[发明专利]滚动轴承保持架和制造滚动轴承保持架的方法

说明书

技术领域

实施例均涉及一种滚动轴承保持架和制造滚动轴承保持架的方法。

背景技术

在许多机器和组件中都会出现某一部件相对于同一个或另一个机器或机器组件的另一个部件的相对运动。在此，所涉及的可以是旋转运动或者直线运动。在此，通常要力求引导相关部件的相对运动，但是仍然要传递在垂直于相对运动方向的某一方向中出现的力和/或者扭矩。换句话说，在很多机器中要力求支承相关结构元件的相对运动。为此可使用轴承。根据相对运动的类型，所述轴承可以是直线轴承或者用于旋转运动的轴承。

在此可区分为滑动轴承和滚动轴承。第一种是通过滑轨引导运动，第二种的滚动体在滚动轴承的两个滚道之间滚动并且因此相对于两个滚道运动。通常将滚动轴承的滚动体锁定或固定在滚动轴承保持架内相应的兜孔之中。

在此，滚动轴承保持架主要会影响滚动轴承对于某种应用情况的适用性。此外，其主要作用是使得滚动体保持间距，以便防止相邻滚动体之间直接接触，从而减小轴承内的摩擦和因此减小热量的生成。其还可以使得滚动体在整个圆周范围内均匀分布，从而能够均匀分布载荷，使得滚动轴承和相应机器更加稳定、均匀地运转，必要时也可以在卸载区域内引导滚动体，并且必要时由此改善轴承内的滚动条件，避免有害的滑动，也可以必要时在安装或者拆卸非自锁轴承时防止滚动体掉落。

滚动体受到摩擦力、扭力和惯性力的机械负荷作用。因此造型和材料选择对于滚动轴承保持架的性能以及轴承的工作可靠性而言具有决定意义。

在某些应用情况下，滚动轴承保持架可能会遭受非常大的力。对此，例如是具有较大尺寸的轴承、某些结构型式的滚动轴承(例如调心滚子轴承(SRB＝英语：Spherical Roller Bearing))，以及用于确定应用情况的滚动轴承，例如用于压缩机和其它具有很高转速和/或者很高静态或动态载荷的应用可算为这些情况。

通常将其它保持架材料用于这些应用情况，例如黄铜和钢板。这些保持架材料尽管能够基本满足机械特性要求，但是仍然有其它负面特性。例如用这些材料制成的部件通常有很大的重量，并且有很高的摩擦系数。除此之外，其成本和制造费用也很昂贵。

例如可以利用通过温度和/或者压力使得塑料塑化的注塑方法，以成本低廉和/或者经济的方式进行生产，可使用的塑料例如有热塑性塑料。

迄今为止如此制成的常规塑料保持架并不能实现这些机械特性。一方面保持架材料需要有很高的抗拉强度与刚度，才能在负荷作用下变形很小(例如在很大的离心力中)，另一方面如果冲击负荷很大，则还要有很高的韧性和断裂伸长率才能满足较大的抗冲性能，因此对滚动轴承保持架及其材料的要求有时是对立的，可以购得的热塑性塑料无法同时满足这些要求。

若为常规的短纤维增强型热塑性塑料，尽管提高玻璃纤维或者碳纤维的含量可以增大塑料的抗拉强度和刚度，但是对于承受大负荷的轴承保持架而言，随着纤维含量的增大，断裂伸长率和/或者韧性将会随之减小，并且可能会引起脆性的材料特性。因此会因为超过断裂伸长率而导致保持架断裂。

反之如果减小热塑性塑料中的纤维含量来保持设计规定的断裂伸长率，则抗拉强度和刚度通常就会下降，例如弹性模量就会大幅度下降，从而会因为超过断裂应力而导致保持架断裂。

但是从另一方面来说，塑料保持架的特点是在经过润滑的钢表面上有良好的滑动特性，而且在与滚动体接触的部位上保持架表面的粗糙度很小。与金属保持架相比，塑料保持架通常具有比较小的保持架摩擦，因此在轴承内产生的热量比较少，从而有利于减小磨损。除此之外，塑料保持架还有比金属更小的材料密度，从而使得保持架的惯性力比较小。某些情况下塑料保持架也能具有良好的应急运转特性，从而使得轴承即使在润滑完全失效的情况下尚能保持工作一段时间，而不会发生轴承卡死或者其它损害。

因此存在用某种材料制造滚动轴承保持架的需求，所述材料具有改善了刚度和/或者抗拉强度、同时改善了韧性和/或者抗冲性能的塑料滚动轴承的特性。

发明内容