一種具有單列球面滾動體的球面滾動軸承的製作方法

2023-12-02 05:58:21 1

專利名稱：一種具有單列球面滾動體的球面滾動軸承的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種滾動軸承，具體講是一種適用於球磨機的具有單列球面滾動體的球面滾動軸承，該單列球面滾動體的球面滾動軸承也同樣適用於棒磨機與自磨機。
背景技術：
現有的球磨機用軸承，由節能環保的滾動軸承代替傳統的滑動軸承，已是行業內正在大力推廣的一項節能環保技術，也是未來球磨機用軸承的必然發展趨勢。球磨機用軸承，要求應具有較大的疲勞壽命及較好的調心性能。目前所用滾動軸承，主要有兩種結構一種是具有雙列球面滾動體的球面滾動軸承，另一種是外圈外表面具有外球面的雙列圓柱滾子軸承。由於上述軸承結構較為複雜，且體積較大，與之配套安裝的軸承座及相關部件較大，製造成本高，不便安裝。更不利於此項節能環保技術的推廣。

發明內容
為了克服現有技術中存在的球磨機滾動軸承結構複雜、成本高，體積大，安裝不便等缺陷，本發明的目的是提供一種能使球磨機實現節能環保，結構簡單，成本低，安裝及拆卸方便的單列球面滾動體的球面滾動軸承。
為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案一種具有單列球面滾動體的球面滾動軸承，它包括多個球面滾動體，包覆於多個球面滾動體的球面滾道、保持多個該球面滾動體在該球面滾道上運轉的保持架座、保持架蓋與支柱，其特徵在於所述球面滾道分設為球面滾道外圈與球面滾道內圈，球面滾道外圈的內表面與球面滾道內圈的外表面形狀均與所述球面滾動體的外表面形狀相匹配，所述球面滾道內圈的內孔表面形狀與所安裝的球面滾動軸承的磨機中空軸的形狀相匹配；所述球面滾動體分別嵌裝於所述保持架座和保持架蓋對應的兜孔內，所述支柱設於相鄰兩個所述球面滾動體之間，該支柱的兩端分別與所述保持架座內端和保持架蓋內端連接。
上述球面滾道內圈的內孔表面形狀為圓柱面或圓錐面中一種。
上述的球面滾道外圈及球面滾道內圈為整體構成。
上述的球面滾道外圈與球面滾道內圈也可以設為分體構成，即將球面滾道外圈及球面滾道內圈分別截成兩個半圓環狀，其中球面滾道外圈的截口形狀為V形，球面滾道內圈的截口形狀為斜面；位於球面滾動體兩端外側的球面滾道內圈外表面上分別開有1列凹槽，其內嵌裝有用於鎖定該球面滾道內圈的卡緊圈，該卡緊圈為180°的兩個半圓環狀，其兩端相接處由緊固螺釘固定連接。
上述的支柱兩端分別與保持架座和保持架蓋焊接或鉚接；還可以將該支柱與保持架座相接的一端加工成螺紋狀，將保持架座的內孔加工成螺孔狀，支柱螺紋端與保持架座螺孔端螺接，支柱與保持架蓋相接的另一端為焊接或鉚接。
為了方便該滾動軸承的裝卸起吊，也便於潤滑保養，在上述的球面滾道外圈的外表面開設有2列潤滑油槽，每列潤滑油槽內設有螺紋孔。
本發明採用如上技術方案，其有益效果如下1、本發明設計的具有單列球面滾動體的球面滾動軸承，包括多個滾動體、包覆於多個球面滾動體上的球面滾道、保持多個該球面滾動體在該球面滾道上運轉的保持架座、保持架蓋與支柱，球面滾道分設為球面滾道外圈與球面滾道內圈；其中，球面滾道外圈、球面滾道內圈、保持架座與保持架蓋可整體設置，也可以根據需要分體設置；分體設置指將球面滾道外圈、球面滾道內圈、保持架座與保持架蓋一分為二，截斷成二個可對接上的半圓環結構；與現有技術中採用的雙列球面滾動體滾動軸承或雙列圓柱球面滾動體滾動軸承相比其一，在同一安裝空間內，單列球面滾動軸承的額定動載荷最大，其疲勞壽命最長。其二，在一定的疲勞壽命條件下，單列球面滾動軸承所需要的有效空間最小，單列滾動軸承所用的原材料最少，軸承零件最少，軸承座與其相關零部件也最小，可降低滾動軸承及軸承座製造、安裝、運輸成本15％～25％。其三，其結構簡單，安裝靈活且便於維修，可滿足在中空軸外側與筒體之間有難以拆卸部件或特大型球磨機時，對其軸承安裝的特殊要求。
2、本發明中的支柱安裝於相鄰兩個球面滾動體之間，其兩端分別與保持架座和保持架蓋焊接或螺紋連接，增強了該單列球面滾動體的滾動軸承抗衝擊性，解決了現有技術中支柱由球面滾動體中心穿設，當衝擊過大時，易導致支柱兩端連接的焊點、鉚接或螺接點斷裂的缺陷。
3、本發明的滾動軸承與現有技術相比，摩擦力矩最小，其節能效果顯著。如與滑動軸承相比，滑動軸承的摩擦力矩與本發明滾動軸承的摩擦力矩之比約為55∶1(0.1∶0.0018)；滾動軸承總摩擦力矩M是由與軸承負荷無關的摩擦力矩Mo及與隨軸承負荷大小不同而變的摩擦力矩M1組合而成；Mo與M1皆與滾動軸承內徑d和外徑D的平均值成正比，即M∝0.5*(d+D)。在相同疲勞壽命要求條件下，本發明滾動軸承的外形尺寸(即內徑、外徑尺寸、寬度尺寸)最小，重量最輕，其滾動軸承的保持架結構較現有技術中軸承的保持架結構相比，球面滾動體與保持架之間摩擦最小。在相同的外力作用下，因其滾動軸承自身重量最小，所以該滾動軸承所受自身重力與外力的合力最小。另外，現有技術中的滾動軸承採用具有外球面的雙列圓柱滾子軸承，其外表面與軸承座內表面工作時為滑動摩擦，摩擦阻力較大。故此，本發明的滾動軸承克服摩擦力矩所消耗的電能最小，可節電達10～15％。


圖1為本發明整體結構剖面視2為圖1的A-A向剖面視3為本發明分體結構剖面視4為圖3的B-B向剖面視5為圖3的C向外圈向視圖具體實施方式
如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本發明具有單列球面滾動體的球面滾動軸承包括多個球面滾動體3，包覆於該球面滾動體3的球面滾道、保持球面滾動體在該球面滾道上運轉的保持架座4、保持架蓋5與支柱6，球面滾道分別為球面滾道外圈1與球面滾道內圈2；球面滾道外圈1的內表面與球面滾道內圈2的外表面形狀均與球面滾動體3的外表面形狀相匹配，球面滾道內圈2的內孔表面形狀與所安裝的磨機中空軸形狀相匹配，一般為圓柱面或圓錐面；球面滾動體3設有多個，其大小相同，這些球面滾動體兩端分別嵌裝於保持架座4與保持架蓋5對應的兜孔內；支柱6設置於相鄰兩個球面滾動體3之間，支柱6兩端分別與保持架座4及保持架蓋5連接；支柱6與保持架座4連接的一端，連接方式可以採用焊接、鉚接或螺接；螺接是指在支柱6與保持架座4相接的一端開設螺紋，在保持架座4相接的一端開設成螺紋孔，支柱6的螺紋端與保護架座4的螺紋孔螺旋固定；支柱6與保持架蓋5的另一端的連接為焊接或鉚接。
本發明具有單列球面滾動體的球面滾動軸承還可以設置成分體式的球面滾動軸承，分體式的球面滾動軸承是將球面滾道外圈1、球面滾道內圈2、保持架座4與保持架蓋5分別一分為二，對扣安裝於磨機的中空軸上，為了將兩個半體的球面滾道內圈2固定在該中空軸上，在球面滾動體3外側的球面滾道內圈2外表面上開設2列凹槽，其內嵌裝有半環狀的卡緊圈7，卡緊圈7的兩端相接處由緊固螺釘8固定。
本發明的工作原理如下磨機用滾動軸承的疲勞壽命與滾動軸承的額定動載荷的指數(10/3)關係成正比，即滾動軸承的額定動載荷越大，疲勞壽命也就越長。在同一條件的安裝空間內，單列球面滾動軸承的額定動載荷最大，其疲勞壽命最長。在一定的疲勞壽命條件下，單列球面滾動軸承所需的有效空間最小，因而，單列球面軸承的所用原材料最少，軸承零件最少，軸承座及其相關零部件也最小，故其成本最低。
以下通過具體實施例對本發明技術方案作進一步說明實施例一如圖1、圖2所示，單列球面滾動體的球面滾動軸承設計為整體結構，其中設置有由球面滾道外圈1與球面滾道內圈2構成的球面滾道、球面滾動體3、保持架座4、保持架蓋5、支柱6；球面滾道外圈1、球面滾道內圈2、保持架座4、保持架蓋5分別為整體部件。
在安裝時，先將球面滾道內圈2套設於該球磨機的中空軸上，球面滾道內圈2內孔貼設於中空軸外表面，中空軸為錐柱狀，該球面滾道內圈2內孔也設為錐柱狀；若中空軸為圓柱狀時，該球面滾道內圈2內孔也要設為圓柱狀；在球面滾道內圈2的外表面沿徑向兩端分別裝有保持架座4與保持架蓋5，保持架座4與保持架蓋5上分別設有多個相互對應的兜孔，多個球面滾動體3的兩端分別置於保持架座4和保持架蓋5的兜孔內；支柱6安裝於相鄰兩個球面滾動體3之間，支柱6的一端固接於保持架座4相鄰的兩個兜孔之間，另一端固接於保持架蓋5相鄰的兩個兜孔之間，支柱6兩端的固接方式採用焊接或鉚接；支柱6與保持架座4相接的一端還可以採用螺接方式，即在支柱6上開設螺紋，與其對應連接的保持架座4上開有螺孔，支柱6與保持架座4螺接固定，支柱6與保持架蓋5相接的一端仍為焊接或鉚接。
在軸承安裝時，為使本發明滾動軸承的球面滾道能夠平穩、準確地安裝到軸承座內，也為了使注入的潤滑劑能夠均勻進入軸承內，潤滑更加充分，在球面滾道外圈1的外表面上設有2列潤滑油槽9，每列潤滑油槽9內設有1個注油用的螺紋孔。
實施例二如圖3、圖4、圖5所示，當在中空軸外側與磨機筒體之間有難以拆卸的部件、或特大型球磨機安裝軸承有特殊要求時，具有單列球面滾動體的滾動軸承設計為分體結構。
分體結構的球面滾動軸承設置有球面滾道外圈1、球面滾道內圈2、球面滾動體3、保持架座4、保持架蓋5、支柱6、卡緊圈7與緊固螺釘8；其中，球面滾道外圈1、球面滾道內圈2、保持架座4、保持架蓋5與鎖定內圈的卡緊圈7均一分為二，截斷為兩個可對接上的半圓環結構；其中，球面滾道外圈1的截斷面為V形面10，球面滾道內圈2的截斷面為斜面11；球面滾道內圈2的寬度大於球面滾道外圈1的寬度；相對於球面滾動體3兩端外側的球面滾道內圈2的外表面上分別開有1列凹槽，卡緊圈7嵌裝於該凹槽內，卡緊圈7兩端接口處由緊固螺釘8固定連接。固定卡緊圈7的凹槽不限於上述位置，只要是避開球面滾動體3的兩端外側任一位置均可設置。
安裝時，將兩個半圓環體的球面滾道內圈2對扣在該球磨機的中空軸上，球面滾道內圈2內孔貼設於中空軸外表面，兩個半環體的球面滾道內圈2通過斜向截斷面11準確對接，再將卡緊圈7嵌套於凹槽內，卡緊圈7兩端的相接處由高強度緊固螺釘8固定，為了保證緊固螺釘8在磨機工作時不受震動和衝擊力的影響，在緊固螺釘8上還要裝上防松墊圈。球面滾道內圈2的內孔形狀與所安裝的中空軸形狀相匹配，如中空軸為錐柱狀，該球面滾道內圈2內孔設為錐柱狀；若中空軸為圓柱狀時，該球面滾道內圈2內孔也要設為圓柱狀。
在球面滾道內圈2的外表面兩側分別相對安裝有分體的保持架座4與分體的保持架蓋5，保持架座4與保持架蓋5相對應的位置為多個兜孔，多個球面滾動體3兩端分別置於保持架座4和保持架蓋5對應的兜孔內；支柱6安裝於相鄰兩個球面滾動體3之間，支柱6的一端固接於保持架座4相鄰的兩個兜孔之間，另一端固接於保持架蓋5相鄰的兩個兜孔之間，支柱6兩端分別與保持架座4和保持架蓋5連接；連接方式有兩種，一種是支柱6兩端分別與保持架座4及保持架蓋5焊接或鉚接；另一種是將支柱6與保持架座4相接的一端開有螺紋，相對連接的保持架座4上開有螺孔，支柱6的螺紋端與保持架座4的螺孔螺接固定，支柱6與保持架蓋5相接的一端為焊接或鉚接。
最後，將兩個半圓環體的球面滾道外圈1對裝在多個球面滾動體的外表面，兩個半圓環體的球面滾道外圈1通過V型截斷面10準確對接；在球面滾道外圈1的外表面上設有2列潤滑油槽9，每列潤滑油槽9內設有1個注油用的螺紋孔，該螺紋孔即可往該軸承內均勻注入潤滑劑，又能保證本發明球面滾動軸承的球面滾道外圈1通過該螺紋孔作為起吊孔能夠平穩、準確地安裝到軸承座內。
上述保持架座4、保持架蓋5、支柱6與球面滾動體3置於球面滾道內圈2與球面滾道外圈1之間。從以上安裝緊固軸承的措施可以看出，分體結構的單列球面滾動軸承，在磨機正常工作時，與整體結構單列球面滾動軸承使用性能相同，對磨機振動，磨料時球料的打擊等不會產生任何影響，而且更便於安裝和拆卸。
支柱6固定在相鄰兩個球面滾動體3之間，支柱6兩端分別與保持架座4及保持架蓋5焊接或鉚接，可使支柱6的可靠性極大提高，但因支柱6與保持架座4內側表面均有較高的垂直度，與支柱6相配合的保持架座4的相接孔要求具有較高的加工精度。
如果支柱6與保持架座4相接端採用螺紋連接的方式，雖因支柱6的螺紋根部強度較弱，其與保持架座4螺接的可靠性較支柱6與保持架座4焊接或鉚接的可靠性低，但支柱6與保持架座4採用螺紋連接，較易達到支柱6與保持架座4內側表面所要求的垂直度，故更易於加工。
實例一臺自磨機，電機功率800千瓦，磨機總重160噸，裝載量70噸，轉速16.5轉/分。採用本發明的技術方案，進料端採用實施例一的整體結構單列球面滾動軸承，出料端採用實施例二的分體結構單列球面滾動軸承，軸承內徑d＝2060mm，軸承外徑D＝2500mm，軸承寬度B，整體結構B＝180mm，分體結構B＝380mm，球面滾道內圈的內孔為圓錐面，錐度1∶60，動載荷Cr＝8500kN，靜載荷Cor＝33000kN。在滿足技術要求的安裝和工作條件下，投入使用後得到了較為理想的效果節電13％球磨機運轉正常，每三個月注次潤滑脂。較現有的技術方案，成本降低20％。在充分考慮球磨機工作特點的基礎上，通過嚴密理論推算，軸承使用壽命可達8年以上。
權利要求
1.一種具有單列球面滾動體的球面滾動軸承，它包括多個球面滾動體，包覆於多個球面滾動體上的球面滾道、保持多個球面滾動體在所述球面滾道上運轉的保持架座、保持架蓋與支柱，其特徵在於所述球面滾道分設為球面滾道外圈(1)與球面滾道內圈(2)，球面滾道外圈(1)的內表面與球面滾道內圈(2)的外表面形狀均與所述球面滾動體(3)的外表面形狀相匹配，所述球面滾道內圈(2)的內孔表面形狀與所安裝的磨機中空軸的形狀相匹配；所述球面滾動體(3)嵌裝於所述保持架座(4)和保持架蓋(5)對應的兜孔內，所述支柱(6)設於相鄰兩個所述球面滾動體(3)之間，該支柱(6)的兩端分別與所述保持架座(4)內端和保持架蓋(5)內端連接。
2.如權利要求1所述具有單列球面滾動體的球面滾動軸承，其特徵在於所述球面滾道外圈(1)及所述球面滾道內圈(2)為整體構成。
3.如權利要求1所述具有單列球面滾動體的球面滾動軸承，其特徵在於所述球面滾道外圈(1)及所述球面滾道內圈(2)為分體構成，各截成180°的兩個半圓環狀，所述分體構成的球面滾道內圈(2)的寬度大於所述球面滾道外圈(1)的寬度。
4.如權利要求3所述具有單列球面滾動體的球面滾動軸承，其特徵在於位於所述球面滾動體(3)兩端外側的所述球面滾道內圈(2)的外表面上開有凹槽，凹槽內嵌裝有鎖定球面滾道內圈(2)的卡緊圈(7)，該卡緊圈(7)為180°的兩個半圓環狀，其相接處由緊固螺釘(8)固定連接。
5.如權利要求1或2或3或4所述具有單列球面滾動體的球面滾動軸承，其特徵在於所述球面滾道內圈(2)的內孔表面形狀為圓柱面或圓錐面中一種。
6.如權利要求5所述具有單列球面滾動體的球面滾動軸承，其特徵在於所述支柱(6)兩端與所述保持架座(4)及所述保持架蓋(5)的連接為焊接或鉚接。
7.如權利要求5所述具有單列球面滾動體的球面滾動軸承，其特徵在於所述支柱(6)與所述保護架座(4)相接的一端設有螺紋，與該螺紋端相接的保持架座(4)一端設有螺紋孔，所述支柱(6)與所述保護架座(4)相接的一端為螺接，支柱(6)與所述保持架蓋(5)的另一端為焊接或鉚接。
8.如權利要求1或2或3或4所述具有單列球面滾動體的球面滾動軸承，其特徵在於所述球面滾道外圈(1)的外表面開設有2列潤滑油槽，每列潤滑油槽(9)內設有螺紋孔。
9.如權利要求6所述具有單列球面滾動體的球面滾動軸承，其特徵在於所述球面滾道外圈(1)的外表面開設有2列潤滑油槽，每列潤滑油槽(9)內設有螺紋孔。
10.如權利要求7所述具有單列球面滾動體的球面滾動軸承，其特徵在於所述球面滾道外圈(1)的外表面開設有2列潤滑油槽，每列潤滑油槽(9)內設有螺紋孔。
全文摘要
本發明公開了一種具有單列球面滾動體的球面滾動軸承，包括多個球面滾動體、包覆於多個球面滾動體上的球面滾道、保持多個球面滾動體在球面滾道上運轉的保持架座、保持架蓋與支柱，其特徵為球面滾道分設球面滾道外圈與球面滾道內圈，球面滾道外圈的內表面與球面滾道內圈的外表面形狀均與球面滾動體的外表面形狀相匹配；球面滾道內圈的內孔表面形狀與所安裝的球面滾動軸承的中空軸的外表面形狀相匹配；多個球面滾動體分別嵌裝於保持架座和保持架蓋對應的兜孔內，支柱設於相鄰兩個球面滾動體之間，該支柱兩端分別與保持架座和保持架蓋連接。其結構緊湊，拆裝方便，製造、安裝成本降低15％～25％；節電效果達10％～15％；適用球磨機、棒磨機與自磨機；易於推廣實施。
文檔編號F16C33/58GK101025191SQ20071006522
公開日2007年8月29日 申請日期2007年4月6日 優先權日2007年4月6日
發明者王德惠 申請人:王德惠