同时承担径向力和轴向力的轴承结构的改进

　　摘　要：分析了圆锥滚子轴承的缺点，设计了一种可代替圆锥滚子轴承的新型轴承-径向推力组合轴承。该轴承已获得国家专利。 
　　关键词：径向轴承；推力轴承
　　1　前言
　　在冶金设备及索道驱动站等重载机械设备中，同时承受径向负荷和轴向负荷的轴承，常常采用圆锥滚子轴承。但是圆锥滚子轴承中的每个圆锥滚子，受载情况并不理想。本该滚子上下接触线同样受力，并且接触线上的力基本上是均布的（严格地讲，接触线上力 的大小同该处到圆锥锥顶的距离成正比，但锥顶较远，可以近似认为力是均布的），但因为上下接触线上的力不在同一条直线上，滚子大端端面与轴承内圈的挡边之间就有一个压力A，如图1（a）所示。这个压力不作用在端面中心，与端面中心有一个距离S，故对滚子产生一个力矩AS，这就改变了接触线上压力基本均布的状态，在接触线上产生一个附加的压力P，上下接触线上的P组成的一个力矩来平衡AS。更重要的是端面和挡边之间是滑动摩擦，产生摩擦阻力μA（μ为摩擦系数），引起摩擦发热，温度升高，从而降低机械效率。端面摩擦力A促使滚子有歪斜的倾向，但因为内圈和外圈紧压着它，不致歪斜，只使接触线上产生摩擦力来平衡A，如图1（b）所示。虽然从运动关系看，接触线上仍保持着纯滚动，但摩擦力μF的存在使滚子受载情况复杂恶劣，导致在同样的压力下，圆锥滚子比圆柱滚子更容易发生疲劳断裂。
　　为此，笔者把圆柱滚子轴承和双向推力球轴承组合起来，设计成一种新型轴承，称为径向推力组合轴承，该种径向推力组合轴承已获国家实用新型专利。
　　2　新型径向推力组合轴承
　　如图2所示，把左右两个圆柱滚子轴承（GB/TY 283-94的NU型）和中间一个双向推力球轴承（GB/T 301-94）组合起来。原GB/T 283-94的NU型轴承的外圈1和3的两端有挡边，今把靠近球轴承一端的挡边加高，使端面加大，在端面上磨出钢球的滚道，从 而省去了双向推力球轴承的左右两个推力盘。两列钢球夹着中间推力盘5。内圈4和6加长，直接夹住中间推力盘5。两个外圈1和3还夹着中间套筒2。中间套筒长度的公称尺寸是推力盘5中两边滚道底部之间的距离加上两个钢球的直径，再减去两个钢球埋入外圈1和3的深度；由上述尺寸能达到的精度来确定中间套筒2的长度公差，使装配后的轴向游隙刚好，不用像圆锥滚子轴承那样需要在装配时进行轴向游隙的调整。圆柱滚子轴承和推力球轴承的保持架都同现有的保持架一样，只是在装配的时候，需要把圆柱滚子轴承的保持架凸缘向内的一端装在挡边加高的一侧。
　　左右两个内圈在加工时一起装夹，同时磨削左右两个内圈的内径和外径，左右两个配对不互换；对两个外圈也同样配对磨削，使这些尺寸左右相同，确保受载时径向力左右平分。 
　　3　结语
　　在现行机械设备中，常常在一个轴承支座上装两个同型号的圆锥滚子轴承，让它们背靠背或面对面紧压在一起，以支承径向力及向左右的轴向力。这种结构很容易改换成上述的径向推力组合轴承，所以径向推力组合轴承具有广阔的应用前景。
　　参考文献：
　　[1]陈朔冬.新型推力滚子轴承[J].机械工程师.2003.(1):51-52.