CN219432295U - 满装轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种满装轴承，例如包括：轴承本体，内部形成有滚道；滚子组件，设置在所述滚道内，所述滚子组件包括第一滚子和第二滚子，所述第一滚子和所述第二滚子分别转动连接所述轴承本体；其中，所述第一滚子设置有第一表面，所述第二滚子设置有第二表面，所述第一表面上设置有疏油层，所述第一滚子通过所述疏油层与所述第二滚子接触于所述第二表面。本实用新型实施例提供的一种满装轴承，通过在第一滚子表面设置疏油层，使润滑剂可以在疏油层表面产生界面滑移，使第一滚子和第二滚子之间对润滑剂实现有效卷吸，降低滚子间的摩擦力并提高满装轴承的使用寿命。

Description

满装轴承

技术领域

本实用新型涉及流体润滑和满装轴承技术领域，尤其涉及一种满装轴承。

背景技术

满装轴承是一种主要用于高承载下的轴承部件，主要用于例如风电***支承等高承载场景。为了提高满装轴承的径向承载能力，通常会移除轴承保持架并增加滚子数量，使满装轴承内的多个滚子之间相互接触。然而，在满装轴承工作过程中，由于相邻滚子会以同样大小且方向相反的速度相对运动，且相邻滚子之间的卷吸速度为零，导致滚子间无法对满装轴承内的润滑剂实现有效卷吸，润滑剂难以对滚子间进行润滑，从而增大滚子摩擦力，使滚子容易磨损并导致轴承损坏，降低满装轴承的使用寿命。

为改善满装轴承的滚子间零卷吸导致的磨损，目前仅有利用高速运动下，滚子间润滑剂形成的热粘度楔效应形成有效润滑，然而这种方法仅能在高速、重载等工况下实现滚子间的有效润滑，无法在低速、轻载、轴承启停阶段等热效应不显著的情况下实现有效润滑。

实用新型内容

针对现有技术中的至少部分缺陷和不足，本实用新型实施例提供了一种满装轴承，其中第一滚子表面设置疏油层，使润滑剂可以在疏油层表面产生界面滑移，在第一滚子和第二滚子之间对润滑剂实现有效卷吸，降低滚子间的摩擦力并提高满装轴承的使用寿命。

具体地，本实用新型实施例提供的一种满装轴承，包括：轴承本体，包括轴承内圈和轴承外圈，所述轴承内圈邻近所述轴承外圈的中心一侧设置，所述轴承内圈和所述轴承外圈之间形成有滚道；滚子组件，设置在所述滚道内，所述滚子组件包括多个第一滚子和多个第二滚子，所述多个第一滚子和所述多个第二滚子相互交替设置且分别转动连接所述轴承本体；其中，所述多个第一滚子中的每个第一滚子包括第一表面，和依次设置在所述第一表面上的中间层和疏油层。

另外，本实用新型实施例还提供的一种满装轴承，包括：轴承本体，内部形成有滚道；滚子组件，设置在所述滚道内，所述滚子组件包括第一滚子和第二滚子，所述第一滚子和所述第二滚子分别转动连接所述轴承本体；其中，所述第一滚子设置有第一表面，所述第二滚子设置有第二表面，所述第一表面上设置有疏油层，所述第一滚子通过所述疏油层与所述第二滚子接触于所述第二表面。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一滚子设置有多个，所述第二滚子设置有多个，多个所述第一滚子和多个所述第二滚子相互交替设置在所述滚道内。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一滚子上包括中间层，所述疏油层通过中间层连接于所述第一表面。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一表面上设置有微孔，所述微孔内设置有所述疏油层。

在本实用新型的一个实施例中，所述疏油层为氟化类金刚石涂层。

在本实用新型的一个实施例中，所述轴承本体包括挡边，所述挡边设置于所述滚道在第一方向上的相对两侧；所述第一方向平行于所述轴承本体的轴向。

在本实用新型的一个实施例中，所述轴承本体包括轴承内圈和轴承外圈，所述轴承内圈邻近所述轴承外圈的中心一侧设置，所述轴承内圈通过所述滚子组件转动连接所述轴承外圈，所述挡边连接所述轴承外圈邻近中心的一侧，所述滚道形成在所述轴承内圈、所述轴承外圈和所述挡边之间。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一滚子和所述第二滚子为球形结构，所述第一滚子的表面为所述第一表面。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一滚子和所述第二滚子为圆柱形结构，所述第一滚子的侧面为所述第一表面。

上述技术方案可以具有如下一个或多个优点：本实用新型实施例通过在所述轴承本体的所述滚道内设置所述滚子组件，所述滚子组件包括设置有所述疏油层的所述第一滚子和未设置所述疏油层的所述第二滚子，从而在所述满载轴承运行时，所述滚道内添加的润滑剂可以在所述疏油层表面产生界面滑移，使润滑剂在所述第一滚子和所述第二滚子之间的卷吸速度不再为零，进而通过卷吸使所述第一滚子和所述第二滚子间的润滑剂形成有效润滑，降低所述滚子组件的摩擦力，提高了所述满装轴承的使用寿命；此外，所述疏油层可以渗入所述第一滚子表面的所述微孔内，在所述疏油层产生磨损时所述微孔内的所述疏油层仍然能够维持所述第一滚子表面的滑移性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种满装轴承的立体结构示意图。

图2为图1所示的所述满装轴承的俯视视角的结构示意图。

图3为图2所示的所述满装轴承的A-A截面的剖视结构示意图。

图4为图3所示的所述满装轴承的所述B区域的放大结构示意图。

图5为图1所示的所述满装轴承的所述第一滚子的部分结构示意图。

图6为图5所示的所述满装轴承的所述第一滚子的剖视结构示意图。

图7a为一种传统的满装轴承的内部运行原理示意图。

图7b为本实用新型实施例提供的所述满装轴承的内部运行原理示意图。

图8为图1所示的所述满装轴承的所述多孔材料层的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定至”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种满装轴承1。所述满装轴承1例如包括轴承本体100和滚子组件200。

在本实用新型的一个实施例中，如图2、图3、图5所示，轴承本体100包括轴承内圈110和轴承外圈120，轴承内圈110与轴承外圈120均为圆环状，轴承内圈110和轴承外圈120例如为同心设置，轴承内圈110邻近轴承外圈120的轴心设置，轴承外圈120靠近轴心一侧和轴承内圈110远离轴心一侧之间形成有滚道101。滚子组件200例如包括多个第一滚子210和多个第二滚子220，多个第一滚子210和多个第二滚子220相互交替设置在滚道101内，滚道101内例如填充有润滑剂。参见图5所示，第一滚子210表面设置有第一表面211，第一表面211上设置有疏油层212，在轴承本体100运行过程中，所述润滑剂随第一滚子210和第二滚子220运动，所述润滑剂在疏油层212表面产生了界面滑移，所述润滑剂此时的运动速度小于第一滚子210的运动速度，使所述润滑剂可以通过卷吸在第一滚子210和第二滚子220之间形成有效润滑，从而降低滚子间的摩擦力。

具体地，如图2、图3、图4、图5所示，多个第一滚子210和多个第二滚子220均转动连接在轴承外圈120和轴承内圈110之间，第一滚子210和第二滚子220在滚道101内密集设置并填充滚道101内的空间，轴承内圈110和轴承外圈120可以通过滚子组件200相对同心转动。满装轴承1运行时，轴承内圈110例如与传动轴连接，轴承外圈120连接轴承座或负载，轴承外圈120固定，轴承内圈110转动并带动滚子组件200运动；或者轴承内圈110固定，轴承外圈120转动并带动滚子组件200运动。第一滚子210和第二滚子220例如均为圆柱形结构滚子，第一滚子210的外周面为第一表面211。在本实用新型实施例的其他实施方式中，第一滚子210和第二滚子220例如均为球形结构滚子，第一滚子210的表面为第一表面211。滚道101内填充的所述润滑剂例如为润滑油或润滑脂，疏油层212与所述润滑剂之间具有非浸润性/界面滑移性，例如所述润滑剂与疏油层212为浸润性/非浸润性组合。

在本实用新型的一个实施例中，如图5、图6、图7b所示，疏油层212例如为F-DLC(Fluorinated Diamond like Carbon，氟化类金刚石)涂层，或者其他可以实现界面滑移的疏油性涂层。第一滚子210和第二滚子220例如为钢制滚子，通过第一滚子210的第一表面211上设置的疏油层212，第二滚子220表面设置有第二表面221，第一滚子210通过疏油层212与第二表面221相互接触。在转动过程中，第一滚子210(可以产生界面滑移)和第二滚子(无界面滑移)相互接触。滚子组件200还例如包括中间层213，中间层213设置在第一表面211和疏油层212之间，疏油层212连接在中间层213远离第一表面211的一侧，中间层213例如为硅制涂层，用以固定疏油层212。

在本实用新型的一个实施例中，疏油层212和中间层213例如可以通过PVD(Physical Vapor Deposition，物理气相沉积)，CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)技术或其他浸泡方法在第一表面211上进行制备。具体地，在进行涂层制备时，首先在第一滚子210的第一表面211上制备例如硅制中间层213，中间层213既可以与第一表面211紧密结合又可以与疏油层212涂层紧密结合。之后，在中间层213上制备例如为F-DLC涂层的疏油层212，例如利用磁控溅射技术，在制备腔内按照一定比例同时通入CH₄(甲烷)和CF₄(四氟化碳)气体，在制备形成的涂层中，氟元素取代一部分碳元素的位置，形成F-DLC涂层的疏油层212。

在本实用新型的一个实施例中，如图2、图3、图4所示，轴承本体100例如还包括挡边140。挡边140例如为圆环形，挡边140设置于滚道101在第一方向X上的相对两侧，第一方向X平行于轴承本体100的轴向。挡边140连接轴承外圈120邻近中心的一侧，位于轴承外圈120与轴承内圈110之间，滚道101在轴承内圈110、轴承外圈120和挡边140之间，挡边140用于进一步限制滚子组件200在滚道101内的运动范围，提升满装轴承1运行时的稳定性。

进一步地，如图5、图6所示，第一滚子210的第一表面211上例如设置有多个微孔214，在疏油层212制备过程中，所制备的疏油层212可填充在微孔214内，因此即使疏油层212在运行过程中受满载轴承1的工况影响产生磨损，微孔214内部的疏油层212仍然能够在疏油层212的外侧磨损后，保证第一滚子210的滑移性。此外，由于疏油层212的设置，第一滚子210与滚道101内均形成界面滑移/无界面滑移接触，因此在运行过程中，第一滚子210在滚道101内与轴承内圈110、轴承外圈120的摩擦力受界面效应影响而减小，从而降低第一滚子210的摩擦力。

在本实用新型的一个实施例中，如图7a所示，传统的满装轴承内例如设置有多个钢制的第三滚子400，多个第三滚子400之间相互接触，且多个第三滚子400之间填充有所述润滑剂；当第三滚子400转动时，相邻的两个第三滚子400例如以相同方向与相同速度转动，所述润滑剂在第三滚子400表面随第三滚子400进行运动，由于相邻的两个第三滚子400的转动速度相等，且两个第三滚子400之间的表面的运动方向相反，使相邻的两个第三滚子400间的卷吸速度为零，所述润滑剂无法通过有效卷吸对相邻第三滚子400之间进行有效润滑，多个第三滚子400在转动中易于产生磨损。

进一步地，如图5、图7a、图7b所示，与传统的满装轴承相比，本实用新型实施例提供的满装轴承1，设置有疏油层212的第一滚子210与未设置疏油层212的第二滚子220交替设置，第一滚子210与第二滚子220之间形成无界面滑移与可以产生界面滑移的接触形式，在运行过程中，所述润滑剂首先随第二滚子220转动进入第二滚子220与第一滚子210之间，所述润滑剂在第二滚子220表面的运动方向与转动速度与第二滚子220一致。由于第一滚子210上设置有疏油层212，在所述润滑剂接触疏油层212时，所述润滑剂的运动速度小于第一滚子210的转动速度，且所述润滑剂的运动方向受整体润滑状态影响，可能与第一滚子210的转动方向一致或相反。此时，所述润滑剂的卷吸速度不再为零，所述润滑剂可形成有效卷吸，在第一滚子210与第二滚子220之间形成弹流润滑接触，从而降低滚子组件200之间的摩擦力，提高满装轴承1的使用寿命。

更进一步地，通过光学干涉对传统的满装轴承内的所述润滑剂以及本实用新型实施例提供的满装轴承1内的所述润滑剂进行观察。无界面滑移接触的传统的满装轴承内的滚子间接触区在运行后产生了磨损，具有界面滑移/无界面滑移接触的满装轴承1的第一滚子210和第二滚子220间接触区则形成了典型的弹流润滑油膜形貌，即本实用新型实施例提供的满装轴承1内可实现有效润滑，从而提高满装轴承1的使用寿命。

在本实用新型的一个实施例中，如图3、图4、图5、图8所示，轴承本体100还包括多孔材料层130，多孔材料层130内部设置有密集排布的气孔131，多孔材料层130设置在滚道101内与第一滚子210、第二滚子220相接触的表面，从而通过动静压混合的运行结构进一步提升第一滚子210、第二滚子220在滚道101内的界面滑移效果。具体地，轴承内圈110邻近滚道101一侧例如设置有第三表面111，轴承外圈120邻近滚道101一侧例如设置有第四表面121，例如当轴承内圈110固定在其他设备上，轴承外圈120用于转动时，多孔材料层130设置在第三表面111上。参见图4所示，轴承内圈110例如在侧面设置有进气孔102，进气孔102连通多孔材料层130的气孔131，因而可以由进气孔102通入压缩气体，压缩气体在多孔性材料130的气孔131内流动，并由多孔性材料130邻近滚道101一侧的表面流出，从而在多孔材料层130的表面形成一层气膜132。由于所述润滑剂与空气接触时不具有浸润性，所述润滑剂易于在气膜132表面产生界面滑移，从而进一步提升了滚子组件200与滚道101间的界面滑移能力，实现滚子组件200与滚道101间的超低摩擦力，形成界面滑移/滑移接触和界面滑移/无滑移接触，保证了满装轴承1内均有界面滑移效应，进一步降低满装轴承1运转时的摩擦力。在本实用新型的其他实施例中，例如当轴承外圈120固定，轴承内圈110用于转动时，多孔材料层130例如可以仅设置在第四表面111上，轴承外圈120例如在侧面设置有进气孔102。

综上所述，本实用新型实施例通过在所述轴承本体的所述滚道内设置所述滚子组件，所述滚子组件包括设置有所述疏油层的多个所述第一滚子和未设置所述疏油层的多个所述第二滚子，多个所述第一滚子和多个所述第二滚子相互交替设置在所述滚道内，从而在所述满载轴承运行时，所述滚道内添加的润滑剂可以在所述疏油层表面产生界面滑移，使润滑剂在所述第一滚子和所述第二滚子之间的卷吸速度不再为零，进而通过卷吸使所述第一滚子和所述第二滚子间的润滑剂形成有效润滑，降低所述滚子组件的摩擦力，提高了所述满装轴承的使用寿命；此外，所述疏油层可以渗入所述第一滚子表面的所述微孔内，在所述疏油层产生磨损时所述微孔内的所述疏油层仍然能够维持所述第一滚子表面的滑移性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简沽，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本专利申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种满装轴承(1)，其特征在于，包括：

轴承本体(100)，包括轴承内圈(110)和轴承外圈(120)，所述轴承内圈(110)邻近所述轴承外圈(120)的中心一侧设置，所述轴承内圈(110)和所述轴承外圈(120)之间形成有滚道(101)；

滚子组件(200)，设置在所述滚道(101)内，所述滚子组件(200)包括多个第一滚子(210)和多个第二滚子(220)，所述多个第一滚子(210)和所述多个第二滚子(220)相互交替设置且分别转动连接所述轴承本体(100)；

其中，所述多个第一滚子(210)中的每个第一滚子(210)包括第一表面(211)，和依次设置在所述第一表面(211)上的中间层(213)和疏油层(212)。

2.一种满装轴承(1)，其特征在于，包括：

轴承本体(100)，内部形成有滚道(101)；

滚子组件(200)，设置在所述滚道(101)内，所述滚子组件(200)包括第一滚子(210)和第二滚子(220)，所述第一滚子(210)和所述第二滚子(220)分别转动连接所述轴承本体(100)；

其中，所述第一滚子(210)设置有第一表面(211)，所述第二滚子(220)设置有第二表面(221)，所述第一表面(211)上设置有疏油层(212)，所述第一滚子(210)通过所述疏油层(212)与所述第二滚子(220)接触于所述第二表面(221)。

3.根据权利要求2所述的满装轴承(1)，其特征在于，所述第一滚子(210)设置有多个，所述第二滚子(220)设置有多个，多个所述第一滚子(210)和多个所述第二滚子(220)相互交替设置在所述滚道(101)内。

4.根据权利要求2所述的满装轴承(1)，其特征在于，所述第一滚子(210)上包括中间层(213)，所述疏油层(212)通过所述中间层(213)连接于所述第一表面(211)。

5.根据权利要求2所述的满装轴承(1)，其特征在于，所述第一表面(211)上设置有微孔(214)，所述微孔(214)内设置有所述疏油层(212)。

6.根据权利要求2所述的满装轴承(1)，其特征在于，所述疏油层(212)为氟化类金刚石涂层。

7.根据权利要求2所述的满装轴承(1)，其特征在于，所述轴承本体(100)包括挡边(140)，所述挡边(140)设置于所述滚道(101)在第一方向上的相对两侧；所述第一方向平行于所述轴承本体(100)的轴向。

8.根据权利要求7所述的满装轴承(1)，其特征在于，所述轴承本体(100)包括轴承内圈(110)和轴承外圈(120)，所述轴承内圈(110)邻近所述轴承外圈(120)的中心一侧设置，所述轴承内圈(110)通过所述滚子组件(200)转动连接所述轴承外圈(120)，所述挡边(140)连接所述轴承外圈(120)邻近中心的一侧，所述滚道(101)形成在所述轴承内圈(110)、所述轴承外圈(120)和所述挡边(140)之间。

9.根据权利要求2所述的满装轴承(1)，其特征在于，所述第一滚子(210)和所述第二滚子(220)为球形结构，所述第一滚子(210)的表面为所述第一表面(211)。

10.根据权利要求2所述的满装轴承(1)，其特征在于，所述第一滚子(210)和所述第二滚子(220)为圆柱形结构，所述第一滚子(210)的侧面为所述第一表面(211)。