圈為軸承內(nèi)圈。8.—種軸承，其特征在于，所述軸承包括滾動體以及權(quán)利要求1至7中任一項所述的軸承座圈。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軸承，其特征在于，所述滾動體為滾子或滾針，所述軸承座圈的與所述滾子或滾針接觸的第一層座圈的寬度比所述滾子或滾針的軸向長度短。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軸承，其特征在于，所述滾動體為圓柱滾子或圓錐滾子。
【文檔編號】F16C33/58GK205715292SQ201620414221
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】周新
【申請人】舍弗勒技術(shù)股份兩合公司