CN110826162B - 双半内圈球轴承内外双锁结构保持架设计方法 - Google Patents

Abstract

双半内圈球轴承内外双锁结构保持架设计方法，属于轴承制造领域，主要为了解决现有保持架结构无法将钢球锁在保持架内部形成保持架—钢球组合体，导致批量轴承散套重组时，钢球转子与套圈和保持架无法保证一一对应的问题，本发明主要通过对内锁台宽度尺寸B1、外锁台宽度尺寸B2、内锁口尺寸E1、外锁口尺寸E2、保持架外径槽底直径尺寸D4和内径锁台直径尺寸D2，对现有的轴承保持架进行改进加工，从而实现保持架可以对每个钢球进行双向锁紧的效果，进一步保证了保持架和轴承的组合配套性，避免在散套运输后进行重新组装时出现钢球和保持架对应不上的问题，本发明主要应用于滚珠轴承的制造，并保证轴承运输后的组装的准确性。

Description

双半内圈球轴承内外双锁结构保持架设计方法

技术领域

本发明属于轴承制造领域，具体涉及双半内圈球轴承内外双锁结构保持架设计方法。

背景技术

双半内圈球轴承广泛的应用于高速涡轮机主轴，承受双向轴向载荷以及径向载荷，其结构特点为轴承由两半可分离的套圈组成，轴承承载能力可根据轴承接触角进行匹配性设计。轴承中保持架主要作用为分离滚动体，避免滚动体相互挤压、碰撞、磨损，高速涡轮机主轴止推双半内圈球轴承采用内引导或外引导实体保持架，该类型保持架结构简单、合理能够满足轴承运转功能需求。

双半内圈球轴承属于可分离型轴承，轴承检验、运输、工序周转、装配容易发生散套，尤其批量轴承散套后，由于钢球表面无法编号，与套圈、保持架无法一一对应，导致轴承散套后出现混装的概率极高，不同组差的钢球混装后将使个别钢球接触应力过大，导致轴承过早剥落失效，影响轴承使用可靠性。现有保持架结构无法将钢球锁在保持架内部形成保持架—钢球组合体，无法满足用户对双半内圈球轴承分离后可根据零件编号重新对应装配的需求。

发明内容

本发明为了解决现有保持架结构无法将钢球锁在保持架内部形成保持架—钢球组合体，导致批量轴承散套重组时，钢球与套圈和保持架无法保证一一对应的问题，进而提供了双半内圈球轴承内外双锁结构保持架设计方法；

双半内圈球轴承内外双锁结构保持架设计方法，所述方法是按照以下步骤实现的：

步骤一：计算内锁台宽度尺寸B1和外锁台宽度尺寸B2；

步骤二：计算内锁口尺寸E1和外锁口尺寸E2；

步骤三：计算保持架外径表面槽宽尺寸A2

步骤四：计算保持架外径槽底直径尺寸D4；

步骤五：步骤一至步骤三中各个尺寸参数确定后，计算保持架内锁台直径尺寸D2；

步骤六：根据步骤一至步骤五所得参数尺寸，对保持架进行加工处理；

步骤七：加工后的保持架进行质检、安装和工况模拟测试；

进一步地，所述步骤一中内锁台宽度尺寸B1和外锁台宽度尺寸B2计算步骤如下：

B1＝B2＝(0.35～0.4)×DW   (1)

式中DW为双半内圈球轴承中钢球的直径尺寸；

进一步地，所述步骤二中内锁口尺寸E1和外锁口尺寸E2计算步骤如下：

E1＝DW-ε1   (2)

E2＝DW-ε2   (3)

式中ε1—内锁口锁量，选取0.1-0.2；

ε2—外锁口锁量，选取0.02-0.04；

进一步地，所述步骤三中保持架外径表面槽宽尺寸A2计算步骤如下：

A2＝A1+1.5   (4)

式中A1为保持架兜孔直径尺寸；

进一步地，所述步骤四中保持架外径槽底直径尺寸D4计算步骤如下：

D4＝D1-s   (5)

式中s为加工后让量，选取1.5-1.7；

D1为保持架外径尺寸；

进一步地，所述步骤五中保持架内锁台直径尺寸D2计算步骤如下：

首先确定以下参数O1为保持架中心，O2为钢球中心，O3为钢球与保持架内锁口接触点到O1O2连线的垂足，O4钢球与保持架内锁口接触点，O1O4为保持架内锁台直径尺寸的一半(即D2/2)，O2O5为钢球直径尺寸的一半(即DW/2)，O3O4为保持架内锁口尺寸的一半(即E1/2)，O1O6为保持架外径尺寸的一半(即D1/2)；

步骤五一：计算安装后钢球至保持架外径的距离的尺寸O5O6；

O5O6＝O1O6-X/2＝D1/2-X/2   (6)

式中X为钢球内锁时，钢球外复圆与保持架外径的后让量，选取2

步骤五二：计算钢球中心至钢球与保持架内锁口接触点的距离的尺寸O2O3：

步骤五三：计算保持架中心至钢球与保持架内锁口接触点的距离之间的尺寸O1O3：

O1O3＝O1O6-O5O6-O2O5-O2O3   (8)

将式(6)和式(7)代入式(8)可得：

步骤五四：计算保持架内锁台直径的尺寸D2：

将式(9)代入式(10)可得

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明提供的双半内圈球轴承内外双锁结构保持架设计方法，改变了现有的保持架结构，在现有的保持架上增加了内外双锁结构，使钢球与保持架成为不可分离的组合体，避免了轴承经过散套运输后，再次进行重组时出现钢球混差、混装的风险。同时保持架相关结构尺寸合理，钢球与新增锁口不会发生干涉，锁口也不会出现阻滞轴承自由运转的问题。

附图说明

图1为无锁口保持架的主剖视图；

图2为无锁口保持架的侧剖视图；

图3为本发明设计保持架的侧剖视图；

图4为本发明设计保持架的主剖视图；

图5为钢球与本发明中所设计保持架中内锁口接触示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：如图3至图5所示，保持架外径尺寸D1和保持架内径尺寸D3为给定尺寸，内锁口角度α1选取30°，外锁口角度α2选取60°，外锁台平直线段长度C可选取0.5，双半内圈球轴承内外双锁结构保持架设计方法，所述方法是按照以下步骤实现的：

步骤一：计算内锁台宽度尺寸B1和外锁台宽度尺寸B2；

步骤二：计算内锁口尺寸E1和外锁口尺寸E2；

步骤三：计算保持架外径表面槽宽尺寸A2

步骤四：计算保持架外径槽底直径尺寸D4；

步骤五：步骤一至步骤三中各个尺寸参数确定后，计算保持架内锁台直径尺寸D2；

步骤六：根据步骤一至步骤五所得参数尺寸，对保持架进行加工处理；

步骤七：加工后的保持架进行质检、安装和工况模拟测试。

本实施方式中，根据现有的保持架内外径和钢球直径做为已知量，对内锁台宽度尺寸B1、和外锁台宽度尺寸B2、内锁口尺寸E1、外锁口尺寸E2、保持架外径表面槽宽尺寸A2、保持架外径槽底直径尺寸D4和保持架内锁台直径尺寸D2进行计算，得出所涉及的内外锁口尺寸，并保证钢球在锁口内可以实现限位作用，不会与保持架脱离的同时也不会对轴承自由运转造成影响。

具体实施方式二：参照图3至图5说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的步骤一作进一步限定，本实施方式中，所述步骤一中内锁台宽度尺寸B1和外锁台宽度尺寸B2计算步骤如下：

B1＝B2＝(0.35～0.4)×DW   (1)

式中DW为双半内圈球轴承中钢球的直径尺寸。

其它组成及连接方式与具体实施方式一相同。

本实施方式中，选择内锁台宽度尺寸B1和外锁台宽度尺寸B2与双半内圈球轴承中钢球的直径比选择在0.35～0.4之间，是为了确保有效锁紧钢球，防止钢球从内径、外径脱落的前提下，同时尽量减轻轴承重量，降低轴承钢球—保持架组合体运转阻力，并提升轴承内部润滑流动性能，有利于轴承内部散射。

具体实施方式三：参照图3至图5说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的步骤二作进一步限定，本实施方式中，所述步骤二中内锁口尺寸E1和外锁口尺寸E2计算步骤如下：

E1＝DW-ε1   (2)

E2＝DW-ε2   (3)

式中ε1—内锁口锁量，选取0.1-0.2；

ε2—外锁口锁量，选取0.02-0.04。

其它组成及连接方式与具体实施方式一相同。

本实施方式中，内锁口锁量选取0.1-0.2之间，是为了对钢球起到良好限位，使其不会从内锁口中脱落，外锁口锁量选取0.02-0.04之间，是为了使钢球可以从外锁口嵌入，在轴承工作时，钢球会与锁口保持一定距离，确保钢球运转时与保持架锁口位置不存在干涉。

具体实施方式四：参照图3至图5说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的步骤三作进一步限定，本实施方式中，所述步骤三中保持架外径表面槽宽尺寸A2计算步骤如下：

A2＝A1+1.5   (4)

式中A1为保持架兜孔直径尺寸；

其它组成及连接方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：参照图3至图5说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的步骤四作进一步限定，本实施方式中，所述步骤四中保持架外径槽底直径D4尺寸计算步骤如下：

D4＝D1-s   (5)

式中s为加工后让量，选取1.5-1.7；

D1为保持架外径尺寸。

其它组成及连接方式与具体实施方式一相同。

本实施方式中，s为加工后让量选取1.5-1.7之间，是为了避免加工过程中外径表面整体承受加工抗力，而导致保持架兜孔变形，同时保证外锁台的形成。

具体实施方式六：参照图3至图5说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的步骤五作进一步限定，本实施方式中，所述步骤五中保持架内锁台直径尺寸D2计算步骤如下：

首先确定以下参数O1为保持架中心，O2为钢球中心，O3为钢球与保持架内锁口接触点到O1O2连线的垂足，O4钢球与保持架内锁口接触点，O1O4为保持架内锁台直径尺寸的一半(即D2/2)，O2O5为钢球直径尺寸的一半(即DW/2)，O3O4为保持架内锁口尺寸的一半(即E1/2)，O1O6为保持架外径尺寸的一半(即D1/2)

步骤五一：计算安装后钢球至保持架外径的距离的尺寸O5O6；

O5O6＝O1O6-X/2＝D1/2-X/2   (6)

式中X为钢球内锁时，钢球外复圆与保持架外径的后让量，选取2

步骤五二：计算钢球中心至钢球与保持架内锁口接触点的距离的尺寸O2O3：

步骤五三：计算保持架中心至钢球与保持架内锁口接触点的距离之间的尺寸O1O3：

O1O3＝O1O6-O5O6-O2O5-O2O3   (8)

将式(6)和式(7)代入式(8)可得：

步骤五四：计算保持架内锁台直径的尺寸D2：

将式(9)代入式(10)可得

其它组成及连接方式与具体实施方式一相同。

本实施方式中所计算的保持架内锁台直径尺寸D2尤为重要，保持架内锁台直径尺寸D2直接影响轴承锁紧效果，本步骤所计算出的保持架内锁台直径尺寸D2为临界最佳值，如果保持架内锁台直径尺寸D2过大，会直接导致钢球凸出外径表面，无法进行轴承装配，如果保持架内锁台直径尺寸D2过小，会直接导致保持架重量过大，阻滞保持架—钢球组合体运转，并可能导致保持架锁口与轴承内圈滚道产生干涉。

本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可以利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案范围。

Claims (1)

1.双半内圈球轴承内外双锁结构保持架设计方法，其特征在于：所述方法是按照以下步骤实现的：

步骤一：计算内锁台宽度尺寸B1和外锁台宽度尺寸B2；

所述步骤一中内锁台宽度尺寸B1和外锁台宽度尺寸B2计算步骤如下：

B1＝B2＝(0.35～0.4)×DW (1)

式中DW为双半内圈球轴承中钢球的直径尺寸；

步骤二：计算内锁口尺寸E1和外锁口尺寸E2；

所述步骤二中内锁口尺寸E1和外锁口尺寸E2计算步骤如下：

E1＝DW-ε1 (2)

E2＝DW-ε2 (3)

式中ε1—内锁口锁量，选取0.1-0.2；

ε2—外锁口锁量，选取0.02-0.04；

步骤三：计算保持架外径表面槽宽尺寸A2；

所述步骤三中保持架外径表面槽宽尺寸A2计算步骤如下：

A2＝A1+1.5 (4)

式中A1为保持架兜孔直径尺寸；

步骤四：计算保持架外径槽底直径尺寸D4；

所述步骤四中保持架外径槽底直径尺寸D4计算步骤如下：

D4＝D1-s (5)

式中s为加工后让量，选取1.5-1.7；

D1为保持架外径尺寸；

步骤五：步骤一至步骤三中各个尺寸参数确定后，计算保持架内锁台直径尺寸D2；

所述步骤五中保持架内锁台直径尺寸D2计算步骤如下：

首先确定以下参数O1为保持架中心，O2为钢球中心，O3为钢球与保持架内锁口接触点到O1O2连线的垂足，O4钢球与保持架内锁口接触点，O1O4为保持架内锁台直径尺寸的一半，即D2/2，O2O5为钢球直径尺寸的一半，即DW/2，O3O4为保持架内锁口尺寸的一半，即E1/2，O1O6为保持架外径尺寸的一半，即D1/2，

步骤五一：计算安装后钢球至保持架外径的距离的尺寸O5O6：

O5O6＝O1O6-X/2＝D1/2-X/2 (6)

式中X为钢球内锁时，钢球外复圆与保持架外径的后让量，选取2

步骤五二：计算钢球中心至钢球与保持架内锁口接触点的距离的尺寸O2O3：

步骤五三：计算保持架中心至钢球与保持架内锁口接触点的距离之间的尺寸O1O3：

O1O3＝O1O6-O5O6-O2O5-O2O3 (8)

将式(6)和式(7)代入式(8)可得：

步骤五四：计算保持架内锁台直径尺寸D2：

将式(9)代入式(10)可得

步骤六：根据步骤一至步骤五所得参数尺寸，对保持架进行加工处理；

步骤七：加工后的保持架进行质检、安装和工况模拟测试。

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