一种全封闭介质自循环润滑高速滚动轴承制造技术

一种全封闭介质自循环润滑高速滚动轴承，包括轴承内圈、滚珠、轴承外圈和壳体；轴承内圈包括圆筒形的轴连接部分和圆环形的封闭端面部分，轴连接部分的一端与封闭端面部分的内端面连接，封闭端面部分的内端面设置曲面结构，曲面结构包括槽区与非槽区；滚珠和轴承外圈位于轴承内圈与壳体形成的封闭空间，滚珠设置于轴连接部分外圆柱面与轴承外圈内圆柱面之间，轴承外圈一侧端面与曲面结构之间、另一侧端与壳体之间均形成空腔；轴承外圈上沿轴向开有通槽孔，在轴承运转过程中，润滑介质沿空腔

【技术实现步骤摘要】
一种全封闭介质自循环润滑高速滚动轴承


[0001]本专利技术属于轴承
，特别涉及一种全封闭介质自循环润滑高速滚动轴承，其可自动实现润滑介质的内部循环，可应用于精密传动机构主轴、变速器、发动机等小型、高速、轻载等旋转机械系统中。

技术介绍

[0002]滚动轴承是旋转机械系统及设备中最常用的基础通用零部件之一，实现对转子系统的支撑和降低旋转摩擦等作用。现有的滚动轴承种类繁多，其中深沟球轴承的应用最为广泛，如在航天航空高速传动系统、全自动加工设备、先进机械制造机床主轴系统及相关设备等。现场运行实践证明旋转机械系统及其设备的运行状态与轴承性能直接相关，轴承的良好润滑是保证系统可靠运行的关键。
[0003]现有的滚动轴承润滑形式一般为油润滑或脂润滑。如对于开式轴承，多采用油润滑，此润滑形式需要不定期清洗过滤器、油箱等，以确保油液干净，且针对每一类设备，均需设计一种润滑系统以确保轴承始终处于良好的润滑状态。对于闭式轴承，相较于系统复杂的油润滑，采用的脂润滑方案可以使系统小型化、轻量化，且供油次数少；但系统运行过程的换脂或加脂较困难，润滑脂在高温下也易出现氧化现象，不利于轴承的长期维护和使用。综上，对于要求精密支撑的滚动轴承使用场合，无论采用油润滑或者脂润滑均会带来外部的复杂供油系统或供油不足，因此为便于实现对滚动轴承高效稳定的流体介质润滑与散热功能，自润滑轴承逐渐被提出并得以发展。
[0004]已有不少研究者提出了多种轴承自润滑方案，多数方案为采用固体自润滑材料来实现轴承的自润滑效果，如专利CN203868137U(一种高速自润滑滚动轴承)提出的轴承的滚动体采用氮化硅陶瓷球，轴承内圈、外圈的滚道上具有离子溅射的WS2涂层；轴承的保持架为聚酰亚胺基自润滑复合材料保持架等，无需润滑介质。申请专利CN112412982A，公开了一种在轴承外圈内圆柱面布有若干填充槽，填充槽内有石墨层的润滑方案。虽然这种自润滑形式可以在保证润滑效果正常的情况下持续补充石墨粉，使用方式也很方便，但是，飞溅出来的石墨粉被收纳在轴承外圈端面位置的V形槽后，无法在润滑过程中循环再利用。
[0005]此外也有通过增加外润滑系统实现润滑油的供应与循环方案，如专利CN105526261B公开了一种双轴承润滑系统，该润滑系统在多个零件处开孔作为回油通道，有效解决了因为离心作用导致靠近轴心一侧得不到足够润滑油的问题。但此设计方案需要极高的加工和安装的精度，零件与零件之间的间隙也会造成油液的泄漏；此方案在主轴上开有油路，若此处油路发生堵塞则需更换主轴，故在加工和维护方面不够便利；同时，所采用的复杂润滑系统会增加整机系统设计与运行的负担，不利于设备的长期稳定运转。
[0006]申请专利CN109578446A公开了一种包括吸排脂装置的轴承循环润滑结构，其通过在轴承外圈开有注油孔和排油孔，将排油孔与吸脂口相连，注油孔连有油脂供给装置，从而实现润滑脂的循环更换。这是一类外部循环供油方法，其需要设计外部供应泵系统才能达到预定的目的，极大地增加了轴承润滑系统的复杂性，更不利于实际的维护轴承的更换等。
[0007]专利CN109681534A提出一种油润滑轴承，通过在内圈或者外圈上设有进油孔，外圈的底部设有排油孔，利用四点接触轴承的工作特性合理地避开滚动体在与内外圈的接触，通过外加润滑系统，以进油孔输入润滑油对轴承润滑能够保证轴承的高速性能，提高轴承的散热效率，保证润滑油不外泄。
[0008]对上述已有专利及其自润滑轴承实现方案的分析可见，一般对于滚动轴承的自润滑实现有两大类：一类采用固体润滑材料实现无润滑介质下的自润滑(依赖材料特性)，另一类采用外加润滑系统的方案(附加系统特性)。虽然上述两类自润滑滚动轴承都能够起到一定的良好润滑的目的，但不足之处也较为明显，其一过多的依赖于材料自润滑特性，成本高，且材料的磨损会导致轴承工作间隙变化进而导致运行不平稳；其二外加的润滑系统不仅使得整体设备所需空间增大，而且也增加了轴承支撑主轴的负载；同时复杂化的润滑系统，在加工检修方面存在明显的不便性。

技术实现思路

[0009]为了克服上述现有技术的缺点，降低滚动轴承发热引起的整体温升，简化轴承润滑系统，并实现更好的润滑功能，本专利技术的目的在于提供一种全封闭介质自循环润滑高速滚动轴承，其内圈连接封闭端面，封闭端面布有复杂曲面且外圈端面开通沿轴向槽孔。在轴承正常运行情况下，复杂曲面结构在旋转过程中由离心及动压效应可实现内部润滑介质的循环，极大地提高轴承内部流体的循环效率，从而显著提高轴承自身散热效果，降低轴承温升，避免出现由于温度过高而引起的润滑油氧化引起的性能劣化现象。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0011]一种全封闭介质自循环润滑高速滚动轴承，包括轴承内圈、滚珠、轴承外圈和壳体；
[0012]所述轴承内圈包括圆筒形的轴连接部分和圆环形的封闭端面部分，所述轴连接部分的一端与封闭端面部分的内端面连接，所述封闭端面部分的内端面设置曲面结构，所述曲面结构包括槽区与非槽区；
[0013]所述轴承内圈与所述壳体形成封闭空间，所述滚珠和所述轴承外圈位于所述封闭空间，且所述滚珠设置于所述轴连接部分的外圆柱面与所述轴承外圈的内圆柱面之间，所述轴承外圈的一侧端面与所述曲面结构之间、另一侧端面与壳体之间均形成空腔；
[0014]所述轴承外圈上沿轴向开有若干通槽孔，所述空腔用于存储与传输润滑介质，在所述轴承的运转过程中，所述润滑介质沿空腔
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滚珠曲面结构
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通槽孔
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空腔的路径循环。
[0015]在一个实施例中，所述轴连接部分的外圆柱面沿周向开有截面为弧形的凹槽一，所述轴承外圈的内圆柱面沿周向开有截面为弧形的凹槽二，所述滚珠置于所述凹槽一与所述凹槽二中。
[0016]在一个实施例中，所述滚珠的数量范围3
‑
15个，奇数周向单排或双排均布，滚珠的直径为对应相同整体结构尺寸的国家标准中所选滚动轴承型号用滚珠直径的1/2～2/3。
[0017]在一个实施例中，所述轴连接部分的另一端端面或外圆柱面与所述壳体接近所述另一端的内端面或内圆柱面之间，设置有旋转动密封圈一，所述封闭端面部分的内端面或外圆柱面与所述壳体接近所述内端面的外端面或内圆柱面之间，设置有旋转动密封圈二；所述轴连接部分的外圆柱面与所述壳体的内圆柱面之间，设置有旋转动密封圈三。
[0018]在一个实施例中，所述曲面结构为对数螺旋线槽、抛物线型曲面或渐开线型曲面。
[0019]在一个实施例中，所述槽区与非槽区的面积比为1:1～1:3。
[0020]在一个实施例中，所述轴连接部分的内径与所述封闭端面部分的内径相等，轴件从所述轴连接部分和封闭端面部分穿过，并实现与轴连接部分的过盈配合。
[0021]在一个实施例中，所述空腔的间隙范围，即所述轴承外圈的另一端与壳体之间的间距范围，为0.005～5mm。
[0022]在一个实施例中，所述壳体为一空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全封闭介质自循环润滑高速滚动轴承，其特征在于，包括轴承内圈(1)、滚珠(2)、轴承外圈(3)和壳体(4)；所述轴承内圈(1)包括圆筒形的轴连接部分(11)和圆环形的封闭端面部分(12)，所述轴连接部分(11)的一端与封闭端面部分(12)的内端面连接，所述封闭端面部分(12)的内端面设置曲面结构(13)，所述曲面结构(13)包括槽区与非槽区；所述轴承内圈(1)与所述壳体(4)形成封闭空间，所述滚珠(2)和所述轴承外圈(3)位于所述封闭空间，且所述滚珠(2)设置于所述轴连接部分(11)的外圆柱面与所述轴承外圈(3)的内圆柱面之间，所述轴承外圈(3)的一侧端面与所述曲面结构(13)之间、另一侧端面与壳体(4)之间均形成空腔(7)；所述轴承外圈(3)上沿轴向开有若干通槽孔(6)，所述空腔(7)用于存储与传输润滑介质，在所述轴承的运转过程中，所述润滑介质沿空腔(7)
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滚珠(2)曲面结构(13)
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通槽孔(6)
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空腔(7)的路径循环。2.根据权利要求1所述全封闭介质自循环润滑高速滚动轴承，其特征在于，所述轴连接部分(11)的外圆柱面沿周向开有截面为弧形的凹槽一，所述轴承外圈(3)的内圆柱面沿周向开有截面为弧形的凹槽二，所述滚珠(2)置于所述凹槽一与所述凹槽二中，所述滚珠(2)的数量范围3
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15个，奇数周向单排或双排均布，滚珠的直径为对应相同整体结构尺寸的国家标准中所选滚动轴承型号用滚珠直径的1/2～2/3。3.根据权利要求1所述全封闭介质自循环润滑高速滚动轴承，其特征在于，所述轴连接部分(11)的另一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国渊，廉佳汝，王俊倩，赵洋洋，李栋，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：