深沟球轴承的制作方法

    技术2025-04-16  8


    本发明涉及车牵引电机轴承制造,具体涉及一种深沟球轴承。


    背景技术:

    1、牵引电动机是机车传动系统中的主要设备,轴承是牵引电动机的关键部件,轴承除承受电机转子重量外,还要承受因频繁启动制动而产生的牵引力和制动力的作用,同时还要承受机车运行过程中的冲击载荷和齿轮啮合所产生的作用力等,而在此复杂的工况下,轴承还要必须满足高的运行可靠性和长的使用寿命要求,因此对轴承的设计、制造质量提出了更高的要求。

    2、机车原牵引电机轴承内圈、外圈滚道半径曲率及挡边设计采用原始设计方法设计,保持架采用钢板冲压式保持架,这种结构适用于转速不高,对轴承的振动速度、振动加速度没有特殊要求的普通轴承,无法满足行业需求。


    技术实现思路

    1、本发明旨在克服上述技术缺陷,提供一种深沟球轴承,其旋转速度高,绝缘性好,使用寿命长。

    2、为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:深沟球轴承,包括外圈、内圈、若干滚动体和保持架;所述内圈的外表面和所述外圈的内表面均设置用于所述滚动体滚动的滚道;

    3、所述滚动体位于外圈和内圈之间,所述保持架位于外圈和内圈之间;深沟球轴承的引导方式为滚动体引导;

    4、所述外圈的沟曲率系数为0.520 dw,所述内圈的沟曲率系数为0.510 dw。

    5、内外圈沟道曲率系数较常规轴承降低0.005 dw,在这种情况下滚道和滚动体的接触面积增大,从而降低了单位面积承受的载荷,减小应力集中和疲劳裂纹可能性,降低轴承高速工况下轴承的运行温升、振动,提高轴承的疲劳寿命;滚道和滚动体的接触面积增大同时提高轴承在高转速时的运转稳定性;提高成套轴承振动速度和振动加速度。

    6、进一步地,所述保持架包括两个半铆接式实体保持架,两个所述半铆接式实体保持架之间通过铆钉连接。

    7、进一步地,所述保持架的兜孔为圆弧兜孔,所述滚动体的回转中心、所述铆钉的中心和所述圆弧兜孔的中心不在同一中心。

    8、这种圆弧兜孔的设计,保证滚动体在保持架内运转稳定性,兜孔为圆弧形,可有效改善轴承高速运转时的润滑状态。保持架加工性好,成型精度高,可降低轴承运转振动,满足轴承实现高速旋转,提高成套轴承振动速度和振动加速度,降低轴承噪音,避免轴承在承受冲击加速度时,轴承振动加强,提高轴承使用寿命。

    9、进一步地,所述圆弧兜孔的曲率半径为滚动体直径的0.6倍。

    10、进一步地,所述外圈的外表面与外圈的侧面通过倒角过渡,所述倒角为圆弧形的倒角,所述外圈的外表面与所述倒角处圆滑过渡。常规倒角为与外圈1的外表面夹角为15°,与外圈1的侧面夹角为30°,因此常规轴承外圈1的外表面与外圈1的侧面易形成尖点,而本申请将倒角设置为圆滑过渡的倒角,不仅提升圆角处冲击功,同时由于轴承外圈不存在尖点,还能解决圆角处涂层脱落问题。

    11、进一步地,所述外圈上涂有绝缘陶瓷涂层,所述绝缘陶瓷涂层由al2o3和tio2组成。经试验验证,设计绝缘轴承与在用轴承的设计和绝缘性能相当,满足轴承在电压1000v(dc)时,绝缘电阻≥500mω,静电容≤5nf,符合绝缘性能的要求。

    12、进一步地,所述绝缘陶瓷涂层的厚度大于0.35mm。添加少量tio2,能够弥补涂层厚度增加导致结合强度和冲击功能的性能下降;涂层封孔时采用两道封孔工艺,可以有效增加绝缘涂层的环境适应性,同时,涂层结合强度和抗冲击性能也得到提升。

    13、进一步地,所述内圈的挡边系数为0.4 dw,所述外圈的挡板系数为0.4 dw。由于轴承承受轴向力,采用0.4dw挡边系数设计,防止轴向承载增大时产生越肩,挡边压溃,提高轴承的疲劳寿命。

    14、进一步地,轴承套圈材质为高碳铬轴承钢。

    15、本申请还提供上述深沟球轴承套圈的制作方法,包括淬火-冷处理-回火;所述淬火采用盐浴马氏体淬火工艺,所述盐浴马氏体淬火温度为175℃;所述冷处理温度为-70℃;所述回火温度为200℃。轴承套圈采用硬度高的奥氏体化工艺方案,热处理加工后轴承套圈残余奥氏体含量能达到≤3%,使轴承套圈表面形成压应力,材料金相组织细腻、均匀稳定,且具有强韧性,保证轴承耐磨性和抗冲击性能,提高轴承使用寿命。

    16、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

    17、(1)内外圈沟道曲率系数较常规轴承降低0.005,在这种情况下滚道和滚动体的接触面积增大,从而降低了单位面积承受的载荷,减小应力集中和疲劳裂纹可能性,降低轴承高速工况下轴承的运行温升、振动,提高轴承的疲劳寿命。

    18、(2)外圈圆角为大圆弧倒角,提升圆角处冲击功,解决圆角处涂层脱落问题。

    19、(3)绝缘效果好,满足轴承在电压1000v(dc)时,绝缘电阻≥500mω,静电容≤5nf绝缘性能的要求。

    20、(4)保持架采用双半铆接式实体保持架,可降低轴承运转振动,满足轴承实现高速旋转,提高成套轴承振动速度和振动加速度,降低轴承噪音,避免轴承在承受冲击加速度时,轴承振动加强,提高轴承使用寿命。



    技术特征:

    1.深沟球轴承,其特征在于,包括外圈、内圈、若干滚动体和保持架;所述内圈的外表面和所述外圈的内表面均设置用于所述滚动体滚动的滚道;

    2.根据权利要求1所述的深沟球轴承,其特征在于,所述保持架包括两个半铆接式实体保持架,两个所述半铆接式实体保持架之间通过铆钉连接。

    3.根据权利要求2所述的深沟球轴承,其特征在于,所述保持架的兜孔为圆弧兜孔,所述滚动体的回转中心、所述铆钉的中心和所述圆弧兜孔的中心不在同一中心。

    4.根据权利要求3所述的深沟球轴承,其特征在于,所述圆弧兜孔的曲率半径为滚动体直径的0.6倍。

    5.根据权利要求1所述的深沟球轴承,其特征在于,所述外圈的外表面与外圈的侧面通过倒角过渡,所述倒角为圆弧形的倒角,所述外圈的外表面与所述倒角处圆滑过渡。

    6.根据权利要求1所述的深沟球轴承,其特征在于,所述外圈上涂有绝缘陶瓷涂层,所述绝缘陶瓷涂层由al2o3和tio2组成。

    7.根据权利要求6所述的深沟球轴承,其特征在于,所述绝缘陶瓷涂层的厚度大于0.35mm。

    8.根据权利要求1所述的深沟球轴承,其特征在于,所述内圈的挡边系数为0.4 dw,所述外圈的挡板系数为0.4 dw。

    9.根据权利要求1所述的深沟球轴承,其特征在于,轴承套圈材质为高碳铬轴承钢。

    10.一种采用如权利要求1-9项所述的深沟球轴承套圈的制作方法,其特征在于,包括淬火-冷处理-回火;所述淬火采用盐浴马氏体淬火工艺,所述盐浴马氏体淬火温度为175℃;所述冷处理温度为-70℃;所述回火温度为200℃。


    技术总结
    本发明涉及牵引电机轴承制造技术领域,具体涉及一种深沟球轴承,包括外圈、内圈、若干滚动体和保持架;所述内圈的外表面和所述外圈的内表面均设置用于所述滚动体滚动的滚道;所述滚动体位于外圈和内圈之间,所述保持架位于外圈和内圈之间;深沟球轴承的引导方式为滚动体引导;所述外圈的沟曲率系数为0.520 Dw,所述内圈的沟曲率系数为0.510 Dw。内外圈沟道曲率系数较常规轴承降低0.005 Dw,在这种情况下滚道和滚动体的接触面积增大,从而降低了单位面积承受的载荷,减小应力集中和疲劳裂纹可能性,降低轴承高速工况下轴承的运行温升、振动,提高轴承的疲劳寿命。

    技术研发人员:顿丽华,于长鑫,宋世勇,田佩来,宫赫成,夏克博,张英华,王鹤,季美婷,王运超
    受保护的技术使用者:瓦房店轴承集团国家轴承工程技术研究中心有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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