[发明专利]背衬轴承

说明书

技术领域

本发明涉及轴承领域，具体涉及一种背衬轴承。

背景技术

背衬轴承一般用于多辊轧机或滚轮机构的辊系上，例如冷轧机、矫直机 等。多辊轧机的辊系配置有六辊、十二辊、二十辊等。

如图1所示，二十辊的辊系具有两组相对设置的辊组件，每组辊组件包 括依次布置的四根支承辊10、三根第一中间辊20、两根第二中间辊30和一 根工作辊40。其中，支承辊10包括静止的辊轴12和套设于辊轴12外、并沿 辊轴12轴向并排排列的一组背衬轴承11。

工作时，钢材B沿轧制方向X送入两工作辊40之间，两工作辊40之间 的间隔小于钢材B的厚度，因此钢材B可以通过两工作辊40轧薄。轧制时， 轧制力从工作辊40通过第二中间辊30、第一中间辊20依次传递到支承辊10 的背衬轴承11上。

轧制钢材B时的轧制力非常大，因此背衬轴承11需要承受很大的径向载 荷。参照图1并结合图2所示，背衬轴承11具有内圈11a、同轴套设于内圈 11a外的外圈11b，以及设于内圈11a和外圈11b之间、且沿轴向排列的多列 滚动体11c。内圈11a的厚度相比于外圈11b来说要小很多，内圈11a承受径 向载荷的能力要小于外圈11b，因此背衬轴承的失效通常是由于内圈11a的失 效引起的。

参照图1，当背衬轴承11承受径向载荷时，径向载荷从外圈11b、滚动 体11c依次传递至内圈11a。从图1中可以看到，支承辊10的背衬轴承11与 第一中间辊20相切，径向载荷在切点的位置从第一中间辊20传递给背衬轴 承11。由于内圈11a固定不动，内圈11a承受径向载荷的部分始终为区域A， 如图1的内圈11a中阴影部分所示。该区域A中与切点相对的中心部位a1承 受的径向载荷最大。因此，当径向载荷非常大时，内圈11a的中心部位a1极 容易发生失效，导致内圈11a的损坏，从而使得整个轴承的寿命降低。

为了延长背衬轴承的寿命，现有技术通常采用两种方式：

一是选用强度更高的材料来制造背衬轴承，但是这种方法的成本非常高。

二是在背衬轴承的内圈或外圈与滚动体的接触表面上涂覆一层抗疲劳层， 以期通过提高轴承的疲劳强度来延长轴承的寿命。但这种方法也不可取，分 析如下：当承受径向载荷时，背衬轴承的内部将受到交变切应力的作用，交 变切应力的作用点位于内圈和外圈中接触表面以下一定深度的位置，而且径 向载荷越大，交变切应力的位置深度越深。理想状态下，抗疲劳层的厚度应 当大于交变切应力的深度，并由抗疲劳层来承受交变切应力，这样可以提升 轴承的寿命；但实际状态中，抗疲劳层的厚度有限，当径向载荷较大时，交 变切应力的位置深度往往大于抗疲劳层的厚度，此时很容易导致抗疲劳层的 剥落，而剥落产生的碎屑进入轴承内部时，极易磨损接触表面，反而会进一 步降低轴承的寿命。

综上，如何有效地延长背衬轴承的使用寿命成为一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明解决的问题是现有背衬轴承在高径向载荷下的使用寿命低。

为解决上述问题，本发明提供一种背衬轴承，包括内圈、同轴套设于所 述内圈外的外圈，以及位于所述内圈和外圈之间的至少一列滚动体，所述内 圈具有与所述滚动体接触的外表面，所述外圈具有与所述滚动体接触的内表 面；所述内圈的外表面、所述外圈的内表面中，其中之一具有至少一个第一 弧面和至少一个第二弧面；第二弧面的周向两端与所述第一弧面平滑过渡； 所述第一弧面为圆弧面，所述第一弧面所在圆周的中轴线与所述轴承的中轴 线重合，所述第二弧面低于所述第一弧面；所述第二弧面在径向方向上与至 少一个滚动体相对；第二弧面的轴向长度不小于单个滚动体的轴向长度。

可选的，所述第二弧面的轴向长度与所在表面的轴向长度相等。

可选的，所述第二弧面为圆弧面。

可选的，所述第二弧面的周向长度所对应的轴承圆心角小于90度。

可选的，所述圆心角的范围为45度～90度。

可选的，所述圆心角的范围为45度～50度。

可选的，所述第二弧面具有四个，沿所在表面的周向均匀分布。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：