一种新型高转速球轴承保持架

技术领域

本发明属于球轴承领域，尤其涉及一种新型高转速球轴承保持架。

背景技术

轴承是航空发动机、高速铁路、电动汽车等重大装备的核心部件。球轴承一般由内圈、外圈、保持架和滚动体组成。其中轴承保持架的主要作用是均匀地隔开滚动体。如果没有轴承保持架，则相邻的滚动体转动时将会由于接触处产生较大的相对滑动速度而引起磨损。

目前轴承保持架大体可以分为两片式铆接保持架和一片式冠状保持架。随着转速的不断提高，轴承保持架容易出现断裂失效，而高转速会引起轴承发热量增大，温升加剧，散热能耗增加。除此之外，对于采用喷油润滑方式的轴承，在高转速情况下，轴承腔内会产生气帘效应，使润滑油难以进入轴承腔，使轴承缺少润滑导致失效。对于两片式铆接保持架存在安装困难，而一片式冠状保持架安装在轴承中不对称，使其在运转过程中不平稳，容易在保持架根部发生断裂。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型高转速球轴承保持架，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种新型高转速球轴承保持架，包括：若干保持架本体、若干滚动体、导流部、润滑部和加强部；其中，

每个所述保持架本体，用于定位所述滚动体，使所述滚动体稳定转动、减小振动，每个所述保持架本体半包裹两个所述滚动体；若干所述保持架本体周向首尾连接；

所述导流部，通过所述保持架本体主动调控流场，引导润滑油至易磨损区；所述导流部包括分别与所述滚动体接触设置的第一导流叶片和第二导流叶片；

所述润滑部，使所述滚动体表面形成油膜，减小所述滚动体与所述保持架本体之间的摩擦；

所述加强部，用于加强所述保持架本体的结构强度，减小所述保持架本体断裂失效的概率。

优选的，所述保持架本体上开设有第一球兜孔和第二球兜孔，所述第一球兜孔的中心和所述第二球兜孔的中心同心圆设置，所述第一球兜孔和所述第二球兜孔分别与所述滚动体相适配。

优选的，所述第一导流叶片设置在一个所述第一球兜孔的上方，所述第二导流叶片设置在所述第二球兜孔的下方。

优选的，所述第一导流叶片的端面设置有第四导流凹槽、第三导流凸面，所述第四导流凹槽靠近所述第一球兜孔设置，所述第三导流凸面远离所述第一球兜孔设置；

所述第一导流叶片上方沿端面方向依次连接有第五导流凹槽、第四导流凸面、第六导流凹槽、顶部凹槽，所述顶部凹槽设置在所述保持架本体顶部。

优选的，所述第二导流叶片端面设置有第一导流凹槽、第一导流凸面，所述第一导流凹槽靠近第二球兜孔设置，所述第一导流凸面远离所述第二球兜孔设置；

所述第二导流叶片下方沿端面方向依次连接有第二导流凹槽、第二导流凸面、第三导流凹槽、底部凹槽，所述底部凹槽设置在所述保持架本体底部。

优选的，所述润滑部包括第一润滑油槽、第二润滑油槽，所述第一润滑油槽与所述第二润滑油槽分别开设在所述第一球兜孔与所述第二球兜孔的内侧面，所述内侧面为所述滚动体与所述保持架本体的接触面；

所述第一润滑油槽与所述第二润滑油槽分别包括至少三个椭圆凹槽，所有的所述椭圆凹槽沿所述第一球兜孔与所述第二球兜孔周向等间距排列。

优选的，所述加强部包括第一加强兜底、第二加强兜底，所述第一加强兜底设置在所述第一球兜孔下方，所述第二加强兜底设置在所述第二球兜孔上方，所述第一加强兜底的一端与所述第二加强兜底的一端之间连接有第一侧臂，所述第二加强兜底的另一端连接有第二侧臂；

所述第一导流叶片与所述第一侧臂固定连接，所述第二导流叶片与所述第二侧臂固定连接。

优选的，所述第一加强兜底、第二加强兜底中部沿球轴承径向厚度为所述滚动体直径的1/9-1/10，且所述第一加强兜底、第二加强兜底沿所述球轴承径向两端厚度小于中部厚度。

优选的，所述第一球兜孔、第二球兜孔分别至少包裹3/4所述滚动体。

优选的，所述第一导流凹槽与所述第四导流凹槽曲率相同。

本发明具有如下技术效果：保持架本体，用于定位所述滚动体，使所述滚动体稳定转动、减小振动；导流部，一方面可以提升散热速率，另一方面可以通过保持架本体主动调控流场，将润滑油引流到部件高温区，减小润滑流量以及由于剪切油液引起的搅油损失，降低了功耗，同时减小了球轴承在高转速工况由于润滑不足导致的失效，提高球轴承寿命；润滑油槽可使保持架与球之间形成薄薄的油膜，增加润滑，减小滚动体与保持架本体之间的摩擦，同时形成动压支撑，使滚动体运行平稳，减小跳动；加强部可以加强此区域强度，降低其断裂失效发生概率，提高使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为保持架结构示意图；

图2为保持架本体结构示意图；

图3为滚动体与保持架配合示意图；

其中，1、第一球兜孔；2、第二球兜孔；3、第一导流叶片；4、第二导流叶片；5、第一侧臂；6、第二侧臂；7、第一润滑油槽；8、第二润滑油槽；9、第一加强兜底；10、第二加强兜底；11、第一导流凹槽；12、第一导流凸面；13、第二导流凹槽；14、第二导流凸面；15、第三导流凹槽；16、第四导流凹槽；17、第三导流凸面；18、第五导流凹槽；19、第四导流凸面；20、第六导流凹槽；21、顶部凹槽；22、侧部凸面；23、底部凹槽；24、保持架本体；25、滚动体。

具体实施方式

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1-3所示，本发明提供了一种新型高转速球轴承保持架，包括：若干保持架本体24、若干滚动体25、导流部、润滑部和加强部；其中，

每个所述保持架本体24，用于定位所述滚动体25，使所述滚动体25稳定转动、减小振动，每个所述保持架本体24半包裹两个所述滚动体25；若干所述保持架本体24周向首尾连接；

所述导流部，通过所述保持架本体24主动调控流场，引导润滑油至易磨损区；所述导流部包括分别与所述滚动体25接触设置的第一导流叶片3和第二导流叶片4；

所述润滑部，使所述滚动体25表面形成油膜，减小所述滚动体25与所述保持架本体24之间的摩擦；

所述加强部，用于加强所述保持架本体24的结构强度，减小所述保持架本体24断裂失效的概率。所述保持架本体24，用于定位所述滚动体25，使所述滚动体25稳定转动、减小振动；所述导流部，一方面可以提升散热速率，另一方面可以通过所述保持架本体24主动调控流场，将润滑油引流到部件高温区，减小润滑流量以及由于剪切油液引起的搅油损失，降低了功耗，同时减小了所述球轴承在高转速工况由于润滑不足导致的失效，提高所述球轴承寿命；所述润滑油槽可使保持架与球之间形成薄薄的油膜，增加润滑，减小所述滚动体25与所述保持架本体24之间的摩擦，同时形成动压支撑，使所述滚动体25运行平稳，减小跳动；所述加强部可以加强此区域强度，降低其断裂失效发生概率，提高使用寿命。

进一步优化方案，所述保持架本体24上开设有第一球兜孔1和第二球兜孔2，所述第一球兜孔1的中心和所述第二球兜孔2的中心同心圆设置，所述第一球兜孔1和所述第二球兜孔2分别与所述滚动体25相适配。

进一步优化方案，所述第一导流叶片3设置在一个所述第一球兜孔1的上方，所述第二导流叶片4设置在所述第二球兜孔2的下方。

进一步优化方案，所述第一导流叶片3的端面设置有第四导流凹槽16、第三导流凸面17，所述第四导流凹槽16靠近所述第一球兜孔1设置，所述第三导流凸面17远离所述第一球兜孔1设置；

所述第一导流叶片3上方沿端面方向依次连接有第五导流凹槽18、第四导流凸面19、第六导流凹槽20、顶部凹槽21，所述顶部凹槽21设置在所述保持架本体24顶部。所述第四导流凹槽16起到将润滑油引出轴承腔，将轴承产生的热量带走。

进一步优化方案，所述第二导流叶片4端面设置有第一导流凹槽11、第一导流凸面12，所述第一导流凹槽11靠近第二球兜孔2设置，所述第一导流凸面12远离所述第二球兜孔2设置；

所述第二导流叶片4下方沿端面方向依次连接有第二导流凹槽13、第二导流凸面14、第三导流凹槽15、底部凹槽23，所述底部凹槽23设置在所述保持架本体24底部。所述第一导流凹槽11起到将喷入轴承的润滑油引流到所述滚动体表面以及轴承内滚道散热作用；所述第一导流凸面12与所述第二导流凹槽13之间进行光滑曲面过度，起到消除气帘效应作用，使球轴承腔内形成负压，使润滑油顺利进入所述球轴承腔；所述顶部凹槽21与所述底部凹槽23曲率半径可根据所述球轴承极限转速变化设置，采用凹槽形状可减轻保持架重量。

进一步优化方案，所述润滑部包括第一润滑油槽7、第二润滑油槽8，所述第一润滑油槽7与所述第二润滑油槽8分别开设在所述第一球兜孔1与所述第二球兜孔2的内侧面，所述内侧面为所述滚动体25与所述保持架本体24的接触面；

所述第一润滑油槽7与所述第二润滑油槽8分别包括至少三个椭圆凹槽，所有的所述椭圆凹槽沿所述第一球兜孔1与所述第二球兜孔2周向等间距排列。所述椭圆凹槽数量及大小可以根据所述球轴承极限转速变化设置，可使所述保持架本体24与所述滚动体25之间形成薄薄的油膜，增加润滑，减小所述滚动体25与所述保持架本体24之间的摩擦，同时形成动压支撑，使球运行平稳，减小跳动。

进一步优化方案，所述加强部包括第一加强兜底9、第二加强兜底10，所述第一加强兜底9设置在所述第一球兜孔1下方，所述第二加强兜底10设置在所述第二球兜孔2上方，所述第一加强兜底9的一端与所述第二加强兜底10的一端之间连接有第一侧臂5，所述第二加强兜底10的另一端连接有第二侧臂6；

所述第一导流叶片3与所述第一侧臂5固定连接，所述第二导流叶片4与所述第二侧臂6固定连接。

进一步优化方案，所述第一加强兜底9、第二加强兜底10中部沿球轴承径向厚度为所述滚动体25直径的1/9-1/10，且所述第一加强兜底9、第二加强兜底10沿所述球轴承径向两端厚度小于中部厚度。

进一步优化方案，所述第一球兜孔1、第二球兜孔2分别至少包裹3/4所述滚动体25。

进一步优化方案，所述第一导流凹槽11与所述第四导流凹槽16曲率相同。

进一步优化方案，所述第一导流叶片3、第二导流叶片4、第一侧臂5、第二侧臂6、第一加强兜底9、第二加强兜底10外表面分别为光滑曲面且光滑过渡。

进一步优化方案，所述第一侧臂5轴向靠近所述第一加强兜底9一侧、所述第二侧臂6轴向靠近所述第二加强兜底10一侧分别设置有侧部凸面22。

进一步优化方案，所述第一球兜孔1、第一导流叶片3、第一侧臂5、第一润滑油槽7、第一加强兜底9、第四导流凹槽16、第三导流凸面17、第五导流凹槽18、第四导流凸面19、第六导流凹槽20、顶部凹槽21，与所述第二球兜孔2、第二导流叶片4、第二侧臂6、第二润滑油槽8、第二加强兜底10、第一导流凹槽11、第一导流凸面12、第二导流凹槽13、第二导流凸面14、第三导流凹槽15、底部凹槽23结构相同。

本实施例的工作过程如下：所述球轴承在高速运转时，所述第一导流叶片3、第二导流叶片4与导流部，一方面可以提升散热速率，另一方面可以通过所述保持架本体24主动调控流场，将润滑油引流到部件高温区，减小润滑流量以及由于剪切油液引起的搅油损失，降低了功耗，同时减小了所述球轴承在高转速工况由于润滑不足导致的失效，提高所述球轴承寿命；所述保持架本体24、第一加强兜底9与第二加强兜底10可以加强此区域强度，降低其断裂失效发生概率，提高使用寿命；所述润滑油槽可使保持架与球之间形成薄薄的油膜，增加润滑，减小所述滚动体25与所述保持架本体24之间的摩擦，同时形成动压支撑，使所述滚动体25运行平稳，减小跳动。所述侧部凸面22可以加强所在区域结构强度，提高耐疲劳性能，降低断裂发生率。所述顶部凹槽21曲率半径可根据所述球轴承极限转速变化设置，采用凹槽形状可减轻保持架重量。所述第一导流凸面12与所述第二导流凹槽13之间进行光滑曲面过度，起到消除气帘效应作用，使所述球轴承腔内形成负压，使润滑油顺利进入所述球轴承腔。

本发明的所述保持架具备结构完全对称的特性，避免了由于所述保持架结构不对称，在运行时引起的不平稳的情况，所述保持架具有运动平稳、振动小的优点。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。