一種電主軸用雙列浮動變位混合軸承的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及軸承技術領域，具體地說涉及一種電主軸用雙列浮動變位混合軸承。
【背景技術】
[0002] 軸承（Bearing)是當代機械設備中一種重要零部件。它的主要功能是支撐機械旋 轉體，降低其運動過程中的摩擦系數，并保證其回轉精度。滾動軸承一般由外圈、內圈、滾動 體和保持架四部分組成。按滾動體的形狀，滾動軸承分為球軸承和滾子軸承兩大類。
[0003] 浮動變位軸承是一種特殊的軸承，它具有內圈和外圈之間可以進行自由變位的特 點，并且其可以達到高速角接觸球軸承的轉速。這個速度比普通圓柱滾子軸承轉速的兩倍 還要高。由于浮動變位軸承具有高轉速和自由變位的特點，使之特別適用于電主軸。
[0004] 圖1是傳統的浮動變位軸承的側面剖視圖。如圖1所示，該浮動變位軸承包括由 外圈1、內圈2、鋼球3、保持架4組成。其中外圈為球軸承的外圈，內圈是圓柱滾子軸承的 內圈，鋼球為標準的滾動體。這種設計保證了在運轉時內圈相對外圈能自由浮動，且鋼球的 存在使其轉速能夠達到電主軸的使用要求。受其結構設計制約（主要是軸承中采用鋼球結 構），這種浮動變位軸承存在承載能力低的缺陷，在浮動變位軸承領域，低承載是難以克服 的缺陷。而若將鋼球替換為圓柱滾子，雖然可以顯著提高這種浮動變位軸承的承載能力。但 是在解決了承載能力缺陷的同時，會帶來新的問題，即采用圓柱滾子結構，會使得軸承的極 限轉速降低，這種浮動變位軸承就達不到電主軸所要求的轉速，因此，不是通過直接將鋼球 更換為圓柱滾子就能夠實現優化，所以，目前電主軸中使用的浮動變位軸承都是鋼球結構。
[0005] 因此，現有急需一種既具有較大的承載能力，又具有較高轉速的浮動變位軸承。
【發明內容】
[0006] 針對現有的浮動變位軸承存在的缺陷，本發明提供一種電主軸用雙列浮動變位混 合軸承。
[0007] 根據本發明的一個方面，提供一種電主軸用雙列浮動變位混合軸承，所述雙列浮 動變位混合軸承包括：內圈、外圈、圓柱滾子、鋼球和保持架；
[0008] 所述內圈、所述外圈以及所述保持架均為環形結構，且所述內圈、外圈和所述保持 架同心設置；
[0009] 所述內圈滾道上具有朝向所述外圈方向的凸起，所述凸起與所述內圈組成兩個U 型卡槽結構，分別為第一 U型卡槽和第二U型卡槽；
[0010] 所述保持架設置于所述外圈和所述內圈之間；所述保持架的內邊緣與所述內圈同 偵牝所述保持架的外邊緣與所述外圈同側；
[0011] 所述保持架上設置有兩列滾動體安裝孔，分別為第一列滾動體安裝孔和第二列滾 動體安裝孔；
[0012] 所述第一列滾動體安裝孔與第一 U型卡槽結構相對應，所述第二列滾動體安裝孔 與第二U型卡槽結構相對應；
[0013] 所述的滾動體安裝孔由多個交替分布的長方形兜孔和球形兜孔組成，所述長方形 兜孔的長邊垂直于所述保持架所在回轉平面；
[0014] 所述的第一列滾動體安裝孔與所述的第二列滾動體安裝孔錯位布置；
[0015] 所述圓柱滾子設置于所述長方形兜孔中，所述圓柱滾子轉動軸線與所述雙列浮動 變位混合軸承軸線平行，所述鋼球設置于所述球形兜孔中；
[0016] 所述滾動體安裝孔的球形兜孔和長方形兜孔的中心分布于同一圓周面上，所述圓 周面稱為第一中心圓面。
[0017] 根據本發明的一個【具體實施方式】，所述鋼球和/或所述圓柱滾子采用軸承鋼或氮 化硅材料制備。
[0018] 根據本發明的另一個【具體實施方式】，所述圓柱滾子兩底面分別為對稱凸起的鼓型 或錐形圓柱滾子。
[0019] 根據本發明的又一個【具體實施方式】，所述保持架采用黃銅或PEEK工程塑料（聚醚 醚酮樹脂）制備而成。
[0020] 根據本發明的又一個【具體實施方式】，所述保持架的內邊緣的直徑等于所述第一中 心圓面的直徑與〇. 48~0. 53倍所述鋼球直徑之差。
[0021] 根據本發明的又一個【具體實施方式】，所述保持架的外邊緣的直徑等于所述第一中 心圓面的直徑與〇. 48~0. 53倍所述圓柱滾子直徑之和。
[0022] 根據本發明的又一個【具體實施方式】，所述保持架的外邊緣的兩側朝向所述外圈方 向設置有凸臺結構。
[0023] 根據本發明的又一個【具體實施方式】，所述凸臺直徑為所述第一中心圓面的直徑與 0. 70~0. 74倍所述鋼球的直徑之和。
[0024] 根據本發明的又一個【具體實施方式】，所述凸臺與保持架的外邊緣組成的第三U型 卡槽的寬度為所述圓柱滾子的長度的2. 12~2. 2倍。
[0025] 根據本發明的又一個【具體實施方式】，所述保持架的寬度是所述圓柱滾子長度的 2. 6~3倍。
[0026] 根據本發明的又一個【具體實施方式】，所述保持架的外邊緣上的圓形孔的直徑比所 述鋼球的直徑小0. 2mm~0. 4mm。
[0027] 根據本發明的又一個【具體實施方式】，所述保持架的外邊緣上的長方形孔的周向寬 度比所述圓柱滾子的直徑小0. 2mm~0. 3mm。
[0028] 根據本發明的又一個【具體實施方式】，所述保持架的內邊緣上的長方形孔的軸向寬 度為所述圓柱滾子的直徑的〇. 87~0. 92倍。
[0029] 根據本發明的又一個【具體實施方式】，所述球形兜孔與所述長方形兜孔數量相等且 均為偶數。
[0030] 根據本發明的又一個【具體實施方式】，所述外滾道為圓柱面。
[0031] 根據本發明的又一個【具體實施方式】，所述所述鋼球直徑和所述圓柱滾子直徑相 等。
[0032] 本發明提供的雙列浮動變位混合軸承將圓柱滾子與鋼球相結合，使圓柱滾子和鋼 球對軸承進行共同引導；同時，通過優化鋼球、圓柱滾子和滾道、保持架的關系，使得本發明 提供的電主軸用雙列浮動變位混合軸承不但提高了傳統浮動變位軸承的承載能力、使用壽 命和安全性，而且該浮動變位混合軸承的極限速度仍可與傳統的浮動變位軸承相當。
【附圖說明】
[0033] 通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它 特征、目的和優點將會變得更明顯：
[0034] 圖1所示為傳統的浮動變位軸承的側面剖視圖；
[0035] 圖2所示為本發明提供的電主軸用雙列浮動變位混合軸承的側面剖視圖；
[0036] 圖3所示為本發明提供的電主軸用雙列浮動變位混合軸承的保持架的正面剖視 圖；
[0037] 圖4所示為本發明提供的電主軸用雙列浮動變位混合軸承的保持架的側面剖視 圖；
[0038] 圖5所示為本發明提供的電主軸用雙列浮動變位混合軸承的結構示意圖。
[0039] 附圖中相同或相似的附圖標記代表相同或相似的部件。
[0040] 附圖標記如以下表格中所示：
[0041 ]
【具體實施方式】
[0043] 下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本發明的不同結構。為了簡 化本發明的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。此外，本發明可以在不同例子 中重復參考數字和/或字母。這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各 種實施例和/或設置之間的關系。應當注意，在附圖中所圖示的部件不一定按比例繪制。本 發明省略了對公知組件和處理技術及工藝的描述以避免不必要地限制本發明。
[0044] 參考圖2和圖5,本發明提供的電主軸用雙列浮動變位混合軸承包括：內圈2、外圈 1、圓柱滾子3、鋼球5和保持架4。所述內圈2、所述外圈1以及所述保持架4均為環形結 構，且所述內圈2、外圈1和所述保持架4同心設置。
[0045] 所述內圈2滾道上具有朝向所述外圈1方向的凸起，所述凸起與所述內圈組成兩 個U型卡槽結構，分別為第一 U型卡槽和第二U型卡槽，所述第一 U型卡槽21和第二U型 卡槽22如圖2所示。參考圖2,所述外圈的外滾道11采用圓柱面，這種結構可以同時為圓 柱滾子和鋼球提供引導面，進而降低了加工難度，改變了傳統浮動變位軸承的外圈設置鋼 球滾道的設計理念，如圖1。
[0046] 相對于圖1中的結構，本實施例中的鋼球與內外圈的接觸方式、引導方式都有了 很明顯的改進，且能夠同時適應鋼球和圓柱滾子引導的需要。
[0047] 所述保持架4設置于所述外圈1和所述內圈2之間；所述保持架4的內邊緣與所 述內圈2同側，所述保持架4的外邊緣與所述外圈1同側，即外圈位于外側，內圈位于內側， 保持架位于中間。可選的，所述保持架4采用黃銅或PEEK工程塑料制備而成。由于PEEK 工程塑料的密度遠遠小于黃銅的密度，可有效減小軸承高速運轉的離心力，使浮動變位混 合軸承的極限轉速進一步提升，達到采用單列鋼球設計的浮動變動軸承極限轉速。因此，優 選的，采用PEEK工程塑料制備制備保持架4。
[0048] 參考圖3和圖4,在所述保持架4上設置有兩列滾動體安裝孔，分別為第一列滾動 體安裝孔和第二列滾動體安裝孔。所述第一列滾動體安裝孔與第一 U型卡槽相對應，所述 第二列滾動體安裝孔與第二U型卡槽相對應。所述的滾動體安裝孔由多個交替分布的長方 形兜孔44和球形兜孔45組成，且所述的第一列滾動體安裝孔與所述的第二列滾動體安裝 孔錯位布置。為便于描述，將長方形兜孔中與圓柱滾子轉動軸線方向