脂润滑结构圆柱滚子轴承及其润滑方法与流程

1.本发明属于轴承润滑技术领域，具体涉及一种脂润滑结构圆柱滚子轴承及其润滑方法。


背景技术：

2.通过轴承损坏分析得出轴承损坏原因40%左右与润滑不良有关，剖析损坏轴承，都是因为轴承在高速运转，或者在重载运转过程中，润滑不到位，滚动体与内外圈滚道直接相互摩擦，产生过热，造成内外滚道剥落，导致轴承损坏。尤其钢厂，风电，矿山，地铁，城际高铁，高速隧道，过江隧道，饮水工程等工作条件恶劣的环境中，轴承损坏的频率特别高，核心轴承的损坏导致庞大设备的损坏，给客户带来非常大的经济损失。在精密轴承的运转过程中，轴承的润滑更是决定轴承寿命的关键因素之一。轴承润滑分为脂润滑和油润滑，根据轴承的使用条件采用不同的润滑方法。两种润滑油的区别是附着力不同，温度范围不同，耐压不同，脂和润滑油是两种不同状态的润滑剂。油脂是膏状，润滑油是液体。常规技术的轴承设计与加工用的是同一种结构，产生问题就是两种润滑的状态不一样，轴承内部的注油和存油量及润滑油的均匀程度不一样，在不同的使用工况下会出现不同的问题。用于条件恶劣的轴承都采用脂润滑，因为脂润滑的工作温度范围比油润滑宽。通用锂基润滑脂可以在零下20到120摄氏度的范围内使用。脂润滑的抗压性好，脂润滑在金属表面的吸附量远大于润滑油，能形成比较牢固的油膜，承受比较大的工作载荷。
3.由于润滑脂为膏状，相较于润滑油，其流动性相对较差，同一种结构的轴承在采用脂润滑时进油不通畅不均匀是产生润滑失灵导致轴承损坏的重要原因。因此需要一种脂润滑结构圆柱滚子轴承及其润滑方法。


技术实现要素：

4.根据上述现有技术，本发明的目的是提供一种脂润滑结构圆柱滚子轴承及其润滑方法，克服脂润滑流动性差的问题，保证轴承内部的充分润滑。
5.为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：脂润滑结构圆柱滚子轴承，包括套圈和设置在套圈滚道内的圆柱滚子，所述套圈滚道具有凸度，套圈上设置有限制圆柱滚子轴向位移的斜挡边，所述斜挡边向远离对应的套圈滚道的方向倾斜形成扩口结构，所述套圈滚道与斜挡边的拐角处设置内凹圆弧槽，斜挡边与圆柱滚子端面之间具有间隙，所述间隙与内凹圆弧槽形成了润滑脂进入套圈滚道的流通通道。
6.基于上述技术方案，需要说明的是，斜挡边具有一定的倾斜角度，能够储存润滑脂的同时能够通过毛细现象使润滑脂由斜挡边处被吸入内凹圆弧槽后进入外凸的套圈滚道，斜挡边、内凹圆弧槽和具有凸度的套圈滚道起到了联动的润滑效果。套圈滚道的外凸结构，在截面方向上，套圈滚道在凸点处与圆柱滚子点接触，凸点起到支点的作用，形成油膜后，轴承运转中，圆柱滚子处于悬浮状态，减小摩擦。凸点两侧滚道与圆柱滚子之间的空隙便于润滑脂的吸入和流通。
7.进一步地，所述套圈滚道设置有外凸的凸度，圆柱滚子与套圈滚道在圆周方向上线接触。在截面上点接触。
8.进一步地，所述套圈滚道外凸的最高点为套圈滚道的轴向中点，最高点两侧滚道的弧度对称设置。
9.进一步地，所述套圈滚道凸度为0-20μm。
10.进一步地，所述斜挡边的倾斜角度为17
′±
0.3
′
。
11.进一步地，所述套圈滚道内设置单列圆柱滚子，单列圆柱滚子设置双侧挡边结构；轴承外圈设置与单列圆柱滚子对应的单列外圈滚道，单列外圈滚道的两侧分别设置有外圈斜挡边，单列外圈滚道两侧与两个外圈斜挡边的拐角处分别设置内凹圆弧槽；所述单列外圈滚道凸度为0-5μm；所述单列外圈滚道两侧的斜挡边的倾斜角度为17
′±
0.3
′
。
12.进一步地，所述套圈滚道内设置双列圆柱滚子，双列圆柱滚子设置为单侧挡边结构；轴承外圈设置与双列圆柱滚子对应的双列外圈滚道，双列外圈滚道相互靠近的一侧设置有外圈斜挡边，每列外圈滚道与其内侧的外圈斜挡边的拐角处设置内凹圆弧槽；所述外圈在双列外圈滚道之间设置有贯通的注油孔。
13.进一步地，轴承内径φ80mm
‑‑
φ120mm，滚道凸度5~10μm,轴承内径φ120mm
‑‑
φ300mm,滚道凸度10~15μm,轴承内径φ300mm-φ500mm,滚道凸度15~20μm；所述双列外圈滚道的斜挡边的倾斜角度为17
′±
0.2
′
。
14.脂润滑结构圆柱滚子轴承的润滑方法，润滑脂由斜挡边经内凹圆弧槽进入外凸的套圈滚道内，对圆柱滚子进行润滑。
15.进一步地，所述轴承上机后加注至50%-90%润滑脂。具体根据轴承使用环境和结构决定。能够降低摩擦，润滑脂会大大减少轴承各摩擦件之间的磨损；防锈、防腐蚀；抗擦伤，轴承在全负荷下滚动工作面之间将产生弹性形变，轴承存在偏载现象时，工作面之间将产生相对滑移，液体润滑膜能大大降低擦伤，从而达到延长轴承的疲劳寿命。
16.本发明的有益效果为：本发明的轴承结构，润滑脂能够沿着改进的轴承套圈结构顺利进入到轴承内部熔敷到轴承零件表面，在轴承工作时熔敷的润滑脂可以形成润滑膜。能够有效保护轴承，延长轴承使用寿命。
附图说明
17.图1为轴承静止状态示意图；图2为轴承工作状态示意图；图3为实施例1轴承结构示意图；图4为图3中i处放大图；图5为实施例2轴承结构示意图；图6为图5中x处放大图；图7为图5中y处放大图；图8为实施例2轴承装配图；图中：1、圆柱滚子， 2、外凸滚道， 3、斜挡边， 4、内凹圆弧槽， 5、注油孔，6、润滑脂。
具体实施方式
18.为了使本发明的结构和功能更加清晰，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
19.实施例1参见附图1-4，一种单列脂润滑结构圆柱滚子轴承，包括内圈、外圈和单列圆柱滚子1，所述圆柱滚子1置于内圈滚道和外圈滚道之间，所述外圈滚道2具有凸度，外圈滚道两侧设置有限制圆柱滚子轴向位移的外圈斜挡边3，所述外圈斜挡边3向远离对应的外圈滚道的方向倾斜形成扩口结构，所述外圈滚道2与两侧外圈斜挡边3的拐角处分别设置内凹圆弧槽4，外圈斜挡边3与圆柱滚子1端面之间具有间隙，所述间隙与内凹圆弧槽4形成了润滑脂进入外圈滚道的流通通道。
20.基于上述技术方案，需要说明的是，外圈斜挡边3具有一定的倾斜角度，能够储存润滑脂的同时能够通过毛细现象使润滑脂由外圈斜挡边3处被吸入内凹圆弧槽4后进入外凸的外圈滚道2，外圈斜挡边3、内凹圆弧槽4和具有凸度的外圈滚道2起到了联动的润滑效果。外圈滚道的外凸结构，在截面方向上，外圈滚道在凸点处与圆柱滚子点接触，凸点起到支点的作用，能够起到调心的功能，偏转一定角度，形成油膜后，轴承运转中，圆柱滚子处于悬浮状态，减小摩擦。凸点两侧滚道与圆柱滚子之间的空隙便于润滑脂的吸入和流通。
21.进一步地，所述外圈滚道设置有外凸的凸度，圆柱滚子与外圈滚道在圆周方向上线接触。
22.进一步地，所述外圈滚道外凸的最高点为外圈滚道的轴向中点，最高点两侧滚道的弧度对称设置。
23.进一步地，所述外圈滚道2凸度为0-5μm。所述斜挡边3的倾斜角度为17
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。滚道凸度参数和倾斜角度参数可以满足毛细现象发生的条件，使润滑脂沿斜挡边被吸入滚道内。
24.单列圆柱滚子轴承润滑时，在出厂前涂润滑油，上机后通过压力机加注至75%润滑脂。在容易污染的环境中，对于低速或中速的轴承，需加注至90%润滑脂或全部填满。润滑脂由斜挡边经内凹圆弧槽进入外凸的套圈滚道内，对圆柱滚子进行润滑。
25.本实施例以外圈结构的改进为例，同时也可以对内圈结构进行相同改进，亦可以对内圈和外圈同时改进，均属于本实施例的保护范围。
26.原有的套圈设计时直挡边结构，挡边平面与滚动体端面是面接触，固体的润滑脂很难从此处进入，也很难在轴承工作中形成润滑膜保护旋转中的内圈与滚动体。改进方案是将原来的直挡边不带角度改为带角度的挡边。轴承内、外圆环中与滚动体相接触的台阶表面的台阶设计成斜坡表面，外开口式入油。此种设计，增大了轴承的油储量，同时使注油更方便。滚动体与套圈挡边接触面积减少，减少摩擦力，同时这种结构也能使圆柱滚动轴承能增加百分四十的轴向负荷。套圈滚道带弧度可以使滚动体与滚道的线接触变成点接触（截面上），减少摩擦力，形成油膜保护，并能起到调心的作用，轴承工作时允许偏转一定的角度。内圈滚道、外圈滚道及挡边与滚动体的接触面，原来的精度虽然达到设计要求，但是对油膜的形成达不到要求，为了使熔敷脂润滑能形成运转润滑膜，增加精密超精加工。改进的作用是防止滚动体打滑；可以使轴承运转时形成润滑膜隔离滚动体与套圈的接触。
27.为达到良好的润滑效果，本发明增加对润滑脂的熔敷前处理，设计润滑脂加热过
滤设备，再采用了专用涂二硫化钼润滑脂的设备，使润滑脂沿着改进的套圈和滚动体结构顺利进入轴承内部，可以熔敷到轴承零件表面，在轴承工作时熔敷的润滑脂可以形成润滑膜。
28.实施例2参见附图5-8，一种双列脂润滑结构圆柱滚子轴承，包括内圈、外圈和双列圆柱滚子1，所述双列圆柱滚子1置于内圈滚道和外圈滚道之间，双列圆柱滚子设置为单侧挡边结构，轴承外圈设置与双列圆柱滚子对应的双列外圈滚道2，所述外圈滚道2具有凸度，双列外圈滚道2相互靠近的一侧设置有外圈斜挡边3，所述外圈斜挡边3向远离对应的外圈滚道2的方向倾斜形成扩口结构，每列外圈滚道2与其内侧的外圈斜挡边3的拐角处设置内凹圆弧槽4，外圈斜挡边3与圆柱滚子1端面之间具有间隙，所述间隙与内凹圆弧槽4形成了润滑脂进入外圈滚道2的流通通道。
29.进一步地，所述外圈在双列外圈滚道之间设置有贯通的注油孔5。
30.基于上述技术方案，需要说明的是，外圈斜挡边3具有一定的倾斜角度，能够储存润滑脂的同时能够通过毛细现象使润滑脂由外圈斜挡边3处被吸入内凹圆弧槽4后进入外凸的外圈滚道2，外圈斜挡边3、内凹圆弧槽4和具有凸度的外圈滚道2起到了联动的润滑效果。外圈滚道2的外凸结构，在截面方向上，外圈滚道在凸点处与圆柱滚子点接触，凸点起到支点的作用，能够起到调心的功能，偏转一定角度，形成油膜后，轴承运转中，圆柱滚子1处于悬浮状态，减小摩擦。凸点两侧滚道与圆柱滚子之间的空隙便于润滑脂的吸入和流通。
31.进一步地，所述外圈滚道设置有外凸的凸度，圆柱滚子与外圈滚道在圆周方向上线接触。
32.进一步地，所述外圈滚道外凸的最高点为外圈滚道的轴向中点，最高点两侧滚道的弧度对称设置。
33.进一步地，轴承内径φ80mm
‑‑
φ120mm，滚道凸度δ为5~10μm,轴承内径φ120mm
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φ300mm,滚道凸度δ为10~15μm,轴承内径φ300mm-φ500mm,滚道凸度δ为15~20μm。所述滚道凸度δ为滚道的最高点与最低点的高度差。所述斜挡边的倾斜角度为17
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。滚道凸度参数和倾斜角度参数可以满足毛细现象发生的条件。
34.双列圆柱滚子轴承润滑时，通过双列滚道之间的注油孔5向双列滚子之间的空腔内注脂，润滑脂在出厂前加注30%，上机后加注至50%。润滑脂由斜挡边3经内凹圆弧槽4进入外凸的套圈滚道2内，对圆柱滚子1进行润滑。
35.本实施例以外圈结构的改进为例，同时也可以对内圈结构进行相同改进，亦可以对内圈和外圈同时改进，均属于本实施例的保护范围。
36.原有的套圈设计时直挡边结构，挡边平面与滚动体端面是面接触，固体的润滑脂很难从此处进入，也很难在轴承工作中形成润滑膜保护旋转中的内圈与滚动体。改进方案是将原来的直挡边不带角度改为带角度的挡边。轴承内、外圆环中与滚动体相接触的台阶表面的台阶设计成斜坡表面，外开口式入油。此种设计，增大了轴承的油储量，同时使注油更方便。滚动体与套圈挡边接触面积减少，减少摩擦力，同时这种结构也能使圆柱滚动轴承能增加百分四十的轴向负荷。套圈滚道带弧度可以使滚动体与滚道的线接触变成点接触（截面上），减少摩擦力，形成油膜保护，并能起到调心的作用，轴承工作时允许偏转一定的角度。内圈滚道、外圈滚道及挡边与滚动体的接触面，原来的精度虽然达到设计要求，但是
对油膜的形成达不到要求，为了使熔敷脂润滑能形成运转润滑膜，增加精密超精加工。改进的作用是防止滚动体打滑；可以使轴承运转时形成润滑膜隔离滚动体与套圈的接触。
37.为达到良好的润滑效果，本发明增加对润滑脂的熔敷前处理，设计润滑脂加热过滤设备，再采用了专用涂二硫化钼润滑脂的设备，使润滑脂沿着改进的套圈和滚动体结构顺利进入轴承内部，可以熔敷到轴承零件表面，在轴承工作时熔敷的润滑脂可以形成润滑膜。
38.需要说明的是，本发明未详述部分为现有技术。
39.以上列举的仅是本发明的最佳实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

技术特征：
1.脂润滑结构圆柱滚子轴承，其特征在于：包括套圈和设置在套圈滚道内的圆柱滚子，所述套圈滚道具有凸度，套圈上设置有限制圆柱滚子轴向位移的斜挡边，所述斜挡边向远离对应的套圈滚道的方向倾斜形成扩口结构，所述套圈滚道与斜挡边的拐角处设置内凹圆弧槽，斜挡边与圆柱滚子端面之间具有间隙，所述间隙与内凹圆弧槽形成了润滑脂进入套圈滚道的流通通道。2.根据权利要求1所述的脂润滑结构圆柱滚子轴承，其特征在于：所述套圈滚道设置有外凸的凸度，圆柱滚子与套圈滚道在圆周方向上线接触。3.根据权利要求1所述的脂润滑结构圆柱滚子轴承，其特征在于：所述套圈滚道外凸的最高点为套圈滚道的轴向中点，最高点两侧滚道的弧度对称设置。4.根据权利要求1所述的脂润滑结构圆柱滚子轴承，其特征在于：所述套圈滚道凸度为0-20μm。5.根据权利要求1所述的脂润滑结构圆柱滚子轴承，其特征在于：所述斜挡边的倾斜角度为17
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。6.根据权利要求1所述的脂润滑结构圆柱滚子轴承，其特征在于：所述套圈滚道内设置单列圆柱滚子，单列圆柱滚子设置双侧挡边结构；轴承外圈设置与单列圆柱滚子对应的单列外圈滚道，单列外圈滚道的两侧分别设置有外圈斜挡边，单列外圈滚道两侧与两个外圈斜挡边的拐角处分别设置内凹圆弧槽；所述单列外圈滚道凸度为0-5μm；所述单列外圈滚道两侧的斜挡边的倾斜角度为17
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。7.根据权利要求1所述的脂润滑结构圆柱滚子轴承，其特征在于：所述套圈滚道内设置双列圆柱滚子，双列圆柱滚子设置为单侧挡边结构；轴承外圈设置与双列圆柱滚子对应的双列外圈滚道，双列外圈滚道相互靠近的一侧设置有外圈斜挡边，每列外圈滚道与其内侧的外圈斜挡边的拐角处设置内凹圆弧槽；所述外圈在双列外圈滚道之间设置有贯通的注油孔。8.根据权利要求7所述的脂润滑结构圆柱滚子轴承，其特征在于：轴承内径φ80mm
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φ120mm，滚道凸度为5~10μm,轴承内径φ120mm
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φ300mm,滚道凸度为10~15μm,轴承内径φ300mm-φ500mm,滚道凸度为15~20μm；所述双列外圈滚道的斜挡边的倾斜角度为17
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。9.如权利要求1-8中任意一项所述的脂润滑结构圆柱滚子轴承的润滑方法，其特征在于：润滑脂由斜挡边经内凹圆弧槽进入外凸的套圈滚道内，对圆柱滚子进行润滑。10.根据权利要求9所述的脂润滑结构圆柱滚子轴承的润滑方法，其特征在于：所述轴承上机后加注至50%-90%润滑脂。

技术总结
本发明属于轴承润滑技术领域，具体涉及一种脂润滑结构圆柱滚子轴承及其润滑方法，包括套圈和设置在套圈滚道内的圆柱滚子，所述套圈滚道具有凸度，套圈上设置有限制圆柱滚子轴向位移的斜挡边，所述斜挡边向远离对应的套圈滚道的方向倾斜形成扩口结构，所述套圈滚道与斜挡边的拐角处设置内凹圆弧槽，斜挡边与圆柱滚子端面之间具有间隙，所述间隙与内凹圆弧槽形成了润滑脂进入套圈滚道的流通通道。本发明的轴承结构，润滑脂能够沿着改进的轴承套圈结构顺利进入到轴承内部熔敷到轴承零件表面，在轴承工作时熔敷的润滑脂可以形成润滑膜。能够有效保护轴承，延长轴承使用寿命。延长轴承使用寿命。延长轴承使用寿命。


技术研发人员：张天鹏 付强 秦杰
受保护的技术使用者：大连华洋精工轴承制造有限公司
技术研发日：2023.06.15
技术公布日：2023/9/22