[發明專利]非圓外圈滾動軸承

有效

• 申請號: 202110472919.0
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113027912B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 林碧華;滿維偉;王群;張翼;胡廣存
• 申請（專利權）人: 中國航發湖南動力機械研究所
• 主分類號: F16C19/16
• 分類號: F16C19/16;F16C33/58;G06F17/11;G06F30/17
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 羅紅枚

本發明公開了一種非圓外圈滾動軸承，包括內外套合設置的軸承內圈和軸承外圈、依次間隔均布于軸承內圈和軸承外圈之間的滾動體、及用于安裝滾動體的保持架，軸承外圈呈環形，其外圈滾道為徑向截面為圓的圓形曲面，其外圈外圓為徑向截面為非圓的非圓曲面；軸承外圈用于與軸承座孔過盈配合，以使外圈外圓擠壓變形，進而使外圈滾道變形，以達到施加預載荷預防輕載打滑的目的。本發明的非圓外圈滾動軸承，其軸承內圈、滾動體、保持架、及軸承外圈的外圈滾道均采用正常加工方法加工即可，加工簡單；而軸承外圈的外圈外圓采用常規數磨加工即可滿足設計要求，無需加工前進行精密計算，故而可極大縮短加工成本、降低加工周期，并提高加工質量和產品可靠性。

技術領域

本發明涉及滾動軸承領域，特別地，涉及一種非圓外圈滾動軸承。

背景技術

先進的渦軸、渦槳發動機轉子具有轉速高、載荷小的特點，發動機軸承很容易引起打滑、蹭傷，而出現早期失效，如不采取措施將對發動機的正常工作產生很大影響，因此，如何避免輕載打滑是高速輕載軸承設計和使用的重要問題。

現有技術中，防止輕載打滑常用的方法有：(1)減小軸承節圓直徑；(2)適當減小軸承游隙；(3)增加軸承預負荷。

現有常用的預防輕載打滑的方法均存在一定的缺點：(1)減小軸承節圓直徑：航空發動機軸承尺寸常常因為受到整機結構的限制，而無法通過減小軸承節圓直徑達到預防輕載打滑的目的；(2)適當減小軸承游隙：減小軸承游隙雖然能在一定程度上預防輕載打滑，但是由于航空發動機軸承工作環境惡劣，常需要在高溫、載荷條件下工作，軸承游隙過小，極易出現抱軸、卡滯。

(3)增加軸承預負荷：增加軸承預負荷是目前常用的預防軸承輕載打滑的措施，其中最有效的方法是將軸承外圈滾道截面形狀做成非正圓形，軸承在旋轉一周過程中載荷分布發生變化，增加滾動體承載區，保證滾動體正常純滾動工作。這種軸承主要特點是外圈滾道是非正圓形，滾道凹凸變化，徑向位移一般在幾十微米范圍內變化，這種非圓滾道對軸承形位公差、表面質量等有較高的要求，常規加工方法已經難以完成。目前常用的加工方法是采用預變形加工：預變形加工安排在軸承套圈非圓滾道加工的最后一道工序，在套圈毛坯外表面施加合適的徑向外載，使得套圈毛坯產生預變形，變形后套圈毛坯滾道形狀與理論滾道形狀相似，保持外載和變形量不變，用普通軸承專用磨床對滾道磨削，磨削至理論基圓尺寸，最后釋放外載，套圈變形回彈，套圈滾道相對理論基圓偏移，較預變形時套圈滾道凸處變凹，凹處變凸，形狀為要求的理論非圓滾道。這種加工方法中軸承套圈預變形是通過精密磨具施加外載荷，模具內輪廓與軸承套圈外表面接觸，通過模具強制軸承套圈產生變形后進行加工，加工前需要進行精密計算，且模具的加工質量直接影響軸承的加工質量，加工成本高，周期長，可靠性低。

發明內容

本發明提供了一種非圓外圈滾動軸承，以解決現有的滾動軸承存在的加工前需要進行精密計算、加工質量低、加工成本高、加工周期長、及產品可靠性低的技術問題。

本發明采用的技術方案如下：

一種非圓外圈滾動軸承，包括內外套合設置的軸承內圈和軸承外圈、依次間隔均布于軸承內圈和軸承外圈之間的滾動體、及用于安裝滾動體的保持架，軸承外圈呈環形，其外圈滾道為徑向截面為圓的圓形曲面，其外圈外圓為徑向截面為非圓的非圓曲面；軸承外圈用于與軸承座孔過盈配合，以使外圈外圓擠壓變形，進而使外圈滾道變形，以達到施加預載荷預防輕載打滑的目的。

進一步地，外圈外圓的徑向截面圓為正弦曲線圓、余弦曲線圓、橢圓曲線圓中的一種或幾種組合。

進一步地，正弦曲線圓的曲線方程為：其中，a₁表示外圈外圓波形相對外圈外圓基準沿徑向的凸出量；b₁表示波形數量。

進一步地，a₁取值0～1；b₁取值2～10。