一種四點－四列組合軸承的製作方法

2023-10-27 17:42:52

專利名稱：一種四點－四列組合軸承的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種四點-四列組合軸承，尤其適用於板帶、線材及型材軋機中軋輥支承用四點接觸球軸承與四列圓柱滾子軸承的組合軸承。
現有技術中常見的軋輥支承結構如


圖1所示，軋輥14的徑向支承靠四列圓柱滾子軸承1，而軸向則支承在軋輥固定端上的四點接觸球軸承2上，它承擔著軋輥的雙向軸向載荷。在軋輥的浮動端(即右端)則由深溝球軸承13支承，其外圈與軸承端蓋7之間留有間隙，在軋制時軋輥的軸向熱伸長不受阻礙。
四點接觸球軸承分為雙半外圈及雙半內圈兩種(風圖2及3)。當其端面壓緊後軸承內有一定的遊隙，在接觸角大於30°時其軸向遊隙與徑向遊隙之比為1-4∶1。當軸向力自右向左時，鋼球和內外溝道的接觸點為A、C兩點，而當軸向力自左向右時，鋼球和內外溝道的接觸點為B、D兩點。軸承在正常運轉和工作狀態下只能有兩點接觸或A、C兩點，或B、D兩點，四點接觸球軸承可以同時承受軸向力和徑向力。為了避免四點接觸球軸承和四列圓柱滾子軸承在同時承受徑向力時而產生幹涉現象，一般在設計時使四點接觸球軸承的外圈(或內圈)與箱體孔(或軸頸)留有間隙(在
圖1中為外圈與箱體孔留有間隙)，即只限四點接觸球軸承承受軸向力。
但在軋機實際生產過程中，四點接觸球軸承經常產生大量發熱、燒傷、膠合而失效，且經常發生軸承內圈與軋軸頸打滑而損壞軸頸，同時由於產生大量的熱而使四列圓柱滾子軸承也隨之失效的現象。因此，四點接觸球軸承的壽命最短的只能工作幾個班。
其原因主要是四點接觸球軸承在實際工作中除了承受軸向力Pa外(見圖4)，還同時受到了力矩M的作用。前面提到四點接觸球軸承在正常工作狀態下鋼球只能有兩點接觸，當軸向力Pa由右向左作用時，鋼球和內外溝道的接觸點為A、C兩點，但在受到如圖4所示的力矩M時，軸承箱體在力矩M作用下繞O點轉動，因而使鋼球和軸承的內外滾道在B、D兩點也同時接觸，所以在一個鋼球上形成了兩根旋轉軸線，這樣就產生了兩種可能性1，鋼球無法同時繞兩根軸線旋轉，軋輥旋轉時由於鋼球不轉而使軋輥軸頸與軸承內圈打滑；2，鋼球繞兩根軸線中接觸點壓力大的一根旋轉，而與另一根軸線上的兩接觸點打滑。
上述情況，元論是那一種打滑都會因摩擦而產生的大量熱量，使潤滑油脂變稀而流失，造成相互工作面拉毛，進而產生更大的摩擦熱的惡性循環，直至使軸承燒傷、膠合失效。
關於力矩M產生的因素分析1，四列圓柱滾子軸承的遊隙為C4，約為0.3mm左右，而四點接觸球軸承在壓緊後的遊隙很小，軸承箱相對於軋輥軸的歪斜抗力由四點接觸球軸承提供。
2，支承輥在垂直面上及水平面上的傾斜，以及圓柱滾子軸承的四列滾道上受力不均勻而使軸承箱轉動，從而在四點接觸球軸承上產生力矩。
3，工作輥在垂直面上及水平面上的傾斜(板形的調整)及其軸承箱端耳與軋機窗口端面的壓緊時，由於不垂直等原因都會在四點接觸球軸承上產生力矩。
以上原因及分析正是此種軸承在軋機上應用壽命低的根本原因。
本實用新型的目的就在於減少或消除作用於軋輥支承上四點接觸球軸承上的力矩，提高軸承使用壽命，進而提供一種四點-四列組合軸承。
本實用新型的目的是這樣實現的一種四點-四列組合軸承，尤其適用於板帶和線材、型材軋機中軋輥支承用四點接觸球軸承和四列圓柱滾子軸承的組合軸承，它包括四點接觸球軸承、四列圓柱滾子軸承、球面墊及密封圈組件等，其特徵是在四點接觸球軸承2的兩端各設有一對有油脂潤滑的球面墊4、4a，四點接觸球軸承2靠端面通過球面墊4、4a與四列圓柱流通子軸承1和軸承箱端蓋7壓緊，端蓋7上設有一組彈簧6，四列圓柱軸承1的右端設有帶一定彈性的密封圈組件5。
本實用新型的目的還可以由以下技術方案來進一步實現前述的組合軸承，四列圓柱滾軸承1的一個外圈9的端面作成外球面與四點接觸軸承2的一端作成內球面的外圈10之端面相接觸，且具有相同的球面半徑；同時一端具有內球面的球面墊11與四點接觸球軸承2的另一端作成外球面的外圈12之端面相接觸，同樣具有相同的球面半徑；此兩球面的球心為四點接觸球軸承2與四列圓柱滾子軸承1的軸線x-x上的一個點。
前述的組合軸承，密封圈組件5為在一具有一定彈性的外圈5A上裝有密封環5B，並用圓環5C及螺釘5D固定在外圈5A上，外圈5A上開有彈性槽5E，外圈5A上的一個端面具有錐面且錐面與垂直面的夾角α=2°-6°。
前述的組合軸承，球面墊4及4A中內外球面之一或兩者用錐面代替。
前述的組合軸承四列圓柱滾子軸承1的一個外圈9與四點接觸球軸承2的外圈10及外圈12與球墊圈11上的兩對內外球面之一或兩者用錐面代替。
前述的組合軸承，兩對球面的球心在四點接觸球軸承2和四列圓柱滾子軸承1的軸線x-x上的點為四列圓柱滾子軸承1的滾子對稱中心線y-y與軸線x-x上的交點O。
本實用新型的優點1，消除了作用在四點接觸球軸承上的力矩，大大提高了其壽命，也避免了由於四點接觸球軸承的損壞而造成的四列圓柱滾子軸承的失效。
2，增加了密封，有效地阻止了軋鋼時的冷卻水，氧化鐵粉、粉塵等進入軸承延長了軸承的壽命。
3，本實用新型軸承結構緊湊、使用方便。
下面結合說明書附圖及實施例對本實用新型作進一步的說明。
圖1為現有技術中軋機軋輥支承及軸承結構示意圖。
圖2為四點接觸球軸承的外圈為雙半外圈結構圖。
圖3為四點接觸球軸承的內圈為雙半內圈結構圖。
圖4為現有技術支承結構受力及產生矩M之分析圖。
圖5為本實用新型的四點-四列組合軸承結構圖之一。
圖6為本實用新型的四點-四列組合軸承結構圖之二。
實施例實施例一，見圖5，在圖中的四點接觸球軸承2的左右兩端各設有一對有油脂潤滑的球面墊4及4a，每對球面墊中內球面墊4與外球面墊4a相互接觸，並其有相同的球面半徑。這樣四點接觸球軸承(簡稱四點球軸承，下同)靠端面通過球面墊4及4a與四列圓柱滾子軸承1和軸承箱蓋7壓緊，其壓緊力由密封圈組件5中開有彈性槽5E的、有一定彈性的外圈5A控制。當四點球軸承受力矩作用時，通過球面墊4及4a的相對轉動而減小或消除此力矩。兩端的球面墊4及4a的球心在四點球軸承2和四列圓柱滾子軸承1的軸心線x-x上的一個點，本實施側為四列圓柱滾子的對稱中心線y-y與軸線x-x的交點O。
在組合軸承中，於四列圓柱滾子軸承的一端(本實施例為右端)，設有帶一定彈性的密封圈組件5，它一方面控制四點球軸承與四列圓柱滾子軸承和軸承箱蓋間的壓緊力，同時也起到軸承的密封作用。密封圈組件5為具有一定彈性的外圈5A上裝有密封環5B，密封環與圓環5C一起用螺釘5D固定在外圈5A上，外圈5A上開有彈性糟5E，外圈5A的一端面類似於碟形彈簧，其端面為一錐面，該錐面與垂直面的夾角α=2°-6°。它保證了球面墊間既有一定的壓緊力以不妨礙轉動，並能在承受自左向右的較大軸乘務員向力時有足夠的剛性。
此外，在軸承箱端蓋7上設有一組彈簧6，裝於端蓋7上的相應孔中，一般情況下軸承箱端蓋7與球面墊之一的4直接接觸，當有自左向右的較大軸向力時，密封圈組件5上的具有一定彈性的外圈5A被壓緊，四點球軸承2的雙半外圈間將出現間隙，彈簧6的作用是將它們重新壓緊。
實施例二與實施例一基本相同，不同處於在於四點球軸承2的兩端處的球面墊中4及4a內外球面(或稱凹凸球面，下同)之一或兩者為圓錐面，其它結構相同。
實施例三見圖6，圖中右半部分結構與作用原理與圖5實施例一相同，其不同處為在組合軸承中四列圓柱滾子軸承1之一的外圈9的端面(也即軸承1的左端)為外球面形式，它與四點球軸承2的作成具有內球面的半外圈10相接觸，它們之間具有相同的球面半徑。同時四點球軸承的另一半外圈12左端作成具有外球面的形式，它與右端具有內球面的球面墊圈11相接觸，兩者之間也具有相同的球面半徑。
上述兩對球面的球心為四點接角球軸承2與四列圓柱滾子軸承1的軸線x-x上的一個點，本實施例為四列圓柱滾子的對稱中心x-x與前述軸線x-x上的交點O。
實施例四與前述圖6的實施例三基本相同，惟四列圓柱滾子軸1的外圈之一，即外圈9的左端之外球面與四點球軸承的一半外圈10的內球面以及四點球軸承之另一半帶外球面的外圈12與帶內球面的球面墊圈11之內外球面之一作成圓錐面，或兩者均為圓錐面。
此外前述實施例一及二中，四點接觸球軸承2的內圈14可以加長與一個內隔圈15製成一體(見圖5)。
在實施例三及四中，四列圓柱滾子軸承1的內圈3可以加長至密封圈組件5處，與組件5的右端面對齊。
權利要求1，一種四點-四列組合軸承，尤其適用於板帶和線材、型材軋輥支承用四點接觸球軸承和四列圓柱滾子軸承的組合軸承，它包括四點接觸球軸承、四列圓柱滾子軸承、球面墊及密封圈組件等，其特徵是在於四點接觸軸承(2)的兩端各設有一對有油脂潤滑的球面墊(4)、(4a)，四點接觸球軸承(2)靠端面通過球面墊(4)、(4a)與四列圓柱滾子軸承(1)和軸承箱端蓋(7)壓緊，端蓋(7)上設有一組彈簧(6)，四列圓柱滾子由承(1)的右端設有帶一定彈性的密封圈組件(5)。
2，按權利要求1所述的組合軸承，其特徵是四列圓柱滾子軸承(1)的一個外圈(9)的端面作成外球面與四點接觸球(2)的一端作成內球面的外圈(10)之端面相接觸，且具有相同的球面半經同時一端具有內球面的球面墊圖(11)與四點接觸球軸承(2)的另一端作成外球面的外圈(12)之端面相接觸，同樣具有相同的球面半徑；此兩球面的球心為四點接觸球軸承(2)與四列圓柱滾子軸承(1)的軸線x-x上的一個點。
3，根據權利要示1所述的組合軸承，其特徵是密封圈組件(5)為一在具有一定彈性的外圈(5A)上裝有密封環(5B)，並用圓環(5C)及螺釘(5D)固定在外圈(5A)上，外圈(5A)上開有彈性槽(5E)，外圈(5A)一個端面具有錐面，且錐面與垂直面的夾角α=2°-6°。
4，根據權利要求1所述的組合軸承，其特徵是球面墊(4)及(4a)中內外兩球面之一或兩者用圓錐面代替。
5，根據權利要求1、2所述的組合軸承，其特徵是四列圓柱滾子軸承(1)的一個外圈(9)與四點接觸軸承(2)的外圈(10)及外圈(12)與球面墊圈(11)上的兩對內外球面中之一或兩者用圓錐面代替。
6，根據權利要求1-4所述的組合軸承，其特徵在於兩對球面的球心在四點接觸球軸承(2)和四列圓柱滾子軸承(1)的軸線x-x上的點為四列圓柱滾子軸承(1)滾子對稱中心線y-y與x-x上交點o。
7，根據權利要求1所述的組合軸承，其特徵在於四點接觸球軸承(2)的內圈(14)為延長形式，它與內隔圈(15)之一作成一體。
8，要據權利要求1、2所述的組合軸承，其特徵在於四列圓柱滾子軸承(1)的內圈(3)向右加長與密封圈組件(5)之右端相齊。
專利摘要本實用新型涉及一種四點－四列組合軸承,尤其適用於軋機中軋輥支承用的組合軸承,它包括四點接角球軸承、四列圓柱滾子軸承球面墊及密封圈組件等,其特徵在於四點接觸球軸承2的兩端各設有一對有油脂潤滑的球面墊4、4a,四點接觸球軸承靠端面通過球面墊4、4a與四列圓柱滾子軸承1和軸承箱端蓋7壓緊,端蓋7上設有一組彈簧6,四列圓柱滾子軸承的右端設有帶一定彈性的密封圈組件5。
文檔編號B21B31/07GK2314870SQ97249439
公開日1999年4月21日 申請日期1997年11月18日 優先權日1997年11月18日
發明者劉爾膺, 智建國, 許思源, 席麗麗 申請人:北京軸承研究所