[發明專利]低摩擦損耗推力圓錐滾子軸承

有效

• 申請號: 201711271020.2
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN107830049B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 魏延剛;宋宇謨
• 申請（專利權）人: 大連交通大學
• 主分類號: F16C19/30
• 分類號: F16C19/30;F16C33/46;F16C33/58
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 高永德;李洪福

低摩擦損耗推力圓錐滾子軸承，包括上套圈、下套圈、圓錐滾子和保持架，圓錐滾子與套圈的幾何參數滿足滾子純滾動的幾何條件和軸向滑動自鎖的物理條件，圓錐滾子大端面與保持架框形兜孔頂面接觸，圓錐滾子大端與上下套圈檔邊不接觸。有益效果是：使滾動體與滾道間的滾動帶滑動的狀態變成純滾動狀態，圓錐滾子大端與套圈擋邊不接觸，避免滾子大端與套圈擋邊接觸而發生滑動摩擦，最大程度地減少滾子大端與保持架的摩擦，最大限度地改善保持架與圓錐滾子大端的摩擦與潤滑條件，同時保證滾子大端與保持架的接觸部分的接觸強度，提高軸承效率和軸承疲勞壽命。

技術領域

本發明屬于軸承技術領域，尤其涉及滾子軸承。

背景技術

現有技術中，普遍使用的推力圓錐滾子軸承，滾子和套圈滾道之間的幾何關系滿足滾子純滾動幾何條件，沒有限定滾子與套圈滾道之間滿足滾子軸向滑動自鎖的物理條件，保持架框形兜孔與圓錐滾子兩端存在較大間隙，保持架的作用主要是將圓錐滾子隔開。現有技術的推力圓錐滾子軸承的不足是：當滾子與套圈滾道之間不滿足滾子軸向滑動自鎖的物理條件時，在軸承軸向載荷作用下產生的軸向派生力會使滾子由小端向大端沿滾子軸向滑動，為了阻止滾子軸向滑動，是由套圈的擋邊阻止滾子軸向滑動。因此，在轉動過程中不僅滾子母線與套圈滾道之間存在滾滑摩擦，而且滾子大端與套圈擋邊之間會產生嚴重的滑動摩擦。滾子與滾道之間和滾子與套圈擋邊之間的摩擦在導致摩擦元件磨損的同時，也消耗大量的能量，既降低了軸承的效率，又降低了軸承的壽命。

因此，最大限度地減少推力圓錐滾子軸承的摩擦，是本領域需要解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供新型的推力圓錐滾子軸承，使軸承轉動時圓錐滾子的軸向竄動受到限制，避免滾子大端與套圈擋邊接觸產生滑動摩擦。

本發明的技術方案是：低摩擦損耗推力圓錐滾子軸承，包括上套圈、下套圈、圓錐滾子和保持架，上套圈和下套圈內面分別設有上套圈滾道和下套圈滾道，保持架置于上套圈和下套圈內，圓錐滾子置于上下套圈滾道內的保持架框形兜孔中，圓錐滾子的錐半角與相應橫截面的錐臺形滾道的錐半角相等，圓錐滾子的圓錐頂點位于圓錐滾子的轉動中心，即圓錐滾子的圓錐頂點位于推力圓錐滾子軸承的軸線上；圓錐滾子和上套圈滾道和下套圈滾道之間滿足以下幾何關系式：

tgφ＝(r_d-r_x)/L_r??(1)

L_r＝(r_dt-r_xt)cosφ??(2)

或(r_d-r_x)/(r_dt-r_xt)＝sinφ??(3)

即幾何參數滿足滾子純滾動條件,式中r_d是圓錐滾子的大端半徑，r_x是圓錐滾子的小端半徑，L_r是圓錐滾子的長度，r_dt是與圓錐滾子軸線夾角為圓錐半角且與推力圓錐滾子軸承軸線不垂直的滾道與滾子大端接觸點的半徑，r_xt是與圓錐滾子軸線夾角為圓錐半角且與推力圓錐滾子軸承軸線不垂直的滾道與滾子小端接觸點的半徑，其特征在于：所述圓錐滾子還滿足

即滿足圓錐滾子軸向滑動自鎖的物理條件，式中，φ是圓錐滾子的錐半角，μ是圓錐滾子與滾道之間的滑動摩擦系數、是與滑動摩擦系數μ相對應的摩擦角；所述圓錐滾子大端面中心點與保持架框形兜孔頂面中心點接觸，圓錐滾子大端與上下套圈檔邊不接觸,所述保持架框形兜孔頂面是框形兜孔與滾子大端面接觸的面。