專利名稱：自泵油潤滑式軸向推力滾動(dòng)軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種關(guān)于軸向推力滾動(dòng)軸承，特別是一種關(guān)于具有自行泵油功能且能對(duì)滾動(dòng)體及滾道進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)潤滑的軸向推力滾動(dòng)軸承。
軸向推力滾動(dòng)軸承(包括滾動(dòng)體為球形，園柱形，園錐形等各種軸向推力滾動(dòng)軸承及徑向推力滾動(dòng)軸承)，由于具有起動(dòng)及運(yùn)轉(zhuǎn)摩擦力矩小，工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，目前被廣泛使用在機(jī)電，航空，車輛，船舶，工程行走機(jī)械系統(tǒng)中，是一種使用廣泛的滾動(dòng)軸承。
在現(xiàn)有各種類型的軸向推力滾動(dòng)軸承中，都有一個(gè)額定工作轉(zhuǎn)速。雖然影響進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)速的因素很多，但其中最重要也是最有效的手段之一便是改善軸承的潤滑條件。目前常用的方法多是采用一套輔助設(shè)備，如離心式潤滑油泵，射流噴油潤滑裝置等。這些方法固然可以大大改善軸承內(nèi)部的潤滑條件，提高其工作轉(zhuǎn)速，但相應(yīng)地使得設(shè)備成本、安裝成本及使用空間都有所增加且?guī)砜煽啃越档偷葐栴}。
針對(duì)這一現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的旨在提供一系列依靠軸承零件本身的相對(duì)運(yùn)動(dòng)自行泵油并對(duì)滾動(dòng)體及滾道進(jìn)行強(qiáng)制潤滑的軸向推力滾動(dòng)軸承。
發(fā)明的意圖由下述方法實(shí)現(xiàn)在軸承保持架的兩側(cè)平面上，開設(shè)至少一組比如說四組泵油斜槽(或螺旋槽)，其中兩組斜槽位于滾動(dòng)體內(nèi)側(cè)的兩個(gè)圓環(huán)面上，兩組斜槽位于滾動(dòng)體外側(cè)的兩個(gè)圓環(huán)面上，位于同一平面上的兩組斜槽的傾斜方向一致但與另一個(gè)平面上的傾斜方向相反。另一方面，使上述兩平面分別與軸承的內(nèi)、外圈的滾道平面之間的間隙足夠小，由此而形成四個(gè)間隙式斜槽(螺旋槽)動(dòng)壓油泵。因?yàn)檩S承的保持架與軸承的內(nèi)外圈均存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以，當(dāng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一個(gè)平面上的兩個(gè)油泵便把油液從軸承滾動(dòng)體的內(nèi)側(cè)泵向外側(cè)，而另一個(gè)平面上的兩個(gè)油泵則把油液從軸承滾動(dòng)體的外側(cè)泵向內(nèi)側(cè)，形成環(huán)流式循環(huán)，對(duì)滾動(dòng)體及上下滾道進(jìn)行有效的潤滑。當(dāng)軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變時(shí)，環(huán)流的方向也相應(yīng)改變。此外，也可以分別在保持架的兩面各開設(shè)一組遍及整個(gè)環(huán)形面的泵油斜槽(或螺旋槽)，即滾動(dòng)體分布在泵油斜槽所占區(qū)域內(nèi)，如圖三中的(b)所示，從而與內(nèi)、外圈構(gòu)成兩個(gè)間隙式斜槽動(dòng)壓油泵。
在需要較大潤滑油液流量的場(chǎng)合，可以將保持架兩面的泵油斜槽設(shè)計(jì)得始終同時(shí)向一個(gè)方向泵油。
如果采用在軸承外側(cè)安設(shè)整體式保持圈結(jié)構(gòu)，則更有利于油液的循環(huán)(詳見后述)。只要設(shè)計(jì)得當(dāng)，無論是采用空心式保持架還是采用實(shí)心式保持架，都可構(gòu)成令人滿意的間隙式動(dòng)壓油泵。應(yīng)該提及的是，在保持架的兩面開設(shè)泵油斜槽的好處還在于不僅使間隙式動(dòng)壓油泵的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單而且由于在保持架與滾道面之間始終有一定的油液，可抑制其自激振動(dòng)，減少摩擦及噪音。當(dāng)然，也可以利用外圈和內(nèi)圈之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，設(shè)置適當(dāng)?shù)拈g隙面，在構(gòu)成間隙的某一個(gè)面上開設(shè)泵油斜槽，形成工作原理與前面所述相同的間隙式動(dòng)壓油泵。
簡(jiǎn)而言之，在本發(fā)明中，利用了軸承本身零件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件某些特定的曲面(可以是平面，圓環(huán)面，錐面等)構(gòu)成的間隙以及開在構(gòu)成這些間隙的曲面上的傾斜油槽如螺旋槽，形成一個(gè)或一個(gè)以上的間隙式動(dòng)壓油泵，該油泵打出的油液可對(duì)軸承的滾動(dòng)體及滾道進(jìn)行有效的強(qiáng)制循環(huán)潤滑。所論油泵具有三個(gè)基本元素，第一個(gè)元素是基本曲面，第二個(gè)元素是與基本曲面具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的、構(gòu)成間隙的曲面，第三個(gè)元素則是開設(shè)在上述任意一個(gè)曲面上的復(fù)數(shù)條與曲面母線構(gòu)成一定夾角的泵油斜槽，基本曲面可以是固定的也可以是運(yùn)動(dòng)的。顯然，這種油泵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，輸油特性正好符合軸承要求等優(yōu)點(diǎn)。
間隙油泵中的斜槽斷面的形狀可以是矩形，三角形，梯形，圓弧形等各種形狀。斜槽的數(shù)目，寬度，深度，傾斜角度等幾何參數(shù)，則應(yīng)視軸承的轉(zhuǎn)速及其他條件等決定。至于斜槽的類型，則以螺旋槽的加工最為便利。
與現(xiàn)有的各種軸向推力滾動(dòng)軸承相比，本發(fā)明具有自潤滑能力強(qiáng)，許容轉(zhuǎn)速高，可靠性好，噪音小，壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明用于各種軸向推力滾動(dòng)軸承的實(shí)施例由附圖
一-附圖四給出。
圖一為間隙式斜槽動(dòng)壓泵的工作原理說明示意圖。圖二為具有間隙式斜槽動(dòng)壓油泵的單列軸向推力滾動(dòng)球軸承。圖中的(a)表示采用空心式保持架的情況，(b)表示保持架為實(shí)心式的結(jié)構(gòu)例。圖三為具有間隙式斜槽動(dòng)壓泵的軸向推力滾柱軸承，圖中的(a)為單列滾柱結(jié)構(gòu)，(b)為雙列滾柱軸承的結(jié)構(gòu)例?？紤]到軸向推力滾針軸承的情況基本與軸向推力滾柱軸承的相似，故予省略。圖四表示了本發(fā)明用于軸向推力滾錐軸承的結(jié)構(gòu)例，圖中的(a)為內(nèi)外圈均帶有錐面的結(jié)構(gòu)，(b)為僅外圈帶有錐面的結(jié)構(gòu)。
下面，參照附圖一-四，詳細(xì)說明依據(jù)本發(fā)明提出的自泵油潤滑軸向推力滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)特征及工作原理等。
如圖一所示，如果把圖二中的軸承的保持架沿其外周的某一點(diǎn)展開并簡(jiǎn)化成矩形表示在三維坐標(biāo)中，則得開設(shè)在同一平面上但位于滾動(dòng)體兩側(cè)的數(shù)條傾斜泵油槽(Cl)，(Cr)與內(nèi)圈滾道面之間的位置關(guān)系。圖中上部分平面為內(nèi)圈滾道面的展開平面(1A)，下部分為保持架一側(cè)的展開平面(3A)。當(dāng)上部平面(1A)以速度“V”沿“X”軸的反方向移動(dòng)時(shí)，由于粘性的作用，在(1A)及(3A)之間的油液便沿“X”軸的反方向移動(dòng)，粘附在(3A)面上的油液速度與內(nèi)圈的運(yùn)動(dòng)速度“V”一致，而在(1A)槽底面上的油液速度則為零。因?yàn)橛筒?Cl)與運(yùn)動(dòng)方向有一個(gè)夾角(D)，故槽中底面以上的油液便被源源不斷地從(a-a)面被推向(b-b)面，實(shí)現(xiàn)了將油從一個(gè)地點(diǎn)泵向另一個(gè)地點(diǎn)的要求。油槽的幾何參數(shù)如圖(1)中的(b)，(t)，(h)，(w)，(D)，間隙高度(hp)，斜槽數(shù)目，斜槽的分布圓半經(jīng)，油液粘度及相對(duì)速度“V”等都對(duì)泵油能力有一定的影響。
圖二表示本發(fā)明用于單列軸向推力滾動(dòng)球軸承時(shí)的實(shí)例，圖中的(a)、(b)分別表式了保持架為空心和實(shí)心的結(jié)構(gòu)。軸承由內(nèi)圈(1)，滾動(dòng)體(2)，保持架(3)，外圈(4)等零件構(gòu)成。泵油斜槽(螺旋槽)開設(shè)在保持架(3)兩端平面、位于滾珠兩側(cè)的四個(gè)獨(dú)立圓環(huán)面上，與內(nèi)外圈的滾道面一起構(gòu)成四個(gè)間隙式動(dòng)壓油泵(CHP1)，(CHP2)，(CHP3)及(CHP4)。當(dāng)軸承以順時(shí)針方向“Wc”旋轉(zhuǎn)時(shí)，油泵(CHP1)，(CHP2)把油液以速度“V”從軸承的中心泵向外周，而(CHP3)，(CHP4)則把油液從外周泵回軸承的中心，形成所謂環(huán)流式循環(huán)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榉磿r(shí)針方向時(shí)，油液的流動(dòng)方向也相應(yīng)改變。
圖三表示自泵油潤滑式圓柱型滾子軸承的結(jié)構(gòu)實(shí)例。圖中的(a)為單列式滾柱結(jié)構(gòu)，軸承由內(nèi)圈(1)，滾柱(2)，保持架(3)，外圈(4)等零件構(gòu)成。保持架(3)兩側(cè)平面上的、分置于滾柱兩側(cè)的四個(gè)平面分別與內(nèi)外圈的兩個(gè)滾道面構(gòu)成四個(gè)間隙式動(dòng)壓油泵(CHP1)、(CHP2)及(CHP3)、(CHP4)。對(duì)應(yīng)于內(nèi)圈的順時(shí)針方向，四個(gè)間隙式動(dòng)壓油泵將使油液形成如圖中所示的環(huán)流，對(duì)滾動(dòng)體及滾道進(jìn)行有效的潤滑。若內(nèi)圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變，則環(huán)流的方向也相應(yīng)改變。
圖中的(b)表示了雙列滾柱結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。軸承由內(nèi)圈(1)，兩列滾柱(2)，保持架(3)，外圈(4)等零件構(gòu)成。與前述(a)所示情形不同的是在保持架的兩個(gè)平面上，開設(shè)了兩組(從正面看來)傾斜方向不同的、遍及整個(gè)平面的螺旋槽。由于兩列滾柱位于所論螺旋槽區(qū)域中間，故泵油面是不連續(xù)的。兩組非連續(xù)的泵油斜槽(螺旋槽)與內(nèi)、外圈的有關(guān)平面構(gòu)成兩個(gè)間隙式動(dòng)壓油泵(CHP1)，(CHP2)。對(duì)應(yīng)于軸承的不同轉(zhuǎn)向，兩個(gè)間隙式動(dòng)壓油泵將使油液形成不同的環(huán)流式循環(huán)。
在要求更大潤滑油流量的場(chǎng)合，可將保持架兩面的泵油斜槽設(shè)計(jì)得始終同時(shí)向一個(gè)方向泵油。
因?yàn)樽员糜蜐櫥綕L針推力軸承的情況與上述滾柱軸承的情況基本類似，故在此省略。
圖四表示了本發(fā)明用于滾動(dòng)體為錐體的滾錐式軸向推力軸承的實(shí)施例。圖中的(a)為內(nèi)外圈均有園錐型滾道面的結(jié)構(gòu)，(b)為僅內(nèi)圈帶有錐面但外圈具有球面型自位底座的結(jié)構(gòu)。軸承由內(nèi)圈(1)，滾錐(2)，保持架(3)，外圈(4)，整體式保持圈(5)等零件構(gòu)成。保持架(3)的兩個(gè)圓環(huán)面與內(nèi)、外圈兩個(gè)滾道面構(gòu)成兩個(gè)間隙式動(dòng)壓油泵(CHP1)，(CHP2)，泵油斜槽為非連續(xù)式的，與圖三中的(b)相似。當(dāng)軸承以順時(shí)針方向“Wc”旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩個(gè)油泵共同使油液在軸承內(nèi)部形成如圖所示的環(huán)流式循環(huán)，以對(duì)滾動(dòng)體及滾道面進(jìn)行有效的潤滑。當(dāng)軸承的旋轉(zhuǎn)方向改變時(shí)，油液的流動(dòng)方向也將相應(yīng)改變。由于離心力的作用，一般而論，油液的源流流量大于匯流流量。因此，在軸承外側(cè)設(shè)置整體式保持圈，油液不容易逸散，可使環(huán)流的流量較為接近。同時(shí)，整體式保持架還有利于在運(yùn)輸過程中保護(hù)軸承。
綜上所述，利用軸承本身的運(yùn)動(dòng)及有關(guān)間隙面所構(gòu)成的間隙式斜槽動(dòng)壓油泵可以有各種各樣的形式和組合。
順便指出，利用本發(fā)明的基本原理，還可以設(shè)計(jì)出其他許多不同結(jié)構(gòu)的軸向推力滾動(dòng)軸承如多重式滾珠軸承，自位式滾珠軸承，徑向力與軸向力復(fù)合式滾動(dòng)軸承等。此外，依據(jù)本發(fā)明所制造的各種軸向推力滾動(dòng)軸承，還可以被使用在潤滑媒體為油脂及其他潤滑液的場(chǎng)合。
權(quán)利要求
自泵油潤滑式軸向推力滾動(dòng)軸承，包括滾動(dòng)體為球型、圓柱型、園錐型等的軸向推力滾動(dòng)軸承，主要由滾動(dòng)體(2)，保持架(3)以及內(nèi)圈(1)，外圈(4)等零件組成。本發(fā)明的特征是1、在軸承中，設(shè)有至少一個(gè)間隙式斜槽或螺旋槽動(dòng)壓油泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求“1”所述的軸承，其油泵的構(gòu)成元素為軸承相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件之間的特定幾何間隙，以及開設(shè)在構(gòu)成上述間隙之曲面上的數(shù)條泵油斜槽或螺旋槽，每條斜槽或螺旋槽的中心線相對(duì)于所論曲面之母線都有一個(gè)角度。該油泵的功能是將潤滑媒體從滾動(dòng)體的一側(cè)壓送到另一側(cè)，對(duì)滾動(dòng)體及滾道進(jìn)行強(qiáng)制潤滑。
全文摘要
自泵油潤滑式軸向推力滾動(dòng)軸承，為一種具有自行泵油功能的滾動(dòng)軸承。本發(fā)明的特征是利用軸承本身零件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)及特定間隙以及開設(shè)在構(gòu)成上述間隙之曲面上的泵油斜槽或螺旋槽，構(gòu)成至少一個(gè)對(duì)滾動(dòng)體及滾道進(jìn)行強(qiáng)制潤滑的間隙式動(dòng)壓油泵。本發(fā)明具有自潤滑功能強(qiáng)，容許轉(zhuǎn)速高，壽命長，噪音小等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16C19/00GK1084616SQ9310469
公開日1994年3月30日 申請(qǐng)日期1993年4月19日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月19日
發(fā)明者杜長春 申請(qǐng)人:杜長春