不對稱滾道的球式迴轉支承的製作方法

2023-05-23 10:34:51

專利名稱：不對稱滾道的球式迴轉支承的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種改進結構的球式迴轉支承。
背景技術：
現在通用的單排球式迴轉支承及八點接觸球式迴轉支承的滾道型式為雙圓弧雙 圓心，R/r > l，上下滾道對稱(見附


圖1)，內外圈滾道對稱。滾道淬火硬度、淬硬層深度、滾 道曲率半徑和接觸角是影響桃形滾道迴轉支承的承載能力和使用壽命的四個重要參數。滾 道淬火硬度受鋼球表面硬度限制只能為55 62HRC，從這方面提高承載能力作用有限；淬 硬層深度只要大於規定值即可，加深淬硬層深度除了會提高淬火成本外，並不能在提高承 載能力方面有大的作用；在現有滾道型式中接觸角過大會增加滾道邊口壓潰的可能，也不 宜通過增大接觸角的方法來提高迴轉支承的承載能力；滾道曲率半徑與鋼球半徑的比值一 般為1. 04 1. 08，比值越小承載能力越大，但是比值越小滾道形狀精度的控制難度越大。 在現有的工藝條件下，不能通過減小滾道曲率比的方法來提高迴轉支承的承載能力。

發明內容本實用新型的目的是一種可以提高滾道承載能力的球式迴轉支承。 本實用新型將球式迴轉支承的對稱滾道型式改為不對稱型滾道，滾道上下不對
稱，內外圈滾道不對稱。不對稱滾道的結構形狀如附圖2所示。
圖中 r-鋼球曲率半徑； R——滾道曲率半徑； a——鋼球與滾道的接觸角； |3——滾道中心截面與水平截面的交角。
不對稱滾道的具體結構參數如下 曲率比K(滾道與鋼球曲率半徑的比值，R/r)的取值範圍為1.02 1.08，接觸角 a取值範圍為55° 65° ，交角P取值範圍為10° 20° 。 上述不對稱滾道的球式迴轉支承的加工方法如下 (1)根據不對稱滾道的具體結構參數，採用數控車床對滾道進行半精加工； (2)滾道淬火採用中頻感應淬火，淬火硬度為57 62HRC ; (3)應用數控滾道專用磨床對不對稱滾道進行成形磨削，或者應用數控車床硬車 滾道。 研究表明，將普通球式滾道改成不對稱滾道，能夠改善鋼球和滾道的接觸應力狀 態，提高滾道承載能力，進而提高迴轉支承的工作性能和壽命。採用不對稱滾道後，在滾道 曲率半徑、淬硬層深度相同的情況下，迴轉支承的承載能力可以提高35%。[0017]
圖1現有迴轉支承的滾道結構示意圖。 圖2不對稱滾道的結構示意圖。 圖3是不對稱滾道的單排球式迴轉支承滾道結構示意圖。
具體實施方式
從圖3可以看出，單排球式迴轉支承的滾道型式設計為不對稱滾道。當單排球式 迴轉支承的滾道參數取值為鋼球曲率半徑r = 9. 922mm、接觸點的滾道曲率半徑與鋼球曲 率半徑的比值t = 1. 04和接觸角a =60° 。 可得不對稱滾道的曲率半徑R二 10. 32mm、滾道中心截面與水平截面的交角P = 15° 。 按照以上尺寸，首先是應用數控車床進行該種不對稱滾道的半精加工。數控車削 的滾道曲面形狀規則、表面粗糙度低、滾道邊口圓弧倒角半徑一致，且與滾道面平滑連接。 規則的滾道曲面，使淬硬層深度均勻成為可能，平滑連接的倒角避免了淬火時的"尖角效 應"，根除了滾道邊口易淬裂的缺陷。數控車削的不對稱滾道曲面，除表面粗糙度外，其餘尺 寸與磨削後的滾道曲面完全一致，因此滾道的磨削餘量很小。 然後應用中頻感應加熱的方法對半精加工的滾道進行表面熱處理，淬火硬度為 57 62HRC，淬硬層深度大於3. 0mm。 最後對回火後的不對稱滾道進行成形磨削加工或採用以車代磨。成形磨削中最重 要的是砂輪修整，利用數控滾道專用磨床的三坐標聯動裝置通過程序控制砂輪的修整成型 能達到很好的效果。從原理上避免了對刀和近似修整而產生的誤差，滾道形狀和原始接觸 角得到有效保證。數控滾道專用磨床的位置控制精度可以滿足磨削加工中的微量進給，提 高滾道的加工精度。採用數控車床、陶瓷或立方氮化硼刀具進行滾道硬車，既能保證車削出 的滾道形狀、表面粗糙度符合設計要求，又可在滾道表面形成冷著硬化層起到提高迴轉支 承使用壽命的作用。
權利要求一種不對稱滾道的球式迴轉支承，其特徵是將球式迴轉支承的對稱滾道型式改為不對稱型滾道，滾道上下不對稱，內外圈滾道不對稱；不對稱滾道的具體結構參數是曲率比K(滾道與鋼球曲率半徑的比值，R/r)的取值範圍為1.02～1.08，接觸角α取值範圍為55°～65°，交角β取值範圍為10°～20°。
2. 如權利要求1所述的不對稱滾道的球式迴轉支承，其特徵是滾道的淬火硬度為57 62HRC。
專利摘要本實用新型公開了一種不對稱滾道的球式迴轉支承。該迴轉支承的滾道為不對稱型滾道，滾道上下不對稱，內外圈滾道不對稱，其具體結構參數是曲率比K(滾道與鋼球曲率半徑的比值，R/r)的取值範圍為1.02～1.08，接觸角α取值範圍為55°～65°，交角β取值範圍為10°～20°。根據上述具體結構參數，先採用數控車床對滾道進行半精加工，然後滾道淬火採用中頻感應淬火，淬火硬度為57～62HRC；最後應用數控滾道專用磨床對不對稱滾道進行成形磨削道。該迴轉支承能夠改善鋼球和滾道的接觸應力狀態，承載能力可提高35％。
文檔編號F16C19/02GK201487042SQ20092017221
公開日2010年5月26日 申請日期2009年5月22日 優先權日2009年5月22日
發明者侯書驍, 侯寧, 侯舒皓, 梅幫明, 許麗華 申請人:馬鞍山精一工程機械有限公司