[发明专利]用于保持高负载平行度的负载保持架及轴承

说明书

本发明公开了一种用于保持高负载平行度的负载保持架，包括环形的保持架主体以及安装在保持架主体上的预紧件和间隙保持件，多个间隙保持件沿保持架主体的周向排列地布置在保持架主体的内环面或外环面；保持架主体的外周面开设有在保持架主体周向上间隔设置的多个限位孔，每个限位孔的内壁固定有至少一个用于沿周向上弹性推压负载的预紧件。本发明的负载保持架可以保证负载在传动过程中始终保持轴向的高精确的平行度，最大限度地避免设备运行过程中了噪音、震动、损伤等的出现，各轴向设置的负载相对于轴心线处于高精度的轴向平行状态，负载在主动轮与从动轮之间的间隙内可以处于自由状的滚动、滚转传递，极大地延长了轴承的使用寿命。

技术领域

本发明涉及机械传动和传递技术领域，尤其涉及一种用于保持高负载平行度的负载保持架及轴承。

背景技术

在全球机械传动行业中，“低精度轴心线平行负载”应用的结构性现象，是制约行业技术发展的根本性障碍。

这里，所谓的“轴心线平行负载”是指，在传统的机械传动结构如超越离合器、轴承等类似的结构中，在通过主动轮向从动轮传递扭矩，或者主动轮相对于从动轮进行转动的过程中，位于主动轮与从动轮之间、用于传递扭矩或保持主动轮与从动轮之间间隙的负载的轴心线需要与传动轴平行而不出现偏转，这类负载通常以滚轴、楔块等形式出现，理想状态下，在同一个产品中，这些负载的长度方向(轴心线方向)应与主动轮/从动轮的轴向一致，这样才能保证各个负载在主动轮/从动轮传动过程中均参与到力矩传递或传动的作用。

然而，即使主动轮与从动轮的制作精度非常高，二者的径向和轴向尺寸均与负载精确匹配，在实际的机械传动过程中，此类负载会毫无征兆地出现轴向倾斜而不再与传动轴向平行，导致单个负载仅局部受力而出现应力集中，各负载之间的受力也无法一致，导致整个传动结构出现受力不均，表现为局部磨损、变形、压溃等，出现噪音、震动、损伤等，严重缩短了传动结构的使用寿命。

目前市面上也出现了一些用来改善这些负载的轴向平行度的设计，最具代表性的就是在传动结构中设计出负载保持架，目的在于使得各负载的轴向保持一致，然而，由于该保持架并不固定，而是悬于主动轮与从动轮之间，导致保持架本身的位置就不能精确固定，更不谈如何实现负载的精确轴向平行度。此种缺陷尤其是在超越离合器及高速、重载荷轴承等传动基础件中表现尤为明显。

理想状态下，各轴向设置的负载相对于轴心线处于高精度的轴向平行状态，负载在主动轮与从动轮之间的间隙内处于自由状的滚动、滚转传递；然而，当各轴向设置的负载如果无法做到高精度平行，导致其工作时在主动轮和从动轮之间的间隙内的工作状态为强制状态的挤压滚转传递。

如图1所示，为现有的载重汽车的轴承受力示意图，轴承包括内圈A、外圈B、滚柱C和滚柱保持架D，轴承的内圈A安装在固定的中心轴上而不会转动，外圈B顺时针转动，受汽车重力作用，内圈A通过处于下方的滚柱C对外圈B施加一定的压力，而处于上方的滚柱C则不受压力而处于空转状态，由于滚柱保持架D本身的位置并无约束，而滚柱保持架D上用于容纳滚柱C的限位孔尺寸也大于滚柱C，滚柱C在限位孔内并无周向上的实际约束力而导致其两端处于随意摆动的状态，上方处于空转状态的滚柱C在不受压力的情况下随意摆动，当其随外圈B转动过程中进入下方时，由于其并不是与轴承的轴向完全平行，在其转动过程中同时受到内圈A、外圈B挤压力时，则会发生强制状态的挤压滚转传递，当滚柱C进入最下方时受到的挤压力最大。在理想状态下滚柱C与内圈A、外圈B处于线性接触状态，当滚柱C处于偏摆状态时，滚柱C与内圈A的外弧面处于单点(滚柱上靠近中部的接触点)接触状态而受力，滚柱C与外圈B的内弧面处于两点(滚柱上靠近两端的接触点)接触状态而受力，即形成所谓的“强制状态的挤压滚转传递”，一般来说，滚柱C两端的偏摆幅度越大，其两端在有限的径向间隙内所受到的挤压力越大，所产生的噪音、震动、损伤越大，对于轴承的内圈A、外圈B的磨损、损伤也越大。