CN204200845U - 一种双层球形钢珠改进结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双层球形钢珠改进结构，包括有普通碳素钢球芯，及包覆于所述碳素钢球芯外的铁合金外层；在所述碳素钢球芯外表面设置有渗硼层；所述碳素钢球芯的外表面均匀分布有多个凹坑；所述凹坑的底面为半球面结构；所述铁合金外层与所述碳素钢球芯相对的表面设置有与所述凹坑形状和数量相配合的凸起结构。通过在碳素钢球芯的外表面设置有凹坑结构，铁合金外层会有部分进入凹坑内形成凸起结构，这样能够增加两层之间的接合度。

Description

一种双层球形钢珠改进结构

技术领域

本实用新型属于轴承用钢珠领域，特别涉及一种双层球形钢珠改进结构。

背景技术

钢珠是滚动轴承的重要组成部分，现轴承中使用的钢珠包括有两种，一种是棍式钢珠，一种是圆球形钢珠。其中，棍式钢珠主要应用于承重大的轴承领域，而圆球形钢珠一般应用于承重较轻的领域。

而在承重较轻的领域中，一般均要求轴承有较高的精度，而这样的精度主要依靠钢珠的圆度及钢珠的精度来实现。为了实现钢珠的圆度，要求制造钢珠的材质具有一定的可塑性，但是却导致了硬度的下降。当将这类钢珠用于压力大或高转速的设备时，容易因其它部件的影响而导致钢珠出现伤痕或受压变形，降低钢珠的使用寿命同时对其它相邻的部件也会产生不良的影响。

为此，现技术提出了在钢珠的外表面镀一层陶瓷膜的技术方案，以增加钢珠表面的强度和耐磨度。但现在的陶瓷镀膜钢珠没有真正实现陶瓷镀膜的性能，陶瓷镀膜具有的缺陷是在承受高压时容易出现镀膜脱落现象，而且陶瓷镀膜的厚度有限，很难真正实现钢珠的高强度要求。

为了克服陶瓷膜的缺陷，现技术提出并已经实际用于生产的技术方案是采用两层材质来实现，即在钢珠的内层采用易于加工的钢芯，在外层设置一层硬度大的铁合金，因为两种材质均属于铁合金，在相接的表面会出现原子的渗透作用，提高两种材质之间的接合性，提高了球形钢珠的使用寿命。

但是在实际的使用中，轴承的寿命及损坏率较陶瓷膜技术有较大的提高，但是依然存在不足之处，即在出现轴承损坏时，发现依然是钢珠两层之间的结合不严密，而使得钢珠的外层因为脆度高而损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是通过对现使用的双层结构的球形钢珠提出改进技术方案，通过本技术方案，提高了钢珠双层结构之间的接合度，提高了球形钢珠的使用寿命。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种双层球形钢珠改进结构，包括有普通碳素钢球芯，及包覆于所述碳素钢球芯外的铁合金外层；在所述碳素钢球芯外表面设置有渗硼层；

所述碳素钢球芯的外表面均匀分布有多个凹坑；所述凹坑的底面为半球面结构；

所述铁合金外层与所述碳素钢球芯相对的表面设置有与所述凹坑形状和数量相配合的凸起结构。

所述渗硼层的厚度大于所述铁合金外层的厚度。

所述凹坑的侧壁所围成的形状为圆柱或圆锥台结构。

所述圆锥台，位于碳素钢球芯外表面的上底面半径大于位于凹坑底部的下底面半径。

所述半球面结构的半径与所述凹坑下端部的半径相同。

所述凹坑的深度为所述碳素钢球芯的半径的1/10-1/30。

所述铁合金外层的厚度大于所述凹坑的深度。

本实用新型的有益效果是：

1、通过本申请技术方案，通过在碳素钢球芯的外表面设置有凹坑结构，铁合金外层会有部分进入凹坑内形成凸起结构，这样能够增加两层之间的接合度。

2、通过对凹坑底面的半球面结构设置，使得外部压力或震动力通过外层传递给凸起结构时，不会产生大的应力集中现象，因此，不会破坏碳素钢球芯内部的结构，提高了钢珠的承重强度。

3、通过在碳素钢球芯外表面的渗硼层结构，使得钢珠的硬度与碳素钢球芯至铁合金外层的硬度差减小，这样能够提高钢珠的总体强度。

附图说明

图1为本实用新型双层钢珠一个实施例的截面示意图。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本实用新型的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本实用新型的技术方案，而不能解释为是对本实用新型技术方案的限制。

实施例1

本申请的球形钢珠主要是应用于精密仪器的轴承上，本实用新型提供一种双层球形钢珠改进结构，包括有普通碳素钢球芯，及包覆于所述碳素钢球芯外的铁合金外层；在本申请中的普通碳素钢芯是指不包括有特种元素，比如钨、钒、钛、锆、锰、钇、稀土等元素的碳素钢，其型号符合国家的规定，具体的使用依据生产的需要而确定。此处的铁合金外层的铁合金可以根据需要使用特种钢，在有些需要也可以使用碳素钢，但需要对碳素钢进行热处理，因为热处理的工艺不是本实用新型要求保护的范围，因此不进行详细的说明，但是至少要包括有回火、淬火等工序。

在所述碳素钢球芯外表面设置有渗硼层，渗硼层的厚度大于所述铁合金外层的厚度；本申请的渗硼层是在碳素钢球芯回火过程中，使用渗硼剂进行渗硼处理。

所述碳素钢球芯的外表面均匀分布有多个凹坑，此结构是在渗硼工序之前进行，这样能够保证在凹坑的表面也设置有渗硼层；所述铁合金外层与所述碳素钢球芯相对的表面设置有与所述凹坑形状和数量相配合的凸起结构。

所述凹坑的侧壁所围成的形状为圆柱，所述凹坑的底面为半球面结构；所述半球面结构的半径与所述凹坑下端部的半径相同。对于凹坑的半球面结构，即凸起结构的形状与凹坑的形状相同，这样的结构，即能够保证铁合金外层与碳素钢球芯的接合度，同时，当外力传递给铁合金外层时，该力传递给内表面的凸起结构，根据力的作用力与反作用力关系，凹坑所受到的力与凸起结构的受力相同，此时，若凹坑的底面为平面结构，其与凹坑侧壁之间的夹角处为应力集中点，容易出现损坏，同样，凸起结构的底面与侧边的夹角也是应力集中点，若是出现损坏的情况，通常发生在此处。而本申请通过在凹坑的底面设置为半球面形结构，使得角度增大且分散，使得应力分散，提高承重能力。

所述凹坑的深度为所述碳素钢球芯半径的1/10-1/30。

所述铁合金外层的厚度大于所述凹坑的深度。

实施例2

如图1所示，本实用新型提供一种双层球形钢珠改进结构，包括有普通碳素钢球芯1，及包覆于所述碳素钢球芯1外的铁合金外层2。

在所述碳素钢球芯1外表面设置有渗硼层3，渗硼层3的厚度大于所述铁合金外层2的厚度；本申请的渗硼层是在碳素钢球芯回火过程中，使用渗硼剂进行渗硼处理。

所述碳素钢球芯1的外表面均匀分布有多个凹坑11，此结构是在渗硼工序之前进行，这样能够保证在凹坑的表面也设置有渗硼层；所述铁合金外层2与所述碳素钢球芯1相对的表面设置有与所述凹坑11形状和数量相配合的凸起结构21。

所述凹坑11的侧壁所述围成的形状为圆锥台结构，位于碳素钢球芯外表面的上底面半径大于位于凹坑底部的下底面半径。所述凹坑的底面为半球面结构；所述半球面结构的半径与所述凹坑下端部的半径相同。对于凹坑的半球面结构，即凸起结构的形状与凹坑的形状相同，这样的结构，即能够保证铁合金外层与碳素钢球芯的接合度，同时，当外力传递给铁合金外层时，该力传递给内表面的凸起结构，根据力的作用力与反作用力关系，凹坑所受到的力与凸起结构的受力相同，此时，若凹坑的底面为平面结构，其与凹坑侧壁之间的夹角处为应力集中点，容易出现损坏，同样，凸起结构的底面与侧边的夹角也是应力集中点，若是出现损坏的情况，通常发生在此处。而本申请通过在凹坑的底面设置为半球面形结构，使得角度增大且分散，使得应力分散，提高承重能力。

所述凹坑的深度为所述碳素钢球芯半径的1/10-1/30。

所述铁合金外层的厚度大于所述凹坑的深度。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，这些等价形式同样落入本申请所附权利要求书所限定的范围。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (7)

1.一种双层球形钢珠改进结构，包括有普通碳素钢球芯，及包覆于所述碳素钢球芯外的铁合金外层；其特征在于：在所述碳素钢球芯外表面设置有渗硼层；

所述碳素钢球芯的外表面均匀分布有多个凹坑；所述凹坑的底面为半球面结构；

所述铁合金外层与所述碳素钢球芯相对的表面设置有与所述凹坑形状和数量相配合的凸起结构。

2.根据权利要求1所述的双层球形钢珠改进结构，其特征在于：所述渗硼层的厚度大于所述铁合金外层的厚度。

3.根据权利要求1所述的双层球形钢珠改进结构，其特征在于：所述凹坑的侧壁所围成的形状为圆柱或圆锥台结构。

4.根据权利要求3所述的双层球形钢珠改进结构，其特征在于：所述圆锥台，位于碳素钢球芯外表面的上底面半径大于位于凹坑底部的下底面半径。

5.根据权利要求1所述的双层球形钢珠改进结构，其特征在于：所述半球面结构的半径与所述凹坑下端部的半径相同。

6.根据权利要求1所述的双层球形钢珠改进结构，其特征在于：所述凹坑的深度为所述碳素钢球芯的半径的1/10-1/30。

7.根据权利要求1所述的双层球形钢珠改进结构，其特征在于：所述铁合金外层的厚度大于所述凹坑的深度。