阅读说明：本技术 滚动轴承保持架及其滚动轴承 (Rolling bearing retainer and rolling bearing thereof ) 是由 于士超 李开元 黄志强 于 2020-04-15 设计创作，主要内容包括：本发明属于滚动轴承技术领域,涉及一种滚动轴承保持架,包括保持架本体,所述保持架包括两个对合设置的半保持架,两个半保持架之间通过铆钉紧固连接,每个所述半保持架上分别均布设置多个球兜,球兜中配合设置钢球,所述钢球的直径Dw、球兜的半径R、及球兜的深度H满足：0.543≥R/Dw≥0.531,0.512≥H/Dw≥0.505。该保持架能解决现有滚动轴承在振动大、不平衡旋转载荷或倾斜装配状况下工作时,保持架容易发生断裂、散架等问题。(The invention belongs to the technical field of rolling bearings, and relates to a rolling bearing retainer which comprises a retainer body, wherein the retainer comprises two half retainers which are arranged in an involutory mode, the two half retainers are fastened and connected through rivets, a plurality of ball pockets are uniformly distributed on each half retainer, steel balls are arranged in the ball pockets in a matched mode, and the diameter Dw of each steel ball, the radius R of each ball pocket and the depth H of each ball pocket meet the following requirements: R/Dw is more than or equal to 0.543 and more than or equal to 0.531, and H/Dw is more than or equal to 0.512 and more than or equal to 0.505. The retainer can solve the problems that the retainer is easy to break, scatter and the like when the existing rolling bearing works under the conditions of large vibration, unbalanced rotating load or inclined assembly.)

滚动轴承保持架及其滚动轴承

技术领域

本发明属于滚动轴承技术领域，涉及一种滚动轴承保持架及使用该滚动轴承保持架的滚动轴承。

背景技术

滚动轴承是连接旋转的轴与轴承座的一种精密机械元件，其包括外圈、内圈、多个钢球和保持架。外圈内周面上设有外圈滚道，内圈外周面上设有内圈滚道。保持架将多个钢球夹持并使钢球在圆周方向均布于内外圈滚道之间。安装使用时，轴安装于内圈内孔中，一般情况下，内圈与轴一起旋转；外圈外周面安装于轴承座孔中。轴承工作时，钢球在内外圈滚道之间自转的同时，与保持架一起在圆周方向公转。

在水泥路面破路机、电动工具、通用发动机曲轴等使用场合，滚动轴承往往承受很大的振动或不平衡旋转载荷。于是，保持架常常发生断裂、散架，导致轴承卡死，使主机停机而失去使用功能。此外，由于轴和轴承座孔的轴心线相互倾斜导致滚动轴承内外圈的轴心线相互倾斜，即所谓轴承在倾斜装配状况下工作时，轴承的保持架也容易发生断裂。

中国实用新型专利授权公告号：CN205895920 U、授权公告日：2017年01月18日、名称为“滚动轴承用保持架”的实用新型专利中，公开了一种保持架，其特征在于，两片波形保持架的平坦结合部的铆钉孔分别呈锥状，并在铆合时，将对置的锥状铆钉孔的大径侧彼此相对，以提高铆合作业性，防止铆合不良。

中国实用新型专利授权公告号：CN206439302 U、授权公告日：2017年08月25日、名称为“一种高承载深沟球轴承及其保持架”的实用新型专利中，公开了一种保持架。其特征在于，两瓣波形保持架的平坦部在轴向通过带有台阶的矩形铆钉连接，使两瓣波形保持架的平坦部之间呈间隔布置，从而可以在钢球直径不变的情况下，增加保持架周向的球兜数量，即增加钢球数量，提高轴承承受载荷的能力。

中国实用新型专利授权公告号：CN209469714 U、授权公告日：2019年10月08日、名称为“一种深沟球轴承保持架”的实用新型专利中，公开了一种保持架。其特征在于，在保持架的球兜内壁上设置储油槽，同时在球兜上开设散热孔，并在所述散热孔内填充石墨。以提高钢球与球兜之间的润滑。

但是，以上实用新型专利都没有解决轴承在振动或倾斜装配状况下工作时的保持架断裂问题。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种滚动轴承保持架，该保持架能解决现有滚动轴承在振动大、不平衡旋转载荷或倾斜装配状况下工作时，保持架容易发生断裂、散架等问题。

按照本发明的技术方案：一种滚动轴承保持架，包括保持架本体，所述保持架包括两个对合设置的半保持架，两个半保持架之间通过铆钉紧固连接，每个所述半保持架上分别均布设置多个球兜，球兜中配合设置钢球，其特征在于：所述钢球的直径Dw、球兜的半径R、以及球兜的深度H满足：0.543≥ R/Dw ≥0.531，0.512≥ H/Dw ≥0.505。

作为本发明的进一步改进，所述保持架采用低碳钢或不锈钢制作。

作为本发明的进一步改进，所述钢球采用轴承钢或陶瓷或不锈钢制作。

该滚动轴承保持架能够解决轴承在振动或倾斜装配状况下工作时的保持架断裂问题。

本发明的第二个目的在于提供一种滚动轴承，包含上述滚动轴承保持架。

进一步，所述滚动轴承的轴向两个端面呈开式。

进一步，所述滚动轴承的轴向一个端面或两个端面设置密封件。

进一步，所述密封件采用金属材料制成。

进一步，所述密封件采用金属材料与丁晴橡胶、丙烯酸酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶中任一种橡胶的结合物。

进一步，所述滚动轴承外圈的外周面为金属平滑面或设有凹槽或附着涂层。

采用上述保持架的轴承，在工作时，实现了在圆周方向钢球与球兜之间的合理窜动量，即使滚动轴承在振动、不平衡旋转载荷或者倾斜装配状况下工作，保持架也不会发生断裂或者散架，从而能延长机械或机器的使用寿命。

附图说明

图1为本发明中滚动轴承保持架的结构示意图。

图2为半保持架的几何结构示意图。

图3为图2的C-C向剖视图。

图4为本发明中滚动轴承的结构示意图。

图5a~5c为滚动轴承工作时保持架的受力示意图。

图6为保持架的球兜半径、球兜深度与保持架寿命之间的关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

图1~6中，包括外圈1、外圈滚道11、内圈2、内圈滚道22、钢球3、保持架本体4、半保持架44、球兜5、平坦部6、铆钉7、铆钉孔8、轴9、轴承座10等。

如图1~3所示，本发明是一种滚动轴承保持架，包括保持架本体4，所述保持架4包括两个对合设置的半保持架44，两个半保持架44之间通过铆钉7紧固连接，每个所述半保持架44上分别均布设置多个球兜5，可以理解的是，半保持架44上对应于相邻两个球兜5之间设置平坦部6，平坦部6上贯穿设置铆钉孔，铆钉7贯穿两个半保持架44上的铆钉孔8，将两个半保持架44紧固连接。可以理解的是，球兜5在圆周方向呈等间距设置。

球兜5中配合设置钢球3，所述钢球3的直径Dw、球兜5的半径R、以及球兜5的深度H满足：0.543≥ R/Dw ≥0.531，0.512≥ H/Dw ≥0.505。

为了使保持架4具有足够的强度，保持架4采用低碳钢或不锈钢制作，钢球3采用轴承钢或陶瓷或不锈钢制作。

如图4、5所示，本发明还公开了一种滚动轴承，技术方案在于包含上述的滚动轴承保持架。

滚动轴承的轴向两个端面呈开式，滚动轴承的轴向一个端面或两个端面设置密封件。

密封件采用金属材料制成，密封件采用金属材料与丁晴橡胶、丙烯酸酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶中任一种橡胶的结合物。

滚动轴承外圈的外周面为金属平滑面或设有凹槽或附着涂层。

参见图5a，一般情况下，保持架4由钢球3引导。保持架4处于自由状态，在钢球3的引导下顺时针旋转。也就是说，保持架4的转速等于钢球3的公转转速。在一般工作条件以及正常装配状况下，每个钢球3以同一公转速度公转，并与保持架球兜在旋转方向侧即C1侧接触，每个钢球3以相同的驱动力向同一方向驱动保持架4旋转。实际上，由于轴承零件制造精度的差异，各个钢球3的驱动力稍有差异，但不足以使保持架4断裂或散架。

但是，当滚动轴承用于振动大、承受不平衡旋转载荷、承受弯矩载荷工作时，或者由于滚动轴承安装部位的结构原因，滚动轴承内外圈轴心线发生倾斜，即所谓发生倾斜装配时，钢球3在圆周方向所处的位置不同，钢球3与内、外圈的接触角也不同，导致单位时间内有的钢球前行的距离长，有的钢球前行的距离短。于是，就会发生图5b、图5c的情形。

参见图5b，钢球B1前行的距离比钢球B2长，于是，钢球B1与保持架球兜C1侧接触，驱动保持架公转，但钢球B2与保持架C2侧接触，阻碍保持架公转。于是，保持架4不得不承受拉伸应力。

参见图5c，钢球B1前行的距离比钢球B2短，于是，钢球B2与保持架C1侧接触，驱动保持架4公转。但钢球B1与保持架C2侧接触，阻碍保持架4旋转。于是，保持架4不得不承受压缩应力。

在轴承的旋转过程中，图5b、图5c情形中所示的保持架承受着周而复始的拉伸应力和压缩应力，最终导致保持架断裂。

为了消除图5b、图5c情形中保持架承受的拉伸和压缩应力，对于给定的钢球直径Dw，当球兜半径R和球兜深度H同时满足下式时：0.543≥ R/Dw ≥0.531，0.512≥ H/Dw ≥0.505，保持架本体4在圆周方向能够获得合理的窜动量，防止了保持架本体4内产生过大拉伸和压缩应力，进而可防止保持架本体4发生断裂甚至散架。

优选的，当球兜半径R和球兜深度H同时满足下式时，克服保持架断裂的效果更佳。

0.543≥R/Dw≥0.531，

0.512＞H/Dw≥0.507。

所述滚动轴承的两个端面可以呈开式，即滚动轴承的两个端面均不带任何密封件如金属防尘盖、橡胶密封圈等，此种情况适用于油润滑的场合。

所述滚动轴承的一个或者两个端面设置密封件，可防止外界异物侵入轴承内部，同时防止油脂泄漏，延长轴承使用寿命，此种情况适用于油脂润滑的场合。

所述密封件的材料为金属材料，或者为金属材料与丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶中任一种橡胶的结合物。由金属材料制作的密封件成本低、加工容易，但只能实现非接触式密封，即密封件与轴承内圈2无物理接触，防尘性能一般；由金属材料与橡胶结合制作的密封件能实现接触式密封，即密封件的橡胶密封唇与轴承内圈2接触，防尘防水性能好，但成本增加。

选择国标（GB）规定的9个型号的滚动轴承，轴承型号分别是6000、6200、6202、6203、6205、63/28、6207、6302和6311。这些轴承采用业界普遍使用的钢球直径（Dw），分别对9个型号轴承所用保持架的球兜半径R和球兜深度H进行设计，制作成滚动轴承样品，然后实施大振动而且倾斜装配条件下的寿命对比试验，评价保持架的断裂情况，结果示于图6。图中，保持架评价结果的好坏以寿命比，即本发明保持架的寿命时间（以●符号标示）与现有设计保持架的寿命时间（假设为1，以×符号标示）的比值标示。

根据图6的试验结果，当球兜半径R和球兜深度H同时满足0.543≥R/Dw≥0.531和0.512≥H/Dw≥0.505时，本发明保持架的寿命分别是现有设计保持架寿命的2～3.8倍。

根据图6的试验结果，当球兜半径R和球兜深度H同时满足0.543≥R/Dw≥0.531和0.512＞H/Dw≥0.507时，本发明保持架的寿命分别是现有设计保持架寿命的2.8～3.8倍。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于本发明的保护范围。