CN1145107A - 滑动轴承 - Google Patents
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Abstract
一种轴承,包括具有环形周边支承表面(2)的内支承件(1),与内支承件(1)同轴并具有内环形支承表面(8)的外支承件(6)和至少一组中间支承件(9),它包括带环形内支承表面和环形外支承表面(11,12)的轴承环(10);和可围绕内支承件(1)转动安装并相对轴承环(10)和外支承件(6)可转动的轴承衬套(13,16),衬套(13,16)在邻近轴承环(11)的内支承表面有一支承表面(15),在邻近轴承环(10)的外支承表面(12)有一支承表面(17)。
Description
本发明涉及轴承和轴承组件。
普通的滚动轴承包括内环元件、外环元件和由保持架或突缘夹持在内环和外环之间的滚珠。众所周知已有各种类型的滑动轴承,其中滚动元件由塑料衬套替代。这种类型的一些滑动轴承能在没有滑润剂的条件下工作,但是在高速和/或高负荷情况下由于滑动轴承元件产生熔融而使滑动轴承通常受到局限性。
虽然在滑动轴承上有所改进,但仍然需要这样一种轴承,该轴承具有较长的使用寿命,并且/或者能够在如长时间周期高速或高负荷这样的更恶劣条件下进行工作。
按照本发明提供的轴承包括具有环形周边支承表面的内支承件,具有内环形支承表面的外支承件,以及至少一组中间支承件,中间支承件包括具有环形内支承表面和环形外支承表面的轴承环,和围绕内支承件可转动安装并相对轴承环和外支承件可转动的轴承衬套,衬套在邻近轴承环的内支承表面有一支承表面,在邻近轴承环的外支承表面有一支承表面。
本发明轴承的中间支承件包括至少一个轴承环和衬套。衬套可以呈单个衬套元件的形式,它包括两个衬套环,一个在轴承环的内侧一个在外侧,并通过邻近轴承环端部延伸的薄片连接。然而最佳的情况是轴承衬套包括内衬套元件和外轴承衬套,内衬套元件可围绕内支承件转动地安装并相对轴承环可转动,且具有邻近轴承环内支承表面的周边支承表面;外轴承衬套可围绕轴承环转动地安装且具有邻近轴承环外支承表面的内支承表面。
可将轴承环与内或外支承件集成在一起,但最佳选择是使轴承环相对于每个内和外支承件可以转动。
本发明轴承的最佳形式中,内和外支承件中的一个包括环形定位突缘和位于定位突缘每个侧面的径向支承表面,所述内和外支承件中的另一个包括一对挡圈,一个延伸到突缘的每个侧面,轴承包括两组安排在挡圈和定位突缘相对面之间的中间支承件,突缘每侧各有一组。
称作止推挡圈中的一个最好可从包括一对挡圈的支承件中取出,因此需要把另外的轴承零件拆下和重新装配。最好是止推挡圈可从设置挡圈的环圈的一端拆卸,支承面及承受止推挡圈的部分在环圈的另一端。承受止推挡圈那部分可以是凹槽,当外支承件包括所述挡圈时,凹槽部分处在内表面上,当内支承件包括挡圈时,凹槽处于外表面上。承受止推挡圈部分也可设置径向沟槽,使放止推挡圈部分产生变形以保持住挡圈。另外止推挡圈和安放挡圈部分可包括相应的螺纹部分。
最好在外支承件内表面上的定位突缘是连续的或不连续的,并且是圆周相间隔的接片等形式。定位突缘可以是许多分段,或者是如方形、矩形、曲线形、燕尾形、斜角形等。突缘最好有大致平行的侧边,并与轴线呈直角。
本发明的最佳形式中,各组中间支承件一般位于凹槽或腔室中,凹槽或腔室限定在内或外支承件的支承表面和各挡圈和突缘相对面之间。可以有两个或多个由第一或第二支承件中伸出的定位突缘隔离的凹槽,在各凹槽里可安放两个或多个衬套元件和/或轴承环。例如,可同轴安排两轴承环使它们相互隔开并利用衬套与内支承件隔开。
本发明的内支承件最好包括环形内支承表面和一对挡圈,每个挡圈在环圈的各端。内支承件最好位于外支承件之中,这样内支承件的挡圈在外支承件上向里安排的突缘中呈面对面的形式。一个挡圈最好是适于可拆卸地连接到内支承件的止推挡圈,以便能使环形外支承件,环形轴承环和轴承衬套在内支承件的支承表面附近拆除和装配。
内支承件可包括安放轴等零件的孔。该孔可以呈任何合适的形状,如可以是圆形、椭圆形、三角形、方形、六角形、矩形或其他构形。另外,内支承件的孔的一端和另一端之间可以是锥形的,并可包括键结构,齿轮齿,可以是齿形或包括为接合驱动轴等的其他方式。
内支承件包括安放轴等的孔,内支承件可以是套筒形,并包括有将轴承固定到轴上的元件的轴向延伸部分。轴向延伸部分可包括放置平头螺丝的一个或多个孔,或者延伸部分是可收缩的,并设置适于将可收缩部分推入与轴固定连接的收缩元件。
内支承件的内环圈部分可设置配合相应螺纹止推挡圈的螺纹部分,这种形式中,止推挡圈也可包括附加环形突缘,其具有与内环圈孔对应的孔和径向螺纹小孔,通过小孔安放平头螺丝等。另外,止推挡圈可设置接合环形偏心挡圈的元件,偏心挡圈带有能将轴承固定到位于孔中的轴上而放置平头螺丝等的小孔。另一种替换的形式中,内支承件包括呈环形轴向突缘形状的延伸部分。这种轴向突缘也有适合安放平头螺丝等的小孔,以便将轴承固定到轴等零件上。
中间支承件的衬套元件和轴承环通常是同轴的,最好有两组同轴中间支承件,每组至少包括一个中间元件和至少两个轴承衬套,各组顺序安排在由内和外支承件限定的两凹槽的各凹槽中。
最佳选择方案是轴承环的轴向宽度小于至少一个,最好是两个轴承衬套。此外,申请人发现,每组中间支承件中至少一个轴承衬套包含一个或多个唇缘时,轴承的工作可显著得到改善,唇缘协同轴承环使环保持与突缘和挡圈的相对面相隔离开。
衬套可有邻近衬套一边缘并邻近轴承环边缘延伸的唇缘,因此防止轴承环直接接合内或外轴承元件。最好各轴承衬套都有一唇缘,而且轴承环的内和外圆周附近的轴承衬套相配合,因此各个唇缘分别位于中间轴承环相对的端部附近。
最佳实施例中,一个唇缘从内轴承衬套侧面附近伸出,另一个唇缘向里安排在外轴承衬套的对面附近,突缘共同作用使环对中并在轴承环和内、外支承件之间提供轴向支承表面。衬套唇缘外面上的圆周间隔开的径向沟槽也是很有利的,相信这些沟槽有助于散热和提高轴承性能。
本发明的轴承可用作任何类型车辆的车轮轴承,如汽车、摩托车、拖拉机、自行车和卡车等的车轮,也用于拖拉机、自行车和卡车等,同时也用于任何类型的如敞蓬车的拖车和船舶或小汽车的拖车等。本发明的轴承也可直接用作轮子,用作调平或光整表面辊子,或者作为车辆、农业装备等等中的直接承载辊子元件的任何其他形式。
本发明轴承的另一实施例是凸轮随动件形式,其中第一支承件包括连同止推挡圈一起的内环圈螺柱。内环圈螺柱可以和传统的螺栓相同,带有头部,提供周边支承表面的轴向定位的相邻轴部以及定位轴部附近的轴向螺纹轴部。螺栓头部可限定内环圈挡圈,螺纹轴可安放在其内圆周带有配合螺纹的止推挡圈,或止推挡圈可用螺纹锁定螺母固定。止推挡圈可采取环形垫圈等的形式。
本发明的轴承还可包括安装外支承件的轴承座,如柱台座,两孔或多孔突缘座。
对于该技术领域中的普通技术人员来说应认识到,外支承件的外表面可以是任何截面的。表面可以是圆柱形,凸形或凹形,锥形,倾斜或截锥形,或者是各种形状的任意组合。这要根据具体要求和所需用途而定。例如,支承件可以基本上是矩形,因此轴承本身可刚性地固定到所需要的其他元件上。
外支承件可具有凸形外表面,具体说具有球形截面,能使外支承件安放在带相应凹形内表面的轴承座中,于是外支承件可在轴承座中转动以使之与轴等零件对准。这种轴承座可以是柱台座,两个或多个孔的突缘座,吊架型座,以使轴承能用于传送系统中运输线的吊挂装置,这种座或可在其周边有链轮或齿轮。
外支承件也可包括如链轮齿或接片的突出部分,或者,外支承件可有周边环形沟槽使其能配合传动带或滑轮。在外表面上开有一个或多个V-形沟槽的外支承件也有应用。
外支承件可包括固定轴承工作的结构。例如,当轴承作用轮毂时,它可包括径向突缘,径向突缘周围有圆周方向间隔的轴向孔,以便将轴承紧固到轮上。外支承件也可以是相当于柱台轴承座或两个或多个孔的突缘轴承座等等的形状。
内支承件,外支承件,衬套元件和轴承环中的一个或几个件可以在径向剖分,以形成带相邻表面的两个环形部分,或者在轴向剖分,以形成相邻的半圆部分,半圆部分共同构成环形轴承零件。剖分零件包括接合部分,诸如对应的突出部分和凹槽部分,如果轴承是自对准轴承,最好采用剖分轴承座,能在轴承周围装配轴承座部分。另外可采用有凸形内表面和一对径向对置切口的轴承座,当轴承对准切口及和轴承座成直角时使轴承进入轴承座或从轴承座中取出,在轴承座中转动来对准轴或其他零件。
本发明的轴承中,轴承工作时轴承衬套通常在两种情况下产生振荡,一种情况是衬套相对较小圆周的支承表面静止,而相对较大圆周的支承表面转动,一种情况是衬套相对较大圆周的支承表面静止,而相对较小圆周的支承表面转动。
工作期间,特别是当至少有两个衬套时,一个在轴承环的里面一个在外面,这种振荡大大提高轴承的工作寿命,甚至在高速小负荷的条件下都可减小轴承表面的磨损。
本发明轴承的相邻支承表面一般由不同材料制造。因此内和外支承件的支承表面和轴承环可由一种材料制成,而衬套的支承表面是不同材料。为提供长的使用寿命和最有效的性能,最佳选择是轴承衬套件与内和外支承件和轴承环采用不同材料构成。最好是在包括内支承件、外支承件和轴承环的第一组和包括轴承衬套的第二组中,一组零件由塑料制成,所述第一和第二组零件的外部由金属制造。最佳选择是各个内支承件,外支承件和轴承环由金属制成,轴承衬套由塑料制成。
本发明的衬套元件最好是热塑性聚酯树脂制造,内和外支承件最好用防腐蚀的金属如不锈钢,铝材等(虽然其他金属也可使用),可涂层坚硬材料如氮化钛或陶瓷涂层等。另外,全部零件可由塑料制造,例如,外支承件,轴承环和内支承件由一种塑料,而轴承衬套由另一种不同的塑料制造。但是,内、外支承件和轴承环可采用合成聚合物,衬套元件可采用涂层上述材料的防腐金属或其他金属。
衬套元件可由合成聚合材料或下述材料加工制造或模制,如PTFE,CTFE,PEEK,ACETAL,聚酰亚胺,不加强的聚(酰胺/亚胺),或者部分结晶的热塑性聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯。制造本发明零件的材料包括塑料,陶瓷,玻璃,纯碳,碳纤维,石墨浸渍材料,凯夫拉尔,磷青铜等,也可包括上述材料的组合。对于本技术领域的普通技术人员应理解,合适材料的选择应根据轴承所需要的特殊应用。例如由于存在特殊类型的化学物质所以轴承被应用于腐蚀性气氛中,则应选择耐这种腐蚀的轴承材料。同样如果轴承采用金属材料,那么应考虑这个问题。例如,如果认为锈蚀不是问题则可采用低碳钢。此外可用316不锈钢或410不锈钢。可用铝材,金属上可浸渍聚合物如PTFE。
如前所述,内支承件可包括适宜安放轴的套筒,套筒上可有将轴承固定到轴上的结构。
发明人发现,如果套筒上有可收缩的部分,轴承在轴上的对准和轴承性能均可改善提高。
本发明的另一方面是提供了轴用轴承,包括带有安放轴的套筒的和环形周边支承表面的内支承件,和有内支承表面并可转动地装在套筒上的外支承件,其中套筒包括环形可收缩部分和提供环形收缩的收缩件,以便迫使可收缩部分和轴固定连接。
环形可收缩部分最好具有围绕套筒圆周隔开并大致与套筒轴线对正的一系列切口,因此由于收缩件的收缩力使切口间的套筒部分产生径向向里的变形。
收缩件一般包括适合安放在套筒上的孔,套筒,收缩件最好具有对应的接合结构如螺纹部分,用以沿套筒推动收缩件,因此收缩件的内圆周结合套筒的收缩部分,而使套筒收缩,收缩件最好是螺母或螺纹挡圈。
在具体的最佳实施例中,轴承的套筒延伸超过环圈,环形收缩部分位于套筒的突出端附近。在这个实施例中,最佳选择是切口从套筒端部对正套筒轴线延伸并在圆周上相隔开,以形成多个径向向内变形的分段。可将收缩件放置在套筒的切口端部,收缩件的内圆周当沿套筒被推动时对分段提供向里的力,因而把套筒锁定在轴上。套筒的收缩部分最好带有朝套筒切口端部向里倾斜的外表面,收缩件适于安放在套筒上并协同套筒以便结合套筒的斜锥部分迫使收缩部分向里。除收缩部分的锥度以外收缩件的内表面可向里倾斜,收缩件的内表面当推在套筒上时对套筒的收缩部分提供收缩力。另外还可由环形收缩件内表面上的突缘提供收缩力。
最好在套筒和收缩件上具有相配合的螺纹部分,这样配合螺纹部分的相对转动,沿套筒推动环形收缩件并靠在收缩部分的斜锥表面。
环形收缩部分的切口端缩小锥度并有螺纹,因此在收缩件和收缩部分相对转动时,收缩件碰撞收缩部分的斜锥侧面。另外,套筒在切口收缩部分和轴承环圈之间可有螺纹,环形收缩件可具有螺纹部分和结合斜锥收缩部分的部分。
在具有中间支承件的轴承中收缩套筒非常有用。本发明的套筒和中间支承件可有环形突缘和相互连接的环,分别如美国专利5,219,231中所述。套筒具有环形突缘,外支承件具有一对相互连接的环,这些环共同限定放置环形突缘的凹槽,使环圈和套筒之间相对转动,其中环的相互连接表面具有从所述环的一个环中轴向延伸的环形突缘和在另一个环中的凹槽,所述轴向延伸的突缘和对应的凹槽共同保持环的相互对准。
可收缩部分最好是弹性的,因此当收缩件的锁定力去除时,套筒可在轴上移动。
现在参照附图描述本发明的一些实例。但是应认识到下面的描述决不是限制上述发明的通用性。
附图中:
图1是本发明轴承的局部剖视图;
图2是图1中轴承零件的局部透视图;
图3a至图3e是图1中另一个可选择的内支承件结构的局部透视图;
图4是本发明轴承的再一个实施例;
图5a是图1中轴承的另一个可选择的外支承件的局部剖视图;
图5b是图1中轴承的另一个可选择的外支承件的再一个实例的局部剖视图;
图5c是图1中轴承的另一个可选择的止推挡圈的内面透视图;
图5d是本发明的外支承件和中间支承件再一个实施例的轴向剖视图;
图5e是本发明的内支承件和中间支承件再一个实施例的轴向剖视图;
图6a是本发明的内支承件局部透视图,该支承件具有将轴承固定到轴上的结构。
图6b是图6a的内支承件的剖视图,该装置锁定到轴上;
图6c是内支承件的局部透视图;
图6d是图6c的内支承件的剖视图,该装置锁定到轴上;
图6e和6f是可锁定的内支承件再一个实施例,其中图6e在轴上可移动,图6f锁定在轴上;
图7a至图7c是本发明轴承的另一个可选择的内支承件的剖视图,
图8a至图8g是本发明轴承外支承件外圆周部分的另一个可选择形状的剖视图;
图8h是本发明轴承凸轮形式的外轮廓;
图10a至图10f是可安放本发明轴承实施例的轴承座透视图。
图1和图2中表示的是轴承零件,图1表示装配后的零件,图2表示分散的零件。
内环形支承件(1)呈套筒形,用以安放轴并具有形成环形内环圈的周边支承表面(2)。内支承件还具有一对台肩或挡圈(3)和(4)。挡圈中的一个挡圈(3)邻近支承表面固定,另一挡圈(4)称作止推挡圈,是可以移动的,使轴承进行装配和拆卸,并放置在内支承件(1)的环形槽部分(5)上。该槽在远离固定挡圈(3)的支承表面(2)侧面上。
外支承件(6)是一个带有向里布置的定位突缘(7)的外环圈,突缘(7)在外支承件上分离成两个内径向支承表面(8)。该突缘有平行的侧面,轴承进行装配时侧面与挡圈(3,4)的里面是面对面的关系。内支承件(1)的内支承表面(2)和挡圈(3,4)连同外支承件上的外支承表面(8)和向里布置的突缘(7)的侧面一起共同限定两个环形腔室或凹槽。每个凹槽中都设有一组中间支承元件(9),元件(9)包括轴承环(10),内轴承衬套(13)和外轴承衬套(16),轴承环(10)的内圆周(11)和外圆周(12)上有支承表面(11,12);内轴承衬套(13)的内圆周(14)和外圆周(15)上有支承表面(14,15),该内轴承衬套安排在轴承环(10)和内支承件(1)的支承表面(2)之间;外轴承衬套(16)的内圆周(17)和外圆周(18)上有支承表面(17,18),该轴承衬套位于轴承环(10)和外支承件(6)的支承表面(8)之间。内支承件(1),外支承件(6)和轴承环(10)都由金属制造,如浸渍上涂覆PTFE塑料的铝材。轴承衬套(13,16)由诸如聚酰亚胺的塑料制成。
将内轴承衬套的内支承表面(14)设置在内支承件(1)的支承表面(2)上。轴承环(10)的内、外支承表面(11,12)分别位于邻接内衬套元件的外表面(15)和外轴承衬套(16)的内支承表面(17)。外衬套(16)的外支承表面(18)位于邻接外支承件的支承表面(8)并相对支承表面(8)可转动。虽然每个环形轴承零件(1,6,9,13,16)相对于任何其他的环形轴承零件(1,6,9,13,16)可转动,但是已发现内支承件(1)相对外支承件(6)的转动造成衬套产生振荡,振荡在两种情况产生,即一种情况是这些衬套相对邻近的较小圆周的支承表面静止,而相对较大圆周表面转动,一种情况是轴承衬套相对邻近的较大圆周的支承表面静止,而相对邻近的较小圆周的支承表面转动。特别是在工作期间,工作状态下的内轴承衬套(13)(在各个凹槽内)在下述情况下产生振荡,即,由于衬套相对内支承件(1)静止和相对中间轴承环(10)转动以及相对内支承件(1)转动。外轴承衬套(16)在两种情况产生振荡,即一种情况是衬套相对中间轴承环(10)静止;而相对外支承件(6)转动,一种情况是相对外支承件(6)静止,而相对中间轴承环(10)转动。因此,由于这些情况使衬套出现浮动,在内或外支承件的影响下轴承环也产生间歇地浮动和转动。
邻近每个轴承衬套(13和16)的边上都有唇缘(19、20)。内和外轴承衬套(13,16)的唇缘(19、20)安设在中间轴承环(10)的各个相邻的对端,因此唇缘与中间轴承环(10)保持对准,通过轴承环(10)的端部和定位突缘(7)和挡圈(3和4)的侧面之间的轴向支承表面,防止中间轴承环(10)与第一和第二轴承元件(1,6)直接接合。每个轴承衬套(13,16)的唇缘(19,20)外面有圆周相隔开的径向沟槽(21)。沟槽减小了摩擦作用,并在工作期间有助于散发热量。沟槽也可设置在各衬套的另一端。
本发明的轴承可利用在内支承件(1)的支承表面(2)上放置一组中间支承件(9)进行装配,于是内衬套(13)的唇缘(19)邻接固定挡圈(3)的内侧面。然后外支承件围绕内支承件(1)的支承表面(2)和中间支承件(9)安装,这样外衬套(16)的唇缘(20)面向挡圈(3)邻接突缘(7)侧面。第二组中间支承件(9)安装在支承表面(1)(8)之间,如果外衬套邻接突缘(7),并且止推挡圈(4)固定在邻近支承表面(2)的凹槽端(5)上,则唇缘(20)的内侧邻接外衬套(13)的唇缘(19)。
中间支承件在内和外支承件(1,6)之间保持间隔。外支承件围绕挡圈(3,4)延伸并且环端与挡圈外侧的面平齐。中间支承件在外支承件(6)和挡圈(3,4)的周边之间留有间隔,外衬套(16)在外支承件和挡圈(3,4)的周边之间延伸,以便在内和外支承件(1,6)之间提供密封。
突缘(7)的内圆周也通过中间支承件(9)而与内支承件(1)的支承表面(2)隔开。
外支承件(6)的外周表面可设置固定轴承的结构。图1中外支承元件的外圆周(22)上具有径向固定突缘(23)。固定突缘(23)周围布置圆周相隔开的孔(23a),突缘(23)使轴承固定到轮子上,因此它用作轮子的支承轮毂。
参看图3a至3e,本发明的内支承件可具有将止推挡圈连接到轴上的结构。邻近内支承件(1)的一端设置环槽(5)。止推挡圈(4)是环状的,其内圆周可安放在内支承件(1)的环槽(5)上,从而在内支承表面(2)的任一端提供相隔开的两个挡圈(3,4),挡圈(3,4)间安放中间支承件(9)和外支承件(6)的定位突缘(7)。
如图3a所示,连接止推挡圈(4)的零件可以是凹槽部分(5)周围的内(6)环形沟槽(24),以使凹槽部分(5)变形或扩口越过止推挡圈(4)的外面。止推挡圈的外面可有邻近外侧壁内边缘的空腔(25),以利于使凹槽部分(5)的端部扩口。
内支承件(1)还包括设有安放平头螺丝的径向孔的轴向延伸部分(26),以使内支承件(1)能可拆卸地固定到轴上。
图3b表示内环螺柱形式的内支承件(1)。内支承件(1)具有在其一端有挡圈(3)的实心轴,邻近的周边支承表面(2)和为了放置邻近支承表面(2)另一端的止推挡圈(4)的凹陷部分(5)。凹陷部分上有安放保持止推挡圈(4)邻近支承表面(2)的螺母的螺纹(29)。另外,挡圈(4)的内圆周上可以有螺纹,以便使挡圈接合并固定到带螺纹的凹陷部分(29)上。
图3(c)和3(d)表示安放轴的套筒形内支承件,凹槽部分(5)和止推挡圈(4)的内圆周带有配合的螺纹部分,因此挡圈(4)可以紧固到邻近支承表面(2)的凹槽部分(5)。止推挡圈(4)的外侧面设置附加的环形突缘(30),而且突缘的内圆周小于挡圈螺纹部分,因此当挡圈紧固到凹槽部分(5)上时,突缘位于内支承件套筒(32)附近;突缘提供了确定挡圈(3,4)之间的间隔的挡块。图3c中,附加环形突缘(30)上开有安放平头螺丝的径向孔(27),以使螺丝能将内支承件紧固到轴上。图3d中附加突缘(30)衔接具有安放平头螺丝的孔(27)的挡圈(33)。
如图3e所示,内支承件可有两个套筒部分(34,35),各部分有挡圈(3,4),支承表面部分(2)和套筒部分配合,于是支承表面(2)邻近并定位于相隔离的挡圈(3,4)之间。
图4显示本发明的另一个实施例,其中外支承件(6)带有向内配置的定位突缘(36),突缘(36)基本上延伸过它的整个轴向宽度。内支承件(1)包括周边支承表面(2)和两个挡圈(3,4),各挡圈在外支承件(6)的突缘(7)的各侧面延伸。一个挡圈(4)可以拆卸,如图2所示。
中间支承件包括轴承环(10),呈套筒形式的内支承衬套(13),它带有邻近内支承件(13)的支承表面的内支承表面和轴承环(10)的内支承表面的外支承表面。
外轴承衬套元件(16)的内和外圆周上有轴向支承表面,内支承表面邻近轴承环(10),外支承表面邻近外支承件(6)的突缘内圆周上的支承表面。外轴承衬套也有两对唇缘(37,38),一对唇缘(37)安排在外轴承衬套(16)各端部的外圆周;一对唇缘(38)安排在外轴承衬套(16)各端部的内圆周。外圆周上的一对唇缘(37)在突缘(36)的侧面和挡圈(3,4)之间延伸,内圆周上的一对唇缘(38)在轴承环(10)的任一侧面延伸,以便在轴承环(10)和挡圈(3,4)间提供径向支承表面。
图5a和5b表示具有向内配置的定位突缘(7)的外支承件(6)。轴承环(10)为随着外支承件(6)转动而固定在突缘(7)的每个侧面上。因此邻近轴承环的外圆周和内圆周附近可安放轴承衬套元件。内支承件的挡圈(未图示)与轴承环的远端相隔开。图5b中,外支承件的内圆周(8)开有环形凹槽部分(38),用来安放内支承件(1)的挡圈(3,4)的周边端部,这样挡圈(3,4)与轴承环(10)的远端隔开。支承件也加工有能散热量或使润滑剂或冷却液通过的沟道或孔(39)。
图5c表示内支承件(1)的止推挡圈(4)的内侧面,止推挡圈的内表面可开有螺旋沟槽(40),以利于排除由于进入的外界物质或磨损而堵塞轴承的微粒。螺旋沟槽把微粒物质转送至挡圈的圆周端部。挡圈也可以或另外开有使液体进入轴承的孔(41)。该孔可用来方便地清洗轴承,最好将孔安排在每个挡圈上,并可在任一轴承零件中有平行于轴线或与轴线倾斜的孔。
图5d表示带有内突缘(7)的外支承件(6)和融合在一个侧面的轴承环(10)。轴承衬套元件包括环(13,16),一个环(13)安排在邻接轴承环(10)的内圆周,另一环(16)邻接轴承环(10)的外圆周,衬套环通过邻近轴承环远端延伸的薄片(43)连接。薄片(43)在轴承环(7)的远端和挡圈(未图示)之间提供了一个轴向支承表面。衬套延伸与外支承件(6)的端部平齐,从而提供阻止外界微粒进入轴承的密封。突缘另一侧设置轴承衬套(16),衬套(16)的邻近突缘(7)的内圆周带唇缘(20),除去衬套延伸到外支承件(6)的端部以及在外支承件(6)的内圆周和挡圈(3)的端部之间具有密封以外;其他和图1和2的外轴承衬套(16)一致。
图5e表示一种结构,其中内支承件(1)的外圆周上有径向定位突缘(7),外圆周有融合的轴承环(10)。内支承件的端部也开有安放连接外支承件的挡圈周边的环形凹槽(43)。具有内和外环(13,16)的衬套件通过轴承环(10)远端的薄片(42)连接起来。突缘的另一侧面安排带唇缘的内轴承衬套(13),唇缘设在突缘(7)侧面附近的外圆周上。安放外支承件挡圈的内支承件的各端部安设凹槽部分(43),外支承件可围绕凹槽部分(43)转动。
图6a至6f表示用于目前的内支承件(1),它是带有放置轴的孔的套筒形式。图6a和6b表示有挡圈(3)的内支承件。
支承表面(2)位于挡圈(3)的一侧,止推挡圈(4)放在支承表面(2)另一侧的凹槽部分(5)上。用以在围绕其转动的挡圈之间安置突缘和中间支承件。套筒的支承表面(2)最好是圆柱形。
套筒具有环形收缩部分(44),这部分开有通过套筒一端延伸的多个切口(45)。切口(45)在圆周方向上相隔开,为的是提供多个可变形的部分(46)。套筒朝着切口部分收缩倾斜,内支承件设有以定位螺母(47)形式的收缩装置。锁定螺母的内圆周(48)和套筒收缩部分的外圆周带有相互配合的螺纹部分(48、49)。
为了将轴承紧固到位于套筒内的轴上,把锁定螺母(47)旋紧到有螺纹的收缩部分(44)并沿套筒推进。螺母(47)的内圆周(48)对收缩部分(44)的锥形表面提供一个向里的力,于是在切口之间的分段(46)上产生均匀的向里变形力,以便将套筒锁定到轴(48)上,如图6b所示。另一个实施例中,锁定螺母(47)的内表面收缩倾斜,对套筒的收缩部分(44)提供收缩力,该套筒可以有锥形部分或者也可无锥形部分。
图6c至6d所示的实施例,套筒有突缘(7)和突缘(7)两侧的支承表面(2)。套筒开有带多个切口(45)的收缩部分(44),切口沿套筒延伸并提供了变形部分(46),切口之间是向里倾斜的和/或有向里倾斜的外表面。邻近收缩部分(44),套筒上有螺纹部分(49),而锁定螺母(47)有一相配合的螺纹部分(48),其邻近端装在套筒上,相配合的螺纹部分推动锁定螺母(47)进入套筒中。锁定螺母(47)上有环形内突缘(50),它在锁定螺母(47)旋紧到套筒上时推动收缩部分(46)向里以便锁定在轴(51)上,如图6d所示。
图6e和6f表示另一种方案,其中锁定螺母(47)设有止推挡圈(4),装配轴承时该挡圈(4)形成一个设置在外支承元件(8)的向内突缘(7)一侧的止推挡圈。装配轴承时,一组中间支承件定位于支承表面上。然后将外支承件(6)滑移到支承表面(2)上,接着是第二组中间支承件(9),止推挡圈(4)和套筒(49)的螺纹接合并旋紧,如图6f所示,以便将轴承锁定在轴上。
图7a和7b表示包含锥形或截锥形套筒(52)的内支承件的一部分,套筒(52)上带有支承表面(2)和在套筒(2)的大直径端处的轴向挡圈(3)。止推挡圈(未图示)可安放在小直径端。套筒的内圆周可制成键结构或齿结构(53)或者其他连接驱动轴等等的结构。
图7c表示内支承件的环圈部分,它包括有圆柱形支承表面(2)的套筒(52)和套筒一端处的挡圈(3)。止推挡圈(未图示)放在套筒的另一端。为放置驱动轴等在套筒孔内开有键结构或齿结构(53)。
图8a至8h表示外支承件(6)的外圆周的另一种结构。外圆周可以是如图8a所示的圆柱形,可以是如图8b的凸面形,可以是如图8f的球形部分。外支承件可如图8c所示包括在其外圆周相隔开的径向突缘或径向突出部(54)。如图8d和8e所示,可设立凹形如V形沟槽。邻近一个边缘可采用周边倾斜的突缘(55),传送带或外支承件的滚子可以是如图8h所示的凸轮。
外支承件可以是如图9a至9d所示的轴承座形式,例如柱台座(图9a),两突缘座(图9b)或是带有装配轴承座的孔(56)的4突缘座(图9c)。外支承件也可呈链轮或齿轮形式,如图9c和9f中所示。
其他实施例中,把外支承件放入图9a至9f所示的一个轴承座中。使用剖分式轴承座可将外支承件放进轴承座,外支承件可有凸形外圆周球面部分,见图8f,轴承座有对应的凹形内圆周部分,使外支承件在轴承座内转动以便对准轴等。图9d显示一种吊架型轴承座,它具有接合由传送线悬垂的物件(57)的结构,物体通过外支承件连接。
图1和2所示本发明最佳轴承的特殊优点是每个具有轴承衬套和轴承环的中间轴承零件都可相对另一个零件转动,这就显著地减少磨损并且降低热量累积。在轴承工作的任何时候,内和外支承件之间至少有4对径向支承表面,这些成对的表面中的任何一对或几对都可有相对转动。中间支承件的每个零件可对内或外支承件和其他零件以不同的速度转动。此外,支承表面部分之间产生的摩擦和热,有使表面附着在一起的趋向,多对支承表面的存在使轴承环彼此间歇地或和/或以不同速度转动。因此轴承环和衬套出现浮动现象。
轴承零件上,特别是轴承环和内、外衬套上均匀分布着摩擦和磨损,更有效地散发热量,甚至在高速和大负荷下也能消除偶然失效。
传统的滑动轴承,轴向上有负荷力通常使磨损和失效加剧恶化。本发明中衬套上设有唇缘,衬套在轴承环和挡圈以及定位突缘和轴承环之间延伸,定位突缘的每个侧面形成4对支承表面。因此本发明的轴承对于轴向负荷具有优良的耐磨性。
用作重型车辆轮毂的轴承对其性能进行严格的试验,尽管滑动轴承出现达数年之久,用于车辆轮子的轴承一般还是包含滚动体的轴承。
按照上述图1和图2的轴承设计成采取内支承件,外支承件和轴承环由金属铝浸渍PTFE制成。
轴承衬套采用聚酰亚胺材料预制。该轴承用于
吨行驶车辆的轮毂上,车辆驱动速度超过每小时30英里,在沼泽地带经常浸在海水中。轴承也可用于总负荷重量达3吨的拖车的轮毂中。在每种情况下经过持续使用以后,轴承很少或没有出现磨损,显示出优良的性能。
由于本发明的车辆车轮不产生静电,所以适用于探测矿山和爆炸物用的车辆上。这种特性也使本发明的轴承满意地用于地下矿山作业的科学仪器中,或者需要防止静电和或使用黑色金属或其合金的其他情况下的科学仪器中。
Claims (17)
1.一种轴承,包括具有环形周边支承表面(2)的内支承件(1),与内支承件(1)同轴并具有内环形支承表面(8)的外支承件(6),以及至少一组中间支承件(9),中间支承件(9)包括带有环形内支承表面和环形外支承表面(11,12)的轴承环(10)和可围绕内支承件(1)转动安装并相对轴承环(10)和外支承件(6)可转动的轴承衬套件(13,16),衬套件(13,16)在邻近轴承环(11)的内支承表面设置支承表面(15),在邻近轴承环(10)的外支承表面(12)设置支承表面(17)。
2.按照权利要求1的轴承,其特征是衬套件包括内轴承衬套元件(13)和外轴承衬套(16),内轴承衬套元件(13)可围绕内支承件(1)转动安装并相对轴承环(10)可转动,而且邻近轴承环(10)的内支承表面(11)带有周边支承表面(15),外轴承衬套(16)可围绕轴承环(10)转动安装并在轴承环(10)的外支承表面(12)附近带有内支承表面(17)。
3.按照权利要求1的轴承,其特征是内和外支承件中之一设有定位突缘和突缘各侧面上的径向支承表面,所述内和外支承件的另一个设有周边支承表面和一对挡圈,每个挡圈在突缘的各侧面延伸,轴承含有两组安排在定位突缘和挡圈相对面之间的中间支承件,每组在突缘的各侧。
4.按照权利要求1的轴承,其特征是轴承环可相对每个内和外支承件转动。
5.按照权利要求2的轴承,其特征是轴承工作中,每个轴承衬套在下述情况间产生振荡,一种情况是衬套相对较小圆周的支承表面静止,而相对较大圆周的支承表面转动,一种情况是衬套相对较大圆周的支承表面静止,而相对较小圆周的支承表面转动。
6.按照权利要求3的轴承,其特征是所述每组中的至少一个衬套宽度大于轴承环的宽度,并包括一个或多个唇缘,唇缘协同轴承环保持轴承环与突缘和台肩的相对面隔开。
7.按照权利要求6的轴承,其特征是每组中的轴承衬套共有两个或多个唇缘,一个唇缘设在轴承环和定位突缘之间,另一个唇缘设在轴承环和对面挡圈之间。
8.按照权利要求7的轴承,其特征是一个唇缘从内轴承衬套的侧面附近伸出,另外的唇缘在外轴承衬套侧面附近向里设置,两唇缘共同作用使环对准,并在轴承环和内、外支承件之间提供轴向支承表面。
9.按照权利要求8的轴承,其特征是轴承衬套的唇缘开有许多在其外面上圆周隔开径向的沟槽。
10.按照权利要求1的轴承,其特征是从包括衬套件的第一组和包括内支承件、外支承件和轴承环的第二组中选出的一组零件由塑料制作,另一组零件由金属制作。
11.按照权利要求10的轴承,其特征是内和外支承件和轴承环的每一个由金属制成,而衬套件由塑料制成。
12.按照权利要求3的轴承,其特征是中间支承件的轴承环包括中间支承件,包括融合于挡圈和定位突缘一个相对面的近端,以及与所述另一相对面隔开的远端。
13.按照权利要求12的轴承,其特征是衬套件具有两个环形衬套环,一个环靠近轴承环的外圆周安排,一个环靠近轴承环的内支承表面,其中衬套环通过邻近轴承环远端延伸的薄片连接起来。
14.一种轴用轴承,包括内支承件和外支承件,内支承件包括安置轴的套筒并具有环形周边支承表面,外支承件围绕套筒可转动地安装,其特征是套筒具有环形可收缩部分和收缩件,以便对可收缩部分提供环形收缩力,从而使套筒锁定在轴上。
15.按照权利要求14的轴承,其特征是环形收缩部分包括在套筒上圆周相隔并且与套筒轴线大致对中一系列切口,收缩件包括适合安放在套筒上的环形内表面,收缩件包括接合结构,用以沿套筒推动收缩件,因此收缩件的内圆周对套筒的收缩部分施加环形收缩力,将套筒锁定在轴上。
16.按照权利要求15的轴承,其特征是收缩部分在套筒的一端倾斜变窄,套筒及收缩件设有共同配合工作的螺纹部分,因此收缩件和套筒间的相对转动沿套筒推动收缩件,并靠住收缩部分的锥形表面,于是使收缩部分进行收缩。
17.按照权利要求14的轴承,其特征是内支承件带有环形周边支承表面,外支承件与内支承件同轴,并在其内圆周上有环形支承表面,轴承包括至少一组中间支承件,中是支承件包括在其每个内和外圆周上具有环形支承表面的轴承环和围绕内环和外环圈转动安装的轴承衬套件,衬套件在邻近轴承环的内支承表面设有支承表面,并在邻近轴承环的外支承表面设有支承表面。
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