CN102878206A - 母线分段对称凸度圆锥滚子及终磨方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轴承滚子制造领域，目的是提供一种轴承的温升、振动、噪声较低和轴承使用寿命较长及能满足并提高加工质量的母线分段对称凸度圆锥滚子及终磨方法。一种母线分段对称凸度圆锥滚子，所述的母线分段对称凸度圆锥滚子的母线包括中凸线和两段端凸线；所述的端凸线的曲率半径小于中凸线的曲率半径；所述的中凸线的两端各与一段端凸线的一端光滑连接。用修成具有与母线分段对称凸度圆锥滚子的母线相对应的凹形的砂轮进行终磨。该母线分段对称凸度圆锥滚子边缘压力分散利于形成弹性流体润滑且轴承的温升、振动、噪声较低和轴承使用寿命较长且终磨方法能满足并提高母线分段对称凸度圆锥滚子的加工质量。
Description
技术领域
本发明涉及轴承滚子制造领域，尤其是一种边缘压力分散利于形成弹性流体润滑且轴承的温升、振动、噪声较低和轴承使用寿命较长及能满足并提高圆锥滚子凸度的加工质量的母线分段对称凸度圆锥滚子及终磨方法。
背景技术
圆锥滚子是圆锥滚子轴承的重要配套件，为了提高圆锥滚子及圆锥滚子轴承的使用寿命，降低圆锥滚子两端的边缘应力是主要方法；经试验分析，直母线的圆锥滚子的弹流压力分布在滚子两端存在压力峰，并在滚子表层有应力集中现象；为此，将圆锥滚子母线加工成凸形而形成"凸度"是已经被业内公认了的正确的方法；中国专利公告号CN 2934723的实用新型公开了一种新型圆锥滚子轴承，具有轴承外圈、内圈、一组滚子和保持架；其轴承外圈设置有呈对数母线的外圈滚道与呈对数母线的滚子接触，其滚子与轴承内圈设置呈对数母线的内圈滚道接触，其轴承外圈与轴承内圈之间设有保持架。该新型圆锥滚子轴承的滚子呈凸度对数母线，在两端区域的压力峰和应力集中虽有所改善，在滚子的两端区域能形成较小厚度的油膜，其不足之处是：圆锥滚子边缘压力仍较大不利于形成弹性流体润滑且轴承的温升、振动、噪声较高和轴承使用寿命较短；圆锥滚子凸度加工质量的高低直接影响圆锥滚子轴承的精度和使用寿命；中国专利公告号CN 2761358的发明公开了一种用于加工对数曲线圆锥滚子超精辊修磨的靠模板，其由左、中、右三段模板连接构成，三段模板的连接部位高度一致，底部在同一水平线上，中段模板为长方形直板，左段模板的上端边向左上方具有一倾斜角度α，右端模板的上端边向右下方具有一倾斜角度α1。该运用靠模板的加工方法存在靠模板易磨损和机械传递中累积误差较大影响圆锥滚子凸度加工质量的不足；也有运用超精的方法加工圆锥滚子凸度的，其不足之处是，当滚子直径较小即滚子凸度量要求较小时尚可基本满足工艺要求，当滚子直径较大即滚子凸度量要求较大时，超精加工很难满足圆锥滚子凸度的加工质量；为了克服目前的凸度圆锥滚子存在边缘压力仍较大不利于形成弹性流体润滑且轴承的温升、振动、噪声较高和轴承使用寿命较短的不足和圆锥滚子的加工方法存在很难满足圆锥滚子凸度的加工质量的不足，因此，设计一种边缘压力分散利于形成弹性流体润滑且轴承的温升、振动、噪声较低和轴承使用寿命较长及能满足并提高圆锥滚子凸度的加工质量的母线分段对称凸度圆锥滚子及终磨方法，成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服目前的凸度圆锥滚子存在边缘压力仍较大不利于形成弹性流体润滑且轴承的温升、振动、噪声较高和轴承使用寿命较短的不足和圆锥滚子的加工方法存在很难满足圆锥滚子凸度的加工质量的不足，提供一种边缘压力分散利于形成弹性流体润滑且轴承的温升、振动、噪声较低和轴承使用寿命较长及能满足并提高圆锥滚子凸度的加工质量的母线分段对称凸度圆锥滚子及终磨方法。
本发明的具体技术方案是：
一种母线分段对称凸度圆锥滚子，所述的母线分段对称凸度圆锥滚子的母线包括中凸线和两段端凸线；所述的端凸线的曲率半径小于中凸线的曲率半径；所述的中凸线的两端各与一段端凸线的一端光滑连接。端凸线的曲率半径小于中凸线的曲率半径，能加厚母线分段对称凸度圆锥滚子的两端区域的油膜厚度使弹流润滑状态得到改善；该母线分段对称凸度圆锥滚子边缘压力分散利于形成弹性流体润滑且轴承的温升、振动、噪声较低和轴承使用寿命较长。
作为优选，所述的中凸线和两段端凸线均为对数曲线或均为圆弧修正曲线。常用曲线，方便CNC数控磨床编程加工。
作为优选，所述的端凸线与中凸线在母线分段对称凸度圆锥滚子的轴线上的投影长度之比为2：3至2：7。经试验降低温升、振动和噪声效果较好。
所述的终磨设备为具有砂轮驱动装置、金刚石滚轮驱动装置和电磁吸盘的电磁吸盘驱动装置的CNC数控磨床；所述的砂轮驱动装置与床身固定连接；金刚石滚轮驱动装置和电磁吸盘驱动装置分别位于砂轮驱动装置的相对两侧并分别通过导轨与床身滑动连接。
所述的母线分段对称凸度圆锥滚子的终磨方法，
a. 把砂轮和切入式成型金刚石滚轮分别装在CNC数控磨床具有的砂轮驱动装置和金刚石滚轮驱动装置上；
b. 金刚石滚轮驱动装置移动切入式成型金刚石滚轮到与砂轮相对；砂轮驱动装置带动砂轮转动，金刚石滚轮驱动装置驱动切入式成型金刚石滚轮沿CNC数控磨床设定的轨迹将砂轮的磨削面修成与母线分段对称凸度圆锥滚子的母线相对应的凹形；
c. 用 CNC数控磨床具有的电磁吸盘驱动装置带有的电磁吸盘吸住已精磨外周的母线分段对称凸度圆锥滚子的大端，并用电磁吸盘带有的前支撑块和后支撑块分别贴靠支撑住母线分段对称凸度圆锥滚子的下半周的前侧和后侧；
d. 金刚石滚轮驱动装置移开切入式成型金刚石滚轮，砂轮驱动装置带动砂轮转动，电磁吸盘驱动装置移动电磁吸盘使母线分段对称凸度圆锥滚子与具有与母线分段对称凸度圆锥滚子的母线相对应的凹形的砂轮相对；电磁吸盘驱动装置驱动电磁吸盘带动母线分段对称凸度圆锥滚子转动并切入砂轮，砂轮对母线分段对称凸度圆锥滚子的外周进行终磨加工。
该母线分段对称凸度圆锥滚子加工时，切入式成型金刚石滚轮沿CNC数控磨床设定的轨迹将砂轮的磨削面修成与母线分段对称凸度圆锥滚子的母线相对应的凹形，与传统的单点金刚石笔修整砂轮相比，生产效率大幅度提高；砂轮驱动装置带动砂轮转动并切入母线分段对称凸度圆锥滚子的外周的前侧进行外周终磨加工，加工出的零件表面质量和精度更高，且对操作工人的技术要求不高，加工的产品精度一致性好，质量稳定，降低制造成本，容易实现磨削加工自动化。该母线分段对称凸度圆锥滚子的终磨方法，能满足圆锥滚子凸度的加工质量的母线分段对称凸度圆锥滚子及终磨方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：一．该母线分段对称凸度圆锥滚子边缘压力分散利于形成弹性流体润滑且轴承的温升、振动、噪声较低和轴承使用寿命较长。二．常用曲线，方便CNC数控磨床编程加工。三．端凸线与中凸线在母线分段对称凸度圆锥滚子的轴线上的投影长度之比为2：3至2：7，经试验降低温升、振动和噪声效果较好。四. 该母线分段对称凸度圆锥滚子的终磨方法，能满足并提高母线分段对称凸度圆锥滚子的加工质量。
附图说明
图1是本发明的母线分段对称凸度圆锥滚子的结构示意图；
图2是图1的母线分段对称凸度圆锥滚子终磨加工的示意图。
图中：母线分段对称凸度圆锥滚子-1、母线-11、中凸线-111、端凸线-112、砂轮-2、电磁吸盘-3、前支撑块-31、后支撑块-32、切入式成型金刚石滚轮-4、砂轮驱动装置-5、金刚石滚轮驱动装置-6、电磁吸盘驱动装置-7、床身-8。
具体实施方式
下面结合附图所示对本发明进行进一步描述。
如附图1、附图2所示：一种母线分段对称凸度圆锥滚子1，所述的母线分段对称凸度圆锥滚子1的母线11包括中凸线111和两段端凸线112；所述的端凸线112的曲率半径小于中凸线111的曲率半径；所述的中凸线111的两端各与一段端凸线112的一端光滑连接；所述的中凸线111和两段端凸线112均为对数曲线或均为圆弧修正曲线；所述的端凸线112与中凸线111在母线11段凸度圆锥滚子1的轴线上的投影长度之比为2：3至2：7；本实施例中，所述的中凸线111的两端各与一段端凸线112的一端相切；所述的中凸线111和两段端凸线112均为对数曲线；所述的端凸线112与中凸线111在母线分段对称凸度圆锥滚子1的轴线上的投影长度之比为2：5。端凸线112的曲率半径小于中凸线111的曲率半径，能加厚母线分段对称凸度圆锥滚子1的两端区域的油膜厚度使弹流润滑状态得到改善。
所述的终磨设备为具有砂轮驱动装置5、金刚石滚轮驱动装置6和带有电磁吸盘3的电磁吸盘驱动装置7的CNC数控磨床；所述的砂轮驱动装置5与床身8螺钉连接；金刚石滚轮驱动装置6和电磁吸盘驱动装置7分别位于砂轮驱动装置5的相对两侧并分别通过导轨与床身8滑动连接。
所述的母线分段对称凸度圆锥滚子的终磨方法，
a. 把砂轮2和切入式成型金刚石滚轮4分别装在CNC数控磨床具有的砂轮驱动装置5和金刚石滚轮驱动装置6上；
b. 金刚石滚轮驱动装置6移动切入式成型金刚石滚轮4到与砂轮2相对；砂轮驱动装置5带动砂轮2转动，金刚石滚轮驱动装置6驱动切入式成型金刚石滚轮4沿CNC数控磨床设定的轨迹将砂轮2的磨削面修成与母线分段对称凸度圆锥滚子1的母线11相对应的凹形；
c. 用 CNC数控磨床具有的电磁吸盘驱动装置7带有的电磁吸盘3吸住已精磨外周的母线分段对称凸度圆锥滚子1的大端，并用电磁吸盘3带有的前支撑块31和后支撑块32分别贴靠支撑住母线分段对称凸度圆锥滚子1的下半周的前侧和后侧；
d. 金刚石滚轮驱动装置6移开切入式成型金刚石滚轮4，砂轮驱动装置5带动砂轮2转动，电磁吸盘驱动装置7移动电磁吸盘3使母线分段对称凸度圆锥滚子1与具有与母线分段对称凸度圆锥滚子1的母线11相对应的凹形的砂轮2相对；电磁吸盘驱动装置7驱动电磁吸盘3带动母线分段对称凸度圆锥滚子1转动并切入砂轮2，砂轮2对母线分段对称凸度圆锥滚子1的外周进行终磨加工。
该母线分段对称凸度圆锥滚子加工时，切入式成型金刚石滚轮沿CNC数控磨床设定的轨迹将砂轮的磨削面修成与母线分段对称凸度圆锥滚子的母线相对应的凹形，与传统的单点金刚石笔修整砂轮相比，生产效率大幅度提高；砂轮驱动装置带动砂轮转动并切入母线分段对称凸度圆锥滚子的外周的前侧进行外周终磨加工，加工出的零件表面质量和精度更高，且对操作工人的技术要求不高，加工的产品精度一致性好，质量稳定，降低制造成本，容易实现磨削加工自动化。本发明的有益效果是：该母线分段对称凸度圆锥滚子边缘压力分散利于形成弹性流体润滑且轴承的温升、振动、噪声较低和轴承使用寿命较长。常用曲线，方便CNC数控磨床编程加工。端凸线与中凸线在母线分段对称凸度圆锥滚子的轴线上的投影长度之比为2：5，经试验降低温升、振动和噪声效果较好。该母线分段对称凸度圆锥滚子的终磨方法，能满足并提高母线分段对称凸度圆锥滚子的加工质量。
用接触式仪器测量半径变化量来确定在规定的部位滚子的圆度和波纹度,采用泰勒圆度仪Talyrond 131C计算机***，以最小二乘方圆圆心评定圆度误差和波纹度测量***分析计算获得的数据如下表：
表1.用母线分段对称凸度圆锥滚子的终磨方法加工的母线分段对称凸度圆锥滚子与用现有加工方法加工的普通凸度圆锥滚子的圆度测量比对表。
表2.圆度测量比对表用母线分段对称凸度圆锥滚子的终磨方法加工的母线分段对称凸度圆锥滚子与用现有加工方法加工的普通凸度圆锥滚子的波纹度测量比对表。
本发明可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为脱离本发明的范围。所有这样的对所述领域的技术人员显而易见的修改，将包括在本权利要求的范围之内。
Claims (4)
1. 一种母线分段对称凸度圆锥滚子，其特征是，所述的母线分段对称凸度圆锥滚子的母线包括中凸线和两段端凸线；所述的端凸线的曲率半径小于中凸线的曲率半径；所述的中凸线的两端各与一段端凸线的一端光滑连接。
2.权利要求1所述的母线分段对称凸度圆锥滚子的终磨方法，其特征是：
a. 把砂轮和切入式成型金刚石滚轮分别装在CNC数控磨床具有的砂轮驱动装置和金刚石滚轮驱动装置上；
b. 金刚石滚轮驱动装置移动切入式成型金刚石滚轮到与砂轮相对；砂轮驱动装置带动砂轮转动，金刚石滚轮驱动装置驱动切入式成型金刚石滚轮沿CNC数控磨床设定的轨迹将砂轮的磨削面修成与母线分段对称凸度圆锥滚子的母线相对应的凹形；
c. 用 CNC数控磨床具有的电磁吸盘驱动装置带有的电磁吸盘吸住已精磨外周的母线分段对称凸度圆锥滚子的大端，并用电磁吸盘带有的前支撑块和后支撑块分别贴靠支撑住母线分段对称凸度圆锥滚子的下半周的前侧和后侧；
d. 金刚石滚轮驱动装置移开切入式成型金刚石滚轮，砂轮驱动装置带动砂轮转动，电磁吸盘驱动装置移动电磁吸盘使母线分段对称凸度圆锥滚子与具有与母线分段对称凸度圆锥滚子的母线相对应的凹形的砂轮相对；电磁吸盘驱动装置驱动电磁吸盘带动母线分段对称凸度圆锥滚子转动并切入砂轮，砂轮对母线分段对称凸度圆锥滚子的外周进行终磨加工。
3.根据权利要求1所述的母线分段对称凸度圆锥滚子，其特征是：所述的中凸线和两段端凸线均为对数曲线或均为圆弧修正曲线。
4.根据权利要求1或3所述的母线分段对称凸度圆锥滚子，其特征是：所述的端凸线与中凸线在母线分段对称凸度圆锥滚子的轴线上的投影长度之比为2：3至2：7。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Bus section symmetric-convexity tapered roller and finish grinding method Effective date of registration: 20150831 Granted publication date: 20150422 Pledgee: Bank of Ningxia science and technology branch of Limited by Share Ltd Pledgor: Ningxia Qinchang Antifriction Bearing Manufacturing Co., Ltd. Registration number: 2015990000739 |
|
| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20161012 Granted publication date: 20150422 Pledgee: Bank of Ningxia science and technology branch of Limited by Share Ltd Pledgor: Ningxia Qinchang Antifriction Bearing Manufacturing Co., Ltd. Registration number: 2015990000739 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Bus section symmetric-convexity tapered roller and finish grinding method Effective date of registration: 20161014 Granted publication date: 20150422 Pledgee: Bank of Ningxia science and technology branch of Limited by Share Ltd Pledgor: Ningxia Qinchang Antifriction Bearing Manufacturing Co., Ltd. Registration number: 2016990000867 |
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| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150422 Termination date: 20180822 |