CN202883700U - 密封陶瓷球角接触高速机床主轴轴承 - Google Patents
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Abstract
一种密封陶瓷球角接触高速机床主轴轴承,包括外圈和内圈,滚动体均匀的排列在所述内圈和外圈之间,保持架将所述滚动体均匀的分隔开,所述滚动体采用氮化硅陶瓷球,所述外圈的端面上,安装了具有密封效果的密封圈。所述密封圈为第一密封圈和第二密封圈,所述第一密封圈和第二密封圈分别装于所述外圈端面的两侧,起到隔绝轴承内部与外界各类物质接触的作用。所述内圈和外圈采用SKF-3#钢。所述保持架采用陶瓷纤维。本实用新型质量轻、耐高温、耐腐蚀、无磁、绝缘、刚性高、高速使用离心力小、运转温升低,能用于高速、高温、腐蚀性介质等条件下,具有良好的抗滚动接触疲劳特性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种轴承,特别是一种密封陶瓷球角接触高速机床主轴轴承。
背景技术
角接触密封式轴承是在近几年才为人们所重视的一项技术,传统的密封球轴承均为深沟球轴承,即接触角为零度,轴承主要承受径向载荷P,保持架为浪形结构,这种结构的保持架装配后与轴承套圈端面有足够大的距离H,在此处安装密封圈,如图2a所示,深沟球轴承两密封圈尺寸完全相同。而角接触球轴承承受联合载荷,即可以承受径向载荷P1,也能承受一定的轴向载荷P2,接触角α越大承受的轴向载荷越大。传统的高速角接触球轴承保持架材料为酚醛胶布,引导形式为外引导(保持架外径与外圈内径距离很小),这种结构的保持架装配后与轴承套圈端面的距离H极小;并且轴承在轴向力P2的作用下产生轴向位移s(如图2b所示);加之,在轴承外圈非受力端斜坡处加工密封槽,会对轴承外径的圆度、椭圆度等产生影响;因此,传统的角接触球轴承无法安装密封结构。为满足机械行业快速发展的需求,需要研究密封陶瓷球角接触高速机床主轴轴承的性能,改进产品设计,加强工序间控制,提高产品质量。
发明内容
本实用新型提供一种密封陶瓷球角接触高速机床主轴轴承,以解决上述背景技术中存在的技术问题。
为此,本实用新型包括外圈和内圈,滚动体采用氮化硅陶瓷球,滚动体直径小于普通角接触球轴承、滚动体个数多于普通角接触球轴承,滚动体均匀的排列在所述内圈和外圈之间,保持架将所述滚动体均匀的分隔开,所述外圈的端面上,安装了具有密封效果的不同尺寸、不同颜色的可分辨的密封圈。
一种密封陶瓷球角接触高速机床主轴轴承,包括外圈和内圈,滚动体均匀的排列在所述内圈和外圈之间,保持架将所述滚动体均匀的分隔开;所述外圈的端面上,安装了具有密封效果的密封圈。
其中,所述密封圈为第一密封圈和第二密封圈,分别装于所述外圈端面的两侧。
其中,所述内圈和外圈采用SKF-3#钢。
其中,所述保持架采用陶瓷纤维。
与开放式轴承相比,密封陶瓷球轴承具有质量轻、耐高温、耐腐蚀、无磁、绝缘、刚性高、高速使用离心力小、运转温升低等优良特性,能用于高速、高温、腐蚀性介质等普通轴承无法达到的要求。并且在要求高性能的轴承应用中,氮化硅具有最佳的机械物理综合特性,均质细密的氮化硅陶瓷具有良好的抗滚动接触疲劳特性。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图;
图2a为深沟球轴承密封结构示意图;
图2b为角接触球轴承工作状态示意图;
图2c为密封角接触球轴承结构示意图;
图3a为传统角接触球轴承的外圈斜坡结构示意图;
图3b为本实用新型密封角接触球轴承的外圈斜坡结构示意图。
附图标记说明
1-外圈;2-内圈;3-保持架;4-滚动体;5-第一密封圈;6-第二密封圈。
具体实施方式
为了使本实用新型的形状、构造以及特点能够更好地被理解,以下将列举较佳实施例并结合附图进行详细说明。
图1是本实用新型的结构示意图,如图所示,外圈1通常是与轴承座孔成过渡配合,起支撑作用;内圈2通常与轴紧配合,并与轴一起旋转;滚动体4借助保持架均匀的排列在内圈和外圈之间,滚动体4的形状、大小和数量直接影响轴承的负荷能力和使用性能;保持架3将滚动体4均匀的分隔开,并能引导滚动体4旋转及改善轴承内部润滑性能。
外圈1的端面上,安装了具有密封效果的密封圈,所述密封圈为分别装于外圈1端面两侧的第一红色密封圈5和第二兰色密封圈6,用以隔绝轴承内部与外界各类物质的接触。保证轴承密封,确保滚动轴承的内部与外界基本处于隔离状态,滚动轴承内部所添加的各种润滑油、润滑脂类物质的流失量极小,而润滑的效果得到大幅提升,因此轴承密封能在很大程度上保持轴承的润滑状态。轴承密封的另一个作用,是隔绝轴承内部与外界各类物质的接触,减少尘埃、有害气体等物质进入轴承内腔的机率,减少轴承内部因杂质侵害而形成的各种损伤。从这一方面来说,轴承密封能相对提升轴承的使用寿命。
轴承设计方案:
轴承的设计主要是主参数的选择,轴承的主参数是指滚动体的直径、数量和滚动体所分布圆周的直径。这是轴承设计的核心,而轴承的主参数,决定轴承的载荷、转速、刚性、使用寿命等性能。密封陶瓷球角接触球轴承其主要性能要求是速度、温升、刚性和精度等。
1、设计改进:
a、滚动体的直径比普通角接触轴承减小约10%~15%;
滚动体数量增加,比原来增加了2~5粒钢球。
滚动体直径的大小、数量多少根据载荷大小、速度、刚性等主机性能要求而定。
b、内、外圈沟取率半径计算公式如下:
内圈沟取率半径Rn=fn.Dw
外圈沟取率半径Rw=fw.Dw
式中:Dw-滚动体(钢球)直径
fn、fw大小根据载荷大小、速度、力矩等主机性能要求而定。
fn=0.53~0.55(常规设计取0.515)
fw=0.515~0.52(常规设计取0.525)
c、保持架采用了高强度的陶瓷纤维,因此,保持架宽度系数比常规产品系数减小:Bc=fc.Dw
式中:fc-保持架宽度系数fc=1.35
fc由原1.7减少为1.35。保持架宽度的减少,远远超出了轴承在轴向力P2的作用下产生的轴向位移s,因而,有足够大的轴向位置可以安装密封圈,同时,采用陶瓷纤维材料的保持架可注塑成型,其几何形状取决于模具精度,注塑成型后尺寸一致性好,易于批量生产。保持架设计为球引导(保持架与内、外圈挡边距离相等),其运转平稳,并且润滑脂易进入内、外沟内,起到良好的润滑作用。综上所述:滚动体直径的缩小、数量的增加以及沟曲率系数的改变,不仅可以达到提高刚性、减小摩擦、提高轴承高速性能,同时保持架与套圈端面有足够大的距离安装密封装置—密封圈。
2、密封圈颜色标识工艺
两密封圈外观颜色分别标识,第一密封圈5为红色,第二密封圈6为兰色。
第一密封圈放置于外圈的受力面,与深沟球轴承密封结构形式相同,对轴承精度无影响;
第二密封圈放置于外圈的非受力面。由于单列角接触球轴承的结构所致,只能承受单一方向的轴向力,如图2b和2c所示。加之,在外圈非受力端斜坡处加工密封槽,会使密封槽最大直径与轴承外径的壁厚减小,对轴承外径的精度(圆度、椭圆度等)产生影响。要避免以上因素产生的影响,只有将传统的外圈斜坡角度a由3°,改为1°(如图3a和3b所示),才能加大外圈非受力端斜坡处密封槽最大直径与轴承外径的壁厚,避免装配密封圈后轴承外圈产生外涨变形。但是,随之而来产生的问题是:尽管两个密封圈内、外径尺寸是不同的,但是目视很难区分。因此通过密封圈的颜色可以判断,且提高了装配效率,同时,亦为鉴别轴承受力面提供了可靠的保证。
以上对本实用新型的描述是说明性的,而非限制性的,本专业技术人员理解,在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效,但是它们都将落入本实用新型的保护范围内。
Claims (4)
1.一种密封陶瓷球角接触高速机床主轴轴承,其特征在于,包括外圈和内圈,滚动体均匀的排列在所述内圈和外圈之间,保持架将所述滚动体均匀的分隔开;所述外圈的端面上,安装了具有密封效果的密封圈。
2.如权利要求1所述的密封陶瓷球角接触高速机床主轴轴承,其特征在于,所述密封圈为第一密封圈和第二密封圈,分别装于所述外圈端面的两侧。
3.如权利要求1所述的密封陶瓷球角接触高速机床主轴轴承,其特征在于,所述内圈和外圈采用SKF-3#钢。
4.如权利要求1所述的密封陶瓷球角接触高速机床主轴轴承,其特征在于,所述保持架采用陶瓷纤维。
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CN103671506A (zh) * | 2013-11-21 | 2014-03-26 | 洛阳轴研科技股份有限公司 | 一种超高速电主轴用浮动轴承 |
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