本技术涉及轴承领域,尤其涉及一种高速向心关节轴承。
背景技术:
1、轴承是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体,降低其运动过程中的摩擦系数,并保证其回转精度。
2、现有的挤压型自润滑向心关节轴承的结构如图5所示:由挤压型自润滑向心关节轴承外圈(图1)、自润滑铜网(图2)和关节球(图3)组成。装配方式:首先将自润滑铜网(图2)放入挤压型自润滑向心关节轴承外圈(图1)沟槽中,再将关节球(图3)放入挤压型自润滑向心关节轴承外圈(图1)的内孔中,通过外力挤压挤压型自润滑向心关节轴承外圈(图1),使挤压型自润滑向心关节轴承外圈发生形变以达到贴合关节球弧面(图4),利用机加工将挤压型自润滑向心关节轴承外圈的外径和端面加工到指定要求(图5),最后通过调整关节球与自润滑的间隙,达到滑动和摆动的目的。
3、现有的挤压型油润滑向心关节轴承的结构如图9所示:包括挤压型油润滑向心关节轴承外圈(图6)和关节球(图7)组成,外圈(图6)和关节球(图7)上有油槽和油孔。装配方式是首先将关节球(图7)放入油润滑向心关节轴承外圈的内孔中(图6),通过外力挤压油润滑向心关节轴承外圈(图6)使其发生形变以达到贴合关节球弧面(图8),利用机加工将挤压型油润滑向心关节轴承外圈的外径和端面加工到指定要求(图9),最后调整关节球与自润滑的间隙,使用时可以通过油孔注入润滑油,润滑油通过油孔和油槽到达关节球球面上,达到滑动和摆动的目的。
4、现有的单开缝型自润滑向心关节轴承的结构如图14所示:包括自润滑向心关节轴承外圈(图10)、自润滑织物(图11)、关节球(图12)组成。装配方式是首先把单开缝自润滑向心关节轴承外圈(图10)磨加工到指定尺寸,在单开缝自润滑向心关节轴承外圈(图10)轴向开一道缝,在单开缝自润滑向心关节轴承外圈(图10)的内球面涂上胶水,再将自润滑织物(图11)粘贴到单开缝自润滑向心关节轴承外圈(图10)的内球面上,再将关节球(图12)放在单开缝自润滑向心关节轴承外圈上面(图13),通过外力压入外圈中,在压入的过程中,由于外圈有一道轴向缝,在受力压入的时候缝发生弹性形变,缝隙撑开,当关节球全部压入外圈后,由于弹性作用缝会缩回,完成后只剩下约0.02~0.05mm的缝隙,达到润滑和摆动的效果。
5、现有的单开缝型油润滑向心关节轴承的结构如图18所示:包括单开缝型油润滑向心关节轴承外圈(图15)和关节球(图16)组成,其中外圈(图15)和关节球(图16)的表面有油槽和油孔。装配方式是首先把单开缝油润滑向心关节轴承外圈(图15)磨加工到指定尺寸,在单开缝油润滑向心关节轴承外圈(图15)轴向开一道缝,再将关节球(图16)放在单开缝油滑向心关节轴承外圈(图15)上面(图17),在压入的过程中,由于外圈有一道轴向缝,在受力压入的时候缝会发生弹性形变,缝隙撑开,当关节球全部压入外圈后,由于弹性作用,缝会缩回,完成后只剩下约.02~0.05mm的缝隙,在使用过程中通过油孔注入润滑油,润滑油会顺着油槽流向关节球的表面,达到润滑和摆动的效果。
6、现有的挤压型向心关节轴承的结构如图19所示:包括外周10、内圈20和润滑材料30组成。装配方式是先将内圈20和润滑材料30安装到外圈0内,把三个部件组成一个向心关节轴承,再调整内圈20与润滑材料30之间的滑动间隙,达到滑动和摆动的目的,目前只能是滑动摩擦结构,虽然承载力比较大,但是转速很低,一般不能超过每分钟300转,否则会因为摩擦系数大和摩擦面大,导致过热,烧坏轴承。
7、以上挤压型自润滑向心关节轴承(图5)和挤压型油润滑向心关节轴承(图9)成型后再通过调整关节球与自润滑或关节球与外圈的滑动间隙来达到滑动和摆动的目的,而要将滑动间隙调整到理想的程度是非常困难的,间隙小会造成局部卡滞或摆动不顺畅的现象,间隙过大时内置关节球会轴向窜动,过大过小都会影响使用寿命。
8、以上由于挤压型自润向心关节轴承(图5)和单开缝型自润滑向心关节轴承(图14)在关节球和外圈之间垫有一层自润滑材料,自润滑材料是柔性件,所以产品的刚性很差,在冲击、震动、或粉尘等场合,使用效果会很差。
9、以上五种向心关节轴承(图5、图9、图14和图18)目前只能是滑动摩擦结构,虽然承载力比较大,但是转速很低,一般不能超过每分钟300转,否则会因为摩擦系数大和摩擦面大,高速转动的工作状态下容易起热,烧坏轴承,甚至造成卡死的现象,影响其使用寿命,无法满足高速运行的使用需求。
10、以上四种杆端关节轴承(图5、图9、图14和图18)滑动摩擦接触面积大,摩擦阻力也大,造成在使用过程中启动扭矩也随之变大,相应的电机功率也要加大。造成使用成本增加,更造成能源的浪费。且因为启动力矩大,一些精密控制场合还不适用。
11、综上,现有的向心关节轴承存在以下缺陷:
12、①转速较低,摩擦阻力大,导致易过热及电机能耗增加,
13、②滑动间隙不便于调整。
14、鉴于此,我们在现有产品的基础上进行技术创新。
技术实现思路
1、本实用新型目的是针对上述问题,提供一种滚珠型高速向心关节轴承,其优点在于能适用于高速使用环境且启动扭矩低的场合。因为是滚动摩擦结构,摩擦系数很低,钢球与内部关节球和外侧杆端体球面的接触面积也非常小,因为能达到很高的使用转速,目前产品实测已经到达10000转每分钟。钢球、关节球、外圈的内球面全部都是精密加工出来的,都是淬火件,具有很好的刚性,避免了原先自润滑杆端关节轴承自润滑材料刚性不足的问题。而且很耐磨,使用寿命很长。因为特殊的结构设计,实现了高速滚动和摆动的需求,且两种运动可同时进行,在高速旋转的同时还实现了自调心的功能。
2、为了实现上述目的,本实用新型是通过以下技术方案实现的:一种滚珠型高速向心关节轴承,包括外圈、关节球、钢球和挡片,所述的外圈上设有内孔,内孔内侧呈球面状;所述的关节球装配在内孔中间;关节球外侧设有两列或以上的滚道槽,钢球均匀分布在滚道槽中;所述的钢球一侧与外圈内侧球面接触,钢球另一侧与关节球的滚道槽接触;所述的外圈两侧面设有挡片;所述的外圈设有油槽;所述的油槽上设有两个油路,油路与外圈内孔的内球面相通。
3、优选的,外圈的内侧面呈球面状。
4、优选的,外圈两侧有用于安装挡片的安装槽。
5、优选的,外圈外侧面带有油槽。
6、优选的,外圈外侧面油槽上有油孔与外圈的内侧球面相通。
7、优选的,关节球两侧有两个对称的呈凸起状的圆筒。
8、优选的,关节球外圈有两列或以上滚道槽。
9、优选的,滚道槽可以是一个圆弧滚道槽或是由两个对称的圆弧组成的双圆弧滚道槽。
10、本实用新型的有益效果为:
11、1、本实用新型通过对内部结构和工艺的更改,关节球外圈上两列或以上滚道槽采用磨加工艺,钢球采用研磨工艺且分选到1微米的精度尺寸段,外圆内侧球面也是磨加工而成,所有磨力口工精度高,装配时由于磨加工产生外圈内径面和关节球滚道槽的微小公差可用不同尺寸的钢球来调和,进行合理装配,以保证游隙值,所以滚动间隙均匀,滚动顺畅,精度非常高。钢球与关节球的接触点有2种形式,如图4和图5所示。图4的结构转速更高,图5的结构承载更大,根据使用情况可自由选择其中一种。
12、2、在使用过程中,关节球的滚动与摆动是由关节球和外圈之间的钢球来传递的,钢球一侧与壳体内侧球面点对点接触,另一侧与关节球的滚道槽采用单点或两点式接触,使整个滚动接触面积减少,降低了使用过程中的滚动摩擦系数,滚动摩擦只有滑动摩擦阻力的1/40到1/60,使用过程中的启动扭矩大大降低,使用过程中大大降低了使用能耗。
13、3、现有的向心关节轴承采用的滑动摩擦的运动形式,而本实用新型采用的是滚动摩擦的运动开/式,在相同的载荷下,滚动摩擦只有滑动摩擦阻力的1/40到1/60;滚动摩擦阻力低,且散热快,实现了高速滚动和摆动的需求,且两种运动可同时进行,在高速旋转的同时还实现了自调心的功能。
1.一种滚珠型高速向心关节轴承,其特征在于:包括外圈、关节球、钢球和挡片,所述的外圈上设有内孔,内孔内侧呈球面状;所述的关节球装配在内孔中间;关节球外侧设有两列或以上的滚道槽,钢球均匀分布在滚道槽中;所述的钢球一侧与外圈内侧球面接触,钢球另一侧与关节球的滚道槽接触;所述的外圈两侧面设有挡片;所述的外圈设有油槽;所述的油槽上设有两个油路,油路与外圈内孔的内球面相通。
2.如权利要求1所述一种滚珠型高速向心关节轴承,其特征在于:所述外圈两侧有用于安装挡片的安装槽。
3.如权利要求2所述一种滚珠型高速向心关节轴承,其特征在于:所述关节球两侧有两个对称的呈凸起状的圆筒。
4.如权利要求3所述一种滚珠型高速向心关节轴承,其特征在于:所述滚道槽是一个圆弧滚道槽。
5.如权利要求3所述一种滚珠型高速向心关节轴承,其特征在于:所述的滚道槽是由两个对称的圆弧组成的双圆弧滚道槽。
6.如权利要求3或4所述一种滚珠型高速向心关节轴承,其特征在于:在关节球与外圈之间分布两列或以上钢球作为滚动体。