專利名稱：新型推力向心滾動軸承的制作方法
新型推力向心滾動軸承，屬于滾動軸承技術(shù)領(lǐng)域。
目前，鐵路客貨列車用的滾動軸承有以下幾種(一)雙列園錐滾子軸承(附

圖1，圖中1.內(nèi)圈，2.外圈，3.園錐滾子，4.保持架，5.間隔環(huán)。);(二)帶擋邊的向心短園柱滾子軸承(附圖2，圖中1.內(nèi)圈，2.外圈，3.短園柱滾子，4.保持架，5.擋環(huán)。);(三)雙列向心球面滾子軸承(附圖3，圖中1.內(nèi)圈，2.外圈，3.間隔環(huán)，4.保持架，5.鼓形滾子);(四)無擋邊的雙列向心短園柱滾子軸承和單列向心球軸承的組合結(jié)構(gòu)(附圖4，圖中1.內(nèi)圈，2.球，3.外圈，4.保持架，5.間隔環(huán)，6.外圈，7.帶油孔的間隔環(huán)，8.園柱滾子，9.保持架，10.內(nèi)圈)。國內(nèi)外普通客貨列車用的最多的是園錐滾子軸承和帶擋邊的向心短園柱滾子軸承;在高速火車上用的是無擋邊的向心短園柱滾子軸承和單列向心球軸承的組合結(jié)構(gòu)。鐵路列車在運行中軸承同時承受徑向載荷及軸向載荷。園錐滾子軸承和帶擋邊的向心短園柱滾子軸承都是利用滾子端面與軸承圈擋邊來承受軸向載荷。為了減少摩擦使?jié)L子端面與軸承圈擋邊之間建立潤滑油膜，最近幾年，國內(nèi)外，都將園錐滾子的大端由平面修成半球面(附圖5);短園柱滾子的端面也由平面修成半球面，而且擋邊也作了相應(yīng)的修形，園柱滾子將園柱面修成鼓形面(附圖6)，這就是國內(nèi)外鐵路列車上現(xiàn)有的軸承技術(shù)。哈爾濱軸承廠，瓦房店軸承廠，洛陽軸承廠，重慶軸承總廠等都為鐵路列車生產(chǎn)了上述軸承。
目前，鐵路列車所用滾動軸承，還存在以下問題，帶擋邊的向心短園柱滾子軸承在滾子修成鼓形，兩端修成半園形后，仍然存在兩各問題一是滾子端面與擋邊之間在軸向載荷作用下，仍是滑動摩擦;二是由于滾子在軸向載荷作用下，滾子受一力矩作用，使?jié)L子所受的徑向載荷沿滾子長度方向分布不均(附圖7)。這樣會使軸承增加摩擦，降低效率，增加磨損，縮短軸承壽命。
園錐滾子軸承，在滾子大端修成半球形后，也仍然存在兩個問題一是滾子大端面與擋邊之間在軸向載荷作用下，仍是滑動摩擦;二是滾子與外圈之間的正壓力，在受軸向載荷時增加的數(shù)量要為軸向載荷的幾倍，這樣會使軸承增加摩擦，降低效率，增加能源消耗，縮短軸承壽命。
高速列車用單列向心球軸承承受軸向載荷，而不用推力球軸承及推力滾子軸承，因為推力球軸承及推力滾子軸承在高速運轉(zhuǎn)時，滾動體產(chǎn)生的離心力，會使保持架產(chǎn)生過大的變形，甚至破裂，而且滾動體偏離正確運行滾道，大大增加摩擦及摩損，選用單列向心球軸承承受軸向載荷也存在問題就是軸向載荷作用會使?jié)L動體與滾道接觸點間的正壓力增加很多(附圖9)，正壓力N增加的數(shù)量要為軸向載荷的許多倍，因而增加摩擦及磨損，降低效率，增加能源消耗，縮短軸承壽命。
標準中的雙列向心球面滾子軸承，向心推力球軸承，以及其它類型的滾動軸承，在承受軸向載荷時，都會增加滾動體與滾道接觸處的正壓力，而且增加的數(shù)量都為軸向載荷的許多倍，因而增加摩擦及磨損，降低效率，增加能源消耗或減少列車牽引噸位，縮短軸承壽命成了鐵路列車現(xiàn)用滾動軸承共同存在的問題。
本發(fā)明的目的就是從根本上解決上述各類滾動軸承在承受軸向載荷時所存在的問題，使軸承內(nèi)部減少摩擦，提高效率，減少能源消耗或增加牽引噸位;減少磨損，延長軸承壽命;并能明顯的提高軸承的承載能力;而且適用于高速運轉(zhuǎn)，最大可使火車運行速度達到400公里/小時以上。
本發(fā)明是一種新的滾動軸承結(jié)構(gòu)，這類新型推力向心滾動軸承的特點是同一軸承內(nèi)裝園柱滾子及球兩種滾動體，園柱滾子承受徑向載荷，球承受軸向載荷，即當軸承同時承受徑向載荷及軸向載荷時，由兩種滾動體分別來承受，不增加滾動體與滾道接觸處的正壓力，而且徑向載荷沿滾子長度方向分布均勻(附圖10)，在軸向載荷作用下，球與滾道間是滾動摩擦，高速運轉(zhuǎn)時球產(chǎn)生的離心力由外圈內(nèi)壁來承受，保持架不承受離心力，只起使?jié)L動體沿園周方向分布均勻的作用，這樣一類新型推力向心滾動軸承，就完全克服了現(xiàn)有各類滾動軸承受軸向載荷時所產(chǎn)生的一切缺點。
本發(fā)明其產(chǎn)品包括以下六種基本結(jié)構(gòu)，附圖11，是單列滾子單向推力向心滾動軸承(圖中1.內(nèi)圈，2.滾子保持架，3.園柱滾子，4.外圈，5.球，6.球保持架);附圖12，是雙列滾子單向推力向心滾動軸承(圖中1.內(nèi)圈，2.滾子保持架，3.園柱滾子，4.外圈，5.球，6.球保持架)。這兩種結(jié)構(gòu)的特征在于內(nèi)外圈都制成階梯形，內(nèi)部裝園柱滾子及球兩種滾動體，當軸承同時承受徑向載荷及軸向載荷時，園柱滾子承受徑向載荷，球承受軸向載荷，這兩種新型推力向心滾動軸承的優(yōu)點是(1)軸向載荷作用下，球與滾道間是滾動摩擦;(2)徑向載荷沿園柱滾子長度方向分布均勻，因為滾子不受軸向力作用，沒有力矩產(chǎn)生;(3)球承受軸向載荷時，不增加滾動體與滾道接觸處的正壓力;(4)運轉(zhuǎn)時球產(chǎn)生的離心力由外圈內(nèi)壁來承受，保持架不承受離心力，只起使?jié)L動沿園周方向分布均勻的作用，由于外圈比保持架的剛性好，在離心力作用下外圈變形小，所以球能在正確的滾道中運行，這樣就完全克服了現(xiàn)有滾動軸承承受軸向載荷時所產(chǎn)生的一切缺點。
上述兩種結(jié)構(gòu)是單向推力向心滾動軸承，它只能承受單方向的軸向力。下邊四種結(jié)構(gòu)是雙向推力向心滾動軸承，它們都能承受兩個方向的軸向載荷。
附圖13是單列滾子雙向推力向心滾動軸承，(圖中1.內(nèi)圈，2.外圈，3.園柱滾子，4.滾子保持架，5.螺釘，6.端圈，7.球，8.耐油橡膠密封圈，9.球保持架)。附圖14是雙列滾子雙向推力向心滾動軸承，(圖中1.內(nèi)圈，2.園柱滾子，3.滾子保持架，4.外圈，5.螺釘，6.端圈，7.球，8.密封圈，9.球保持架)。設(shè)計這兩種結(jié)構(gòu)的雙向推力向心滾動軸承，是專門為了裝在現(xiàn)有的鐵路客貨列車上，而不需改變軸箱上其它零件的形狀及尺寸，加兩個墊圈就可以，這兩種結(jié)構(gòu)具有附圖11及附圖12單向推力向心滾動軸承的全部優(yōu)點并設(shè)有密封裝置，采用脂潤滑，當然加工油孔也可采用油潤滑，圖中未畫出。
附圖15是單列滾子雙向推力向心滾動軸承，(圖中1.內(nèi)圈，2.外圈，3.園柱滾子，4.滾子保持架，5.螺釘，6.端圈，7.球，8.耐油橡膠密封圈，9.球保持架。)附圖16是雙列滾子雙向推力向心滾動軸承，(圖中1.內(nèi)圈，2.園柱滾子，3.外圈，4.滾子保持架，5.螺釘，6.端圈，7.球，8.耐油橡膠密封圈，9.球保持架)。這兩種結(jié)構(gòu)與附圖13及附圖14的區(qū)別是外圈寬度小，端圈制成階梯形，并制有潤滑油孔，是為裝新的客貨列車及高速火車設(shè)計的，它需要改變軸箱上軸承蓋的形狀及尺寸。這兩種結(jié)構(gòu)除具有附圖11及附圖12的全部優(yōu)點外，與附圖13及附圖14比較還具有下列優(yōu)點(1)軸承重量輕，節(jié)省軸承材料;(2)軸承蓋支承軸承在球所在的園周上，使軸向載荷傳力更合理，端圈變形小，提高了端圈的疲勞強度;(3)提高了端圈的加工工藝性;(4)采用壓力油循環(huán)潤滑，除減少內(nèi)摩擦阻力外，還有冷卻軸承及沖洗軸承內(nèi)雜質(zhì)的作用，使軸承長期具有良好的工作狀態(tài)，適用于高速火車的軸箱內(nèi)(普通客貨列車當然用更好)，列車最大速度可超過400公里/小時，是目前鐵路列車上最理想的軸承。
附圖11及附圖12是為除鐵路列車外的其它中型，重型機械設(shè)計的，凡是裝有斜齒輪，錐齒輪，蝸輪蝸桿的軸上，都可裝單向推力向心滾動軸承。
本發(fā)明的新型推力向心滾動軸承，與國內(nèi)外現(xiàn)有的各類滾動軸承相比，具有以下明顯的優(yōu)越性。
(1).與帶擋邊的短園柱滾子軸承相比承受的徑向載荷可使受載滾子沿軸向分布均勻;承受的軸向載荷可將滾子端面與擋邊之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦。
(2).與園錐滾子軸承相比承受軸向載荷時可使?jié)L子端面與擋邊的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦;承受徑向及軸向載荷時都不增加滾動體與外圈滾邊間的正壓力。
(3).與推力球軸承相比高速運轉(zhuǎn)時，保持架不承受球產(chǎn)生的離心力作用，因此，保持架變形小，球能在正確的滾道中運行，不增加球與滾道接觸處的正壓力，而且滾動體與保持架間的摩擦阻力小。
(4).與單列向心球軸承，雙列向心球面滾子軸承以及其它類型的滾動軸承相比;承受軸向載荷時不增加滾動體與滾道間的正壓力。
根據(jù)以上分析對比，本發(fā)明的效果是在軸承材料相同，尺寸基本相同，使用條件相同時，具有承載能力高，摩擦阻力小，效率高，磨損輕，壽命長等優(yōu)點。
本發(fā)明的新型推力向心滾動軸承還可用于中型及重型機械。如軋鋼機，輪船，汽車，拖拉機，飛機，衛(wèi)星，重型機床等。凡是裝有斜齒輪，錐齒輪及動力蝸桿傳動的軸上，都可裝本發(fā)明的新型單向推力向心滾動軸承，能明顯的提高軸承效率，減少能源消耗，延長軸承壽命，其經(jīng)濟效益很大，現(xiàn)無法估量。
本發(fā)明的新型推力向心滾動軸承，首先是針對鐵路列車軸箱中用的，單列滾子雙向推力向心滾動軸承，是用于客車的;雙列滾子雙向推力向心滾動軸承用于貨車，壽命都能保證行車在200萬公里以上，如果鐵路列車行駛速度在80公里/小時以上，采用這種新型推力向心滾動軸承能減少運行阻力20%以上，或消耗同樣能源，增加牽引噸位20%以上。按此計算每年只裝新車，就能節(jié)約及增收幾億元;若將現(xiàn)有客貨車全部換上新型推力向心滾動軸承，每年可節(jié)約及增收在100億元以上。
權(quán)利要求
1.一種新型的推力向心滾動軸承，其特征在于在同一滾動軸承內(nèi)裝入園柱滾子及球兩種滾動體的推力向心滾動軸承，其基本結(jié)構(gòu)型式有六種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，圖11，圖12單向推力向心滾動軸承，其特征在于軸承內(nèi)外圈都制成階梯形，內(nèi)部裝園柱滾子及球兩種滾動體，當軸承同時承受徑向載荷及軸向載荷時，園柱滾子承受徑向載荷，球承受軸向載荷。
3.根據(jù)權(quán)利1，2所述，圖13，圖14，圖15，圖16，雙向推力向心滾動軸承，其特征在于除具有單向推力向心滾動軸承的特征外，還制有潤滑油孔及密封裝置，鐵路列車軸箱裝此軸承，可用油潤滑也可用脂潤滑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，2，3所述，圖13，圖14軸承與圖15，圖16軸承的區(qū)別在于，圖13軸承裝在現(xiàn)有客車上，圖14軸承裝在現(xiàn)有貨車上，不需更改軸箱內(nèi)其它零件的形狀及尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，2，3，4所述圖15，圖16軸承用于裝在新的客，貨列車軸箱內(nèi)它需改變軸承蓋的形狀及尺寸，其特征在于軸承重量輕，省材料，軸承向軸承蓋傳力更合理，在軸向載荷作用下，軸承鋼度更好。
全文摘要
一種新型的推力向心滾動軸承，其特征在于同滾動軸承內(nèi)裝有圓柱滾子及球兩種滾動體，這種推力向心滾動軸承，基本結(jié)構(gòu)形式有六種，本發(fā)明與國內(nèi)外現(xiàn)有滾動軸承相比，在軸承材料相同，尺寸基本相同，使用條件相同時，具有承載能力強，高速性能好，摩擦阻力小，效率高，磨損輕，壽命長等優(yōu)點，適用于鐵路客貨列車及高速火車的軸箱；對于各種中型，重型機械，凡是裝有斜齒輪，錐齒輪，動力蝸桿傳動的軸上都可應(yīng)用。
文檔編號E04C1/00GK1054819SQ9010136
公開日1991年9月25日 申請日期1990年3月12日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月12日
發(fā)明者閻兆平 申請人:佳木斯工學(xué)院