CN202833626U

CN202833626U - 深沟球轴承

Info

Publication number: CN202833626U
Application number: CN2012203415224U
Authority: CN
Inventors: 前田明年
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-07-13
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2022-07-13
Also published as: JP2014029198A

Abstract

本实用新型的目的在于，通过优化设计轴承的内圈滚道和外圈滚道的曲率半径，提供摩擦矩低、咬粘寿命长、抗微动磨损性能好的深沟球轴承。本实用新型提供的深沟球轴承包括∶外周面具有滚道的内圈；内周面具有滚道的外圈；在外圈滚道和内圈滚道之间具有滚动自如的多个球；和将所述球在圆周方向按一定间隔保持的保持架，该深沟球轴承的特征在于，内圈滚道的曲率半径是球的直径的53～58％，外圈滚道的曲率半径是球的直径的55～60％。

Description

深沟球轴承

技术领域

本实用新型涉及用于通用电机及家用电器马达的深沟球轴承。

背景技术

进一步降低摩擦矩和进一步延长寿命，一直是深沟球轴承的研发课题。

关于这个课题的领先技术，专利文献1公开了一种深沟球轴承。其特征是，内圈滚道的曲率半径与球的直径的比率(以下简称内圈沟曲率半径系数)为53～57％，外圈滚道的曲率半径与球的直径的比率(以下简称外圈沟曲率半径系数)为50.5～56％，并且其滚道由两种曲率半径合成而来，呈复合圆弧。以此谋求延长轴承疲劳寿命、提升轴承的轴向极限承载能力以及降低轴承发热。

但在以上领先技术中，因其滚道呈复合圆弧，因此增加了加工工序，增加了制造成本。

另外，在专利文献2中，还公开了一种以内外圈沟曲率半径系数、沟深、球直径、球数为参数的设计计算公式，以此实现深沟球轴承的低摩擦矩，同时获得足够的基本额定动载荷。但按照该计算公式设计出的内外圈沟曲率半径系数不覆盖本实用新型提供的数值范围，摩擦矩的降低效果不充分。

专利文献

专利文献1日本特开2009-174691号公报

专利文献2日本特开2010-249241号公报

实用新型内容

实用新型要解决的课题

鉴于以上情况，本实用新型提供一种不增加制造成本也能最大限度地降低摩擦矩，并且能延长咬粘寿命、提高抗微动磨损性能的深沟球轴承。

解决课题的手段

为了实现上述目的，本实用新型提供一种深沟球轴承，其包括：外周面具有滚道的内圈；内周面具有滚道的外圈；在外圈滚道和内圈滚道之间具有滚动自如的多个球；和将所述球在圆周方向按一定间隔保持的保持架，其特征在于：所述内圈滚道的曲率半径是球的直径的53～58％，所述外圈滚道的曲率半径是球的直径的55～60％。

该深沟球轴承，优选树脂保持架或金属保持架。

该深沟球轴承，优选轴承的两个端面可以是开式的，或至少在一个端面具有密封部件。

该深沟球轴承，优选内圈沟曲率半径系数为53～55％、外圈沟曲率半径系数为55～57％。

实用新型的效果

根据本实用新型的深沟球轴承，其内圈沟曲率半径系数为53～58％，外圈沟曲率半径系数为55～60％。如果增大内外圈沟曲率半径系数，可降低摩擦矩，但轴承的基本额定动载荷呈下降趋势。本实用新型的深沟球轴承的用途是通用电机，不直接承受重载荷。因此可以在满足滚动疲劳寿命的同时，最大限度地降低摩擦矩。

另外，通用电机轴承的失效模型不是滚动疲劳，而是轴承发生咬粘时的润滑脂咬粘寿命。低摩擦矩轴承的发热少，温升低，因此可以延长润滑脂的咬粘寿命。

再之，适度增大内外圈沟曲率半径系数，可以缩小球与滚道接触部位的滑动范围。因此当轴承承受外部振动或微小摇动，特别是当电机停机时，球与滚道之间的润滑油膜不能充分形成而引起的微动磨损可得到抑制。

更进一步说，采用树脂保持架，尤其在高速旋转时，可进一步降低摩擦矩。因为树脂保持架具有自润滑性能，保持架兜孔与球之间的滑动磨损比较小，难以产生磨粒，所以润滑脂的咬粘寿命可进一步得到延长。

附图说明

图1表示本实用新型的深沟球轴承的截面图。

图2表示深沟球轴承6201的内圈和外圈沟曲率半径系数分别单独发生变化时，其摩擦矩的计算结果。

图3表示深沟球轴承6201、6205和6312的疲劳寿命计算值与内外圈沟曲率半径系数的关系。

图4是实施例(6201)的摩擦矩测试结果。

图5是实施例(6201)的温升测试结果。

图6是实施例(6201)的微动磨损试验结果。

符号说明

1 外圈

11 外圈滚道

2 内圈

22 内圈滚道

3 球

4 保持架

5 密封部件

具体实施方式

图1是本实用新型提供的深沟球轴承的一个案例。其包括：在内周面具有外圈滚道11的外圈1、在外周面具有内圈滚道22的内圈2、多个球3、和将所述球3在圆周方向按一定间隔保持的保持架4以及密封部件5。另外，内圈沟曲率半径系数为53～58％，外圈沟曲率半径系数为55～60％。

在由所述外圈1、内圈2、密封部件5、5形成的空间减去球3和保持架4占有的空间后剩下的空间，即在所谓的轴承内部空间中，填充规定量的润滑脂作为润滑剂。保持架4可使深沟球轴承高速旋转。另外，采用润滑脂润滑，可使机械装置的结构更加简化。

以下通过理论验证和实施例对本实用新型的根据和效果作进一步说明。

理论验证

图2是深沟球轴承6201(内径12mm，外径32mm，宽度10mm)，以锂基润滑脂润滑，当内圈和外圈沟曲率半径系数分别单独发生变化时，轴承摩擦矩的计算结果。设按照日本国标JIS设计的原有轴承的摩擦矩为1，如(a)所示，当内圈沟曲率半径系数逐渐增大至53％时，其摩擦矩比呈下降趋势，但大于53％时，摩擦矩比下降不明显。同样，如图(b)所示，当外圈沟曲率半径系数逐渐增大至55％时，其摩擦矩比呈下降趋势，但大于55％时，摩擦矩比下降不明显。

图3是对深沟球轴承6201、6205和6312，按照通用电机的一般使用条件计算出的滚动疲劳寿命与内外圈沟曲率半径系数的关系图。随着内外圈沟曲率半径系数的增大，滚动体与滚道的接触应力也将增大，滚动疲劳寿命呈下降趋势。但通用电机的一般要求寿命足20000小时，故满足此寿命的“内圈沟曲率半径系数/外圈沟曲率半径系数”的上限，定为58/60较为妥当。

根据以上理论验证，本实用新型在满足通用电机实际要求寿命的前提下，为了最大限度地降低摩擦矩，将内圈沟曲率半径系数定为53％～58％，将外圈沟曲率半径系数定为55％～60％

试验1

图4表示实施例6201轴承的摩擦矩的测试结果。其内圈沟曲率半径系数为54％，外圈沟曲率半径系数为56％。与按日本国标JIS设计的原有轴承相比，本实施例的摩擦矩降低了一半。

试验2

图5是与图4同样的实施例(6201)的温升测试结果。将环境温度设为60℃，在30000r/min的高速旋转条件下，测试了轴承的温升。原有轴承和实施例各测试了4套，取其平均温度示于图中。由于实施例的摩擦矩低，因此温升比原有轴承大约低10℃。温度对润滑脂的咬粘寿命影响很大，温升降低10℃，其咬粘寿命的延长效果是很大的。在5000小时的试验过程中，4套原有轴承中有2套发生了咬粘、即轴承咬死现象。而本实施例的4套轴承，5000小时试验后，没有发生特别问题。根据以上试验结果可知，本实用新型提供的深沟球轴承，由于其摩擦矩低，其温升也低，因此可获得延长润滑脂咬粘寿命的效果。

试验3

图6是与图4、图5同样的实施例(6201)的微动磨损试验结果。在同一根轴上，装有6套试验轴承，轴承与轴承之间装有隔圈，通过波纹弹簧施加规定的预紧力。将此组装单元装入试验机机壳内，通过伺服电机对所述试验轴承施加500万次幅度为1°的摇动，然后测试试验前后所述试验轴承的振动值。

与原有轴承试验后的振动值200～300mG相比，实施例的振动值仅为50～150mG，约为原有轴承的一半。可见试验后实施例轴承的内部损伤比较小。根据以上试验结果可知，本实用新型提供的深沟球轴承，不仪摩擦矩低，而且具有抑制微动磨损的效果。

产业实用性

本实用新型提供的深沟球轴承，可有效用于通用电机、家电马达等。

Claims

1.一种深沟球轴承，其包括：外周面具有滚道的内圈；内周面具有滚道的外圈；在外圈滚道和内圈滚道之间具有滚动自如的多个球；和将所述球在圆周方向按一定间隔保持的保持架，其特征在于：所述内圈滚道的曲率半径是球的直径的53～58％，所述外圈滚道的曲率半径是球的直径的55～60％。

2.如权利要求1所述的深沟球轴承，其特征在于：所述保持架由金属材料或树脂材料制成。

3.如权利要求1所述的深沟球轴承，其特征在于：轴承的两个端面可以是开式的，或至少在一个端面具有密封部件。

4.如权利要求1～3中任一项所述的深沟球轴承，其特征在于：所述内圈滚道的曲率半径是球的直径的53～55％，所述外圈滚道的曲率半径是球的直径的55～57％。