超高速、双密封导卫轴承

技术领域

本发明涉及先导科技领域，具体涉及一种超高速、双密封导卫轴承。

背景技术

我国航空航天领域原中国导卫轴承转速达不到12000rpm,运行时油润滑，总是漏油，外径径向跳动与轴向跳动达不到1微米以内。原结构导卫轴承很少，几乎都采用进口，国内的轴承密封结构采用老结构的非接触式密封，保持架用钢板，使得轴承密封效果不良，噪声高；三层式密封结构，只能防尘不能防冷却液和切削液，老结构轴承采用08、10钢板作为保持架材料，兜口与滚动体撞击量大，产生噪音；特别是密封结构采用垫圈夹层非接触式密封，工作时杂质依然能进入；老结构轴承各项指标均达不到现有新设备的要求。轴承进口价格高、给企业带来经济负担。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够解决我国航空航天进口轴承的替代问题，可替代进口导卫轴承，高精度、密封效果好、噪音低、抗震能力强的超高速、双密封导卫轴承。

本发明的目的是这样实现的：它包括外圈1、内圈2、滚动体4、保持架3和密封圈5、钢骨架6，内圈2为无牙口结构用于非接触式密封圈，外圈1为双密封槽结构，牙口靠里结构处设置有5°角，牙口右侧结构处设置有45°角；保持架3采用直兜孔结构将轴承的滚动体按顺序依次排开，钢骨架6的外径处设置有外斜坡7度角，密封圈5为双面橡胶密封圈，为钢骨架与丁晴橡胶粘合一体的双唇密封结构，与内圈非接触式密封，其间设两道防尘密封。

本发明还有这样一些技术特征：

1、所述的密封圈5上方设置有衔接外圈密封槽的15°角和30°角，下段设置有保证二道密封效果的60°梯形空间；

2、所述的内圈2为左右高低不对称结构，左侧台阶距离沟道设置有0.23让密封圈内径与内外径有一定间隙量的间隙。

本发明超高速、双密封导卫轴承，采用单内、外圈、双层非接触式密封圈、陶瓷滚动体、酚醛胶布管JB4037(大于80支纱)保持架结构；原理采用外引导带动整个轴承超高速运转;并在设计中考虑产品结构紧凑，体积小，大沟曲率、高转速，具有低振动，低噪音，旋转精度高，较低的摩擦力矩，优良的密封性能，高速运转性能，抗震性能良好；适应性广，易于安装，以及价格低、长寿命之特性。采用特殊热处理工艺。

本发明对该轴承进行重新设计，改用双层非接触式密封，保持架采用酚醛胶布管-JB4037，减少摩擦、重量轻，外引导结构,降噪音还可以自润滑，大大提高了极限转数；密封结构采用双唇非接触式密封，全方位的防尘、防侵蚀，延长了轴承的使用寿命。各项技术指标达到国际水平，替代了进口。本发明的导卫轴承其中制造轴承的材料，一部分用中科院提供的高纯净稀土轴承钢材料一部分用真空脱气钢。滚动体用陶瓷氮化硅材料，该轴承属于万向轴承，轴承转数出厂要求高于12000rpm,运行时脂润滑，出厂前检测转速需要达到14000—15000rpm。需要高精度、密封效果好、噪音低、抗震能力强。

本发明密封圈为双面橡胶密封圈，采用钢骨架与丁晴橡胶粘合一体的双唇密封结构，与内圈非接触式密封，设两道防尘密封；轴承外圈零件设计成双密封槽，深牙口、成形刀一次加工成形，牙口靠里设计为5°角，主要是让密封圈靠实牙口壁面，达到密封严密不掉盖的作用；牙口右侧45°角，便于密封圈安装；轴承内圈设计左右高低不对称，左侧台阶距离沟道0.23，用这微量尺寸达到锁球目的，让密封圈内径与内外径有一定的间隙量，免去摩擦，提高转数，不能阻碍轴承的正常运转，达到密封严密不掉盖的作用，便于密封唇分瓣安装；密封圈的结构，总体是根据轴承两端剩余轴向尺寸的位置来决定宽度的，其形状设计是本着密封效果好，不刮保持架，不影响轴承的转动，易加工，有少量支撑的思路设计的。上面的15°角和30°角是按容易衔接外圈密封槽而设计的，下段的60°梯形空间，是为了减少丁晴橡胶注胶量，拔模后冷却厚度薄，防止冷却不均匀影响尺寸厚度，还能保证二道密封效果。

本发明超高速、双密封导卫轴承，是一种特殊结构的非触式双密封、陶瓷滚动体酚醛保持架轴承，可承受径向和轴向双向力；选用陶瓷滚动体可以提高额定载荷，增加轴承的刚性；防腐蚀，延长寿命（是GCr15材料钢球寿命的8倍）；内、外圈采用真空脱气钢或军甲钢ZGCr15材料，能提高轴承的各个方面机械性，抗冲击、交变载荷；保持架结构创新，采用超薄酚醛胶布保持架结构，使轴承旋转更灵活，摩擦系数小，重量轻,旋转惯量均衡,保持架在安装前用机油浸泡24~48小时后还可以自润滑、降噪音；特别要说明的是，密封结构的设计新颖，改掉了原军品落后结构的分三层片式密封，装机使用时，冷却液、杂质、切削液都不能侵入轴承内，致使轴承早期剥落损坏；超高速导卫轴承的开发，采用非接触式、双唇密封结构，双唇橡胶密封圈镶入牙口内，能够把尘埃、冷却液杂质、切削液隔离外面，起到双保险的密封作用，延长了轴承的使用寿命。轴承材料的选用具有高强度，高韧性和较高淬透性的材料，并且采用了特殊的热处理工艺。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明保持架结构示意图；

图3为图2沿A-A向的剖视图；

图4为密封圈结构示意图；

图5为外圈结构示意图；

图6为外圈局部放大图；

图7为内圈结构示意图；

图8为钢骨架结构示意图。

图9为外圈牙口角度示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：

结合图1-8，本实施例包括外圈1、内圈2、滚动体4、保持架3和密封圈5、钢骨架6，内圈2为无牙口结构用于非接触式密封圈，外圈1为双密封槽结构，牙口靠里结构为5°角，牙口右侧结构45°角，保持架采用直兜孔结构将轴承的滚动体按顺序依次排开，钢骨架6的外径设置外斜坡7度角，密封圈5为双面橡胶密封圈，采用钢骨架与丁晴橡胶粘合一体的双唇密封结构，与内圈非接触式密封，设两道防尘密封，密封圈5上方设置衔接外圈密封槽的15°角和30°角，下段设置保证二道密封效果的60°梯形空间，内圈2为左右高低不对称结构，左侧台阶距离沟道0.23让密封圈内径与内外径有一定的间隙量。

结合图5，外圈1利于轴承承受径向载荷；与导卫机内件安装配合。轴承外圈零件设计成双密封槽，深牙口、成形刀一次加工成形，牙口靠里设计为5°角，主要是让密封圈靠实牙口壁面，达到密封严密不掉盖的作用；牙口右侧45°角，便于密封圈安装，而且不漏油脂。

结合图6-7，内圈2可承受部分双向载荷；与导卫轴安装配合在一起承受部分径向力和轴向力，提高旋转精度。结合图2，滚动体4使轴承的内、外圈、保持架同时旋转时，保证产品的旋转灵活，降噪，提高极限转数，增加轴承的刚度，提高承载。保持架3采用酚醛胶布管--JB4037(大于80支纱)材料，重量轻，旋转惯量偏外大，能提高极限转数，保持架装前通过浸油24小时以上的浸泡，可以减少摩擦，降低噪音；保持架将轴承的滚动体按顺序依次排开，使轴承在运转过程中，滚动体互不干涉，有次序的在规定的套圈滚道里旋转，来保证轴承的正常工作。保持架设计成直兜孔、薄壁保持架，重量轻，能提高极限转数，旋转惯量外移，使结构紧凑，旋转灵活，制造容易，还能起到引导作用。

结合图4，密封圈5为双面橡胶密封圈，采用钢骨架与丁晴橡胶粘合一体的双唇密封结构，与内圈非接触式密封，设两道防尘密封，有效地挡住外界的尘埃和其他的杂质浸入轴承内部。密封圈的各个角度设计是密封槽型嵌入密封效果所需要的结构，利于注胶。钢骨架的外径7°，是起到拔模支撑作用的。钢骨架的设计是起支撑作用的，外斜坡7度角是便于加工和注胶、安装方便的构思。

密封圈的结构，总体是根据轴承两端剩余轴向尺寸的位置来决定宽度的，其形状设计是本着密封效果好，不刮保持架，不影响轴承的转动，易加工，有少量支撑的思路设计的。上面的15°角和30°角是按容易衔接外圈密封槽而设计的，下段的60°梯形空间，是为了减少丁晴橡胶注胶量，拔模后冷却厚度薄，防止冷却不均匀影响尺寸厚度，还能保证二道密封效果，节约材料。内圈1无牙口用于非接触式密封圈，安装方便。保持架3采用直兜孔,提高极限转数，且便于安装。

本实施例整体轴承尺寸按照导卫装置空间来设计的，需要轴承灵活、感应指向准确，极限转数高,无噪音，防尘、防水、防污染、防腐蚀；达到运行导卫精准的效果。轴承内圈设计左右高低不对称，左侧台阶距离沟道0.23，用这微量尺寸达到锁球目的，让密封圈内径与内外径有一定的间隙量，免去摩擦，提高转数，不能阻碍轴承的正常运转，达到密封严密不掉盖的作用，便于密封唇分瓣安装，储油不漏，密封效果好。