[發(fā)明專(zhuān)利]低溫深冷球軸承

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210163823.7
• 申請(qǐng)日: 2012-05-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102678740A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚義銀
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 無(wú)錫市第二軸承有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F16C19/02
• 分類(lèi)號(hào): F16C19/02;F16C33/62;F16C33/64;F16C33/32;F16C33/44
• 代理公司: 無(wú)錫市大為專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軸承，具體地說(shuō)是一種用于高速冷凍設(shè)備的低溫深冷球軸承。

背景技術(shù)

液氮溫度在-186℃以下，是高速深冷、速凍的最隹介質(zhì)。高速深冷設(shè)備一般用于快速制冷、速凍、產(chǎn)品冷處理、機(jī)械安裝等，其工作原理就是通過(guò)液氮泵將液態(tài)氮打到蒸發(fā)器中，再將氣化的氮吸入壓縮泵中，液氮泵高速運(yùn)轉(zhuǎn)不停地作功，從而實(shí)現(xiàn)制冷的功能。液氮泵是制冷設(shè)備的心臟，是對(duì)液氮進(jìn)行處理的機(jī)械裝置，而液氮泵里使用的軸承又是液氮泵的心臟。因?yàn)橐旱臏囟葮O低，根據(jù)熱傳導(dǎo)原理，液氮的溫度通過(guò)傳導(dǎo)到液氮泵的溫度至少在－100℃以下。液氮泵工作時(shí)是通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)壓縮機(jī)工作的，壓縮機(jī)內(nèi)部使用的軸承為高速軸承，轉(zhuǎn)速在6000RPM以上，液氮的溫度傳遞到高速軸承上的溫度至少在-80℃以下。軸承在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)必需有一定的滑潤(rùn)條件，通常軸承的潤(rùn)滑濟(jì)都是用油或油脂潤(rùn)滑，由于是低溫條件，沒(méi)有一種油脂和滑潤(rùn)油在此條件下能有正常滑潤(rùn)的功能，因此，一般的軸承不適應(yīng)用于高速冷凍機(jī)設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種用于高速冷凍設(shè)備的低溫深冷球軸承，該軸承能承載高速，在低溫下可以自潤(rùn)滑，負(fù)荷能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)。

按照本發(fā)明的技術(shù)方案：一種低溫深冷球軸承，包括外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體及保持架，所述外圈及所述內(nèi)圈的材料為不銹鋼，所述外圈的滾道以及所述內(nèi)圈的滾道均經(jīng)超精加工后進(jìn)行二硫化鎢表面處理；所述滾動(dòng)體為陶瓷球；所述保持架的材料為PEEK。

所述外圈及所述內(nèi)圈的材料選用9Cr18不銹鋼。

所述外圈滾道的一側(cè)設(shè)置有擋邊，其另一側(cè)開(kāi)有裝球鎖口。

所述內(nèi)圈滾道的兩側(cè)設(shè)置有尺寸相等的擋邊、。

所述保持架的每個(gè)球孔包括球兜孔、鎖球孔及鎖球口，所述球兜孔與所述鎖球孔為同軸的圓柱孔，所述球兜孔與所述滾動(dòng)體之間設(shè)置有間隙，所述鎖球孔的直徑小于所述球兜孔的直徑以及所述滾動(dòng)體的直徑，所述鎖球口為所述球兜孔與所述鎖球孔之間的過(guò)渡圓錐面。

所述鎖球孔圓錐面的頂角為90°。

本發(fā)明的技術(shù)效果在于：本發(fā)明中外圈及內(nèi)圈采用不銹鋼材料，滾動(dòng)體采用陶瓷球，保持架用PEEK材料，使軸承能適應(yīng)深冷條件的形體變化及防銹要求，內(nèi)外圈滾道在超精加工后進(jìn)行二硫化鎢表面處理，使軸承具備自潤(rùn)滑功能，可以提高軸承在低溫條件下的使用壽命；在軸承外圈上開(kāi)有裝球鎖口，內(nèi)圈為開(kāi)式結(jié)構(gòu)，是一種角接觸球軸承的設(shè)計(jì)，可增加滾動(dòng)體的數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)荷能力強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)的效果。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中的外圈的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明中的內(nèi)圈的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明中的保持架的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說(shuō)明。

圖1~圖4中，包括外圈1、內(nèi)圈2、滾動(dòng)體3、保持架4、裝球鎖口5、擋邊6、滾道7、檔邊8、檔邊9、滾道10、圓柱面11、鎖球孔12、鎖球口13等。

如圖1所示，本發(fā)明是一種用于高速冷凍設(shè)備，特別是用于其中的液氮泵的低溫深冷球軸承，包括外圈1、內(nèi)圈2、滾動(dòng)體3及保持架4。

外圈1及內(nèi)圈2的材料為不銹鋼，最好選用9Cr18不銹鋼，采用不銹鋼材料可以防止軸承在低溫深冷環(huán)境下生銹。外圈1的滾道7以及內(nèi)圈2的滾道10均經(jīng)超精加工后進(jìn)行二硫化鎢表面處理，使軸承具有自潤(rùn)滑的效果，可以提高軸承在低溫條件下的使用壽命。

滾動(dòng)體3為陶瓷球；保持架4的材料為PEEK（Polyether?Ether?Ketone，聚醚醚酮樹(shù)脂）。這種設(shè)計(jì)可使軸承更能適應(yīng)深冷條件的形體變化。

如圖2所示，外圈1滾道7的一側(cè)設(shè)置有擋邊6，其另一側(cè)開(kāi)有裝球鎖口5。

如圖3所示，內(nèi)圈2為開(kāi)式結(jié)構(gòu)，在其滾道10的兩側(cè)設(shè)置有尺寸相等的擋邊8、9，與開(kāi)式軸承的內(nèi)圈相同，這樣有利于軸承的磨加工。

本發(fā)明在軸承外圈1上開(kāi)有裝球鎖口5，內(nèi)圈2為開(kāi)式結(jié)構(gòu)，是一種角接觸球軸承的設(shè)計(jì)。由于采用角接觸軸承結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，增加了滾動(dòng)體3的數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)荷能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)的效果。

如圖4所示，保持架4為實(shí)體結(jié)構(gòu)，保持架4上的球孔按球數(shù)作圓周均布。保持架4的每個(gè)球孔包括球兜孔11、鎖球孔12及鎖球口13，球兜孔11與鎖球孔12為同軸的圓柱孔，球兜孔11與滾動(dòng)體3之間設(shè)置有間隙，鎖球孔12的直徑小于球兜孔11的直徑以及滾動(dòng)體3的直徑，鎖球口13為球兜孔11與鎖球孔12之間的過(guò)渡圓錐面。鎖球孔12圓錐面的頂角最好為90°。軸承工作時(shí)，滾動(dòng)體3始終是與球兜孔11的鎖球孔12處接觸，鎖球口13與滾動(dòng)體3的間隙是球兜孔11柱面與滾動(dòng)體3間隙的兩倍，這樣的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)體3的自引導(dǎo)功能。?