一种圆柱滚子轴承及圆柱滚子轴承的装配方法

摘要

本发明属于轴承领域，特别是涉及一种圆柱滚子轴承及圆柱滚子轴承的装配方法，圆柱滚子轴承内、外圈之间设置有滚子，相邻两滚子之间设置有直径小于滚子直径的圆柱形的隔离棒，以将相邻两滚子隔开，圆柱滚子轴承还包括箍紧环组，箍紧环组包括第一箍紧环和第二箍紧环，滚子上开设有滚子箍紧环配合环槽，第一箍紧环内外交替顺次绕过各滚子和隔离棒，第二箍紧环沿滚子轴向与第一箍紧环间隔布置，并沿与第一箍紧环相反的方向内外顺次绕过各滚子和隔离棒，以将各滚子和隔离棒夹在第一箍紧环和第二箍紧环之间，滚子箍紧环配合环槽沿滚子轴向的截面尺寸等于或大于箍紧环组的截面尺寸，箍紧环将滚子箍紧在内圈上，有效减少甚至避免滑动摩擦的产生。

说明书

技术领域

本发明属于轴承领域，特别是涉及一种圆柱滚子轴承及圆柱滚子轴承的装配方法。

背景技术

圆柱滚子轴承的滚子为圆柱状，与轴承内圈和外圈线性接触，因而使得圆柱滚子轴承具有极好的径向载荷承载能力，是具有回转机构的机械中常用的关键部件。

关于圆柱滚子轴承的具体结构，如申请公布号为CN114135572A、申请公布日为2022年03月04日的中国发明专利申请公开的一种圆柱滚子轴承及其安装方法，该圆柱滚子轴承包括外圈、内圈、保持架和多个滚动体，外圈内径表面加工有环形滚道，该滚道为外滚道，内圈外径表面则构成内滚道，保持架用于对各滚动体的位置进行保持，防止滚动体之间接触摩擦。这样的圆柱滚子轴承为传统形式的圆柱滚子轴承，虽然具有良好的径向承载能力，但是滚子与滚道之间、滚子与保持架之间、保持架与套圈之间通常会产生大滑比的滑动摩擦，极易导致轴承过早磨损失效，并且会导致轴承消耗大量的能量，直接影响使用该轴承的主机的工作性能和可靠性。

因此，需要一种内部尽可能少甚至是无滑动摩擦的圆柱滚子轴承。

发明内容

本发明的目的在于提供一种圆柱滚子轴承，以解决现有技术中圆柱滚子轴承因内部易产生大滑比滑动摩擦而容易过早磨损失效以及能耗高的技术问题；本发明的目的还在于提供一种上述圆柱滚子轴承的装配方法。

为实现上述目的，本发明所提供的圆柱滚子轴承的技术方案是：

一种圆柱滚子轴承，包括内圈、外圈和多个圆柱形的滚子，外圈内侧具有内滚道，内圈外侧具有外滚道，滚子设置在外圈和内圈之间并与外滚道和内滚道配合，相邻两滚子之间设置有直径小于滚子直径的圆柱形的隔离棒，隔离棒与相邻两滚子滚动接触配合，以将相邻两滚子隔开，所述圆柱滚子轴承还包括箍紧环组，箍紧环组包括第一箍紧环和第二箍紧环，各滚子的外周面上开设有与箍紧环组配合的箍紧环配合环槽，第一箍紧环内外交替顺次绕过各滚子和隔离棒，第二箍紧环沿滚子轴向与第一箍紧环间隔布置，并沿与第一箍紧环相反的方向内外顺次绕过各滚子和隔离棒，以将各滚子和隔离棒夹在第一箍紧环和第二箍紧环之间，箍紧环配合环槽沿滚子轴向的截面尺寸等于或大于箍紧环组的截面尺寸。

有益效果是：设置隔离棒对相邻两滚子进行隔离，箍紧环组配合将滚子箍紧在内圈上，箍紧环位于滚子箍紧环配合环槽内而不会被碾压，当轴承转动时，虽然离心力会使滚子产生远离内滚道的趋势，但是在箍紧环组的箍紧约束作用下，滚子会保持在所设计的分布圆内，不会产生远离内滚道的运动，从而使滚子紧贴内滚道，防止接触力降低出现滚子与内滚道打滑的现象，与此同时，箍紧环将隔离棒进行位置保持，同时也会通过摩擦力带动隔离棒产生与滚子顺向的转动，进而可以消减、甚至消除滚子和隔离棒之间产生的滑动摩擦，使滚子各隔离棒之间的运动近乎纯滚动，而滚子在隔离棒的隔离下也不会接触摩擦，保证圆柱滚子轴承内部的滑动摩擦极小甚至无滑动摩擦，进而保证圆柱滚子轴承不会过早磨损失效，使得使用该圆柱滚子轴承的主机能耗更低。

作为进一步地改进，在圆柱滚子轴承轴向的两端均设置有所述箍紧环组。

有益效果是：设置多组箍紧环组，实现对滚子在内圈上更加稳定可靠的箍紧。

作为进一步地改进，圆柱滚子轴承轴向两端的箍紧环组相对于圆柱滚子轴承的垂直于轴线的对称平面对称设置。

有益效果是：圆柱滚子轴承轴向两端的箍紧环组对称设置，使得滚子的受力集中朝向内圈，实现对滚子在内圈上更加稳定可靠的箍紧。

作为进一步地改进，所述滚子箍紧环配合环槽包括沿滚子轴向间隔开设的第一滚子环槽和第二滚子环槽，第一滚子环槽与第一箍紧环配合，第二滚子环槽与第二箍紧环配合。

有益效果是：分别加工出两个环槽来组成滚子箍紧环配合槽，两环槽之间的实体部分对第一箍紧环和第二箍紧环进行可靠的隔离，能够确保两箍紧环不会接触产生磨损，提高圆柱滚子轴承的耐用性。

作为进一步地改进，所述隔离棒上开设有与箍紧环组配合的隔离棒箍紧环配合环槽，隔离棒箍紧环配合环槽沿隔离棒轴向的截面尺寸不小于箍紧环组的截面尺寸，且在轴向上与滚子箍紧环配合环槽对准设置。

有益效果是：隔离棒上也开设与箍紧环配合的环槽，减小箍紧环的弯曲量，提高箍紧环的耐用性，进而提高圆柱滚子轴承的耐用性。

作为进一步地改进，所述隔离棒箍紧环配合环槽包括沿隔离棒轴向间隔开设的第一隔离棒环槽和第二隔离棒环槽，第一隔离棒环槽与第一箍紧环配合，第二隔离棒环槽与第二箍紧环配合。

有益效果是：分别加工出两个环槽来组成隔离棒箍紧环配合槽，两环槽之间的实体部分对第一箍紧环和第二箍紧环进行可靠的隔离，能够确保两箍紧环不会接触产生磨损，提高圆柱滚子轴承的耐用性。

作为进一步地改进，滚子和隔离棒的轴线分布于同一圆上。

有益效果是：滚子和隔离棒的轴线分布于同一圆上，确保箍紧环组能够对隔离棒进行稳定的位置保持。

作为进一步地改进，第一箍紧环和第二箍紧环为纤维环或橡胶环。

有益效果是：箍紧环采用纤维环可以具有良好的韧性，使得圆柱滚子轴承具有良好的耐用性。箍紧环采用橡胶环具有良好的弹性箍紧性能，且确保圆柱滚子轴承能够满足低转速使用要求。

为实现上述目的，本发明所提供的圆柱滚子轴承的装配方法的技术方案是：

对上述圆柱滚子轴承进行装配时，以内圈为支撑，将箍紧环组与滚子和隔离棒塞装、编绕组成链状组件，然后将链状组件从内圈上退下，将链状组件径向收缩变形后塞至外圈内，将链状组件展开使滚子与外滚道配合，之后将内圈塞装至链状组件所围成的中间孔道内。

有益效果是：装配时将内圈利用起来作为支撑进行箍紧环组与滚子和隔离棒的编绕装配，使得编绕装配操作容易进行。

作为进一步地改进，在将箍紧环组与滚子和隔离棒塞装、编绕装配时，预留出至少一个隔离棒，在完成箍紧环组与滚子和其余隔离棒的装配后，将预留出的隔离棒塞装至设计的位置。

有益效果是：由于隔离棒的直径相对较小，在将箍紧环与滚子和隔离棒进行塞装、编绕装配时，预留出至少一个隔离棒能够减小箍紧环与滚子和隔离棒装配时的箍紧力，保证装配操作的顺利进行。

附图说明

图1为本发明中圆柱滚子轴承的实施例1外圈部分剖切后显示轴承内部结构的示意图；

图2为本发明中圆柱滚子轴承的实施例1外圈部分剖切后的结构示意图；

图3为本发明中圆柱滚子轴承的实施例1内圈的结构示意图；

图4为本发明中圆柱滚子轴承的实施例1滚子的结构示意图；

图5为本发明中圆柱滚子轴承的实施例1隔离棒的结构示意图；

图6为本发明中圆柱滚子轴承的实施例1第一箍紧环与各滚子和隔离棒配合的结构示意图；

图7为本发明中圆柱滚子轴承的实施例1第二箍紧环与各滚子和隔离棒配合的结构示意图。

1、外圈；11、翻沿；12、外滚道；2、内圈；21、内滚道；3、滚子；31、第一滚子环槽；32、第二滚子环槽；4、隔离棒；41、第一隔离棒环槽；42、第二隔离棒环槽；5、第一箍紧环；6、第二箍紧环。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明所提供的圆柱滚子轴承的具体实施例1：

如图1所示，包括外圈1、内圈2、滚子3、隔离棒4和箍紧环组，箍紧环组包括第一箍紧环5和第二箍紧环6。

外圈1的部分结构如图2所示，外圈1整体为环状，其轴向两端均具有沿径向向内翻折的翻沿11，外圈1的位于两翻沿11之间的部分构成与滚子3配合的外滚道12。内圈2的结构如图3所示，内圈2为筒状，其外周面构成与滚子3配合的内滚道21。

如图4所示，滚子3为圆柱状，其轴向两端开设有滚子箍紧环配合环槽，具体的，各滚子箍紧环配合环槽均包括两个环槽，分别为第一滚子环槽31和第二滚子环槽32，两滚子环槽沿滚子3的轴向间隔布置，分别用于与两箍紧环配合，第一滚子环槽31和第二滚子环槽32之间的实体部分对第一箍紧环5和第二箍紧环6进行隔挡，防止两箍紧环接触摩擦。各滚子环槽的沿滚子3轴向的截面积大于对应的箍紧环的截面积。

如图1和5所示，隔离棒4也为圆柱状，其直径小于滚子3。与滚子3一样，隔离棒4轴向两端开设有隔离棒箍紧环配合环槽，具体的，隔离棒箍紧环配合环槽包括两个环槽，分别为第一隔离棒环槽41和第二隔离棒环槽42，两隔离棒环槽沿隔离棒4的轴向间隔布置，分别用于与两箍紧环配合。第一隔离棒环槽41和第二隔离棒环槽42分别和第一滚子环槽31和第二滚子环槽32在圆柱滚子轴承的轴向上对准设置。第一隔离棒环槽41和第二隔离棒环槽42之间的实体部分对第一箍紧环5和第二箍紧环6进行隔挡，防止两箍紧环接触摩擦。各隔离棒环槽的沿隔离棒4轴向的截面积大于对应的箍紧环的截面积。

装配时，预留出一个隔离棒4，将所有滚子3和其余隔离棒4以内圈2为内衬进行装配，具体是将箍紧环套在内圈2外侧，并通过手持进行位置保持，将各滚子3和其余隔离棒4进行塞装，在完成箍紧环与各滚子3和其余隔离棒4的装配后，将预留出的隔离棒4塞装置对应的位置，由于装配前预留出一个隔离棒4，使得整个装配过程中箍紧环的张紧力不至于过大，保证箍紧环与滚子3和隔离棒4的装配工作顺利进行，在完成预留出的隔离棒4向对应的位置塞装后，箍紧环组处于张紧状态将各滚子3箍紧在内圈2上，然后将滚子3、隔离棒4和箍紧环组组成的链状组件从内圈2上退下，使链状组件径向收缩变形并将其塞至外圈1的外滚道内，再使链状组件径向张开完成各个滚子与外圈1的配合，然后将内圈2塞装置链状组件所围成的中间孔道内。

由于箍紧环是将各个滚子弹性箍紧，因此，在安装内圈2时，可驱动整个链状组件径向扩张，以扩张至内圈2能够装入为准。完成装配后，如图6所示，第一箍紧环5与各滚子3的外侧配合，与各隔离棒4的内侧配合，如图7所示，第二箍紧环6与各滚子3的内侧配合，与各隔离棒4的外侧配合，使得箍紧环组将各个滚子3和隔离棒4夹在两箍紧环之间。本实施例中，如图6和图7所示，装配完成后各隔离棒4和各滚子3的轴线分布在同一分布圆上。并且，如图1所示，装配完成后，圆柱滚子轴承两端的箍紧环组的位置和绕制方式满足：圆柱滚子轴承两端的箍紧环组相对于圆柱滚子轴承的垂直于轴线的对称平面对称。

这样的圆柱滚子轴承在高速转动时，由于离心力的作用，滚子3会产生远离内滚道的趋势，但因箍紧环组对滚子3的箍紧约束作用，会使滚子3保持在原有的分布圆内，不会产生远离内滚道的运动，从而使滚子3紧贴内滚道，防止接触力降低，进而有效防止滚子与内滚道之间产生打滑。与此同时，滚子3带动箍紧带动作，箍紧带也会通过摩擦力带动隔离棒4产生与滚子3顺向的转动，进而可有效消减、甚至消除滚子3和隔离棒4之间的滑动摩擦，使滚子3和隔离棒4之间的运动接近纯滚动。此外，由于隔离棒4的间隔作用，滚子3之间也不会产生滑动摩擦。

箍紧环在滚子3、隔离棒4之间的绕行运动与所有滚子3、隔离棒4的转动都保持顺向，而箍紧环本身质量又很小，因此箍紧环与所有滚子3、隔离棒4之间不会产生大的滑动摩擦，并且能够通过摩擦力传递滚子3与滚子3之间、滚子3与隔离棒4之间的运动，提高滚子3、隔离棒4的驱动效率，进一步减少能耗，如此可有效消减、甚至消除圆柱滚子轴承内部滚子3与滚道之间、滚子3与隔离棒4之间的滑动摩擦，大幅降低圆柱滚子轴承内部的能耗和磨损，此过程中，箍紧环承担一部分的传动作用，主要的传动由滚子3和隔离棒4的接触配合来实现，而箍紧环承担的这一部分传动作用能够有效地减少甚至消除滚子与隔离棒之间的滑动摩擦。并且，由于去除了保持架，彻底消除了由保持架碰摩产生的振动和噪声。本发明中圆柱滚子轴承可广泛应用于高、中、低速的回转机械中。

对于箍紧环的材质，可以为超强聚乙烯纤维，即，Dyneema，也可以为聚芳酯纤维，即，Vectran，使得箍紧环具有可靠的韧性强度，并能够在于滚子3和隔离棒4编绕装配好之后张紧提供箍紧力。当然，箍紧环还可以为橡胶环，使得箍紧环具有良好的箍紧能力，并保证圆柱滚子轴承能够应用于低转速要求的转动机构中。

在此需要说明的是，关于滚子3和隔离棒4为圆柱形的描述旨在强调滚子3和隔离棒4的外周面为柱状面，而不涉及滚子3和隔离棒4的内部结构，在更为具体的结构上，滚子3和隔离棒4可以是空心的也可以是实心的。

本发明所提供的圆柱滚子轴承的具体实施例2，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，在圆柱滚子轴承轴向的两端均设置有箍紧环组。本实施例中，仅在圆柱滚子轴承中间设置箍紧环组。

本发明所提供的圆柱滚子轴承的具体实施例3，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，箍紧环组由两个箍紧环组成。本实施例中，箍紧环组包括三个箍紧环，三个箍紧环相邻的两个的绕制方向相反。

本发明所提供的圆柱滚子轴承的具体实施例4，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，滚子箍紧环配合环槽和隔离棒箍紧环配合环槽由独立的环槽组成。本实施例中，滚子箍紧环配合环槽和隔离棒箍紧环配合环槽为宽度满足同时与两个箍紧环配合的具有更宽宽度的环槽，其宽度满足两个箍紧环能够在环槽内沿圆柱滚子轴承的轴向间隔布置。

本发明所提供的圆柱滚子轴承的具体实施例5，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，在圆柱滚子轴承轴向的两端设置两组箍紧环组。本实施例中，在圆柱滚子轴承轴向的两端设置四组箍紧环组，具体在各端分别设置两组箍紧环组。当然，在其他实施例中，圆柱滚子轴承轴向的两端可以设置更多组的箍紧环组，如总共设置六组。

本发明所提供的圆柱滚子轴承装配方法的具体实施例：

本发明所提供的圆柱滚子轴承装配方法与上述圆柱滚子各实施例中的圆柱滚子轴承装配方法相同，在此不再予以赘述。

最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细地说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动地修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。