CN116906447A - 免维护轮毂轴承单元 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种免维护轮毂轴承单元，包括外圈、内圈、设置在外圈和内圈之间的滚动体，所述外圈为法兰外圈，所述内圈上设置有内滚道，所述法兰外圈上对应内滚道的位置设置有外滚道，所述外滚道和内滚道组合形成供滚动体滚动的滚道；所述法兰外圈采优质碳素结构钢一体化锻造工艺成型，且对应外滚道的位置通过感应淬火处理；所述外滚道感应淬火深度1.5~4.5mm；所述法兰外圈基体硬度200~270HB，滚道部位淬火部位硬度58~63HRC。本发明能够让安装精度高，提高生产效率，并且更加轻量化。

Description

免维护轮毂轴承单元
技术领域
本发明涉及轴承，具体为免维护轮毂轴承单元。
背景技术
目前轮毂轴承一般包括内圈、外圈、法兰外壳、滚动体构成，其中外圈安装在法兰外壳的内壁上，并配合内圈来安装滚动体，并且法兰外壳采用的铸铁工艺进行铸造，其材料强度性能低，需要加大尺寸满足强度要求，重量大。并且为了让滚动体接触的滚道位置具有更高的硬度、耐疲劳等性能，其采用的方式是外圈安装在法兰外壳上的方式进行组装，通过外圈采用高硬度、耐疲劳等性能的材料进行制作，进而提供高强度的滚道供滚动体滚动，但是这种安装方式增加了安装工序，导致生产效率降低，而且多出来的安装部件带来公差累积，多出来的安装工序需要考虑安装精度，因此也容易造成品控不稳，对生产效率进一步降低。
为此，需要一种能够轻量化、更高精度、生产效率高的免维护轮毂轴承单元。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种免维护轮毂轴承单元，能够让安装精度高，提高生产效率，并且更加轻量化。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种免维护轮毂轴承单元，包括外圈、内圈、设置在外圈和内圈之间的滚动体，所述外圈为法兰外圈，所述内圈上设置有内滚道，所述法兰外圈上对应内滚道的位置设置有外滚道，所述外滚道和内滚道组合形成供滚动体滚动的滚道；所述法兰外圈采用优质碳素结构钢一体化锻造工艺成型，且对应外滚道的位置通过感应淬火处理；所述外滚道感应淬火深度1.5~4.5mm；所述法兰外圈基体硬度200~270HB，滚道部位淬火部位硬度58~63HRC。
作为本发明的进一步改进，所述法兰外圈对应法兰盘的另一端的表面设置有若干沿其轴向延伸的凸起，该凸起的端部设置有装配孔，该装配孔用于连接驱动轴。
作为本发明的进一步改进，所述凸起对应法兰盘的一端表面形成用于配合制动盘定位的定位面。
作为本发明的进一步改进，所述法兰外圈上的法兰盘上设置有可用于集成螺栓的安装孔。
作为本发明的进一步改进，所述螺栓固定安装在安装孔上。
作为本发明的进一步改进，所述法兰外圈对应法兰盘的一端端部还设置有用于安装齿圈的连接环，该连接环与法兰外圈同轴设置。
作为本发明的进一步改进，所述优质碳素结构钢的材料包括50#、55#、60#、65#、70#、75#、80#、85#或 50Mn、60Mn、65Mn、70Mn 中的一种。
作为本发明的进一步改进，所述法兰外圈对应法兰盘的另一端长度长于内圈，且该端部对应内圈的位置设凸环，该凸环由法兰外圈的内壁凸起形成；所述凸环用于配合密封圈挤压密封。
作为本发明的进一步改进，所述凸环朝向法兰外圈远离法兰盘的一端与法兰外圈的内壁通过斜坡过渡，用于引导密封圈装配。
作为本发明的进一步改进，所述滚道设置有两组，且所述法兰外圈的内壁上具有台阶，两个所述外滚道分别位于台阶上和法兰外圈的内壁上，且形成高度差；两个所述外滚道相对的一侧均朝向轴心倾斜且倾斜角不同。
作为本发明的进一步改进，所述法兰外圈对应法兰盘的位置设置有与法兰盘同轴的减重槽，该减重槽呈环形；所述减重槽的截断面呈弧形。
本发明的有益效果，能够具有轻量化的效果，并且通过感应淬火的方式对法兰外圈对应滚道的位置进行处理，能够增加其硬度，使其满足滚动体滚动需求，使用寿命长。实现轻量化、长寿命、高精度、集成化高的效果，易于安装，能够提高生产效率。
附图说明
图1为本发明的整体结构立体示意图；
图2为本发明的剖面结构示意图；
图3为图2中的A部结构示意图；
附图标号：1、法兰外圈；2、内圈；3、滚动体；4、内滚道；5、外滚道；6、密封圈；61、密封唇；7、凸起；8、装配孔；91、凸环；92、卡环；93、斜坡；10、卡簧；11、O型圈；12、卡套；13、台阶；14、定位面；15、安装孔；16、连接环。
具体实施方式
下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。
参照图1-3所示，
一种免维护轮毂轴承单元，包括外圈、内圈2、设置在外圈和内圈2之间的滚动体3，外圈为法兰外圈1，内圈2上设置有内滚道4，法兰外圈1上对应内滚道4的位置设置有外滚道5，外滚道5和内滚道4组合形成供滚动体3滚动的滚道；法兰外圈1采用材料50#、55#、60#、65#、70#、75#、80#、85#或 50Mn、60Mn、65Mn、70Mn 中的一种制成（统称为优质碳素结构钢），且对应外滚道5的位置通过感应淬火处理；外滚道5感应淬火深度1.5~4.5mm；法兰外圈1基体硬度200~270HB，滚道部位淬火部位硬度58~63HRC。其中，所述法兰外圈采优质碳素结构钢一体化锻造工艺成型。其中滚动体3通过保持架进行保持。
本方案中的外圈为法兰外圈1，能够让外滚道5集成在法兰外圈1上，减少了单独的外圈设计，避免了外圈与法兰外壳之间的装配，进而简化结构，同时减少了对外圈和法兰外壳之间安装精度的要求，在生产之后能够直接形成高精度的外滚道5。本方案中的法兰外圈1采用优质碳素结构钢，可以选择为材料55#或65Mn制成，能够具有轻量化的效果，并且通过感应淬火的方式对法兰外圈1对应滚道的位置进行处理，能够增加其硬度，使其满足滚动体3滚动需求，使用寿命长。实现轻量化、长寿命、高精度、集成化高的效果，易于安装，能够提高生产效率。
具体的来说，外滚道5感应淬火深度1.5~4.5mm。该淬火深度能够让法兰外圈1的外滚道5具有高强度，实现长寿命。
优选的，上述的法兰外圈1整体结构的基体硬度200~270HB，滚道部位淬火部位硬度58~63HRC。
为了进一步优化重量，法兰外圈1对应法兰盘的另一端的表面设置有若干沿其周向延伸的凸起7，该凸起7的端部设置有装配孔8，该装配孔8用于连接驱动轴。
该方案的装配孔8是位于凸起7上的，该凸起7由法兰外圈1的表面凸起7形成，意味着能够降低法兰外圈1本身的厚度，实现进一步的轻量化。
此外，所述凸起7对应法兰盘的一端表面形成用于配合制动盘定位的定位面14。能够方便制动盘的安装，提高安装效率。
此外，根据不同需求，还可以采用如下设置，所述法兰外圈上的法兰盘上设置有可用于集成螺栓的安装孔15。
螺栓可以出厂时集成在安装孔15上，便于用户到手直接使用，该集成可以是固定安装的方式紧固在安装孔15上。
另外，所述法兰外圈1对应法兰盘的一端端部还设置有用于安装齿圈的连接环16，该连接环16与法兰外圈1同轴设置。
基于该设置，也可以根据不同的需求提供齿圈的预安装，当然也可以自行进行安装，该齿圈可以用于ABS***。
更进一步的，法兰外圈1对应法兰盘的位置设置有与法兰盘同轴的减重槽，该减重槽呈环形。
优选的，减重槽的截断面呈弧形。
弧形的减重槽能够保持较好的强度，相较于方形减重槽来说，具有更好的强度支撑，在满足强度的情况下实现进一步轻量化。
根据上述方案形成的结构，减少外圈装配误差，可以具有更高的游隙精度和旋转精度，轴承安装后游隙可以控制在0~-0.10mm，在保证预紧性能的情况下获得更小和更稳定的力矩值，和更长的寿命。
此外，参照图中所示，内圈2分为两部分，分别对应一个滚道，且两个内圈2相互拼接的位置通过卡簧10进行卡接，并配合O型圈11和卡套12对拼接处进行密封。
由于本方案是一种免维护轮毂轴承，因此对于润滑脂密封的要求也较高。在进一步设置下，本方案法兰外圈1对应法兰盘的另一端长度长于内圈2，且该端部对应内圈2的位置设凸环91，该凸环91由法兰外圈1的内壁凸起7形成；凸环91用于配合密封圈6挤压密封。
由于该法兰外圈1的长度会大于内圈2，因此在安装密封圈6时需要将密封圈6填充到比较深的位置，因此安装上会存在一定的难度，如果想要让密封圈6能够过盈在法兰外圈1和内圈2之间，则安装的难度较大，在安装过程中容易导致密封圈6的姿态变化而出现安装效果差的问题
本方案通过凸环91的设置密封圈6进行挤压实现过盈，此时意味着密封圈6在为到达凸环91的位置前是与法兰外圈1之间不存在过盈关系的，通过滑入的方式到达凸环91的位置，并通过进一步挤压使其与凸环91进行过盈，这种安装方式的装配效果更加稳定。
为了让密封圈6的安装更加方便，还可以优选如下方案进行设置，凸环91朝向法兰外圈1远离法兰盘的一端与法兰外圈1的内壁通过斜坡93过渡，用于引导密封圈6装配。
在该方案下，密封圈6滑入到凸环91的位置，并被凸环91的斜面阻挡，此时会主动对密封圈6的姿态进行调整，使其处于较为平稳的状态。然后通过均匀施加压力，使密封圈6沿着斜面进行挤压，使其与凸环91表面形成过盈，进而完成稳定的装配状态。
为了让密封圈6的密封效果更好，密封圈6上的密封唇61通过卡环92箍紧在内圈2的外表面上。基于上述的安装方式，该卡环92也能够与内圈2更方便装配，同时还能够让密封效果更好，让免维护时间更长。
当然优选的，内圈2外表面的端部可以设置倒角，便于卡环92卡入到内圈2的表面上。
进一步的，密封圈6上的密封唇61对应内圈2表面的位置开叉后呈V型，且一侧对应滚动体3，另一侧对应密封圈6外侧，卡环92配合密封唇61对应密封圈6外侧的部分进行箍紧。
上述的密封唇61结构对应滚动体3的一侧可以贴合内圈2表面形成密封，也能够形成甩油作用，让润滑脂的保留效果更好，减少润滑脂损失。配合卡环92能够形成第二道密封，让密封效果更加稳定。
此外，为了提高轴承的综合性能，滚道设置有两组，且法兰外圈1的内壁上具有台阶13，两个外滚道5分别位于台阶13上和法兰外圈1的内壁上，且形成高度差；两个外滚道5相对的一侧均朝向轴心倾斜且倾斜角不同。
倾斜角度不同，则可以具有更好的轴向和径向的载荷能力，对于轴向游隙具有限制作用。并且台阶13处的设计能够减少重量，实现进一步的轻量化，此外，通过台阶13形成了高度差，能够让轴承的轴向受力作用面更大。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种免维护轮毂轴承单元，包括外圈、内圈、设置在外圈和内圈之间的滚动体，其特征在于，所述外圈为法兰外圈，所述内圈上设置有内滚道，所述法兰外圈上对应内滚道的位置设置有外滚道，所述外滚道和内滚道组合形成供滚动体滚动的滚道；所述法兰外圈采用优质碳素结构钢一体化锻造工艺成型，且对应外滚道的位置通过感应淬火处理；所述外滚道感应淬火深度1.5~4.5mm；所述法兰外圈基体硬度200~270HB，滚道部位淬火部位硬度58~63HRC。
2.根据权利要求1所述的免维护轮毂轴承单元，其特征在于，所述法兰外圈对应法兰盘的另一端的表面设置有若干沿其轴向延伸的凸起，该凸起的端部设置有装配孔，该装配孔用于连接驱动轴。
3.根据权利要求2所述的免维护轮毂轴承单元，其特征在于，所述凸起对应法兰盘的一端表面形成用于配合制动盘定位的定位面。
4.根据权利要求1所述的免维护轮毂轴承单元，其特征在于，所述法兰外圈上的法兰盘上设置有可用于集成螺栓的安装孔。
5.根据权利要求4所述的免维护轮毂轴承单元，其特征在于，所述螺栓固定安装在安装孔上。
6.根据权利要求1所述的免维护轮毂轴承单元，其特征在于，所述法兰外圈对应法兰盘的一端端部还设置有用于安装齿圈的连接环，该连接环与法兰外圈同轴设置。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的免维护轮毂轴承单元，其特征在于，所述优质碳素结构钢的材料包括50#、55#、60#、65#、70#、75#、80#、85#或 50Mn、60Mn、65Mn、70Mn中的一种。
8.根据权利要求1所述的免维护轮毂轴承单元，其特征在于，所述法兰外圈对应法兰盘的另一端长度长于内圈，且该端部对应内圈的位置设凸环，该凸环由法兰外圈的内壁凸起形成；所述凸环用于配合密封圈挤压密封。
9.根据权利要求8所述的免维护轮毂轴承单元，其特征在于，所述凸环朝向法兰外圈远离法兰盘的一端与法兰外圈的内壁通过斜坡过渡，用于引导密封圈装配。
10.根据权利要求1所述的免维护轮毂轴承单元，其特征在于，所述滚道设置有两组，且所述法兰外圈的内壁上具有台阶，两个所述外滚道分别位于台阶上和法兰外圈的内壁上，且形成高度差；两个所述外滚道相对的一侧均朝向轴心倾斜且倾斜角不同。
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