一种精密级三圈复合轴承及其制造方法技术

本发明专利技术为一种精密级三圈复合轴承及其制造方法，适用于大型舰船的发射系统等领域。为了解决目前国内在大尺寸轴承领域缺乏相应的标准从而导致其生产困难，而大型舰船等的发射系统又需要大尺寸且共轴双向旋转的轴承的问题，本发明专利技术通过采用自行设计的滚动体、隔离块等部件，采用特有工艺以及相关淬火机床，成功制造出了直径2米以上、高精度、良好密封性、耐腐蚀、可承受各个方向上的载荷、轴承壁薄、可实现共轴双回转运动的新型轴承，可适应上述领域的需要。

【技术实现步骤摘要】
一种精密级三圈复合轴承及其制造方法
本专利技术涉及轴承领域，具体而言为一种精密级三圈复合轴承及其制造方法。
技术介绍
火炮、舰船、航母等军工武器设备上常常需要装配大尺寸轴承，如大型舰船发射系统中的轴承需要实现不同向、不等速的共轴双回转运动，同时要求大尺寸、高精度、能够承受各个方向的载荷、轴承壁薄，方能适应实际需要。且产品实际工况中，轴承会经常有海浪的冲刷，这对耐腐蚀性提出更高的要求。目前在国内，超大尺寸的轴承设计为数不多，因为尺寸过大，制造过程中会遇到缺乏相关标准等困难，需要自行设计相关部件、拟定标准，难度较大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型轴承以及相应的制造方法，以适应军工等领域中对轴承大尺寸、高精度、密封性良好、可实现共轴双回转运动、轴承壁薄、能承受各个方向的载荷的需要。本专利技术的具体技术方案如下：一种精密级三圈复合轴承，包括内圈、中圈、外圈、滚动体、隔离块、密封圈，所述一种精密级三圈复合轴承的整体直径大于两米，如2120mm；所述内圈和所述中圈之间的第一滚道内有第一滚动结构，所述第一滚动结构包括滚动体组甲、第一隔离块组、滚动体组乙；所述滚动体组甲与滚动体组乙的尺寸、结构相同，其中的滚动体均为圆柱状；所述第一隔离块组为长方体形，其一面上有曲面凹槽甲，所述曲面凹槽甲的形状与所述滚动体组甲的曲面形状相同，该面的相对面上有一曲面凹槽乙，所述曲面凹槽乙的形状与所述滚动体组乙的曲面形状相同，滚动体组甲、滚动体组乙安装入第一隔离块组后，滚动体组甲与滚动体组乙彼此不相接触且呈交叉状，二者近似互相垂直。所述外圈和所述中圈之间的第二滚道内有第二滚动结构，所述第二滚动结构包括滚动体组丙、第二隔离块组、滚动体组丁；所述第二滚动结构内各部件之间的位置关系与所述第一滚动结构相同；本轴承中的滚动体采用自行设计的尺寸，具体而言为两种，一种为直径32mm、高度31.3mm的滚动体组丙和滚动体组丁，另一种为直径25mm、高度24.4mm的滚动体组甲和滚动体组乙，两种滚动体按需求分别填入两个滚道。直径略大于高度，可保证轴承工作时仅滚动体的曲面与滚道内表面接触，避免滚动体的两个端面与滚道内表面摩擦，即，轴承工作时所述滚动体的曲面与其所在的滚道面接触，所述滚动体的底面与其所在的滚道面分离；与多数轴承不同，本专利技术采用十字交叉滚子结构，可承受各个方向的负荷，与传统型号相比，刚性得到提高。所述内圈上有第一柱塞孔，所述第一柱塞孔将第一滚道与外界相连通，安装时将滚动体与隔离块从该孔放入，所述第一柱塞孔内有第一柱塞，所述第一柱塞与所述第一柱塞孔通过固定装置相连，当所有滚动体与隔离块均安装到位，塞入第一柱塞，再用所述固定装置固定；所述外圈上有第二柱塞孔，所述第二柱塞孔将第二滚道与外界相连通，所述第二柱塞孔内有第二柱塞，所述第二柱塞与所述第二柱塞孔通过固定装置相连；所述固定装置可以是插销。在竖直方向上，所述第一滚道的高度大于所述第二滚道的高度。所述隔离块的曲面凹槽上还有一小凹槽，凹槽用于储存润滑油，延长每次注油后的润滑时间。所述内圈上开设有第一注油孔将第一滚道与外界联通，所述第一注油孔内端口对着第一滚道中间，使得油进入时可浸润两组滚动体，所述第一注油孔外端口用六角紧定螺钉封闭；所述外圈上开设有第二注油孔将第二滚道与外界联通，所述第二注油孔内端口对着滚道中间，所述第二注油孔外端口用六角紧定螺钉封闭。所述隔离块由高分子聚合物制成，如聚酰胺1010树脂。所述滚动体组甲和滚动体组乙的轴线之间的夹角为大于等于90度10分，小于等于90度15分，这是针对特殊的游隙与受力做出的调节，当然，这需要对隔离块上的凹槽做出相应的要求。所述内圈、中圈的交界处有外置密封圈，所述外圈、中圈的交界处有外置密封圈、内置密封圈，以避免海水对内部部件的侵蚀，所述内置密封圈是自行设计的Y形密封圈，其特点在于采用轻度过盈，如过盈量为0.08-0.15mm，在保证良好密封性的同时大大减小了对启动力矩的影响；所述中圈的上表面有一圈环形凹槽，槽里可安装胶密封圈，如O形橡胶密封圈，在本轴承外的其他部件与本轴承的该平面贴合后形成密封效果，以减少海水侵蚀。所述外圈、内圈上有贯通的螺栓孔，所述中圈上有不贯通的螺栓孔，所述螺栓孔用于各部件之间的连接。最终安装好后，本专利技术外露部位会进行喷漆处理以进一步提高耐腐蚀性。为了满足高旋转精度的要求，本轴承采用小游隙,且两个滚道中的游隙不同，第一滚道中的游隙（即内圈轴向间隙）为大于等于0.07mm，小于等于0.12mm，第二滚道中的游隙（即外圈轴向间隙）为大于等于0.10mm，小于等于0.15mm。本专利技术主要技术指标：1.内圈径向跳动：0.12mm。2.内圈端面跳动：0.12mm。3.中圈径向跳动：0.12mm。4.中圈平行度：0.12mm。5.外圈径向跳动：0.12mm。6.外圈端面跳动：0.12mm。7.外圈轴向间隙：0.10-0.15mm。8.内圈轴向间隙：0.07-0.12mm。9.外圈空载启动力矩：≤80N.m。10.内圈空载启动力矩：≤60N.m。所述一种精密级三圈复合轴承的制造方法，其中制造所述内圈、中圈、外圈的方法包括：第一步，毛坯锻加工，将毛坯在800℃下预热30小时后锻造，始锻温度1038℃，保温24小时，终锻温度800℃。第二步，毛坯正火，将毛坯在1000℃下保温24小时，空冷。第三步，毛坯荒车，得到套圈毛坯。第四步，对所述套圈毛坯调质处理，包括淬火和回火；淬火采用感应淬火机床，淬火频率为2500Hz，套圈毛坯旋转速度为200mm/min，加热电源的功率为130kw，淬火介质为质量分数为0.1%～0.3%之间的聚乙烯醇水溶液；淬火前将套圈毛坯置于850℃下预热1.6小时，淬火温度为950℃，淬火时间1.6小时；回火在淬火后3小时内、在井式回火炉中进行，回火温度150℃，保温3小时，空冷。第五步，粗车所述套圈毛坯，粗车后所述外圈的套圈毛坯的外径2126mm-2126.45mm，内径1975.55mm-1976mm，厚度86mm-86.35mm；所述内圈的套圈毛坯的外径1794mm-1794.45mm，内径1683.55mm-1684mm，厚度72mm-72.35mm；所述中圈的套圈毛坯的上内径1751.45mm-1752mm，中内径1785.45mm-1786mm,下内径1984mm-1984.55mm,上外径1942mm-1945.55mm，下外径1984mm-1984.55mm,总厚度186mm-186.45mm,下阶梯厚度86mm-86.35mm。第六步，在所述内圈的套圈毛坯、外所述圈的套圈毛坯上加工柱塞和锥销孔。第七步，精车所述套圈毛坯，得到所述内圈、外圈、中圈。第八步，在所述内圈上开设所述第一注油孔，在所述外圈上开设第二注油孔。第九步，对所述第一滚道和所述第二滚道的滚道表面进行滚道淬火，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精密级三圈复合轴承，包括内圈、中圈、外圈、滚动体、隔离块、密封圈，其特征在于，所述一种精密级三圈复合轴承的整体直径大于两米；/n所述内圈和所述中圈之间的第一滚道内有第一滚动结构，所述第一滚动结构包括滚动体组甲、第一隔离块组、滚动体组乙；/n所述滚动体组甲与滚动体组乙的尺寸、结构相同，其中的滚动体均为圆柱状；所述第一隔离块组为长方体形，其一面上有曲面凹槽甲，所述曲面凹槽甲的形状与所述滚动体组甲的曲面形状相同，该面的相对面上有一曲面凹槽乙，所述曲面凹槽乙的形状与所述滚动体组乙的曲面形状相同，滚动体组甲、滚动体组乙安装入第一隔离块组后，滚动体组甲与滚动体组乙彼此不相接触且呈交叉状；/n所述外圈和所述中圈之间的第二滚道内有第二滚动结构，所述第二滚动结构包括滚动体组丙、第二隔离块组、滚动体组丁；所述第二滚动结构内各部件之间的位置关系与所述第一滚动结构相同；/n轴承工作时所述滚动体的曲面与其所在的滚道面接触，所述滚动体的底面与其所在的滚道面分离；/n所述内圈上有第一柱塞孔，所述第一柱塞孔将第一滚道与外界相连通，所述第一柱塞孔内有第一柱塞，所述第一柱塞与所述第一柱塞孔通过固定装置相连；所述外圈上有第二柱塞孔，所述第二柱塞孔将第二滚道与外界相连通，所述第二柱塞孔内有第二柱塞，所述第二柱塞与所述第二柱塞孔通过固定装置相连；/n在竖直方向上，所述第一滚道的高度大于所述第二滚道的高度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种精密级三圈复合轴承，包括内圈、中圈、外圈、滚动体、隔离块、密封圈，其特征在于，所述一种精密级三圈复合轴承的整体直径大于两米；
所述内圈和所述中圈之间的第一滚道内有第一滚动结构，所述第一滚动结构包括滚动体组甲、第一隔离块组、滚动体组乙；
所述滚动体组甲与滚动体组乙的尺寸、结构相同，其中的滚动体均为圆柱状；所述第一隔离块组为长方体形，其一面上有曲面凹槽甲，所述曲面凹槽甲的形状与所述滚动体组甲的曲面形状相同，该面的相对面上有一曲面凹槽乙，所述曲面凹槽乙的形状与所述滚动体组乙的曲面形状相同，滚动体组甲、滚动体组乙安装入第一隔离块组后，滚动体组甲与滚动体组乙彼此不相接触且呈交叉状；
所述外圈和所述中圈之间的第二滚道内有第二滚动结构，所述第二滚动结构包括滚动体组丙、第二隔离块组、滚动体组丁；所述第二滚动结构内各部件之间的位置关系与所述第一滚动结构相同；
轴承工作时所述滚动体的曲面与其所在的滚道面接触，所述滚动体的底面与其所在的滚道面分离；
所述内圈上有第一柱塞孔，所述第一柱塞孔将第一滚道与外界相连通，所述第一柱塞孔内有第一柱塞，所述第一柱塞与所述第一柱塞孔通过固定装置相连；所述外圈上有第二柱塞孔，所述第二柱塞孔将第二滚道与外界相连通，所述第二柱塞孔内有第二柱塞，所述第二柱塞与所述第二柱塞孔通过固定装置相连；
在竖直方向上，所述第一滚道的高度大于所述第二滚道的高度。


2.根据权利要求1所述的一种精密级三圈复合轴承，其特征在于，所述隔离块的曲面凹槽上还有一小凹槽。


3.根据权利要求1所述的一种精密级三圈复合轴承，其特征在于，所述隔离块由高分子聚合物制成。


4.根据权利要求1所述的一种精密级三圈复合轴承，其特征在于，所述内圈上开设有第一注油孔将第一滚道与外界联通，所述第一注油孔内端口对着第一滚道中间，所述第一注油孔外端口用六角紧定螺钉封闭；所述外圈上开设有第二注油孔将第二滚道与外界联通，所述第二注油孔内端口对着滚道中间，所述第二注油孔外端口用六角紧定螺钉封闭。


5.根据权利要求1所述的一种精密级三圈复合轴承，其特征在于，所述滚动体组甲和滚动体组乙的轴线之间的夹角为大于等于90度10分，小于等于90度15分。


6.根据权利要求1所述的一种精密级三圈复合轴承，其特征在于，所述内圈、中圈的交界处有外置密封圈，所述外圈、中圈的交界处有外置密封圈、内置密封圈，所述中圈的上表面有一圈环形凹槽。


7.根据权利要求1所述的一种精密级三圈复合轴承，其特征在于，所述外圈、内圈上有贯通的螺栓孔，所述中圈上有不贯通的螺栓孔。


8.根据权利要求1所述的一种精密级三圈复合轴承，其特征在于，所述内圈的径向跳动小于0.12mm；所述内圈的端面跳动小于0.12mm；所述中圈的径向跳动小于0.12mm；所述中圈的平行度小于0.12mm；所述外圈的径向跳动小于0.12mm；所述外圈的端面跳动小于0.12mm；所述外圈的轴向间隙大于等于0.10mm，小于等于0.15mm；所述内圈的轴向间隙大于等于0.07mm，小于等于0.12mm；所述外圈的空载启动力矩小于等于80N.m；所述内圈的空载启动力矩小于60N.m；所述滚动体组丙、滚动体组丁的直径为32mm，高度为31.3mm，滚动体组甲、滚动体组乙的直径为25mm，高度为24.4mm，所述一种精密级三圈复合轴承的整体直径为2120mm。


9.根据权利要求1所述的一种精密级三圈复合轴承的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓宏，时银飞，
申请(专利权)人：江苏万达特种轴承有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32