專利名稱：多排球式回轉(zhuǎn)支承及其加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及回轉(zhuǎn)支承，尤其涉及一種球式回轉(zhuǎn)支承及其加工方法。
背景技術(shù)：
回轉(zhuǎn)支承(也稱轉(zhuǎn)盤軸承)作為工程機(jī)械和建筑機(jī)械的重要基礎(chǔ)元件，是一切兩 部分之間需作相對(duì)回轉(zhuǎn)、又需要同時(shí)承受軸向力、徑向力、傾覆力矩的機(jī)械所必需的重要傳 力元件。除為挖掘機(jī)、塔吊、汽車吊及各類起重機(jī)配套外，還廣泛應(yīng)用于輕工機(jī)械、港口機(jī) 械、冶金機(jī)械、醫(yī)療機(jī)械、工業(yè)機(jī)器人、隧道掘進(jìn)機(jī)、堆取料機(jī)、游藝設(shè)備、導(dǎo)彈發(fā)射架、雷達(dá) 天線等?；剞D(zhuǎn)支承按其結(jié)構(gòu)型式可分為單排球式，三排柱式，交叉滾柱式，雙排八點(diǎn)接觸球 式，球柱聯(lián)合式等。目前球式回轉(zhuǎn)支承占市場(chǎng)的90%以上。隨著各類主機(jī)越來(lái)越緊湊，回轉(zhuǎn) 支承的安裝空間特別是徑向安裝空間越來(lái)越小，采用單排球式，交叉滾柱式，雙排八點(diǎn)接觸 球式，球柱聯(lián)合式易出現(xiàn)承載能力不夠的情況，若提高此類回轉(zhuǎn)支承的承載能力，需增大回 轉(zhuǎn)支承的軸向、徑向尺寸，這與主機(jī)對(duì)回轉(zhuǎn)支承的要求是相悖的，三排柱式回轉(zhuǎn)支承雖然承 載能力大，但2米以內(nèi)的三排柱式回轉(zhuǎn)支承經(jīng)濟(jì)性較差，無(wú)法滿足主機(jī)對(duì)回轉(zhuǎn)支承性價(jià)比 的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是提供一種多排球式回轉(zhuǎn)支承，使在回轉(zhuǎn)支承的安裝空間 較小的情況下，具有高承載能力，較好的經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明還提供了此種多排球式回轉(zhuǎn)支承的 加工方法。本發(fā)明的多排球式回轉(zhuǎn)支承，包括外圈1、內(nèi)圈2、鋼球3，其特征是a、外圈1和內(nèi) 圈2均為環(huán)形件，內(nèi)圈2裝配在外圈1的內(nèi)環(huán)孔中，內(nèi)圈2的上下平面均高于外圈1的上下 平面；在內(nèi)圈2高于外圈1上平面的外環(huán)面上開有上環(huán)槽安裝有密封條4，在外圈1低于內(nèi) 圈2下平面的內(nèi)環(huán)面上開有下環(huán)槽安裝有密封條4 ；在外圈1和內(nèi)圈2的軸向平面均設(shè)有 安裝孔；b、外圈1的內(nèi)環(huán)面上按照一定尺寸間隔開設(shè)有至少三排內(nèi)滾道；內(nèi)圈2的外環(huán)面 上也開設(shè)有至少三排外滾道，其位置與外圈的內(nèi)滾道相對(duì)應(yīng)；內(nèi)、外滾道的形狀相同，相對(duì) 應(yīng)的內(nèi)、外滾道形成了完整的鋼球滾道；在每排鋼球滾道內(nèi)均布放置有鋼球3，鋼球3之間 采用隔離塊6或整體保持架7進(jìn)行隔離；C、每排鋼球滾道均與一個(gè)堵塞孔相通，堵塞孔孔徑 大于鋼球3的直徑，孔內(nèi)裝有堵塞8，相鄰滾道的堵塞孔位置相互錯(cuò)開；每排鋼球滾道均與 一個(gè)油道相通，油道遠(yuǎn)離鋼球滾道的一端裝有油杯5。該回轉(zhuǎn)支承可分為外齒式、內(nèi)齒式和無(wú)齒式三種外齒式回轉(zhuǎn)支承是在外圈的外 環(huán)面加工齒輪、蝸輪或鏈輪等外齒圈；內(nèi)齒式回轉(zhuǎn)支承是在內(nèi)圈的內(nèi)環(huán)面加工齒輪等內(nèi)齒 圈；無(wú)齒式回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)、外圈都沒(méi)有齒圈。其中外齒式、內(nèi)齒式多排球式回轉(zhuǎn)支承的加工方法為a、根據(jù)計(jì)算所得到的滾道參數(shù)采用數(shù)控車床對(duì)滾道進(jìn)行半精加工；b、滾道淬火采用中頻感應(yīng)淬火；
C、對(duì)回轉(zhuǎn)支承各部分進(jìn)行精加工；d、采用數(shù)控齒加工機(jī)床進(jìn)行齒圈加工；e、采用數(shù)控鉆床在內(nèi)、外圈軸向平面進(jìn)行軸向安裝孔加工；f、應(yīng)用數(shù)控滾道專用磨床或數(shù)控滾道專用車床對(duì)滾道進(jìn)行成形加工。其中無(wú)齒式多排球式回轉(zhuǎn)支承的加工方法為a、根據(jù)計(jì)算所得到的滾道參數(shù)采用數(shù)控車床對(duì)滾道進(jìn)行半精加工；b、滾道淬火采用中頻感應(yīng)淬火；C、對(duì)回轉(zhuǎn)支承各部分進(jìn)行精加工；d、采用數(shù)控鉆床在內(nèi)、外圈軸向平面進(jìn)行軸向安裝孔加工；e、應(yīng)用數(shù)控滾道專用磨床或數(shù)控滾道專用車床對(duì)滾道進(jìn)行成形加工。本發(fā)明的多排球式回轉(zhuǎn)支承由于支承的滾動(dòng)體為三排及三排以上，所以具有高承 載能力。同時(shí)，由于其結(jié)構(gòu)緊湊，所需原材料少，所以經(jīng)濟(jì)性較好。因此本發(fā)明適用于一切 要求回轉(zhuǎn)支承的承載能力高、剛性好，對(duì)回轉(zhuǎn)支承的安裝空間有限制的工作場(chǎng)合。


圖1是本發(fā)明多排球式回轉(zhuǎn)支承的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中A處鋼球滾道為桃形滾道的放大示意圖；圖3是圖1中A處鋼球滾道為橢圓滾道的放大示意圖；圖4是本發(fā)明采用圓錐銷鎖定堵塞的多排球式回轉(zhuǎn)支承的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明采用緊定螺釘鎖定堵塞的多排球式回轉(zhuǎn)支承的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明多排球式回轉(zhuǎn)支承的鋼球之間采用隔離塊隔離的示意圖；圖7是本發(fā)明多排球式回轉(zhuǎn)支承的鋼球之間采用整體保持架隔離的示意圖；圖8是沿圖7中B-B線的剖視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的多排球式回轉(zhuǎn)支承是指滾動(dòng)體為三排及三排以上的回轉(zhuǎn)支承。它包括外 圈1、內(nèi)圈2、鋼球3，其特征是a、外圈1和內(nèi)圈2均為環(huán)形件，內(nèi)圈2裝配在外圈1的內(nèi)環(huán) 孔中，內(nèi)圈2的上下平面均高于外圈1的上下平面；在內(nèi)圈2高于外圈1上平面的外環(huán)面上 開有上環(huán)槽安裝有密封條4，在外圈1低于內(nèi)圈2下平面的內(nèi)環(huán)面上開有下環(huán)槽安裝有密封 條4 ；在外圈1和內(nèi)圈2的軸向平面均設(shè)有安裝孔；b、外圈1的內(nèi)環(huán)面上按照一定尺寸間隔 開設(shè)有至少三排內(nèi)滾道；內(nèi)圈2的外環(huán)面上也開設(shè)有至少三排外滾道，其位置與外圈的內(nèi) 滾道相對(duì)應(yīng)；內(nèi)、外滾道的形狀相同，相對(duì)應(yīng)的內(nèi)、外滾道形成了完整的鋼球滾道；在每排 鋼球滾道內(nèi)均布放置有鋼球3，鋼球3之間采用隔離塊6或整體保持架7進(jìn)行隔離；C、每排 鋼球滾道均與一個(gè)堵塞孔相通，堵塞孔孔徑大于鋼球3的直徑，孔內(nèi)裝有堵塞8，相鄰滾道 的堵塞孔位置相互錯(cuò)開；每排鋼球滾道均與一個(gè)油道相通，油道遠(yuǎn)離鋼球滾道的一端裝有 油杯5。所述的堵塞孔為通孔，沿支承的徑向方向開設(shè)在外圈1環(huán)面或內(nèi)圈2環(huán)面上。對(duì) 支承進(jìn)行組裝時(shí)，先將外圈1和內(nèi)圈2通過(guò)鋼球滾道確定其軸向位置，再?gòu)拿總€(gè)堵塞孔中依 次裝入鋼球3和隔離塊6，然后用堵塞8堵住各堵塞孔，最后在軸向用圓錐銷9或在徑向用
5緊定螺釘10鎖定堵塞。所述的油道為通孔，沿支承的徑向方向開設(shè)在外圈1環(huán)面或內(nèi)圈2 環(huán)面上。每排鋼球滾道內(nèi)的鋼球3之間也可以采用整體保持架7進(jìn)行隔離。所述的內(nèi)、外 圈軸向平面的安裝孔的型式有通孔和螺紋孔兩種。使用時(shí)，回轉(zhuǎn)支承通過(guò)安裝孔用螺栓與 主機(jī)連接。該回轉(zhuǎn)支承的鋼球滾道的結(jié)構(gòu)型式有如下兩種(1)桃形滾道即為雙圓弧雙圓心，上下滾道對(duì)稱，滾道曲率半徑R與鋼球曲率半 徑r的比值t為1.02 1.08，接觸角β值為45° 50°。(2)橢圓滾道滾道的長(zhǎng)半軸、短半軸參數(shù)根據(jù)鋼球曲率半徑、滾道與鋼球接觸點(diǎn) 的曲率半徑和接觸角計(jì)算出。橢圓滾道的長(zhǎng)半軸、短半軸計(jì)算公式如下 上式中a——橢圓滾道的長(zhǎng)半軸；b——橢圓滾道的短半軸；r——鋼球曲率半徑；t——滾道與鋼球接觸點(diǎn)的曲率半徑R與鋼球曲率半徑r的比值，R/r ；β——鋼球與滾道的接觸角；曲率比t取值范圍為1. 01-1. 12，接觸角β為30° -60°。例如當(dāng)回轉(zhuǎn)支承的滾道參數(shù)取值為鋼球曲率半徑r = 9. 922mm、滾道與接觸點(diǎn) 的滾道曲率半徑R與鋼球曲率半徑r的比值t = 1.0、接觸角β =50°時(shí)，根據(jù)上面公式 可得出橢圓滾道的長(zhǎng)半軸a = 10. 412mm、短半軸b = 10. 065mm。當(dāng)多排球式回轉(zhuǎn)支承的鋼球滾道形式為橢圓形時(shí)，滾道形狀精度更易控制，并且 由于橢圓滾道是變曲率的滾道，在接觸角變化時(shí)，接觸點(diǎn)的滾道曲率做相應(yīng)的改變，因此能 夠改善鋼球和滾道的接觸應(yīng)力狀態(tài)，提高滾道承載能力，進(jìn)而提高回轉(zhuǎn)支承的工作性能和 壽命。采用橢圓滾道后，在滾道淬火硬度、淬硬層深度和接觸角相同的情況下，此種多排球 式回轉(zhuǎn)支承的承載能力相對(duì)于桃形滾道的多排球式回轉(zhuǎn)支承的承載能力可以提高33%。該回轉(zhuǎn)支承可分為外齒式、內(nèi)齒式和無(wú)齒式三種外齒式回轉(zhuǎn)支承是在外圈的外 環(huán)面加工齒輪、蝸輪或鏈輪等外齒圈；內(nèi)齒式回轉(zhuǎn)支承是在內(nèi)圈的內(nèi)環(huán)面加工齒輪等內(nèi)齒 圈；無(wú)齒式回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)、外圈都沒(méi)有齒圈。在對(duì)本發(fā)明的多排球式回轉(zhuǎn)支承進(jìn)行加工時(shí)，先根據(jù)計(jì)算出來(lái)的滾道參數(shù)，應(yīng)用 數(shù)控車床進(jìn)行滾道的半精加工。在加工時(shí)，數(shù)控車削的滾道曲面形狀規(guī)則、表面粗糙度低、 滾道邊口圓弧倒角半徑一致，且與滾道面平滑連接。規(guī)則的滾道曲面，使淬硬層深度均勻成 為可能，平滑連接的倒角避免了淬火時(shí)的“尖角效應(yīng)”，根除了滾道邊口易淬裂的缺陷。數(shù)控 車削滾道曲面，除表面粗糙度外，其余尺寸與磨削后的滾道曲面完全一致，因此滾道的磨削 余量很小。再應(yīng)用中頻感應(yīng)加熱的方法對(duì)半精加工的滾道進(jìn)行表面熱處理，淬火硬度為 55 60HRC，淬硬層深度大于2. 8mm。接著對(duì)回轉(zhuǎn)支承的各部分進(jìn)行精加工。如果是齒式回轉(zhuǎn)支承，還需要采用數(shù)控齒加工機(jī)床進(jìn)行齒圈加工。然后采用數(shù)控鉆床在內(nèi)、外圈軸向平面進(jìn)行軸向安裝孔加工。
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最后對(duì)回火后的滾道進(jìn)行成形磨削或車削加工。成形磨削中最重要的是砂輪修 整，利用數(shù)控滾道專用磨床的三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)裝置通過(guò)程序控制砂輪的修整成型能達(dá)到很好的 效果。從原理上避免了對(duì)刀和近似修整而產(chǎn)生的誤差，滾道形狀和原始接觸角得到有效保 證。數(shù)控滾道專用磨床的位置控制精度可以滿足磨削加工中的微量進(jìn)給，提高滾道的加工 精度。成形車削加工利用數(shù)控滾道專用車床的刀補(bǔ)功能實(shí)現(xiàn)滾道的成形加工，加工精度、效 率高，加工環(huán)境清潔。
權(quán)利要求
多排球式回轉(zhuǎn)支承，包括外圈(1)、內(nèi)圈(2)、鋼球(3)，其特征是a、外圈(1)和內(nèi)圈(2)均為環(huán)形件，內(nèi)圈(2)裝配在外圈(1)的內(nèi)環(huán)孔中，內(nèi)圈(2)的上下平面均高于外圈(1)的上下平面；在內(nèi)圈(2)高于外圈(1)上平面的外環(huán)面上開有上環(huán)槽安裝有密封條(4)，在外圈(1)低于內(nèi)圈(2)下平面的內(nèi)環(huán)面上開有下環(huán)槽安裝有密封條(4)；在外圈(1)和內(nèi)圈(2)的軸向平面均設(shè)有安裝孔；b、外圈(1)的內(nèi)環(huán)面上按照一定尺寸間隔開設(shè)有至少三排內(nèi)滾道；內(nèi)圈(2)的外環(huán)面上也開設(shè)有至少三排外滾道，其位置與外圈的內(nèi)滾道相對(duì)應(yīng)；內(nèi)、外滾道的形狀相同，相對(duì)應(yīng)的內(nèi)、外滾道形成了完整的鋼球滾道；在每排鋼球滾道內(nèi)均布放置有鋼球(3)，鋼球(3)之間采用隔離塊(6)或整體保持架(7)進(jìn)行隔離；c、每排鋼球滾道均與一個(gè)堵塞孔相通，堵塞孔孔徑大于鋼球(3)的直徑，孔內(nèi)裝有堵塞(8)，相鄰滾道的堵塞孔位置相互錯(cuò)開；每排鋼球滾道均與一個(gè)油道相通，油道遠(yuǎn)離鋼球滾道的一端裝有油杯(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多排球式回轉(zhuǎn)支承，其特征是鋼球滾道的結(jié)構(gòu)型式為桃形 滾道，即為雙圓弧雙圓心，上下滾道對(duì)稱；滾道曲率半徑R與鋼球曲率半徑r的比值t為 1. 02 1. 08，接觸角β為45° 50°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多排球式回轉(zhuǎn)支承，其特征是鋼球滾道的結(jié)構(gòu)型式為橢圓 滾道；橢圓滾道的長(zhǎng)半軸、短半軸計(jì)算公式如下 上式中a——橢圓滾道的長(zhǎng)半軸；b——橢圓滾道的短半軸；r——鋼球曲率半徑；t——滾道與鋼球接觸點(diǎn)的曲率半徑R與鋼球曲率半徑r的比值，R/r ；β——鋼球與滾道的接觸角；曲率比t取值范圍為1. 01-1. 12，接觸角β為30° -60°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多排球式回轉(zhuǎn)支承，其特征是在外圈(1)的外環(huán)面 有外齒圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多排球式回轉(zhuǎn)支承，其特征是外齒圈可以是齒輪、蝸輪或鏈輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多排球式回轉(zhuǎn)支承，其特征是在內(nèi)圈(2)的內(nèi)環(huán)面 有內(nèi)齒圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多排球式回轉(zhuǎn)支承，其特征是內(nèi)齒圈可以是齒輪。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多排球式回轉(zhuǎn)支承，其特征是外圈⑴和內(nèi)圈⑵都 沒(méi)有齒圈。
9.權(quán)利要求4或6所述的多排球式回轉(zhuǎn)支承的加工方法為a、根據(jù)計(jì)算所得到的滾道參數(shù)采用數(shù)控車床對(duì)滾道進(jìn)行半精加工；b、滾道淬火采用中頻感應(yīng)淬火；c、對(duì)回轉(zhuǎn)支承各部分進(jìn)行精加工；d、采用數(shù)控齒加工機(jī)床進(jìn)行齒圈加工；e、采用數(shù)控鉆床在內(nèi)、外圈軸向平面進(jìn)行軸向安裝孔加工；f、應(yīng)用數(shù)控滾道專用磨床或數(shù)控滾道專用車床對(duì)滾道進(jìn)行成形加工。
10.權(quán)利要求8所述的多排球式回轉(zhuǎn)支承的加工方法為a、根據(jù)計(jì)算所得到的滾道參數(shù)采用數(shù)控車床對(duì)滾道進(jìn)行半精加工；b、滾道淬火采用中頻感應(yīng)淬火；c、對(duì)回轉(zhuǎn)支承各部分進(jìn)行精加工；d、采用數(shù)控鉆床在內(nèi)、外圈軸向平面進(jìn)行軸向安裝孔加工；e、應(yīng)用數(shù)控滾道專用磨床或數(shù)控滾道專用車床對(duì)滾道進(jìn)行成形加工。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多排球式回轉(zhuǎn)支承及其加工方法。本發(fā)明的多排球式回轉(zhuǎn)支承包括外圈1、內(nèi)圈2、鋼球3，其特征是外圈1的內(nèi)環(huán)面上按照一定尺寸間隔開設(shè)有至少三排內(nèi)滾道；內(nèi)圈2的外環(huán)面上也開設(shè)有至少三排外滾道，其位置與外圈的內(nèi)滾道相對(duì)應(yīng)；內(nèi)、外滾道的形狀相同，相對(duì)應(yīng)的內(nèi)、外滾道形成了完整的鋼球滾道；在每排鋼球滾道內(nèi)均布放置有鋼球3，鋼球3之間采用隔離塊6或整體保持架7進(jìn)行隔離。本發(fā)明的多排球式回轉(zhuǎn)支承由于支承的滾動(dòng)體為三排及三排以上，所以具有高承載能力。同時(shí)，由于其結(jié)構(gòu)緊湊，所需原材料少，所以經(jīng)濟(jì)性較好。因此本發(fā)明適用于一切要求回轉(zhuǎn)支承的承載能力高、剛性好，對(duì)回轉(zhuǎn)支承的安裝空間有限制的工作場(chǎng)合。
文檔編號(hào)F16C33/58GK101893036SQ20101021663
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者侯寧, 庾鵬, 梅幫明, 畢娟娟, 許麗華 申請(qǐng)人:馬鞍山統(tǒng)力回轉(zhuǎn)支承有限公司