[发明专利]非圆外圈滚动轴承

说明书

本发明公开了一种非圆外圈滚动轴承，包括内外套合设置的轴承内圈和轴承外圈、依次间隔均布于轴承内圈和轴承外圈之间的滚动体、及用于安装滚动体的保持架，轴承外圈呈环形，其外圈滚道为径向截面为圆的圆形曲面，其外圈外圆为径向截面为非圆的非圆曲面；轴承外圈用于与轴承座孔过盈配合，以使外圈外圆挤压变形，进而使外圈滚道变形，以达到施加预载荷预防轻载打滑的目的。本发明的非圆外圈滚动轴承，其轴承内圈、滚动体、保持架、及轴承外圈的外圈滚道均采用正常加工方法加工即可，加工简单；而轴承外圈的外圈外圆采用常规数磨加工即可满足设计要求，无需加工前进行精密计算，故而可极大缩短加工成本、降低加工周期，并提高加工质量和产品可靠性。

技术领域

本发明涉及滚动轴承领域，特别地，涉及一种非圆外圈滚动轴承。

背景技术

先进的涡轴、涡桨发动机转子具有转速高、载荷小的特点，发动机轴承很容易引起打滑、蹭伤，而出现早期失效，如不采取措施将对发动机的正常工作产生很大影响，因此，如何避免轻载打滑是高速轻载轴承设计和使用的重要问题。

现有技术中，防止轻载打滑常用的方法有：(1)减小轴承节圆直径；(2)适当减小轴承游隙；(3)增加轴承预负荷。

现有常用的预防轻载打滑的方法均存在一定的缺点：(1)减小轴承节圆直径：航空发动机轴承尺寸常常因为受到整机结构的限制，而无法通过减小轴承节圆直径达到预防轻载打滑的目的；(2)适当减小轴承游隙：减小轴承游隙虽然能在一定程度上预防轻载打滑，但是由于航空发动机轴承工作环境恶劣，常需要在高温、载荷条件下工作，轴承游隙过小，极易出现抱轴、卡滞。

(3)增加轴承预负荷：增加轴承预负荷是目前常用的预防轴承轻载打滑的措施，其中最有效的方法是将轴承外圈滚道截面形状做成非正圆形，轴承在旋转一周过程中载荷分布发生变化，增加滚动体承载区，保证滚动体正常纯滚动工作。这种轴承主要特点是外圈滚道是非正圆形，滚道凹凸变化，径向位移一般在几十微米范围内变化，这种非圆滚道对轴承形位公差、表面质量等有较高的要求，常规加工方法已经难以完成。目前常用的加工方法是采用预变形加工：预变形加工安排在轴承套圈非圆滚道加工的最后一道工序，在套圈毛坯外表面施加合适的径向外载，使得套圈毛坯产生预变形，变形后套圈毛坯滚道形状与理论滚道形状相似，保持外载和变形量不变，用普通轴承专用磨床对滚道磨削，磨削至理论基圆尺寸，最后释放外载，套圈变形回弹，套圈滚道相对理论基圆偏移，较预变形时套圈滚道凸处变凹，凹处变凸，形状为要求的理论非圆滚道。这种加工方法中轴承套圈预变形是通过精密磨具施加外载荷，模具内轮廓与轴承套圈外表面接触，通过模具强制轴承套圈产生变形后进行加工，加工前需要进行精密计算，且模具的加工质量直接影响轴承的加工质量，加工成本高，周期长，可靠性低。

发明内容

本发明提供了一种非圆外圈滚动轴承，以解决现有的滚动轴承存在的加工前需要进行精密计算、加工质量低、加工成本高、加工周期长、及产品可靠性低的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种非圆外圈滚动轴承，包括内外套合设置的轴承内圈和轴承外圈、依次间隔均布于轴承内圈和轴承外圈之间的滚动体、及用于安装滚动体的保持架，轴承外圈呈环形，其外圈滚道为径向截面为圆的圆形曲面，其外圈外圆为径向截面为非圆的非圆曲面；轴承外圈用于与轴承座孔过盈配合，以使外圈外圆挤压变形，进而使外圈滚道变形，以达到施加预载荷预防轻载打滑的目的。

进一步地，外圈外圆的径向截面圆为正弦曲线圆、余弦曲线圆、椭圆曲线圆中的一种或几种组合。

进一步地，正弦曲线圆的曲线方程为：其中，a₁表示外圈外圆波形相对外圈外圆基准沿径向的凸出量；b₁表示波形数量。

进一步地，a₁取值0～1；b₁取值2～10。