一种高速滚动轴承及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高速滚动轴承及其制造方法，其结构包括：内圈、外圈、保持器和滚动体，保持器上与滚动体的接触面设置有氮化硼层。通过在保持器上与滚动体的接触面设置氮化硼层，从而使滚动体上不需涂抹润滑油或润滑脂即可起到润滑作用。使用该高速滚动轴承时，保持器上与滚动体的接触面设置的氮化硼层与滚动体的摩擦过程中磨出一些氮化硼粉末，氮化硼粉末进入轴承沟道，起到自润滑作用。本发明专利技术实施例提供的高速滚动轴承，无需涂抹润滑油或润滑脂，而且可以在无油的环境下使用，如真空、医药、溅射、航空航天、液氮泵等环境；同时，可以在温度高于530℃和低温(如零下196℃以下等)环境下使用；而且，该高速滚动轴承还防锈防腐。

A High Speed Rolling Bearing and Its Manufacturing Method

【技术实现步骤摘要】
一种高速滚动轴承及其制造方法
本专利技术涉及滚动轴承领域，尤其涉及一种高速滚动轴承及其制造方法。
技术介绍
滚动轴承是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。滚动轴承一般由内圈、外圈和滚动体构成，高速滚动轴承除内圈、外圈、滚动体之外，还包括保持器。内圈是与轴相配合并与轴一起旋转或者静止；外圈是与轴承座相配合，起支撑作用，或者轴承座与外圈一起旋转或者静止；滚动体是借助于保持器均匀的分布在内圈和外圈之间，其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命；保持器能使滚动体均匀分布，避免滚动体之间相互摩擦。现有的高速滚动轴承，以深沟球轴承为例，其内圈设置有外沟道，外圈设置内沟道，滚动体置于内外圈的沟道之间。不同类型的保持器稍有不同，一般采用的浪形冲压保持器。浪形冲压保持器一般包括两个带有相同数量相同半径的半球面的浪形圆环，相邻两个半球面之间设置有保持器梁，保持器梁上设置铆钉孔。装配时，两片浪形圆环的半球面一一相对设置，围成若干限定滚动体运动的兜孔，通过铆钉孔和铆钉铆住两片浪形圆环。由于滚动体在转动过程中，滚动体与保持器之间、滚动体与内圈外沟道、外圈内沟道之间均存在摩擦，为了减轻摩擦，延长使用寿命，一般在滚动体上涂有润滑油或者润滑脂。但是，一方面，有些高速滚动轴承必须在无油环境下使用，如真空、医药、溅射、航空航天、液氮泵等环境；另一方面，当环境温度足够高或者足够低时，润滑油、润滑脂易蒸发或者炼焦或者冻死，从而失去润滑作用。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术实施例提供一种高速滚动轴承及其制造方法。第一方面，提供一种高速滚动轴承，包括：内圈、外圈、滚动体和保持器，所述保持器上与滚动体的接触面设置有氮化硼层。优选地，所述保持器与氮化硼层之间，还设置有过渡层。优选地，所述过渡层包括依次设置的铬层和碳化钨层。优选地，所述氮化硼层的厚度为0.5～50μm。优选地，所述铬层的厚度为0.1～0.4μm。优选地，所述碳化钨层的厚度为0.1～0.3μm。优选地，所述高速滚动轴承的径向初始游隙为对应同型号的国标0组径向游隙的1.5～5倍。优选地，内圈的外沟道的曲率半径与外圈内沟道的曲率半径相同，且与滚动体半径之比均在1.001～1.03之间。第二方面，提供了上述任一所述的高速滚动轴承的制造方法，所述方法包括：制作相互匹配的内圈、外圈、滚动体和保持器；在所述保持器上与滚动体的接触面制备氮化硼层；将制备了氮化硼层后的保持器与所述内圈、外圈和滚动体装配在一起。优选地，在所述保持器上与滚动体的接触面制备氮化硼层之前，还包括：在所述保持器上与滚动体的接触面制备过渡层。本专利技术实施例提供的一种高速滚动轴承及其制造方法，高速滚动轴承的结构包括：内圈、外圈、保持器和滚动体，保持器上与滚动体的接触面设置有氮化硼层。通过在保持器上与滚动体的接触面设置氮化硼层，从而使滚动体上不需涂抹润滑油或润滑脂即可起到润滑作用。使用该高速滚动轴承时，保持器上与滚动体的接触面设置的氮化硼层与滚动体的摩擦过程中磨出一些氮化硼粉末，氮化硼粉末进入轴承沟道，起到自润滑作用。本专利技术实施例提供的高速滚动轴承，无需涂抹润滑油或润滑脂，而且可以在无油的环境下使用，如真空、医药溅射、航空航天、液氮泵等环境；同时，可以在温度高于530℃和低温(如零下196℃以下等)环境下使用；而且，该高速滚动轴承还防锈防腐。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种深沟球轴承的侧视图；图2为本专利技术实施例提供的一种深沟球轴承的剖视图；图3为图2中I的放大图；图4为本专利技术实施例提供的一种外圈与滚动体的近曲率示意图。具体实施方式本专利技术实施例提供的一种高速滚动轴承，包括内圈、外圈、保持器和滚动体，保持器上与滚动体的接触面设置有氮化硼层。本专利技术中的高速滚动轴承的类型包括：深沟球轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、调心球轴承、调心滚子轴承、双列角接触球轴承、双列深沟球轴承、单列角接触球轴承、推力球轴承和推力滚子轴承。在具体实施过程中，不同类型的高速滚动轴承，保持器上与滚动体的接触面的位置和结构略有不同。在本专利技术实施例中，通过在保持器上与滚动体的接触面设置一层氮化硼层，从而使滚动体上不需涂抹润滑油或润滑脂即可起到润滑作用。使用该高速滚动轴承时，保持器上与滚动体的接触面设置的氮化硼层与滚动体的摩擦过程中磨出一些氮化硼粉末，氮化硼粉末进入轴承沟道，起到自润滑作用。本专利技术实施例提供的高速滚动轴承，无需涂抹润滑油或润滑脂，而且可以在无油的环境下使用，如真空、医药、溅射、航空航天、液氮泵等环境；同时，可以在温度高于530℃和低温(如零下196℃以下等)环境下使用；而且，该高速滚动轴承还防锈防腐。在一种可能的实施例中，为了增加氮化硼层在保持器上的附着力和耐高温低温性能，可以在保持器与氮化硼层之间，设置过渡层。在具体实施过程中，过渡层可以为依次设置的铬层和碳化钨层。当然，在具体实施过程中，也可以采用其他能提高氮化硼层在保持器上的附着力且耐高温低温的材料做过渡层，如镍、钨、钒、钼、钯、铂、碳化钛、碳化硅、碳化硼、氧化锆等一种或多种的组合。进一步的，氮化硼层的厚度可以为0.5～50μm，铬层的厚度为0.1～0.4μm，碳化钨层的厚度为0.1～0.3μm。为了更清楚的描述本专利技术，本专利技术实施例中，以深沟球轴承为例进行详细说明。如图1-图4所示，本专利技术实施例中的深沟球轴承，包括外圈1、保持器2、滚动体3和内圈4，内圈4设置外沟道41，外圈1设置有内沟道11，内沟道11与外沟道41的曲率半径相同。滚动体3置于内圈4的外沟道41和外圈1的内沟道11之间。本实施例中，以浪形冲压保持器为例，该种保持器包括两个带有相同数量半球面21的浪形圆环，相邻两个半球面21之间设置有保持器梁22，保持器梁22上设置铆钉孔。装配时，两片圆环的半球面21一一相对设置，围成若干限定滚动体3运动的兜孔，滚动体3置于每个兜孔内支撑于内圈的外沟道41、外圈的内沟道11之间，通过铆钉孔(图中未标注)和铆钉5铆住两片浪形圆环即可。在具体实施过程中，外圈1、滚动体3和内圈4可以采用Cr14Mo4材料制造，Cr14Mo4是高温耐腐蚀材料，其在高温状态下，具有相当高的热强度，分析其热性能曲线发现，在540℃长时间状态下，热强度达到1710MPa，冲击韧性10J/cm2，适合制造耐温530℃的高温轴承。当然，在具体实施过程中，在轴承使用温度低于530℃的环境中，根据实际温度不同，外圈1、滚动体3和内圈4也可以采用9Cr18Mo、30Cr13、20Cr13、10Cr13和W18Cr4V中一种材料或多种材料的组合制造。保持器可以采用304不锈钢制作，304不锈钢也属于耐高温材料，适合制作保持器。在本实施例中，半球面21的内侧即为与滚动体3的接触面。如图3所示，保持器的所有半球面21内侧均设置有一层氮化硼层211。氮化硼在高温(1000℃以上)能保持物理化学性能稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速滚动轴承，包括：内圈、外圈、滚动体和保持器，其特征在于，所述保持器上与滚动体的接触面设置有氮化硼层。

【技术特征摘要】
1.一种高速滚动轴承，包括：内圈、外圈、滚动体和保持器，其特征在于，所述保持器上与滚动体的接触面设置有氮化硼层。2.如权利要求1所述的高速滚动轴承，其特征在于，所述保持器与氮化硼层之间，还设置有过渡层。3.如权利要求2所述的高速滚动轴承，其特征在于，所述过渡层包括依次设置的铬层和碳化钨层。4.如权利要求3所述的高速滚动轴承，其特征在于，所述氮化硼层的厚度为0.5～50μm。5.如权利要求3所述的高速滚动轴承，其特征在于，所述铬层的厚度为0.1～0.4μm。6.如权利要求3所述的高速滚动轴承，其特征在于，所述碳化钨层的厚度为0.1～0.3μm。7.如权利要求1所述的高速滚动轴承，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，
申请(专利权)人：山东省机械设计研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37