[发明专利]一种球轴承支撑装置

说明书

技术领域：

本发明属于机械传动的轴承设备技术领域，涉及一种高速转动场合用的球轴承用保持架，特别是一种球轴承支撑装置。

背景技术：

目前，在机械传动场合中，高速轴承在工作时，由于摩擦而造成轴承发热和磨损，特别在高速高温运转条件下，惯性离心力的作用加剧了摩擦、磨损与发热，严重时会造成轴承中保持架烧伤或断裂，致使轴承不能正常工作。因此，要求保持架的材料除具有一定强度外，还必须导热性好、摩擦系数小、耐磨性好、冲击韧性强、密度较小。现有的球轴承保持架可分为冲压式和实体式，冲压式保持架常用钢性金属材料制造，有时也用铜板，这种保持架相对于金属实体保持架的优势在于重量较轻，冲压保持架占据轴承内外圈间的空隙小，润滑油容易进入轴承并留在保持架内，缺点是结构简单，对于结构复杂的形式，冲压保持架很难实现，加工精度相对较低，因此高速运行时，噪音高，振动大，钢球与保持架的磨损增大，缩短轴承使用寿命，不适于轴承的高速状态；实体式保持架是根据设计要求采用机械加工方式成型，可以采用比较昂贵的铝合金或者铜合金加工而成，强度好，精度高，在嵌入钢球时保持架不变形，球兜处加工成能与钢球球面平滑接触，该种保持架由内圈导向在球轴承旋转时，由轴承内圈外径引导，旋转精度高，保持架强度好，但是铜合金的密度比较高，加工的保持架质量比较大，因此轴承高速旋转的离心力很大，轴承发热量大，高速性能不好。铝合金的密度比较低，但是摩擦系数比较高，因此在高速旋转时具有发热量大，磨损严重的缺点；另一种实体式保持架是用酚醛层压布管等材料，通过机械加工制成的环状一体式保持架，在高速转动时，保持架强度高，具有较好的效果，但是材料价格比较高，而且产品只能通过机械加工方式实现，生产效率低，质量稳定性差，价格高，而且酚醛为热固性塑料，回收困难，对环境有污染。还有一种实体保持架是冠状实体保持架，采用工程塑料注塑而成，其主要特点是，质量轻，摩擦小，缺点是结构形式为冠状，强度低，在高速情况下容易变形，不适于高速运动状态。总之，现有的球轴承保持架结构在高速状态下存在不同的缺点。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计制备一种新型结构和材料的在高速转动场合使用的球形轴承支撑装置，特别是一种轴承保持架，采用上下对称的支撑架体通过焊接或铆接成一体式结构的波浪圆环状保护架，上下支撑体也可以通过高强度材料例如金属进行加固和连接，提高保持架的强度。保持架在圆周方向呈现波浪形，不同位置保持架的壁厚不同，实现强度高，轻量化的目标，保持架钢球引导兜孔采用进行优化，采用非圆结构形式，减小保持架在径向方向的串动，在钢球运动方向增加间隙，改善润滑条件，提高轴承高速运动能力。

为了实现上述目的，本发明的主体结构包括下支撑架、上支撑架、钢球、连接卡扣（或立柱和定位轴）、连接孔、下间隔板、上间隔板、下半兜孔、上半兜孔、第一功能腔和第二功能腔；其整体由波浪型的下支撑架和波浪型的上支撑架对合固连装配形成，下支撑架由下半兜孔、下间隔板、连接卡扣压注制成一体式，下间隔板上制有连接卡扣，连接卡扣顶端制成自锁式卡扣，或制成立柱和立柱式的定位轴通过铆接或焊接在连接孔中；上支撑架由上半兜孔、上间隔板、连接孔压注制成一体，上间隔板上制有连接孔；波浪型下支撑架与波浪型上支撑架为对称配对结构组立于球轴承的内外滚道之间；下半兜孔和上半兜孔对合形成腰鼓圆筒状兜孔或球面状的兜孔，钢球置于下半兜孔和上半兜孔对合的兜孔中，钢球与兜孔为间隙配合，钢球中心与兜孔中心重合时，钢球外表面距离兜孔表面距离为0.15-0.22毫米，钢球在兜孔中，在兜孔两侧形成第一功能腔和第二功能腔，两个功能腔的容积为0.8-1.6立方毫米，两个功能腔用于存储润滑脂，为钢球高速旋转时及时补充润滑脂，减少钢球与轴承套圈之间的磨损，延长轴承使用寿命，同等工况下延长轴承使用寿命5％，两个功能腔的另一作用是储存轴承运转时产生的有害颗粒，降低轴承运行时的噪音和异音；上支撑架和下支撑架的材料为工程塑料注射成型，工程塑料包括聚苯硫醚(PPS)、聚酰胺46(PA46)和聚酰胺PA66(PA66)中的一种。