[实用新型]一种高速重载低摩擦的高铁轴承

说明书

本实用新型涉及高速重载低摩擦的高铁轴承，提出了一种高速重载低摩擦高铁轴承，包括一个外套圈、一个深沟球轴承内套圈、两个双半内套圈和三排滚动体，外套圈内圆周设有一圈共用球面滚子轨道，该共用球面滚子轨道的曲率半径大于轴承滚子圆周轨道的半径，使共用球面滚子轨道轴向截面呈椭圆结构，在共用球面滚子轨道轴向距离的中部设有一圈深沟球滚动体轨道，深沟球轴承内套圈通过球形滚动体与外套圈内圆周的深沟球滚动体轨道组合，形成中置球结构，双半内套圈的外圆周各设有球面滚子轨道，并分别通过球面滚子与外套圈内圆周设置的椭圆球面滚子轨道组合，本实用新型利用球滚动体两点接触纯滚动摩擦和椭圆球面滚子轨道增大曲率半径，实现高速、重载、低摩擦。

技术领域

本实用新型涉及高铁轴承。

背景技术

1、目前：世界发达国家制造的高铁轴承仍然是依托先进的轴承材料和工艺技术制造的圆锥滚子轴承，研究资料显示：圆锥滚子轴承的力学结构存在许多致命缺陷，例如：

(1)应力集中：圆锥滚子轴承滚子端部的应力集中是无法根治的先天致命缺陷，其常见的主要危害就是造成滚道压痕和剥离；

(2)滚子容易歪斜：圆锥滚子轴承最大的先天致命缺陷就是滚子接触线在转动中的受力不均极易使滚子发生歪斜，滚子歪斜的力学概念是：滚子发生歪斜时，其滚动面不再与滚道呈线接触，而是呈一定角度像楔子一样紧卡在内外套圈滚道之间，并且在与内外套圈的咬啃之中滑动摩擦，造成滚动体一端压痕或剥落，另一端严重磨损，直接引致套圈滚道压痕、剥离、保持架崩裂或挡边崩裂，这在重载汽车的轮轴轴承中经常出现，目前发达国家都在采用增加滚子凸度量的方法减少滚子端头应力集中，但仍然不能改变应力集中的力学本质，也不能从根本上纠正其先天力学结构的缺陷；

(3)由圆锥滚子接触角引致的危害：

A：因为滚子倾斜角的大小与轴承的摩擦阻力成正比，与轴承的径向承载力成反比，所以滚子倾斜角的增大直接导致轴承摩擦阻力增大和径向承载力的降低，随着滚子的倾斜角的增大，其启动摩擦阻力可增大4--8倍(SKF---P103页)，可直接引致启动时的滑动摩擦，是限制轴承高速重载的瓶颈之一，

B：圆锥滚子大端的端面与套圈挡边之间为承受重力的滑动摩擦，这是无法纠正的先天缺陷，SKF资料阐述：因为作用在挡边的负荷不能平均分布，会增加磨损甚至可能造成挡边断裂(SKF轴承综合型录P506 页)，滚子倾斜角越大其挡边承载的力也越大，大端摩擦阻力也随之增大，不仅造成脂润滑困难、高速性能差，还极易造成轴承滚子歪斜、轴承发热、崩边，可直接引致轴承高速转动中的许多安全隐患，

C：已知：轴承滚子接触角的大小直接影响轴承的摩擦阻力、摩擦磨耗和摩擦发热的大小，因此，圆锥滚子轴承的摩擦阻力(摩擦系数0、0017-0、0025)比圆柱滚子轴承的摩擦阻力(摩擦系数0、0008-0、 0012)大100％，

因为圆锥滚子轴承联合载荷的力学原理是通过滚子接触角(倾斜角)的大小实现的，圆锥滚子轴承直接将受到的载荷按接触角的大小同时分配在轴承的径向与轴向两个方向，即：直接派生出恒定的轴向力，并引致先天严重的缺陷，即：轴承受到的载荷不能随工况的不同自动调节联合负荷的最佳比值，使轴承轴向与径向始终处于设定的受力状态，由接触角引致的轴向力与火箭喷气发动机的侧向调节喷嘴的原理一样，例如：当火箭喷气发动机不需要侧向调节喷嘴辅助喷气时却始终侧向喷气那将是多大的危害！？

高铁运行也是同样的原理，如果在高铁长时间的直线运行而无需较大的轴向载荷时，但是：圆锥滚子仍然按照滚子的接触角(倾斜角)派生出来的轴向载荷和由此产生的摩擦阻力与摩擦磨耗始终如影相随强加在轴承上，不仅会造成轴承的径向载荷不足，还会引致轴承摩擦阻力和摩擦磨耗无谓的增大、摩擦发热增大、促使滚子歪斜滑动等多种危害，