CN110566578B - 一种球面滚子轴承 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种球面滚子轴承，包括轴承外圈、轴承内圈、轴承滚子以及用于防止润滑脂外漏的密封圈，轴承内圈上设有安装轴承滚子的滚子轨道，密封圈包括与轴承外圈连接的安装骨架和与轴承内圈抵接的密封部，安装骨架与密封部连接，密封部为弹性件；轴承内圈用于与密封部接触的密封面为球面，球面的圆心为轴承内圈的轴线与径向中心线的交点，球面的半径为圆心到滚子轨道远离径向中心线的一端的距离。因此轴承内圈与轴承外圈调心角度变化时，密封圈与密封面的过盈量与摩擦力不变，密封状态始终保持一致，保证了轴承在调心角度范围内的密封效果不变；密封面的高度降低缩短了摩擦力力臂，减小了摩擦力矩，降低了密封圈因外部原因失效的风险。

Description

一种球面滚子轴承

技术领域

本发明涉及轴承密封技术领域，更具体地说，涉及一种球面滚子轴承。

背景技术

标准球面滚子轴承多处于开口状态，虽然具备调心功能，但由于在使用时被安装在剖分座内且外加端盖和油封，因此基本丧失了调心功能。

在现有技术中，请参考图1，带座球面滚子轴承虽然实现了调心功能，但是密封效果在允许调心的角度范围内不一致，使得密封效果无法达到设计要求；此外，冲压密封件01的密封圆弧面与密封圈之间的摩擦力矩较大，致使密封失效的风险增大。

综上所述，如何在保证调心功能的前提下保证密封效果，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种球面滚子轴承，将密封圈的密封面设置在轴承内圈上，有效保证轴承在允许调心的角度范围内的密封效果。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种球面滚子轴承，包括轴承外圈、轴承内圈、轴承滚子以及用于防止润滑脂外漏的密封圈，所述轴承内圈上设有安装所述轴承滚子的滚子轨道，所述密封圈包括与所述轴承外圈连接的安装骨架和与所述轴承内圈抵接的密封部，所述安装骨架与所述密封部连接，所述密封部为弹性件；

所述轴承内圈用于与所述密封部接触的密封面为球面，所述球面的圆心为所述轴承内圈的轴线与径向中心线的交点，所述球面的半径为所述圆心到所述滚子轨道远离所述径向中心线的一端的距离。

优选的，所述密封部位于所述密封面的边缘处时，所述轴承内圈与所述轴承外圈的调心角为1.5°至2.5°。

优选的，在所述轴承外圈上设有用于安装所述安装骨架的密封圈安装槽，所述安装骨架卡接于所述密封圈安装槽内。

优选的，所述密封部包括两条上密封唇，两条所述上密封唇之间的距离与所述安装骨架的宽度相等，以便卡接所述安装骨架。

优选的，所述密封部包括至少一条用于与所述密封面抵接的下密封唇。

优选的，所述下密封唇的数量为三条，且相对远离所述轴承滚子的下密封唇的底面与相对靠近所述轴承滚子的下密封唇的底面均为楔形。

优选的，还包括安装于所述轴承内圈上的外挡圈，所述外挡圈包括用于防止飞溅颗粒物的球形弧面，且相对靠近所述球形弧面的上密封唇与所述球形弧面抵接。

优选的，所述安装骨架为冲压金属骨架，所述密封部为橡胶密封圈。

优选的，所述滚子轨道和所述密封面为通过异型砂轮加工成型的一体磨削面。

本发明提供的球面滚子轴承，包括轴承外圈、轴承内圈、轴承滚子以及用于防止润滑脂外漏的密封圈，轴承内圈上设有安装轴承滚子的滚子轨道，密封圈包括与轴承外圈连接的安装骨架和与轴承内圈抵接的密封部，安装骨架与密封部连接，密封部为弹性件；轴承内圈用于与密封部接触的密封面为球面，球面的圆心为轴承内圈的轴线与径向中心线的交点，球面的半径为圆心到滚子轨道远离径向中心线的一端的距离。

由于密封面为设置在轴承内圈上的球面，故而在轴承内圈与轴承外圈的调心角度变化时，虽然密封圈在球面密封面的接触位置发生改变，但密封圈与密封面之间的过盈量不变、摩擦力不变，与现有技术中安装于轴承内圈上的冲压密封件相比，该密封面不会在与内圈外径挤压发生变形，密封状态可始终保持一致，有效地保证了轴承在调心角度范围内的密封效果一致。

同时，摩擦力矩M的大小由摩擦力F、摩擦力力臂L决定，密封面上的力矩为轴承内圈的轴线到密封面的距离，相比于现有技术，密封面的高度降低，使得摩擦力力臂减小，进而减小了摩擦力矩，降低了密封圈因外部原因失效的可能性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术所提供的球面滚子轴承中密封面与密封圈装配后的结构示意图；

图2为本发明所提供的球面滚子轴承的具体实施例中密封面与密封圈装配后的结构示意图；

图3为本发明所提供的球面滚子轴承的具体实施例的局部剖视图；

图4为图3中的密封面的结构示意图；

图5为图3中轴承内圈外径的加工示意图。

图1-图5中：

01为冲压密封件、1为轴承内圈、11为滚子轨道、12为密封面、2为轴承外圈、21为密封圈安装槽、3为轴承滚子、4为轴承保持架、5为挡圈、6为密封圈、61为安装骨架、62为密封部、621为上密封唇、622为下密封唇、7为外挡圈、8为异型砂轮，a为调心角度为0时密封圈的位置，b为正向极限调心角度下密封圈的位置，c为负向极限调心角度下密封圈的位置，R为无调心位置处的曲率半径，R1为正向极限调心位置处的曲率半径，R2为负向极限调心位置处的曲率半径。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种球面滚子轴承，将密封圈的密封面设置在轴承内圈上，有效保证轴承在允许调心的角度范围内的密封效果。

请参考图1-图5，图1为现有技术所提供的球面滚子轴承中密封面与密封圈装配后的结构示意图；图2为本发明所提供的球面滚子轴承的具体实施例中密封面与密封圈装配后的结构示意图；图3为本发明所提供的球面滚子轴承的具体实施例的局部剖视图；图4为图3中的密封面的结构示意图；图5为图3中轴承内圈外径的加工示意图。

本发明提供的球面滚子轴承，包括轴承外圈2、轴承内圈1、轴承滚子3以及用于防止润滑脂外漏的密封圈6，轴承内圈1上设有安装轴承滚子3的滚子轨道11，密封圈6包括与轴承外圈2连接的安装骨架61和与轴承内圈1抵接的密封部62，安装骨架61与密封部62连接，密封部62为弹性件；轴承内圈1用于与密封部62接触的密封面12为球面，球面的圆心为轴承内圈1的轴线与径向中心线的交点，球面的半径为圆心到滚子轨道11远离径向中心线的一端的距离。

轴承内圈1和轴承外圈2上分别设有安装轴承滚子3的轨道，请参考图1，由于轴承滚子3的数量为两列，因此轴承内圈1上的滚子轨道11的数量为两条，并在两条滚子轨道11中设有挡圈5，以便隔离两列轴承滚子3。

轴承保持架4包裹于全部或部分轴承滚子3外，并且能够跟随轴承滚子3一同转动，用于隔离轴承滚子3并引导轴承滚子3的运动以保证其位于轴承内。

轴承一般通过润滑脂进行润滑，为了防止润滑脂外漏，需要在轴承的外缘设置密封圈6。

密封圈6通过安装骨架61安装于轴承外圈2上，并通过密封部62与轴承内圈1抵接，从而实现对轴承滚子3的密封，避免了润滑脂外漏。

安装骨架61主要用于固定密封圈6的位置，而密封部62为弹性件，主要起到密封作用。优选的，可以设置安装骨架61为冲压金属骨架，密封部62为橡胶密封圈，其中密封部62可以选择丁腈橡胶、硅橡胶等橡胶材料进行制作。

优选的，可以在轴承外圈2上设有用于放置安装骨架61的密封圈安装槽21，将安装骨架61卡接于密封圈安装槽21内。

请参考图3，密封圈安装槽21为环形槽，密封圈安装槽21的截面形状与安装骨架61的形状相适应。

轴承内圈1用于与密封部62接触的密封面12为球面，球面的圆心为轴承内圈1的轴线与径向中心线的交点，球面的半径为圆心到滚子轨道11远离径向中心线的一端的距离。

请参考图4，当轴承内圈1与轴承外圈2平行时，二者之间的调心角度为0°，密封部62位于密封面12上的a位置，R为无调心位置处的曲率半径；当轴承内圈1与轴承外圈2为正向极限调心状态时，密封部62位于密封面12上的b位置，R1为正向极限调心位置处的曲率半径；当轴承内圈1与轴承外圈2为负向极限调心状态时，密封部62位于密封面12上的c位置，R2为负向极限调心位置处的曲率半径。

由于在本实施例中密封面12为球面，因此R1＝R＝R2，在调心角度允许的范围内，密封部62的过盈量保持一致、摩擦力保持一致，有效地保证了轴承调心角度内的密封效果一致，避免了现有技术中调心角度变化时冲压密封件01的密封圆弧面发生挤压变形的问题。

同时，摩擦力矩M的大小由摩擦力F、摩擦力力臂L决定，密封面12上的力矩为轴承内圈1的轴线到密封面的距离，相比于现有冲压密封件01上的密封圆弧面，密封面12的高度降低，使得摩擦力力臂减小，进而减小了摩擦力矩，降低了密封圈6因外部原因失效的可能性。

此外，本实施例提供的球面滚子轴承的结构简单，便于装配。

优选的，考虑到轴承内圈1的结构强度要求，密封部62位于密封面12的边缘处时，轴承内圈1与轴承外圈2的调心角为1.5°至2.5°，使得轴承具备±1.5°至±2.5°的调心角度范围，并且避免了过度磨削致使轴承内圈1的结构强度过低、容易在工作过程中发生断裂等。

优选的，可以将密封部62位于密封面12的边缘处时，轴承内圈1与轴承外圈2之间的调心角设置为2°，轴承可在-2°至+2°的范围内进行调心，调心角度范围较大且能够保证轴承内圈1的结构强度。

在上述实施例的基础上，为了实现安装骨架61与密封部62的连接，密封部62可以包括两条上密封唇621，两条上密封唇621之间的距离与安装骨架61的宽度相等，以便卡接安装骨架61。

优选的，为了获得良好的密封效果，密封部62可以至少包括一条用于与密封面12抵接的下密封唇622。

下密封唇622的具体数量，需要根据轴承的转速等因素进行确定，轴承的转速越高，设置的下密封唇622的数量越少。

优选的，请参考图3，下密封唇622的数量可以为三条，且相对远离轴承滚子3的下密封唇622的底面和相对靠近轴承滚子3的下密封唇622的底面均为楔形，以便增强密封圈6与密封面12之间的摩擦力，获得良好的密封效果。

优选的，可以设置相对远离轴承滚子3的下密封唇622与相对靠近轴承滚子3的下密封唇622的楔形底面开口方向不同。

在上述实施例的基础上，考虑到轴承在恶劣工况环境下使用时，飞溅颗粒物会对安装骨架61和密封部62产生冲击，还可以包括安装在轴承内圈1上的外挡圈7，外挡圈7包括用于防止飞溅颗粒物的球形弧面，且相对靠近球形弧面的上密封唇621与球形弧面抵接，以防颗粒物沉积在外挡圈7与密封圈6中间的位置。

在上述实施例的基础上，滚子轨道11和密封面12可以为通过异型砂轮8加工成型的一体磨削面，以提高密封面12和滚子轨道11的同轴度精度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的球面滚子轴承进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种球面滚子轴承，包括轴承外圈（2）、轴承内圈（1）、轴承滚子（3）以及用于防止润滑脂外漏的密封圈（6），所述轴承内圈（1）上设有安装所述轴承滚子（3）的滚子轨道（11），其特征在于，所述密封圈（6）包括与所述轴承外圈（2）连接的安装骨架（61）和与所述轴承内圈（1）抵接的密封部（62），所述安装骨架（61）与所述密封部（62）连接，所述安装骨架（61）为冲压金属骨架，所述密封部（62）为弹性件；

在所述轴承外圈（2）上设有用于安装所述安装骨架（61）的密封圈安装槽（21），所述安装骨架（61）卡接于所述密封圈安装槽（21）内；

所述密封部（62）包括两条上密封唇（621），两条所述上密封唇（621）之间的距离与所述安装骨架（61）的宽度相等，以便卡接所述安装骨架（61）；

所述轴承内圈（1）用于与所述密封部（62）接触的密封面（12）为球面，以使所述密封部（62）的过盈量在调心角度允许的范围内保持一致，所述球面的圆心为所述轴承内圈（1）的轴线与径向中心线的交点，所述球面的半径为所述圆心到所述滚子轨道（11）远离所述径向中心线的一端的距离，以便通过降低所述密封面（12）的高度减小摩擦力矩；

所述密封部（62）包括用于与所述密封面（12）抵接的下密封唇（622），所述下密封唇（622）的数量为三条，且相对远离所述轴承滚子（3）的下密封唇（622）的底面与相对靠近所述轴承滚子（3）的下密封唇（622）的底面均为楔形，且相对远离所述轴承滚子（3）的下密封唇（622）与相对靠近所述轴承滚子（3）的下密封唇（622）的楔形底面开口方向不同；

所述滚子轨道（11）和所述密封面（12）为通过异型砂轮（8）加工成型的一体磨削面；

还包括安装于所述轴承内圈（1）上的外挡圈（7），所述外挡圈（7）包括用于防止飞溅颗粒物的球形弧面，且相对靠近所述球形弧面的上密封唇（621）与所述球形弧面抵接。

2.根据权利要求1所述的球面滚子轴承，其特征在于，所述密封部（62）位于所述密封面（12）的边缘处时，所述轴承内圈（1）与所述轴承外圈（2）的调心角为1.5°至2.5°。

3.根据权利要求2所述的球面滚子轴承，其特征在于，所述密封部（62）为橡胶密封圈。