CN215409744U - 一种单边式自润滑杆端关节轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单边式自润滑杆端关节轴承，包括：杆端体，杆端体上设置有外圈体，外圈体内设置有内圈体，内圈体与外圈体之间设置有自润滑层；其中，外圈体沿轴向方向包括有第一圈口和第二圈口，第一圈口上设置有凹槽；其中，第二圈口内侧设置有限位部；其中，外圈体与内圈体同心设置；其中，所述自润滑层外壁贴合外圈体内壁，所述自润滑层内壁贴合内圈体外壁。通过在同心设置的内圈体与外圈体之间增设自润滑层实现杆端关节轴承的自润滑的同时，利用外圈体上的限位部对内圈体进行硬单边限位，有效避免内圈体在关节轴承工作过程中脱出外圈体，锁止牢固，且装配便捷，特别是在高速运转过程中具有优异的稳定性。

Description

一种单边式自润滑杆端关节轴承

技术领域

本实用新型涉及关节轴承技术领域，尤其是涉及一种单边式自润滑杆端关节轴承。

背景技术

关节轴承是一种球面滑动轴承，其滑动接触表面是一个内球面和一个外球面，运动时可以在任意角度旋转摆动。

关节轴承主要是由一个有外球面的内圈体和一个有内球面的外圈体组成。关节轴承一般用于速度较低的摆动运动（即角运动），由于滑动表面为球面形，亦可在一定角度范围内作倾斜运动（即调心运动），在支承轴与轴壳孔不同心度较大时，仍能正常工作。

轴承需要经常加油以保证其良好的润滑性，避免过大的摩擦力对工件或零部件造成较大的不可逆的损坏，可是即便是经常对轴承加油、进行润滑，也避免不了在长期时候后轴承的润滑性大打折扣，且长期需要经常加油操作亦十分繁琐，因而出现了自润滑型轴承。

但是目前市面上的自润滑型轴承缺存在着一定的缺陷，例如其采用各部分材质选用从根本上降低了摩擦力，但不可避免的在一定程度上影响轴承本身稳定性，其内圈体容易从轴孔部分脱出，整个轴承的连接稳定性有所下降。

例如公告号为“CN201396372Y”的中国专利，公开了“一种薄壁镶嵌自润滑轴承”，包括板材，板材的工作面上均匀分布盲孔，盲孔内填充有固体润滑剂。本实用新型直接使固体润滑剂固定在盲孔中，形成镶嵌结构，而不需要再使用锡青铜粉或树枝状铜粉等有色金属材料，经过系列烧结工艺后才能使固体润滑剂固定在盲孔中，但实际上自润滑型轴承的材质已足够满足其润滑性需求，再在润滑性进行增强的意义不大，且其该方案更容易造成工件滑脱，尤其是在杆端关节轴承的高速运转过程中，极易出现内圈体脱出外圈体的现象，造成轴承失效。

发明内容

针对背景技术中提到的现有技术中自润滑式杆端关节轴承通过改变材料的方式降低滑动摩擦力，但材料改变影响轴承运行稳定性，易出现内圈体脱出外圈体造成关节轴承失效的问题，本实用新型提供了一种单边式自润滑杆端关节轴承，通过在同心设置的内圈体与外圈体之间增设自润滑层实现杆端关节轴承的自润滑的同时，利用外圈体上的限位部对内圈体进行硬单边限位，有效避免内圈体在关节轴承工作过程中脱出外圈体，锁止牢固，且装配便捷，特别是在高速运转过程中具有优异的稳定性。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种单边式自润滑杆端关节轴承，包括：杆端体，杆端体上设置有外圈体，外圈体内设置有内圈体，内圈体与外圈体之间设置有自润滑层；其中，外圈体沿轴向方向包括有第一圈口和第二圈口，第一圈口上设置有凹槽；其中，第二圈口内侧设置有限位部；其中，外圈体与内圈体同心设置；其中，所述自润滑层外壁贴合外圈体内壁，所述自润滑层内壁贴合内圈体外壁。所述内圈体的轴向高度小于径向长度，因此内圈体横向装入外圈体后，转动内圈体即可确保在轴向方向上被外圈体的第一圈口和第二圈口进行包围式限位，确保杆端关节轴承在工作过程中不会从外圈体两侧的圈口脱出。所述自润滑层为注塑件，自凹槽注入内圈体与外圈体之间并冷却成型，能够保证完全填充内圈体与外圈体之间的空间，在单边式杆端关节轴承运行过程中，实现内圈体与外圈体之间的自润滑式滑动摩擦。在通过自润滑层降低滑动摩擦力的同时，利用内圈体与外圈体同心设置的特点，保证自润滑层注塑成型后与内圈体及外圈体均同心，为杆端关节轴承的平稳运行提供良好的结构基础，避免因外圈体、自润滑层和内圈体三部件不同心导致自润滑层某区域受应力集中被快速磨损，从而降低关节轴承的运行稳定性和使用寿命的问题。尤其是在高速运行过程中，本申请所提供的单边式杆端关节轴承能够保持静音和稳定运行。

作为优选，所述第一圈口上还设置有锁口部，所述内圈体贴合锁口部靠近第二圈口的侧边。在杆端关节轴承的工作过程中，每当内圈体受到向外拉伸力并具有向外动作的趋势时，第一圈口上的锁口部能够避免内圈体及自润滑层向前脱出动作的产生；而第二圈口上的限位部则实现对内圈体的单边硬锁止，避免内圈体向后顶出动作的产生。限位部与锁口部相配合将内圈体限位于外圈体内部。内圈体装入外圈体中后，在内圈体与外圈体轴线重合的位置下，内圈体前部贴合锁口部靠近第二圈口的侧边，即贴合锁口部的内侧边，这种设计有效降低内圈体与外圈体的前后间隙，提升了内圈体与外圈体的装配紧凑性，同时在进行自润滑层的注塑过程中能够避免熔融物自第一圈口的非凹槽位置溢出，为自润滑层成型后对内、外圈体之间的完全填充奠定基础。

作为优选，所述凹槽以外圈体的中心轴线为轴心呈中心对称设置。所述凹槽呈中心对称结构布置在外圈体的第一圈口上，既能保证注塑自润滑层时整个内、外圈体之间的空腔均匀进料，从而实现注料的均匀填充，尤其是在注塑工序中的保压步骤中，随着压力的稳定，注料的密度会稍有提升，此时均匀注入的方式能够保证整个自润滑层的密度均匀，为成型后的辅助润滑工作打下基础，得到质量可靠，密度均匀的自润滑层。

作为优选，所述自润滑层为套筒结构，所述自润滑层包括填充于凹槽的附耳部。所述自润滑层自第一圈口至第二圈口延伸，且通过附耳部填充第一圈口上的凹槽。内圈体自第一圈口装入外圈体时，需要横置内圈体，接着将内圈体的内径对应凹槽开口处***外圈体，因此凹槽的设置能够确保横置内圈体后能够顺利装入外圈体，而内圈体装入外圈体后，转动至内圈体中轴线与外圈体中轴线重合，即可利用第一圈口对内圈体进行限位。而辅助内圈体装配的凹槽，同时也是自润滑层的注塑口，内圈体装入外圈体后，通过凹槽进行注塑加工，得到套筒结构的自润滑层，且自润滑层完全填充凹槽，确保内圈体与外圈体之间装配稳定。

进一步的，所述锁口部内侧设置有倒角结构。所述锁口部内侧的倒角对应内圈体的弧度设置，确保内圈体装入外圈体后，倒角结构可优化锁口部与内圈体接触区域的表面粗糙度，避免毛刺等表面缺陷接触内圈体导致杆端关节轴承的使用性能受到影响。

进一步的，所述限位部沿外圈体内径方向朝第二圈口中部延伸设置。所述限位部为单边式杆端关节轴承的硬性限位结构，通过限位部对内圈体背部进行包覆式限位，确保内圈体不会自第二圈口脱出外圈体。

进一步的，所述限位部为环形结构，所述限位部沿第二圈口环形设置。所述环形限位部可保证注塑自润滑层时，注塑料不会从第二圈口渗出而产生注塑压力紊乱，提升注塑过程尤其是保压过程的压力稳定性，同时能够确保自润滑层密度均匀，塑型后整体结构稳定。

作为优选，所述限位部为凸台结构，所述限位部为凸台结构，所述限位部包括对应内圈体外弧面设置的凸台顶面。所述凸台顶面为弧形结构，所述限位部通过凸台顶面贴合内圈体外弧面，两者为面接触，且凸台顶面的表面粗糙度等级至少为IT7，确保限位部与内圈体之间的摩擦力不影响杆端关节轴承的正常工作。

作为优选，所述自润滑层为塑胶制件。所述自润滑层采用增强尼龙为原料注塑成型，自润滑层的主要化学成分为聚酰胺，耐磨性能优异，同时依靠聚酰胺主链上含有的许多重复的酰胺基，这些基团具有较好的刚性和柔韧性，其聚集态能够形成平滑的表面结构，使得材料的表面摩擦系数很低，呈现了很好的自润滑性。同时增强尼龙中还额外添加有玻璃纤维、增韧剂等共混材料，能够有效提升自润滑层的拉伸、弯曲强度、韧性等力学性能，确保自润滑层能够在杆端关节轴承的运行中提供稳定润滑效果。

作为优选，所述杆端体远离外圈体一端外表面设置有外螺纹结构。所述杆端体为螺杆结构，用于连接各类机械设备的螺孔。

本实用新型的有益效果是：（1）通过在同心设置的内圈体与外圈体之间增设自润滑层实现杆端关节轴承的自润滑的同时，利用外圈体上的限位部对内圈体进行硬单边限位，有效避免内圈体在关节轴承工作过程中脱出外圈体，锁止牢固，且装配便捷，特别是在高速运转过程中具有优异的稳定性；（2）利用内圈体与外圈体同心设置的特点，保证自润滑层注塑成型后与内圈体及外圈体均同心，为杆端关节轴承的平稳运行提供良好的结构基础，避免因外圈体、自润滑层和内圈体三部件不同心导致自润滑层某区域受应力集中被快速磨损，从而降低关节轴承的运行稳定性和使用寿命的问题；（3）内圈体装入外圈体中后，在内圈体与外圈体轴线重合的位置下，内圈体前部贴合锁口部靠近第二圈口的侧边，即贴合锁口部的内侧边，这种设计有效降低内圈体与外圈体的前后间隙，提升了内圈体与外圈体的装配紧凑性，同时在进行自润滑层的注塑过程中能够避免熔融物自第一圈口的非凹槽位置溢出，为自润滑层成型后对内、外圈体之间的完全填充奠定基础；（4）凹槽呈中心对称结构布置在外圈体的第一圈口上，既能保证注塑自润滑层时整个内、外圈体之间的空腔均匀进料，从而实现注料的均匀填充，得到质量可靠，密度均匀的自润滑层；（5）杆端体包括设置有外螺纹的公类杆端和设置有内螺纹的母类杆端，有效提升杆端关节轴承应用的适应性和泛用性。

附图说明

图1是本实用新型的***图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图3是本实用新型的主视图；

图4是本实用新型的背视图；

图5是实施例2中的杆端体的结构示意图；

图中：1、杆端体，2、外圈体，21、第一圈口，22、第二圈口，3、内圈体，4、自润滑层，41、附耳部，5、凹槽，6、限位部，61、凸台顶面，7、锁口部，71、倒角结构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的描述。

实施例1：

如图1，2所示，一种单边式自润滑杆端关节轴承，包括：杆端体1，杆端体1上设置有外圈体2，外圈体2内设置有内圈体3，内圈体3与外圈体2之间设置有自润滑层4；其中，外圈体2沿轴向方向包括有第一圈口21和第二圈口22，第一圈口21上设置有凹槽5；其中，第二圈口22内侧设置有限位部6；其中，外圈体2与内圈体3同心设置；其中，自润滑层4外壁贴合外圈体2内壁，自润滑层4内壁贴合内圈体3外壁。第一圈口21上还设置有锁口部7，内圈体3贴合锁口部7靠近第二圈口22的侧边。凹槽5以外圈体2的中心轴线为轴心呈中心对称设置。

如图3，4所示，在杆端关节轴承的工作过程中，每当内圈体3受到向外拉伸力并具有向外动作的趋势时，第一圈口21上的锁口部7能够避免内圈体3及自润滑层4向前脱出动作的产生；而第二圈口22上的限位部6则实现对内圈体3的单边硬锁止，避免内圈体3向后顶出动作的产生。限位部6与锁口部7相配合将内圈体3限位于外圈体2内部。内圈体3装入外圈体2中后，在内圈体3与外圈体2轴线重合的位置下，内圈体3前部贴合锁口部7靠近第二圈口22的侧边，即贴合锁口部7的内侧边，这种设计有效降低内圈体3与外圈体2的前后间隙，提升了内圈体3与外圈体2的装配紧凑性，同时在进行自润滑层4的注塑过程中能够避免熔融物自第一圈口21的非凹槽5位置溢出，为自润滑层4成型后对内、外圈体2之间的完全填充奠定基础。

凹槽5呈中心对称结构布置在外圈体2的第一圈口21上，既能保证注塑自润滑层4时整个内、外圈体2之间的空腔均匀进料，从而实现注料的均匀填充，尤其是在注塑工序中的保压步骤中，随着压力的稳定，注料的密度会稍有提升，此时均匀注入的方式能够保证整个自润滑层4的密度均匀，为成型后的辅助润滑工作打下基础，得到质量可靠，密度均匀的自润滑层4。

内圈体3的轴向高度小于径向长度，因此内圈体3横向装入外圈体2后，转动内圈体3即可确保在轴向方向上被外圈体2的第一圈口21和第二圈口22进行包围式限位，确保杆端关节轴承在工作过程中不会从外圈体2两侧的圈口脱出。自润滑层4为注塑件，自凹槽5注入内圈体3与外圈体2之间并冷却成型，能够保证完全填充内圈体3与外圈体2之间的空间，在单边式杆端关节轴承运行过程中，实现内圈体3与外圈体2之间的自润滑式滑动摩擦。在通过自润滑层4降低滑动摩擦力的同时，利用内圈体3与外圈体2同心设置的特点，保证自润滑层4注塑成型后与内圈体3及外圈体2均同心，为杆端关节轴承的平稳运行提供良好的结构基础，避免因外圈体2、自润滑层4和内圈体3三部件不同心导致自润滑层4某区域受应力集中被快速磨损，从而降低关节轴承的运行稳定性和使用寿命的问题。尤其是在高速运行过程中，本申请所提供的单边式杆端关节轴承能够保持静音和稳定运行。

本实施例中，杆端体11与外圈体22为一体式结构，本实用新型所公开的杆端体11、内圈体33加工原料选择，包括但不限于以下材料：轴承钢、不锈钢、不锈铁、40络钢、铝合金、铜以及碳钢。其中轴承钢具备较好的硬度和耐磨性，在轴承制造中使用较为普遍；不锈钢和不锈铁具备较好的耐腐蚀性能，适合用于制造应用于水下设备或食品行业等工作环境存在腐蚀可能的杆端关节轴承；40络钢作为机械制造行业广泛使用的钢材料，综合力学性能较好，且具备较低的缺口敏感性，能够有效提升杆端关节轴承的工作性能稳定性和使用寿命；铝合金则具备强度高、塑性好的特点，便于加工成型且符合轻量化要求；铜制杆端关节轴承的特点是延展性较好，装配完成后具备较好的契合度，保证轴承的运行稳定性；而碳钢成本较低，在无特殊需求的使用领域利用碳钢加工杆端关节轴承可具备较好的经济效益。在满足基本力学性能和表面处理要求的情况下，亦可根据需求使用其他材料进行杆端关节轴承的加工制造。

自润滑层4为套筒结构，自润滑层4包括填充于凹槽5的附耳部41。自润滑层4自第一圈口21至第二圈口22延伸，且通过附耳部41填充第一圈口21上的凹槽5。自润滑层4为塑胶制件。

内圈体3自第一圈口21装入外圈体2时，需要横置内圈体3，接着将内圈体3的内径对应凹槽5开口处***外圈体2，因此凹槽5的设置能够确保横置内圈体3后能够顺利装入外圈体2，而内圈体3装入外圈体2后，转动至内圈体3中轴线与外圈体2中轴线重合，即可利用第一圈口21对内圈体3进行限位。而辅助内圈体3装配的凹槽5，同时也是自润滑层4的注塑口，内圈体3装入外圈体2后，通过凹槽5进行注塑加工，得到套筒结构的自润滑层4，且自润滑层4完全填充凹槽5，确保内圈体3与外圈体2之间装配稳定。自润滑层4采用包括但不限于增强尼龙、POM、PTFE、PA等塑料为原料注塑成型，上述材料的共性是有内部结晶的晶体，导致表面粗糙度很低，从而表现出自润滑性。本实施例中自润滑层4的主要化学成分为聚酰胺，耐磨性能优异，同时依靠聚酰胺主链上含有的许多重复的酰胺基，这些基团具有较好的刚性和柔韧性，其聚集态能够形成平滑的表面结构，使得材料的表面摩擦系数很低，呈现了很好的自润滑性。同时增强尼龙中还额外添加有玻璃纤维、增韧剂等共混材料，能够有效提升自润滑层4的拉伸、弯曲强度、韧性等力学性能，确保自润滑层4能够在杆端关节轴承的运行中提供稳定润滑效果。

锁口部7内侧设置有倒角结构71。锁口部7内侧的倒角对应内圈体3的弧度设置，确保内圈体3装入外圈体2后，倒角结构71可优化锁口部7与内圈体3接触区域的表面粗糙度，避免毛刺等表面缺陷接触内圈体3导致杆端关节轴承的使用性能受到影响。

限位部6沿外圈体2内径方向朝第二圈口22中部延伸设置。限位部6为环形结构，限位部6沿第二圈口22环形设置。限位部6为凸台结构，限位部6为凸台结构，限位部6包括对应内圈体3外弧面设置的凸台顶面61。

限位部6为单边式杆端关节轴承的硬性限位结构，通过限位部6对内圈体3背部进行包覆式限位，确保内圈体3不会自第二圈口22脱出外圈体2。环形限位部6可保证注塑自润滑层4时，注塑料不会从第二圈口22渗出而产生注塑压力紊乱，提升注塑过程尤其是保压过程的压力稳定性，同时能够确保自润滑层4密度均匀，塑型后整体结构稳定。凸台顶面61为弧形结构，限位部6通过凸台顶面61贴合内圈体3外弧面，两者为面接触，且凸台顶面61的表面粗糙度等级至少为IT7，确保限位部6与内圈体3之间的摩擦力不影响杆端关节轴承的正常工作。同时，具备优良的防尘效果，提高杆端关节轴承的使用寿命。

杆端体1远离外圈体2一端外表面设置有外螺纹结构。即本实施例中杆端体1为公类杆端体1，杆端体1为螺杆结构，用于连接各类机械设备的螺孔。

本实施例中杆端关节轴承的装配过程如下：本实施例中，凹槽5为半弧形结构，且包括分设于第一圈口21的左右侧，首先将内圈体3以中心轴线竖直的姿态装入立式安置的外圈体2内，由于内圈体3的直径略小于左右凹槽5的间距，因此内圈体3能够顺利装入外圈体2内，装入后转动内圈体3，使其中心轴线旋转90°并与外圈体2中心轴线重合，此时内圈体3与外圈体2保持同心状态，且内圈体3在锁口部7的限制下不会从第一圈口21脱出。锁口部7配合限位部6保证装配结构的抗干扰性。在内圈体3装配完毕后，将杆端体1整体横置放入注塑设备中，对左右凹槽5内进行同步注塑，此时内圈体3在自重作用下保持与外圈体2的同心状态，因此自润滑层4的形成后同样与外圈体2及内圈体3同心。注塑工艺通过温度和压力控制自润滑层4的成型，在上述参数调整到位后，注料不会从第二圈口22漏出，以保证注塑保压工的压力稳定性，使得自润滑层4密度均匀，结构完整，内外表面光滑无缺陷。注塑成型后自润滑层4完全填充内圈体3与外圈体2之间的空间，确保杆端关节轴承运行时，尤其是高速状态的运行时具备自润滑特性，同时具有较好的运行稳定性。

值得注意的是，凹槽5亦可设置为均匀环设在第一圈口21的若干通槽，用于同步进行注塑得到密度均匀，结构完整的自润滑层4。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例中杆端体1为母类杆端体1，如图5所示，母类杆端体1为中空结构，杆端体1中空内壁上设置有内螺纹结构。这种设置有内螺纹结构的杆端体1用于安装在各类设备的螺杆上，能够避免对设备的开孔。

实施例1中的公类杆端体11与实施例2中的母类杆端体11的多样性能够保证杆端关节轴承可适应各类机械设备的需求，有效提升杆端关节轴承的适应性和泛用性。

除上述实施例外，在本实用新型的权利要求书及说明书所公开的范围内，本实用新型的技术特征可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些都是本领域技术人员无需进行创造性劳动即可实现的，因此这些本实用新型没有详细描述的实施例也应视为本实用新型的具体实施例而在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单边式自润滑杆端关节轴承，其特征在于包括：

杆端体，所述杆端体上设置有外圈体，所述外圈体内设置有内圈体，所述内圈体与外圈体之间设置有自润滑层；

其中，所述外圈体沿轴向方向包括有第一圈口和第二圈口，所述第一圈口上设置有凹槽；

其中，所述第二圈口内侧设置有限位部；

其中，所述外圈体与内圈体同心设置；

其中，所述自润滑层外壁贴合外圈体内壁，所述自润滑层内壁贴合内圈体外壁。

2.根据权利要求1所述的一种单边式自润滑杆端关节轴承，其特征在于，所述第一圈口上还设置有锁口部，所述内圈体贴合锁口部靠近第二圈口的侧边。

3.根据权利要求1所述的一种单边式自润滑杆端关节轴承，其特征在于，所述凹槽以外圈体的中心轴线为轴心呈中心对称设置。

4.根据权利要求1所述的一种单边式自润滑杆端关节轴承，其特征在于，所述自润滑层为套筒结构，所述自润滑层包括填充于凹槽的附耳部。

5.根据权利要求2所述的一种单边式自润滑杆端关节轴承，其特征在于，所述锁口部内侧设置有倒角结构。

6.根据权利要求1所述的一种单边式自润滑杆端关节轴承，其特征在于，所述限位部沿外圈体内径方向朝第二圈口中部延伸设置。

7.根据权利要求6所述的一种单边式自润滑杆端关节轴承，其特征在于，所述限位部为环形结构，所述限位部沿第二圈口环形设置。

8.根据权利要求6所述的一种单边式自润滑杆端关节轴承，其特征在于，所述限位部为凸台结构，所述限位部包括对应内圈体外弧面设置的凸台顶面。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种单边式自润滑杆端关节轴承，其特征在于，所述自润滑层为塑胶制件。

10.根据权利要求1-8任意一项所述的一种单边式自润滑杆端关节轴承，其特征在于，所述杆端体远离外圈体一端外表面设置有外螺纹结构。

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