内外圈与滚珠游隙自适应消除的端补偿滚动轴承
技术领域
本发明涉及轴承技术领域,具体是内外圈与滚珠游隙自适应消除的端补偿滚动轴承。
背景技术
轴承在支撑传动轴的同时,还能够极大的降低支撑带来的摩擦阻力,使轴承成为传动装置中必不可少的部件,轴承利用滚动摩擦或滑动摩擦来有效降低内外圈的摩擦力,对传动轴的传动稳定性以及高效性有至关重要的作用,滚动轴承相比滑动轴承摩擦力更小,但滚动轴承需要使滚珠与滚珠槽之间留有空隙,以保证滚珠滚动的自由度,避免摩擦力过大的现象产生,但随着轴承使用时间的增长,在摩擦力以及振动力的作用下,轴承内外圈温度升高,产生受热膨胀效果,此时轴承滚珠与滚珠槽之间的空隙会大大缩小,对轴承的高效利用产生严重的影响,且现有轴承不能够根据轴承温度实时控制滚珠与滚珠槽之间空隙的稳定性,所以人们需要内外圈与滚珠游隙自适应消除的端补偿滚动轴承来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供内外圈与滚珠游隙自适应消除的端补偿滚动轴承,以解决现有技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
内外圈与滚珠游隙自适应消除的端补偿滚动轴承,包括基础组件、限位组件、游隙消除组件、消除调控组件、进油组件、出油散热组件,所述基础组件位于整套装置的最外侧,是轴承的主要组成部分,所述基础组件内部设置有限位组件,所述限位组件起到防止滚珠掉落的作用,所述限位组件侧方设置有游隙消除组件,所述游隙消除组件起到减小滚珠游隙的作用,所述游隙消除组件内部设置有消除调控组件,所述消除调控组件起到对游隙消除组件进行调控的作用,所述消除调控组件侧方设置有进油组件,所述进油组件起到控制消除调控组件进油量的作用,所述进油组件侧方设置有出油散热组件,所述出油散热组件起到对轴承进行降温的作用。
所述基础组件包括包括轴承内圈、轴承外圈、轴承滚珠,所述轴承内圈位于整套装置的最内侧,所述轴承内圈外侧设置有轴承外圈,所述轴承内圈与轴承外圈衔接处设置有轴承滚珠,将轴承外圈与外界轴承座固定连接,将外界传动轴与轴承内圈连接固定,轴承滚珠使轴承内圈与轴承外圈之间产生滚动摩擦,实现了滚动轴承的基础功能。
所述限位组件包括滚珠外半槽道、滚珠内半槽道,所述轴承外圈靠近轴承滚珠一侧开设于滚珠外半槽道,所述轴承内圈靠近轴承滚珠一侧开设有滚珠内半槽道,所述轴承滚珠一端与滚珠外半槽道接触,所述轴承滚珠远离滚珠外半槽道一端与滚珠内半槽道接触,所述游隙消除组件包括调节槽、弹簧、游隙抵消滑块,所述滚珠外半槽道侧方开设有调节槽,所述调节槽远离开口处一端固定安装有弹簧,所述弹簧靠近开口处一端固定安装有游隙抵消滑块,初始状态下,褶皱橡胶膨胀囊、进油管、储油槽、进油弹簧管、散热振动管、出油管所在连通流路内部油为常温状态,褶皱橡胶膨胀囊处于收缩状态,使得游隙抵消滑块在弹簧的张力作用下,靠近弧状抵消面一端探入滚珠外半槽道内部,且滚珠外半槽道两侧都设置有游隙抵消滑块,轴承工作过程中,两侧的游隙抵消滑块同时与轴承滚珠相接触,对轴承滚珠起到横向与纵向游隙的双重消除效果。
所述消除调控组件包括滑块驱动槽、固定板、褶皱橡胶膨胀囊,所述游隙抵消滑块内部开设有滑块驱动槽,所述滑块驱动槽内部设置有固定板,所述固定板两端与调节槽侧壁固定连接,所述固定板靠近弹簧一端固定安装有褶皱橡胶膨胀囊,所述褶皱橡胶膨胀囊远离固定板一端与滑块驱动槽侧壁固定连接,在轴承的使用过程中,因为摩擦力的影响轴承温度逐渐升高,会使轴承内外圈受热膨胀,使轴承滚珠所受摩擦力大大增强,严重影响轴承的正常使用效果,在本发明中,随着轴承温度的升高,轴承内圈与轴承外圈受热膨胀,同时轴承外圈会将热量传递给褶皱橡胶膨胀囊、进油管、储油槽、进油弹簧管、散热振动管、出油管所在连通流路内部的油,所述油可使用煤油,油温升高体积膨胀,在有限的密闭流路内,油路会向易于形变膨胀的褶皱橡胶膨胀囊方向流动,褶皱橡胶膨胀囊在油的支撑下体积膨胀,因为固定板与调节槽侧壁互相固定,所述褶皱橡胶膨胀囊会将游隙抵消滑块向弹簧方向顶动,轴承温度越高,褶皱橡胶膨胀囊膨胀程度越大,对游隙抵消滑块的推动位移距离越大,使得游隙抵消滑块向调节槽内部方向滑动的距离越大,即游隙抵消滑块暴露在滚珠外半槽道内部的部分越少,使得轴承内圈与轴承外圈膨胀的状况下,轴承滚珠能够获得足够的活动空间,不会因为摩擦力过大造成轴承无法正常使用的状况,利用油温控制游隙抵消滑块的位置变化,进而改变不同温度条件下的滚珠外半槽道空间大小,使轴承滚珠的活动空间大小能够实时保持稳定状态,对轴承滚珠起到横向与纵向游隙消除效果的同时,还能够同步保证轴承滚珠不会与滚珠外半槽道、滚珠内半槽道贴合过近造成摩擦力过大现象的产生。
所述进油组件包括进油管、第一单向阀片、储油槽,所述褶皱橡胶膨胀囊一端固定连通有,所述进油管远离褶皱橡胶膨胀囊一端内部固定安装有第一单向阀片,所述进油管靠近第一单向阀片一端固定连通有储油槽,所述储油槽开设在轴承外圈内部,所述出油散热组件包括散热槽孔、散热振动管、出油管、第二单向阀片、出油弹簧管、所述轴承外圈侧壁上贯穿开设有散热槽孔,所述散热槽孔内设置有散热振动管,所述进油管靠近褶皱橡胶膨胀囊一端固定连通有出油管,所述出油管内部固定安装有第二单向阀片,所述出油管远离进油管一端通过出油弹簧管与散热振动管固定连接,轴承在使用过程中,不可避免的会跟随传动轴产生振动,也就使得轴承滚珠与游隙抵消滑块之间会产生高频率低位移的相对运动,相对运动使轴承滚珠对游隙抵消滑块产生推动作用,游隙抵消滑块受推力向弹簧方向移动,游隙抵消滑块与褶皱橡胶膨胀囊为固定连接关系,游隙抵消滑块会带动褶皱橡胶膨胀囊拉伸膨胀,使褶皱橡胶膨胀囊对进油管产生吸力,第一单向阀片为通向褶皱橡胶膨胀囊方向的单向阀结构,第二单向阀片为通向远离褶皱橡胶膨胀囊方向的单向阀结构,使得在褶皱橡胶膨胀囊的吸引下,油路流动方向为散热振动管、进油弹簧管、储油槽、进油管、褶皱橡胶膨胀囊,紧接着游隙抵消滑块在弹簧的张力作用下恢复初始位置,将刚吸入褶皱橡胶膨胀囊内的油向进油管内挤压,在两个单向阀的作用下,此时油路流动方向为褶皱橡胶膨胀囊、进油管、出油管、出油弹簧管、散热振动管,在游隙抵消滑块的不停振动位移作用下,褶皱橡胶膨胀囊不停做吸取与挤出油运动,使油路时刻保持流动状态,散热振动管通过出油弹簧管、进油弹簧管弹性安装在散热槽孔侧壁上,使得散热振动管易于跟随轴承振动而摆动,散热振动管不停摆动加快周围空气流速,使流经散热振动管的油能够得到高效降温,散热槽孔内的高空气流速也能提高轴承自身的降温效果,有利于轴承的维护保养。
所述游隙抵消滑块靠近滚珠外半槽道一端开设有弧状抵消面,所述弧状抵消面为弧面的弧状抵消面,便于与轴承滚珠贴合。
所述褶皱橡胶膨胀囊为侧壁褶皱状的褶皱橡胶膨胀囊,使褶皱橡胶膨胀囊具有更好的延展性,足够将游隙抵消滑块顶动位移。
所述褶皱橡胶膨胀囊、进油管、储油槽、进油弹簧管、散热振动管、出油管形成连通流路,流路内部灌满油。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明中,滚珠外半槽道两侧都设置有游隙抵消滑块,轴承工作过程中,两侧的游隙抵消滑块同时与轴承滚珠相接触,对轴承滚珠起到横向与纵向游隙的双重消除效果,游隙的有效消除;
本发明中,利用油温控制游隙抵消滑块的位置变化,进而改变不同温度条件下的滚珠外半槽道空间大小,使轴承滚珠的活动空间大小能够实时保持稳定状态,对轴承滚珠起到横向与纵向游隙消除效果的同时,还能够同步保证轴承滚珠不会与滚珠外半槽道、滚珠内半槽道贴合过近造成摩擦力过大现象的产生;
本发明利用轴承的高频率振动推动作用,并配合弹簧的复位效果,使褶皱橡胶膨胀囊一直做吸取与挤出油运动,使油路时刻保持流动状态,并通过散热振动管的弹性摆动,加快周围空气流速,使流经散热振动管的油能够得到高效降温,散热槽孔内的高空气流速也能提高轴承自身的降温效果,有利于轴承的维护保养。
附图说明
图1为本发明内外圈与滚珠游隙自适应消除的端补偿滚动轴承的侧视剖面结构示意图;
图2为本发明内外圈与滚珠游隙自适应消除的端补偿滚动轴承的图1中A区域放大结构示意图;
图3为本发明内外圈与滚珠游隙自适应消除的端补偿滚动轴承的图2中B区域放大结构示意图;
图4为本发明内外圈与滚珠游隙自适应消除的端补偿滚动轴承的左斜视结构示意图;
图5为本发明内外圈与滚珠游隙自适应消除的端补偿滚动轴承的游隙抵消滑块结构示意图。
图中标号:101、轴承内圈;102、轴承外圈;103、轴承滚珠;201、滚珠外半槽道;202、滚珠内半槽道;301、调节槽;302、弹簧;303、游隙抵消滑块;401、滑块驱动槽;402、固定板;403、褶皱橡胶膨胀囊;501、进油管;502、第一单向阀片;503、储油槽;601、散热槽孔;602、散热振动管;603、出油管;604、第二单向阀片;605、出油弹簧管;606、进油弹簧管;701、弧状抵消面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例:如图1-5所示,内外圈与滚珠游隙自适应消除的端补偿滚动轴承,包括基础组件、限位组件、游隙消除组件、消除调控组件、进油组件、出油散热组件,基础组件位于整套装置的最外侧,是轴承的主要组成部分,基础组件内部设置有限位组件,限位组件起到防止滚珠掉落的作用,限位组件侧方设置有游隙消除组件,游隙消除组件起到减小滚珠游隙的作用,游隙消除组件内部设置有消除调控组件,消除调控组件起到对游隙消除组件进行调控的作用,消除调控组件侧方设置有进油组件,进油组件起到控制消除调控组件进油量的作用,进油组件侧方设置有出油散热组件,出油散热组件起到对轴承进行降温的作用。
基础组件包括包括轴承内圈101、轴承外圈102、轴承滚珠103,轴承内圈101位于整套装置的最内侧,轴承内圈101外侧设置有轴承外圈102,轴承内圈101与轴承外圈102衔接处设置有轴承滚珠103,将轴承外圈102与外界轴承座固定连接,将外界传动轴与轴承内圈101连接固定,轴承滚珠103使轴承内圈101与轴承外圈102之间产生滚动摩擦,实现了滚动轴承的基础功能。
限位组件包括滚珠外半槽道201、滚珠内半槽道202,轴承外圈102靠近轴承滚珠103一侧开设于滚珠外半槽道201,轴承内圈101靠近轴承滚珠103一侧开设有滚珠内半槽道202,轴承滚珠103一端与滚珠外半槽道201接触,轴承滚珠103远离滚珠外半槽道201一端与滚珠内半槽道202接触,游隙消除组件包括调节槽301、弹簧302、游隙抵消滑块303,滚珠外半槽道201侧方开设有调节槽301,调节槽301远离开口处一端固定安装有弹簧302,弹簧302靠近开口处一端固定安装有游隙抵消滑块303,初始状态下,褶皱橡胶膨胀囊403、进油管501、储油槽503、进油弹簧管606、散热振动管602、出油管603所在连通流路内部油为常温状态,褶皱橡胶膨胀囊403处于收缩状态,使得游隙抵消滑块303在弹簧302的张力作用下,靠近弧状抵消面701一端探入滚珠外半槽道201内部,且滚珠外半槽道201两侧都设置有游隙抵消滑块303,轴承工作过程中,两侧的游隙抵消滑块303同时与轴承滚珠103相接触,对轴承滚珠103起到横向与纵向游隙的双重消除效果。
消除调控组件包括滑块驱动槽401、固定板402、褶皱橡胶膨胀囊403,游隙抵消滑块303内部开设有滑块驱动槽401,滑块驱动槽401内部设置有固定板402,固定板402两端与调节槽301侧壁固定连接,固定板402靠近弹簧302一端固定安装有褶皱橡胶膨胀囊403,褶皱橡胶膨胀囊403远离固定板402一端与滑块驱动槽401侧壁固定连接,在轴承的使用过程中,因为摩擦力的影响轴承温度逐渐升高,会使轴承内外圈受热膨胀,使轴承滚珠103所受摩擦力大大增强,严重影响轴承的正常使用效果,在本发明中,随着轴承温度的升高,轴承内圈101与轴承外圈102受热膨胀,同时轴承外圈102会将热量传递给褶皱橡胶膨胀囊403、进油管501、储油槽503、进油弹簧管606、散热振动管602、出油管603所在连通流路内部的油,油可使用煤油,油温升高体积膨胀,在有限的密闭流路内,油路会向易于形变膨胀的褶皱橡胶膨胀囊403方向流动,褶皱橡胶膨胀囊403在油的支撑下体积膨胀,因为固定板402与调节槽301侧壁互相固定,褶皱橡胶膨胀囊403会将游隙抵消滑块303向弹簧302方向顶动,轴承温度越高,褶皱橡胶膨胀囊403膨胀程度越大,对游隙抵消滑块303的推动位移距离越大,使得游隙抵消滑块303向调节槽301内部方向滑动的距离越大,即游隙抵消滑块303暴露在滚珠外半槽道201内部的部分越少,使得轴承内圈101与轴承外圈102膨胀的状况下,轴承滚珠103能够获得足够的活动空间,不会因为摩擦力过大造成轴承无法正常使用的状况,利用油温控制游隙抵消滑块303的位置变化,进而改变不同温度条件下的滚珠外半槽道201空间大小,使轴承滚珠103的活动空间大小能够实时保持稳定状态,对轴承滚珠103起到横向与纵向游隙消除效果的同时,还能够同步保证轴承滚珠103不会与滚珠外半槽道201、滚珠内半槽道202贴合过近造成摩擦力过大现象的产生。
进油组件包括进油管501、第一单向阀片502、储油槽503,褶皱橡胶膨胀囊403一端固定连通有,进油管501远离褶皱橡胶膨胀囊403一端内部固定安装有第一单向阀片502,进油管501靠近第一单向阀片502一端固定连通有储油槽503,储油槽503开设在轴承外圈102内部,出油散热组件包括散热槽孔601、散热振动管602、出油管603、第二单向阀片604、出油弹簧管605、轴承外圈102侧壁上贯穿开设有散热槽孔601,散热槽孔601内设置有散热振动管602,进油管501靠近褶皱橡胶膨胀囊403一端固定连通有出油管603,出油管603内部固定安装有第二单向阀片604,出油管603远离进油管501一端通过出油弹簧管605与散热振动管602固定连接,轴承在使用过程中,不可避免的会跟随传动轴产生振动,也就使得轴承滚珠103与游隙抵消滑块303之间会产生高频率低位移的相对运动,相对运动使轴承滚珠103对游隙抵消滑块303产生推动作用,游隙抵消滑块303受推力向弹簧302方向移动,游隙抵消滑块303与褶皱橡胶膨胀囊403为固定连接关系,游隙抵消滑块303会带动褶皱橡胶膨胀囊403拉伸膨胀,使褶皱橡胶膨胀囊403对进油管501产生吸力,第一单向阀片502为通向褶皱橡胶膨胀囊403方向的单向阀结构,第二单向阀片604为通向远离褶皱橡胶膨胀囊403方向的单向阀结构,使得在褶皱橡胶膨胀囊403的吸引下,油路流动方向为散热振动管602、进油弹簧管606、储油槽503、进油管501、褶皱橡胶膨胀囊403,紧接着游隙抵消滑块303在弹簧302的张力作用下恢复初始位置,将刚吸入褶皱橡胶膨胀囊403内的油向进油管501内挤压,在两个单向阀的作用下,此时油路流动方向为褶皱橡胶膨胀囊403、进油管501、出油管603、出油弹簧管605、散热振动管602,在游隙抵消滑块303的不停振动位移作用下,褶皱橡胶膨胀囊403不停做吸取与挤出油运动,使油路时刻保持流动状态,散热振动管602通过出油弹簧管605、进油弹簧管606弹性安装在散热槽孔601侧壁上,使得散热振动管602易于跟随轴承振动而摆动,散热振动管602不停摆动加快周围空气流速,使流经散热振动管602的油能够得到高效降温,散热槽孔601内的高空气流速也能提高轴承自身的降温效果,有利于轴承的维护保养。
游隙抵消滑块303靠近滚珠外半槽道201一端开设有弧状抵消面701,弧状抵消面701为弧面的弧状抵消面701,便于与轴承滚珠103贴合。
褶皱橡胶膨胀囊403为侧壁褶皱状的褶皱橡胶膨胀囊403,使褶皱橡胶膨胀囊403具有更好的延展性,足够将游隙抵消滑块303顶动位移。
褶皱橡胶膨胀囊403、进油管501、储油槽503、进油弹簧管606、散热振动管602、出油管603形成连通流路,流路内部灌满油。
工作原理:
将轴承外圈102与外界轴承座固定连接,将外界传动轴与轴承内圈101连接固定,轴承滚珠103使轴承内圈101与轴承外圈102之间产生滚动摩擦,实现了滚动轴承的基础功能;
初始状态下,褶皱橡胶膨胀囊403、进油管501、储油槽503、进油弹簧管606、散热振动管602、出油管603所在连通流路内部油为常温状态,褶皱橡胶膨胀囊403处于收缩状态,使得游隙抵消滑块303在弹簧302的张力作用下,靠近弧状抵消面701一端探入滚珠外半槽道201内部,且滚珠外半槽道201两侧都设置有游隙抵消滑块303,轴承工作过程中,两侧的游隙抵消滑块303同时与轴承滚珠103相接触,对轴承滚珠103起到横向与纵向游隙的双重消除效果;
在轴承的使用过程中,因为摩擦力的影响轴承温度逐渐升高,会使轴承内外圈受热膨胀,使轴承滚珠103所受摩擦力大大增强,严重影响轴承的正常使用效果,在本发明中,随着轴承温度的升高,轴承内圈101与轴承外圈102受热膨胀,同时轴承外圈102会将热量传递给褶皱橡胶膨胀囊403、进油管501、储油槽503、进油弹簧管606、散热振动管602、出油管603所在连通流路内部的油,油可使用煤油,油温升高体积膨胀,在有限的密闭流路内,油路会向易于形变膨胀的褶皱橡胶膨胀囊403方向流动,褶皱橡胶膨胀囊403在油的支撑下体积膨胀,因为固定板402与调节槽301侧壁互相固定,褶皱橡胶膨胀囊403会将游隙抵消滑块303向弹簧302方向顶动,轴承温度越高,褶皱橡胶膨胀囊403膨胀程度越大,对游隙抵消滑块303的推动位移距离越大,使得游隙抵消滑块303向调节槽301内部方向滑动的距离越大,即游隙抵消滑块303暴露在滚珠外半槽道201内部的部分越少,使得轴承内圈101与轴承外圈102膨胀的状况下,轴承滚珠103能够获得足够的活动空间,不会因为摩擦力过大造成轴承无法正常使用的状况,利用油温控制游隙抵消滑块303的位置变化,进而改变不同温度条件下的滚珠外半槽道201空间大小,使轴承滚珠103的活动空间大小能够实时保持稳定状态,对轴承滚珠103起到横向与纵向游隙消除效果的同时,还能够同步保证轴承滚珠103不会与滚珠外半槽道201、滚珠内半槽道202贴合过近造成摩擦力过大现象的产生;
轴承在使用过程中,不可避免的会跟随传动轴产生振动,也就使得轴承滚珠103与游隙抵消滑块303之间会产生高频率低位移的相对运动,相对运动使轴承滚珠103对游隙抵消滑块303产生推动作用,游隙抵消滑块303受推力向弹簧302方向移动,游隙抵消滑块303与褶皱橡胶膨胀囊403为固定连接关系,游隙抵消滑块303会带动褶皱橡胶膨胀囊403拉伸膨胀,使褶皱橡胶膨胀囊403对进油管501产生吸力,第一单向阀片502为通向褶皱橡胶膨胀囊403方向的单向阀结构,第二单向阀片604为通向远离褶皱橡胶膨胀囊403方向的单向阀结构,使得在褶皱橡胶膨胀囊403的吸引下,油路流动方向为散热振动管602、进油弹簧管606、储油槽503、进油管501、褶皱橡胶膨胀囊403,紧接着游隙抵消滑块303在弹簧302的张力作用下恢复初始位置,将刚吸入褶皱橡胶膨胀囊403内的油向进油管501内挤压,在两个单向阀的作用下,此时油路流动方向为褶皱橡胶膨胀囊403、进油管501、出油管603、出油弹簧管605、散热振动管602,在游隙抵消滑块303的不停振动位移作用下,褶皱橡胶膨胀囊403不停做吸取与挤出油运动,使油路时刻保持流动状态,散热振动管602通过出油弹簧管605、进油弹簧管606弹性安装在散热槽孔601侧壁上,使得散热振动管602易于跟随轴承振动而摆动,散热振动管602不停摆动加快周围空气流速,使流经散热振动管602的油能够得到高效降温,散热槽孔601内的高空气流速也能提高轴承自身的降温效果,有利于轴承的维护保养。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。