[發明專利]一種高承載球軸承、設計成型方法及其加工設備

在審

• 申請號: 202210514175.9
• 申請日: 2022-05-12
• 公開（公告）號: CN114738377A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 肖濤
• 申請（專利權）人: 鎮江沃爾夫重工部件有限公司
• 主分類號: F16C19/16
• 分類號: F16C19/16;F16C33/58;F16C33/00;F16C43/04;B23P15/00;B24B1/00
• 代理公司: 南京創略知識產權代理事務所(普通合伙) 32358
• 代理人: 王丹

本發明涉及一種機械結構，具體是一種高承載球軸承、設計成型方法及其加工設備,高承載球軸承包括外鋼圈和內鋼圈，外鋼圈的內側和內鋼圈的外側分別設置有外滾道和內滾道，鋼球與內滾道和外滾道線接觸；內外滾道和鋼球之間設計有適當間隙避免軸承因溫升，過盈裝配卡死。通過將內外圈滾道的溝曲率半徑系數設計為0.5使得滾道截面的半徑與鋼球半徑相同，實現鋼球和滾道線接觸，使得鋼球和內外滾道的接觸面積大大增加，同樣載荷條件下，鋼球和滾道承受的壓強大大減小，提高軸承的徑向及軸向的承載能力，抗沖擊能力和接觸疲勞壽命。將滾道截面的半徑加工公差設計成正公差，保證滾道的截面的半徑略比鋼球的半徑偏大，避免軸承鋼球懸空于滾道的情況發生。

技術領域

本發明涉及一種機械結構，具體是一種高承載球軸承、設計成型方法及其加工設備。

背景技術

發動機，變速箱等重載高沖擊載荷工況下運行的工程機械，球軸承是重要的高速運動支撐部件，通常轉速達每分鐘5000轉左右；同時還要承受很高的載荷，尤其是振動沖擊載荷。

目前國內外廠家的球軸承結構設計都是使鋼球的半徑比內外圈滾道的溝曲率半徑小，使得滾道與鋼球的接觸方式為點接觸，鋼球與內、外圈滾道的接觸面積很小，以此滿足軸承的高轉速要求，但是也導致溝道接觸面承受壓強很大；軸承內孔與軸通常是過盈配合裝配，內圈滾道表面承受向外擴的張力，加上軸承內圈滾道與鋼球接觸部集中承受很高的交變壓力，就會逐漸發生疲勞剝落損壞，導致整套軸承失效。

通常由于空間結構受到限制，難以使用線接觸式重載滾子類軸承來提高承載能力，而普通點接觸式球軸承的實際承載壽命離散性很大，導致普通球類滾動軸承用于工程機械工況的故障率較高，難以滿足要求。欲提高軸承的承載能力，現有的技術均是從軸承鋼材出發，選用更好的材料，更好的熱處理設備來提高軸承鋼的接觸疲勞強度，使成本大幅度增加。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高承載球軸承、設計成型方法及其加工設備，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種高承載球軸承，包括外鋼圈和內鋼圈，內鋼圈和外鋼圈之間沿滾道圓周均勻設置有多個鋼球；

外鋼圈的內側和內鋼圈的外側分別設置有外滾道和內滾道，滾動鋼球設置在內滾道和外滾道之間，鋼球與內滾道和外滾道為線接觸；

外滾道和內滾道的曲率半徑系數為0.5，且二者的截面半徑與鋼球半徑相同；內外滾道和鋼球之間設計有適當間隙避免軸承因發熱，過盈裝配卡死；

內滾道，外滾道的邊緣均加工有去應力圓倒角；

外鋼圈端面與內側相交處，內鋼圈的端面與外側相交處均加工有過度圓倒角，防止裝配時劃傷鋼球表面。

一種高承載球軸承的設計成型方法，包括如下步驟：

步驟一，外鋼圈與內鋼圈毛坯核驗，核驗軸承鋼毛坯材質及表面的缺陷，并測量毛坯的內外徑；

步驟二，設計計算，根據測得的毛坯內外徑計算毛坯車削次數及加工余量，單次車削的進給量；

步驟三，車削，將毛坯裝于數控車床上，按步驟二中的設計計算結果對毛坯進行車加工；

包括外鋼圈和內鋼圈的內、外側面、滾道、端面車削加工，以及外鋼圈內側面的外滾道和內鋼圈的外側面的內滾道車削；

步驟四，淬火回火處理，對鋼圈進行馬氏體淬火，再進行常規回火，最后進行表面去除氧化皮處理；

步驟五，磨削加工，對鋼圈進行雙端面磨平，之后對外圈外徑及滾道、內圈滾道及內孔面粗磨，精磨后再對滾道進行超精研磨；

步驟六，裝配，將鋼球，保持架裝配于內鋼圈和外鋼圈之間。