一种低能耗长寿命轴承的制作方法

本发明涉及滚动轴承领域，具体是一种低能耗长寿命轴承。

背景技术：

1、随着现代工业的快速发展，轴承作为机械传动机构里面的核心零部件，越来越多的被赋予更加严苛的功能，比如更大的载荷、更快的转速、更长的寿命和更高的刚度；除此以外，还对轴承的传动效率、噪音、震动、温升、价格及节能环保等方面提出了更高的要求。综合考虑以上众多因素对轴承的要求，主要目的就是为了降低使用成本、提高能源利用率，延长轴承的使用寿命，为节约成本、节能减排作出贡献。现有轴承特别是机动车轮毂轴承存在以下问题亟待解决：

2、1.轴承工作面的剥落问题：由于轴承的设计不合理，加之高速重载轴承一般都是采用滚子轴承，在高速和重载的双重作用下，轴承的温度肯定会升高，而且组成轴承的各个零件温升不一样，为了防止轴承温升到一定程度发生“卡滞”乃至“卡死”事故的发生，必须给轴承留有游隙，而且必须保证轴承在极端温升的情况下也能运转自如；虽然给轴承留有足够的游隙解决了轴承的“卡滞”问题，但是也带来了一个同样十分严重的问题，即轴承工作面的剥落问题，由于轴承游隙的存在，致使轴承内部各个零件之间不能平均地、均匀地承担载荷，比如静止不动的内圈或者外圈的滚道分为载荷区和非载荷区，整个滚道工作面只是由局部载荷区来承担载荷，工作表面的剥落就发生在这个区域，这是由于应力集中问题导致的，由于游隙的存在，内外滚道和滚子实际承受的是超级载荷而非均匀的、均匀的载荷，由此导致轴承寿命大幅度缩短。

3、2.轴承零件的温升和烧蚀问题：轴承的温升分为正常温升和非正常温升，正常温升是指轴承和所承受的工况相匹配的温升，比如电机用深沟球轴承或者圆柱滚子轴承只承受纯径向载荷，其温升就是正常的温升；非正常温升是指轴承和所承受的工况有不匹配的情形所导致的温升，比如如果轴承有游隙，滚动体和保持器以及内外滚道之间会发生轻微的碰撞，从而导致的温升，以及现有的机动车轮毂轴承为了承担一定的轴向力，而把内部设计成角接触结构，在正常工况下，机动车的轮毂轴承只承受纯径向载荷，只有在转弯的时候才承担轴向载荷，然而由于其内部是角接触结构，即使机动车在99.99％以上的时间内是直线行驶，其内部仍然产生了额外的有害的派生轴向载荷，此派生轴向载荷产生的摩擦力矩100％转化成热量，导致轴承非正常温升，如果轴承的非正常温升达到一定程度，就会造成润滑脂的蒸发、氧化，久而久之润滑脂就会老化、固化、失效，造成轴承内部的摩擦和磨损加剧，最终导致轴承烧蚀报废。

4、3.能耗高问题：由上面第2段的分析可知，几乎所有的机动车轮毂轴承都是角接触轴承，在走直线的情况下，都会产生额外的有害的派生轴向载荷，这些派生轴向载荷必然产生摩擦力矩，要想机动车正常行驶，就必须克服这个派生摩擦力矩，就要消耗能量，能耗额外升高还提高了机动车的运行成本。

5、4.轴承游隙问题：轴承的游隙大小对轴承寿命、温升、噪声、震动等有显著影响。现有结构导致无法将轴承游隙在设计或者工艺上调整到0游隙状态，导致性能下降，寿命缩短，还要定期大修维护保养。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种低能耗长寿命轴承，包括内圈、外挡边、保持器、外圈、小挡边和若干圆锥滚子。

2、所述内圈整体为中间呈圆锥体形状、两端呈圆柱体形状且内部是圆柱孔的结构，将两端圆柱段半径小的一端记为小头端、半径大的一端记为大头端，所述大头端与小头端之间标记为内滚道。

3、所述小挡边为中空的圆柱状结构，套装在内圈小头端的外圆柱面上，所述小挡边面向内圈大头端一侧的端面上设置有工作面。

4、所述外圈为中空的回转体结构。所述外圈的内孔包括外滚道段和圆柱段，所述外滚道段处的内孔呈圆锥体形状，将外滚道段半径小的一端记为小径端，半径大的一端记为大径端，所述小径端与圆柱段相连通。

5、所述外挡边整体为圆环状结构，包括外挡边本体和台阶部。所述外挡边本体的一端与外滚道段的大径端连接，且连接位置处的内侧壁设有环状的台阶部。

6、当内圈和外圈装配在一起时，所述内圈位于外圈的内孔中，使得内滚道、外滚道和台阶部形成一摩擦工作区。

7、所述摩擦工作区里安装有保持器。

8、若干个所述圆锥滚子位于摩擦工作区中，并通过保持器窗口将若干个圆锥滚子均匀隔开。在工作时，所述圆锥滚子在摩擦工作区内部贴着内滚道、外滚道和外挡边的台阶部转动。

9、进一步，所述内滚道段的外径从小头端到大头端逐渐增大。

10、进一步，所述外滚道的半锥角为a＝1°～9°。

11、进一步，所述圆锥滚子为圆锥体形状结构，圆锥滚子的圆锥面与内滚道和外滚道0间隙接触。

12、进一步，所述圆锥滚子为圆锥体形状结构，半径大的一端记为球基面，所述球基面与外挡边的台阶部接触。

13、进一步，所述内圈和小挡边为一体成型结构。

14、进一步，所述小挡边和内圈为两个零件。

15、所述小挡边的外圆柱面上开设有若干螺丝孔，当小挡边套装在内圈小头端时，在螺丝孔内放入与螺孔过盈配合或过度配合的圆柱销，并通过紧定螺钉推动圆柱销在螺丝孔内移动，通过圆柱销远离紧定螺钉一端上的螺纹将小挡边轴向定位和锁紧在的内圈上。

16、进一步，所述外圈和外挡边为两个零件或一体成型结构。

17、进一步，所述轴承还包括外油封和内油封。

18、所述外油封布置在内圈大头端与外挡边之间，与外挡边本体的内孔过盈配合，与内圈大头端的外圆柱面过盈密封配合。

19、所述内油封布置在小挡边与外圈圆柱段之间，与外圈圆柱段的内孔过盈配合，与小挡边的外圆柱面过盈密封配合。

20、本发明的技术效果是毋庸置疑的,本发明的有益效果如下：

21、本发明具有零件数量少、装配性能好、结构紧凑、载荷大、成本低、温升低、噪音低、摩擦力矩低、超级节能、正常工作的时候0游隙、超长寿命、高强度、高力矩刚性、高可靠性、高稳定性等优势，普遍被用来替代机动车轮毂轴承，以及很多需要控制轴承游隙的机构中。

技术特征：

1.一种低能耗长寿命轴承，其特征在于：包括内圈(1)、外挡边(3)、保持器(4)、外圈(5)、小挡边(6)和若干圆锥滚子(7)；

2.根据权利要求1所述的一种低能耗长寿命轴承，其特征在于：所述内滚道(101)段的外径从小头端(102)到大头端(103)逐渐增大。

3.根据权利要求1所述的一种低能耗长寿命轴承，其特征在于：所述外滚道(501)的半锥角为a＝1°～9°。

4.根据权利要求1所述的一种低能耗长寿命轴承，其特征在于：所述圆锥滚子(7)为圆锥体形状结构，圆锥滚子(7)的圆锥面与内滚道(101)和外滚道(501)0间隙接触。

5.根据权利要求1所述的一种低能耗长寿命轴承，其特征在于：所述圆锥滚子(7)为圆锥体形状结构，半径大的一端记为球基面(701)，所述球基面(701)与台阶部(302)接触。

6.根据权利要求1所述的一种低能耗长寿命轴承，其特征在于：所述内圈(1)和小挡边(6)为一体成型结构。

7.根据权利要求1所述的一种低能耗长寿命轴承，其特征在于：所述小挡边(6)和内圈(1)为两个零件；

8.根据权利要求1所述的一种低能耗长寿命轴承，其特征在于：所述外圈(5)和外挡边(3)为两个零件或一体成型结构。

9.根据权利要求1所述的一种低能耗长寿命轴承，其特征在于：所述轴承还包括外油封(2)和内油封(7)。

技术总结本发明公开一种低能耗长寿命轴承，包括内圈、外挡边、保持器、外圈、小挡边和圆锥滚子。所述内圈为中间圆锥体形状、两头圆柱体形状结构，一端为小头端，其上套装小挡边，另一端为大头端，大头端与小头端之间为内滚道。所述外圈的内孔包括外滚道段和圆柱段。当内、外圈装配在一起时，内圈位于外圈的内孔中，使内、外滚道段与外挡边的台阶部形成一摩擦工作部。工作部内有保持器。圆锥滚子位于保持器窗口内，并在工作时保持器带动滚子沿着内、外滚道和台阶部转动。该轴承具有零件数量少、装配性能好、结构紧凑、载荷大、噪音低、驱动扭矩低、超低温升、超低摩擦力矩、超低成本、超长寿命、集成化、始终免预紧(调整)0游隙等优势，以及提升传动系统效率、节能减排等优越性。技术研发人员：邹志金受保护的技术使用者：徐州惠联汽车配件有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/23