[發(fā)明專利]復(fù)合滾道的球式回轉(zhuǎn)支承及其加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210324969.5
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN102865304A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯寧;梅幫明;許麗華;畢娟娟;吳宏
• 申請（專利權(quán)）人: 馬鞍山統(tǒng)力回轉(zhuǎn)支承有限公司
• 主分類號: F16C33/58
• 分類號: F16C33/58;F16C33/64
• 代理公司: 馬鞍山市金橋?qū)＠碛邢薰?34111
• 代理人: 唐宗才

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于回轉(zhuǎn)支承的結(jié)構(gòu)設(shè)計，具體涉及一種復(fù)合滾道的球式回轉(zhuǎn)支承及其加工方法。

技術(shù)背景

現(xiàn)在通用的單排球式回轉(zhuǎn)支承及雙排八點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承的滾道型式為雙圓弧雙圓心（也稱桃形滾道），R/r>1,上下滾道對稱（見附圖1），內(nèi)外圈滾道對稱。現(xiàn)有回轉(zhuǎn)支承為了保證安裝后能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須有一定的游隙，而這一游隙會造成實(shí)際接觸角大于理論設(shè)計接觸角，這對僅承受軸向力的狀態(tài)是有利的，但對于承受傾覆力矩、徑向力卻是不利的。滾道淬火硬度、淬硬層深度、滾道曲率半徑和接觸角是影響桃形滾道回轉(zhuǎn)支承的承載能力和使用壽命的四個重要參數(shù)。滾道淬火硬度受鋼球表面硬度限制只能為55~62HRC，從這方面提高承載能力作用有限；淬硬層深度只要大于規(guī)定值即可，加深淬硬層深度除了會提高淬火成本外，并不能在提高承載能力方面有大的作用；在現(xiàn)有滾道型式中設(shè)計接觸角過大會增加滾道邊口壓潰的可能，也不宜通過增大接觸角的方法來提高回轉(zhuǎn)支承的承載能力；只有通過改變滾道形狀的方法來提高回轉(zhuǎn)支承的承載能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種可提高滾道承載能力的復(fù)合滾道的球式回轉(zhuǎn)支承及其加工方法。該復(fù)合滾道的球式回轉(zhuǎn)支承能顯著提高回轉(zhuǎn)支承的工作性能和壽命。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：所述復(fù)合滾道的球式回轉(zhuǎn)支承由球式回轉(zhuǎn)支承的桃形滾道改為復(fù)合型滾道，所述復(fù)合型滾道的上下曲線由一段非圓光滑曲線及一段圓弧曲線共同組成，兩段曲線光滑連接，滾道上下對稱。非圓光滑曲線的起始點(diǎn)（X1,Y1），非圓光滑曲線的任意點(diǎn)(X0,Y0)，非圓光滑曲線與圓弧曲線連接點(diǎn)(X2,Y2)分別由下列函數(shù)關(guān)系式計算得到：

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?上式中：r為鋼球曲率半徑；R為理論設(shè)計接觸點(diǎn)曲率半徑；t=?R/r為理論設(shè)計接觸點(diǎn)曲率半徑與鋼球曲率半徑的比值；α為鋼球與滾道的設(shè)計接觸角；β為非圓曲線與鋼球的理論接觸角；β1為非圓曲線起始點(diǎn)與鋼球的理論接觸角；β2為非圓曲線與圓弧曲線連接點(diǎn)與鋼球的理論接觸角；O為滾道中心點(diǎn)（即鋼球中心）。曲率比t的取值范圍為：1.01~1.06，接觸角α取值范圍為：40o~60o，接觸角β取值范圍為：15o~60o。

本發(fā)明復(fù)合滾道的球式回轉(zhuǎn)支承的加工方法是：

1、根據(jù)復(fù)合滾道的具體結(jié)構(gòu)參數(shù)，用上述函數(shù)關(guān)系式計算出非圓光滑曲線的起始點(diǎn)（X1,Y1）、非圓光滑曲線的任意點(diǎn)(X0,Y0)、非圓光滑曲線與圓弧曲線連接點(diǎn)(X2,Y2)，采用數(shù)控車床對滾道進(jìn)行半精加工；

2、對滾道示意圖中的陰影區(qū)域進(jìn)行中頻感應(yīng)淬火；

3、應(yīng)用數(shù)控滾道專用車床對復(fù)合滾道進(jìn)行硬車。

研究表明，將普通球式滾道改成復(fù)合滾道，能夠改善鋼球和滾道的接觸應(yīng)力狀態(tài)，既保留了原有普通桃形滾道在承受軸向力的優(yōu)勢，大大改善在有間隙狀態(tài)下，承受徑向力、傾覆力矩的能力，延長磨損后回轉(zhuǎn)支承正常工作的時間，提高滾道承載能力，進(jìn)而提高回轉(zhuǎn)支承的工作性能和壽命。采用復(fù)合滾道后，在圓弧曲率半徑、淬硬層深度相同的情況下，回轉(zhuǎn)支承的承載能力可以提高30%以上。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有球式回轉(zhuǎn)支承滾道的形狀示意圖。

圖2為本發(fā)明復(fù)合滾道的形狀示意圖。

圖3?為本發(fā)明復(fù)合滾道的單排球式回轉(zhuǎn)支承示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明復(fù)合滾道的形狀示意圖參見圖2。所述復(fù)合滾道的球式回轉(zhuǎn)支承由球式回轉(zhuǎn)支承的桃形滾道改為復(fù)合型滾道，復(fù)合型滾道的上下曲線由一段非圓光滑曲線及一段圓弧曲線共同組成，兩段曲線光滑連接，滾道上下對稱。

圖中：r為鋼球曲率半徑；R為理論設(shè)計接觸點(diǎn)曲率半徑；t=?R/r為理論設(shè)計接觸點(diǎn)曲率半徑與鋼球曲率半徑的比值；r1為圓弧曲率半徑；O1為上圓弧圓心；O2為下圓弧圓心；e為上下圓弧圓心相對于滾道中心的偏心量；r2為滾道底部圓弧曲率半徑；α為鋼球與滾道的設(shè)計接觸角；β為非圓曲線與鋼球的理論接觸角；β1為非圓曲線起始點(diǎn)與鋼球的理論接觸角1；β2為非圓曲線與圓弧曲線連接點(diǎn)與鋼球的理論接觸角；O為滾道中心點(diǎn)（即鋼球中心）；

?X0為非圓光滑曲線上任一點(diǎn)相對于滾道中心點(diǎn)的X值，可由與r、?R/r、α、β相關(guān)的函數(shù)計算得到；

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?X1——非圓光滑曲線起始點(diǎn)相對于滾道中心點(diǎn)的X值，可由與r、?R/r、α、β1相關(guān)的函數(shù)計算得到；

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