具有陶瓷滚珠和钢圈的混合球轴承制造技术

本发明专利技术涉及一种球轴承，它包括：由钢制成的一内圈（２）和一外圈（１），内圈和外圈分别具有球轴承槽（６，７）；设置在球轴承槽（６，７）之间并与之接触的诸滚珠（３）；一设置在内外圈（１，２）之间以保持滚珠（３）的滚珠隔离圈（４）；以及基本上在两圈（１，２）之间径向延伸的两个环形密封件（５），用以将润滑剂保持在含有滚珠（３）和隔离圈（４）的容积中，并将润滑剂限定在两圈（１，２）与两密封件（５）之间。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种深槽型球轴承，它包括由钢制成的一内圈和一外圈，内圈和外圈分别具有一个彼此面对面的滚道槽；设置在内外圈的滚道槽之间并与之接触的诸滚珠；一设置在内外圈之间以保持滚珠的滚珠隔离圈；以及两个在滚珠和滚珠隔离圈的每一侧、基本上在内外圈之间径向延伸的环形密封件，用以将润滑剂保持在含有滚珠和隔离圈的容积中、且将润滑剂限定在内外圈与两个密封件之间。更具体地说，本专利技术涉及一种高精度的、诸如ABED7水平的、尤其是航空质量的上述球轴承。在航空尤其在直升机尾部齿轮箱中已在使用上述类型的球轴承，该球轴承中的钢滚珠被一可由钢或复合材料制成的隔离圈所横向保持，滚珠排列在也由钢制成的内外圈的滚道槽中。这些已知球轴承的主要缺点是润滑油之间的寿命受到了额外的限制。这是因为具有摩擦作用的表面的不良性能使得钢滚珠与也是由钢制成的两个圈相接触。这就导致显著加热，其结果是损坏润滑油脂和油。因此，润滑油之间的寿命受到限制，一方面是由于轴承运行时的加热导致润滑剂的自然损失，使加热的润滑油渗出环形密封件。另一方面，寿命受到限制是由于在恶劣环境、室外环境或在包装保护层外面使用以及维修保养这些已知的球轴承所导致的，其维修保养包括清洁在轴承周围的零件、尤其是直升机尾部传动装置在维修保养的先后过程中所进行的清洁工作可能会损失润滑剂，而这可能使轴承迅速氧化。本专利技术要解决的问题是，克服这些缺陷，制造出如上所述类型的球轴承，这种球轴承能够延长润滑油之间的寿命，并提高密封效果，从而降低维修保养的成本。为此，上述类型的本专利技术的球轴承的特征是，诸滚珠由陶瓷烧结而成。因此，本专利技术的球轴承的优点是它是一种深槽型的混合球轴承，其在具有摩擦作用的表面的性能通过使彼此接触的、用于制造诸圈和滚珠的材料、即制造圈的钢和制造滚珠的陶瓷的材料配对，使得在滚珠与圈之间的接触得到改进。与上述的传统轴承相比，会出现这样的情况，即由于降低了接触部分的发热，决定于轴承磨损和发热的接触体(摩擦、滑动和剪切接触)的性能得到了改进并从而导致润滑油脂的衰减降低到很显著的程度，因此使润滑油之间的寿命提高到约3倍之多，同时，大大降低了随时间变化的密封衰减，节省量大到10％的数量级，其结果是滚珠可由陶瓷制成，这三个优点结合在一起大大降低了维修保养成本。有利的是，滚珠的陶瓷至少部分由氮化硅和/或碳化钛构成。在某些应用中，外圈可由其性能不如内圈钢的钢材制成，有利的是，两个圈的钢可从如下的钢材中选择传统轴承钢，较佳的是M50或100C6型；不锈钢，较佳的是440C或XD15N型；结构渗氮或表面硬化钢，较佳的是32CDV13或M50NIL。当这些圈的钢不是不锈钢时，至少其中一个圈，但最好是每一个，通过用电解沉积形成的、含铬量高的密致合金的表面涂层来有利地保护，尤其是防腐蚀。但是，如果圈的钢是不锈钢，则在圈的滚道槽上进行硬化处理以提高硬度，那么滚道槽上欠缺的不锈钢特性就可通过电解沉积在滚道槽上的、基于铬的合金的表面涂层而得到补偿。传统结构的隔离圈由两个相对于一径向平面对称的半隔离圈构成，沿该平面一个半隔离圈抵靠在另一个半隔离圈上，每一隔离圈都是花冠形式，这些半隔离圈通过形成容纳滚珠的护罩的、半隔离圈的诸互补凹部之间的轴向铆钉而彼此轴向相对地组合在一起，这样，隔离圈在内圈定中心，从而可对隔离圈进行维修保养。尽管如本领域中的球轴承中的隔离圈可由钢或复合材料、例如在PEEK(聚醚醚酮)型的合成树脂基体中加固有脆碳纤维来制成，但本专利技术的轴承隔离圈尤其在应用于直升机尾部传动轴时，有利的是由青铜、较佳的是具有较佳机械强度的US3ZFe型制成。此外，有利的是，至少一个密封件，但较佳的是每一个，包括一通过一由可弹性变形材料制成的环形密封件横向朝轴承内侧排列并径向朝轴承的轴线延伸的环形金属凸缘，密封件由于通过一安装在外圈和抵靠在金属凸缘的外周边的卡环而靠在外圈凸肩的其外径向周边而被保持住，而密封件的内径向周边包括一在弹性变形材料的环形密封件的、其横截面基本上为V形的唇缘，所述唇缘与内圈的外部及圆柱形的横向支承表面弹性接触。从而提供良好的密封，以防润滑剂渗到密封件外面。另外，为了显著地改进维修保养，至少一个密封件的凸缘，但较佳的是每一个，穿透有至少一个被相应环形密封件的弹性变形材料的腹部或膜(web)隔离的孔，从孔的内侧在所述腹部上形成至少一个不必畅通的狭缝，从而可方便地用注射器将润滑剂注射到轴承，注射器的针放置在所述狭缝中。在一较佳实施例中，在密封件的由钢制成的凸缘上周向等间距地形成若干孔，在凸缘的所述每一个轴向孔中，在由碳氟化合物制成的环形密封件中形成一径向狭缝。要知道的是，上述的密封件自身构成一个独立的专利技术，它解决了其用在球轴承时引起的、与滚珠、圈和滚珠隔离圈的性能和结构无关的前面所指出的问题。本专利技术还涉及到将如上所述的本专利技术的混合球轴承应用于直升机尾部传动，尤其是应用于尾部齿轮箱，用以驱动直升机尾部旋转翼。从下面给出的说明中可使本专利技术的其它特征和优点变得更清楚，该说明是结合附图描述的、非限制性的一个示例，在附图中附图说明图1是球轴承的立体图；图2是图1轴承的比例放大的径向剖面图；图3是图1和2轴承的两个圈的比例放大的横剖面图；图4是图1和2的轴承隔离圈的中等比例的径向剖面图；图5是图4隔离圈的侧视图；图6是图4和5的隔离圈零件的剖面图；以及图7是图1和2轴承的环形密封件的另一比例的横剖面图。图1至7的球轴承基本上包括一外圈1、一内圈2、设置在绕轴承的轴线X-X同轴的两圈1和2之间的诸滚珠3、一也设置在两圈1与2之间的并横向和周向保持诸滚珠3的环形隔离圈4以及两个环形密封件，每一个密封件基本上在两圈1与2之间径向延伸，在隔离圈4和滚珠3的相应一侧各有一个密封件，它们将润滑剂(油脂或油)保持在界定在两圈1与2之间和两密封件5之间、在隔离圈4和滚珠3周围并在这些构件之间的容积中，这些构件包含在该容积中。该球轴承是深槽型，也就是说，外圈1和内圈2分别有一个各自的内滚道槽6和外滚道槽7，它们彼此面对面，各自的凹面朝着对方，它们相对轴承的径向中间平面P-P对称，在该例子中，球轴承的所有构件相对该平面都是对称的。滚珠3设置在滚道槽6与7之间，并在径向与被设计成基本上承受径向力和很小轴向负荷的轴承中的这些槽6和7滚动接触。滚珠3由诸如Si3N4或TiC的陶瓷烧结而成。两个圈1和2由例如M50或100C6型的传统轴承钢、或440C或XD15N型的不锈钢、或诸如32CDV13的结构氮化钢或诸如M50NIL的结构渗碳钢的钢制成。在选择材料时，当圈1和2的钢不是不锈钢时，用含铬量高的密致、无磁性、相当硬的合金，以电化学沉积的形式、更精确地说是，用电解沉积得到的表面涂层来保护圈1或2。较好的是采用Delage Electrolizing公司在法国进行的名称为“电解(Electrolizing)”的方法进行沉积。诸如有一无多孔或小凸节的光滑、平坦和均匀的表面的铬合金的电解沉积能够防腐蚀，提高耐磨损的能力，尤其是降低摩擦。这种基于铬的合金的密致涂层也可通过电解法沉积在不锈钢轴承圈的表面硬化的滚道槽上，以在这些滚道槽中补偿不锈钢性能的表面硬化欠缺。隔离圈4被制成两个部分或半隔离圈8和9，它们是用例如US3ZFe的青铜加工而成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深槽型球轴承，它包括：由钢制成的一内圈（２）和一外圈（１），内圈和外圈分别具有一个彼此面对面的两滚道槽（６，７）之一的滚道槽；设置在内外圈（１，２）的滚道槽（６，７）之间并与之接触的诸滚珠（３）；一设置在内外圈（１，２）之间以保持滚珠（３）的滚珠隔离圈（４）；以及在滚珠（３）和滚珠隔离圈（４）的每一侧、基本上在两圈（１，２）之间径向延伸的两个环形密封件（５），用以将润滑剂保持在含有滚珠（３）和隔离圈（４）的容积中、且将润滑剂限定在两圈（１，２）与两密封件（５）之间，其特征在于，滚珠（３）由陶瓷烧结而成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：AJ比代，让皮埃尔A卡赫兹，
申请(专利权)人：SNFA公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]