鼓形滾道交叉滾柱式回轉支承的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了鼓形滾道交叉滾柱式回轉支承，它包括內圈和外圈，其特征在于內圈和外圈均為環形件，外圈的內圓面上開設鼓形滾道，在內圈的外圓面對應開設鼓形滾道，內、外圈滾道間對應形成了完整的鼓形交叉滾道，所述的鼓形交叉滾道為上下對稱、左右對稱結構，上、下滾道面的夾角范圍為90°±3′。本實用新型所提出的鼓形滾道交叉滾柱式回轉支承，結構簡單、使用方便，改善了滾柱和滾道兩端在受傾翻力矩情況下的應力狀態，減小了滾道兩端的應力不均，提高了滾道承載能力，進而提高了回轉支承的工作性能和壽命。
【專利說明】鼓形滾道交叉滾柱式回轉支承
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種回轉支承，具體的是一種鼓形滾道交叉滾柱式回轉支承。
【背景技術】
[0002]回轉支承作為工程機械和建筑機械的重要基礎元件，是一切兩部分之間需作相對回轉、又需要承受軸向力、徑向力、傾覆力矩的機械所必需的重要傳力元件。
[0003]現在通用的單排交叉滾柱式回轉支承及雙排交叉滾柱式回轉支承承載能力遠達不到理論設計要求，原因有兩點:一、交叉滾柱的滾道接觸角是90°，加工中允許誤差是± 3' ;二、軸向和徑向存在間隙，使內外套圈在工作時發生相對傾斜，兩者疊加，使內外套圈本應平行的內外滾道面，沿滾動體母線全長，最大可產生0.1mm左右的傾斜，因此，滾柱受載沿長度方向是不均勻的，兩端應力差最大，最大應力高出平均應力值很多，甚至一倍以上或更多，再加上兩端的相對滑動，即使在負載未達到其額定載荷時，其最大應力已超出許用應力，使滾道破壞失效。
【發明內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供鼓形滾道交叉滾柱式回轉支承，能夠改善滾柱和滾道兩端在受傾翻力矩情況下的應力狀態，減小滾道兩端的應力不均，提高滾道承載能力，進而提高回轉支承的工作性能和壽命。
[0005]為實現上述目的，本實用新型鼓形滾道交叉滾柱式回轉支承，它包括內圈和外圈，內圈和外圈均為環形件，外圈的內圓面上開設鼓形滾道，在內圈的外圓面對應開設鼓形滾道，內、外圈滾道間對應形成了完整的鼓形交叉滾道，所述的鼓形交叉滾道為上下對稱、左右對稱結構，上、下滾道面的夾角范圍為90° ±3'。
[0006]為進一步保障鼓形滾道面的受力均勻，所述的鼓形滾道為平滑圓弧結構，鼓形滾道與外圈的內圓面平滑連接，鼓形滾道與內圈的外圓面平滑連接，滾道邊口圓弧倒角半徑一致，上下滾道面的鼓形曲率半徑R=(D2/4 + A2)/(2*A),其中:D為滾動體直徑，h為鼓形滾道面的谷峰值。
[0007]為減小傾翻力矩對鼓形滾道的影響，同時保障滾動體與鼓形滾道有足夠大的接觸面，鼓形滾道面的谷峰值h范圍為0.02mm ^ h ^ 0.05mm。
[0008]鼓形交叉滾道的加工方法是:首先是應用數控車床進行該種鼓形交叉滾道的半精加工。數控車削的滾道曲面形狀規則、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的“尖角效應”，根除了滾道邊口易淬裂的缺陷。數控車削的不對稱滾道曲面，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。
[0009]然后應用中頻感應加熱的方法對半精加工的滾道進行表面熱處理，淬火硬度為57?62HRC，淬硬層深度大于3.0mm。
[0010]最后對回火后的鼓形交叉滾道進行成形磨削加工或采用以車代磨。成形磨削中最重要的是砂輪修整，利用數控滾道專用磨床的三坐標聯動裝置通過程序控制砂輪的修整成型能達到很好的效果。從原理上避免了對刀和近似修整而產生的誤差，滾道形狀得到有效保證。數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給，提高滾道的加工精度。采用數控車床、陶瓷或立方氮化硼刀具進行滾道硬車，既能保證車削出的滾道形狀、表面粗糙度符合設計要求，又可在滾道表面形成冷著硬化層起到提高回轉支承使用壽命的作用。
[0011]本實用新型所提出的鼓形滾道交叉滾柱式回轉支承，結構簡單、使用方便，改善了滾柱和滾道兩端在受傾翻力矩情況下的應力狀態，減小了滾道兩端的應力不均，提高了滾道承載能力，進而提高了回轉支承的工作性能和壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是普通交叉滾道滾柱式回轉支承結構示意圖。
[0013]圖2是鼓形交叉滾道結構示意圖。
[0014]圖3是普通交叉滾道結構示意圖。
[0015]圖4普通交叉滾道理想受力應力示意圖。
[0016]圖5普通交叉滾道應力示意圖。
[0017]圖6鼓形交叉滾道應力示意圖。
【具體實施方式】
[0018]參見附圖1、3、4和5，普通交叉滾道理想狀態是，當受到外力Fa時，滾道面受力σ均勻且垂直于滾道面；由于軸向和徑向存在間隙,使內外套圈在工作時發生相對傾斜,兩者疊加，使內外套圈本應平行的內外滾道面，沿滾動體母線全長，最大可產生0.1mm左右的傾斜，當受到傾翻力矩M時，滾柱受載沿長度方向是不均勻的，兩端應力差最大，最大應力σ max高出平均應力值很多，甚至一倍以上或更多，再加上兩端的相對滑動，即使在負載未達到其額定載荷時，其最大應力已超出許用應力，使滾道破壞失效。
[0019]參見附圖2和6，鼓形滾道交叉滾柱式回轉支承，它包括內圈I和外圈2，內圈和外圈均為環形件，外圈的內圓面上開設鼓形滾道，在內圈的外圓面對應開設鼓形滾道，內、夕卜圈滾道間對應形成了完整的鼓形交叉滾道，所述的鼓形交叉滾道為上下對稱、左右對稱結構，上、下滾道面的夾角α范圍為90° ±3'。
[0020]為進一步保障鼓形滾道面的受力均勻，所述的鼓形滾道為平滑圓弧結構，鼓形滾道與外圈的內圓面平滑連接，鼓形滾道與內圈的外圓面平滑連接，滾道邊口圓弧倒角半徑一致，上下滾道面的鼓形曲率半徑R=OD2 Μ + Α2)/(2*￥),其中:D為滾動體直徑，h為鼓形滾道面的谷峰值。
[0021]為減小傾翻力矩對鼓形滾道的影響，同時保障滾動體與鼓形滾道有足夠大的接觸面，鼓形滾道面的谷峰值h范圍為0.02mm ^ h ^ 0.05mm,在受到傾翻力矩M作用時，o max與σ大小相差很小,滾道面受力均勻。
[0022]鼓形交叉滾道的加工方法是:首先是應用數控車床進行該種鼓形交叉滾道的半精加工。數控車削的滾道曲面形狀規則、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的“尖角效應”，根除了滾道邊口易淬裂的缺陷。數控車削的不對稱滾道曲面，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。
[0023]然后應用中頻感應加熱的方法對半精加工的滾道進行表面熱處理，淬火硬度為57?62HRC，淬硬層深度大于3.0mm。
[0024]最后對回火后的鼓形交叉滾道進行成形磨削加工或采用以車代磨。成形磨削中最重要的是砂輪修整，利用數控滾道專用磨床的三坐標聯動裝置通過程序控制砂輪的修整成型能達到很好的效果。從原理上避免了對刀和近似修整而產生的誤差，滾道形狀得到有效保證。數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給，提高滾道的加工精度。采用數控車床、陶瓷或立方氮化硼刀具進行滾道硬車，既能保證車削出的滾道形狀、表面粗糙度符合設計要求，又可在滾道表面形成冷著硬化層起到提高回轉支承使用壽命的作用。
[0025]本實用新型所提出的鼓形滾道交叉滾柱式回轉支承，結構簡單、使用方便，改善了滾柱和滾道兩端在受傾翻力矩情況下的應力狀態，減小了滾道兩端的應力不均，提高了滾道承載能力，進而提高了回轉支承的工作性能和壽命。
【權利要求】
1.鼓形滾道交叉滾柱式回轉支承，它包括內圈和外圈，其特征在于內圈和外圈均為環形件，外圈的內圓面上開設鼓形滾道，在內圈的外圓面對應開設鼓形滾道，內、外圈滾道間對應形成了完整的鼓形交叉滾道，所述的鼓形交叉滾道為上下對稱、左右對稱結構，上、下滾道面的夾角范圍為90° ±3'。
2.根據權利要求1所述的鼓形滾道交叉滾柱式回轉支承，其特征在于所述的鼓形滾道為平滑圓弧結構，鼓形滾道與外圈的內圓面平滑連接，鼓形滾道與內圈的外圓面平滑連接，滾道邊口圓弧倒角半徑一致，上下滾道面的鼓形曲率半徑R=(D2/4+A2〉/(2*Ii),其中:d為滾動體直徑，h為鼓形滾道面的谷峰值。
3.根據權利要求2所述的鼓形滾道交叉滾柱式回轉支承，其特征在于鼓形滾道面的谷峰值 h 范圍為 0.02mm ^ h ^ 0.05mm。
【文檔編號】B23P15/14GK203979158SQ201420441606
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月7日 優先權日:2014年8月7日
【發明者】侯寧, 許麗華, 朱良銀, 畢娟娟 申請人:馬鞍山統力回轉支承有限公司