專利名稱：軸承組件及制造軸承組件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸承組件，尤其涉及用于傳動(dòng)裝置中的軸承組件，以及制造軸承組件的方法。
背景技術(shù)：
用于在軸端上提供在傳動(dòng)流體環(huán)境下使用的軸承組件的常規(guī)方法，已經(jīng)被證實(shí)是不可行的。取一普通軸承并將其焊接到軸端，將對(duì)軸承組件中的自潤(rùn)滑材料產(chǎn)生不利影響，所以該方案不得不被打折扣。另外，利用常規(guī)方法不能以足夠經(jīng)濟(jì)的方式制造使用襯套系統(tǒng)的普通球面軸承，所以該方法也是無(wú)法使用的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，通過(guò)提供一種軸承組件及其制造方法，以求克服常規(guī)方法及設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題。
相應(yīng)地，本發(fā)明的一個(gè)方面提供能暴露于傳動(dòng)流體下的軸承組件的制造方法，該方法包括下列步驟提供一軸承座，該軸承座包括基底，具有內(nèi)外表面的從基底向上延伸(upstanding)的環(huán)形壁，以及從基底延伸的凸緣；提供在軸一端的球；在軸承座的基底通過(guò)環(huán)形壁包圍形成半球形杯，該杯具有內(nèi)表面；將該球設(shè)置于杯中；將環(huán)形壁型鍛(swaging)到球上。
優(yōu)選地，該軸承座由具有10％或更高范圍延展性的材料鑄造而成。
有利地，該材料從下組中選擇一種鋼、鋁合金、鎂合金或鋅合金。
有利地，該方法包括另一步驟，即用襯套系統(tǒng)對(duì)所述杯和所述壁的內(nèi)表面加襯。
優(yōu)選地，襯套系統(tǒng)粘附到所述杯和所述壁的內(nèi)表面上。
有利地，襯套系統(tǒng)通過(guò)樂(lè)泰(Loctite)326粘附到所述杯和所述壁的內(nèi)表面上。
優(yōu)選地，所述軸為圓柱形，所述球的直徑大于所述軸的直徑，所述環(huán)形壁通過(guò)設(shè)有大小可容所述軸通過(guò)的孔的模具被型鍛到球上，該模具在朝模具下表面的方向上向外逐漸變薄，以限定一半球裙?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，該裙?fàn)罱Y(jié)構(gòu)成形為使所述環(huán)形壁型鍛到所述球上。
有利地，所述環(huán)形壁的型鍛邊緣具有大于軸直徑的外直徑。
本發(fā)明的另一方面提供傳動(dòng)裝置的軸承組件，該軸承組件包括軸承座，該軸承座包括基底，具有內(nèi)外表面的從基底向上延伸的環(huán)形壁，從基底延伸的凸緣，在軸承座的基底由環(huán)形壁包圍的半球形杯，該杯具有一內(nèi)表面；所述傳動(dòng)裝置的第一元件的軸；和位于該軸的一端的球，其中該球位于杯內(nèi)并且所述環(huán)形壁型鍛到球上。
優(yōu)選地，一襯套系統(tǒng)設(shè)置于所述杯和壁的內(nèi)表面上。
便利地，該襯套系統(tǒng)由非吸水性因而不能吸收傳動(dòng)流體的材料制成。
有利地，該襯套系統(tǒng)是Unimesh襯套。
優(yōu)選地，該襯套系統(tǒng)是自潤(rùn)滑襯套系統(tǒng)。
便利地，軸承座是一鑄件。
有利地，軸和球相互形成為一體。
優(yōu)選地，軸承座連接到傳動(dòng)裝置的第二元件上。


為了可以更容易理解本發(fā)明，現(xiàn)將通過(guò)舉例形式并參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，其中圖1是采用本發(fā)明的軸承組件在組裝前剖開的局部剖視圖；圖2是保持在上下模具中的圖1所示的軸承組件的局部剖視圖，該模具使用在制造本發(fā)明的軸承組件的方法中；和圖3是組裝后保持在圖2所示模具中的圖1所示軸承組件的局部剖視簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式
用于傳動(dòng)裝置的本發(fā)明的軸承組件1如圖1所示。該軸承組件1包括軸承座2，該軸承座2包括球窩接合的一部分，而球窩接合的另一部分包括與軸4形成為一體的球3。軸4為圓柱軸，其連接到所述軸承組件位于其中的傳動(dòng)裝置中，或構(gòu)成傳動(dòng)裝置的一個(gè)元件(未示出)的一部分。軸承座2也連接到所述軸承組件位于其中的傳動(dòng)裝置中，或構(gòu)成該傳動(dòng)裝置另一元件(未示出)的一部分。
優(yōu)選地，軸4和球3如圖2所示形成為一體。軸4和球3優(yōu)選由鋼制成并且鍍鉻。一流體供給孔5通過(guò)軸4與球3，允許傳動(dòng)流體從一容器(未示出)流過(guò)軸承組件。
優(yōu)選地，軸承座2為一由鋁、鎂或鋅合金或鋼制成的鑄件。為了下面將要討論的原因，即制造軸承座2的材料的延展性應(yīng)當(dāng)適于型鍛，優(yōu)選具有10％或更高范圍的延展性。
軸承座2具有容納球3的內(nèi)球形接觸面6。該接觸面設(shè)有襯套7，該襯套7示意性地顯示在圖2中并能清楚地看到。襯套7優(yōu)選是自潤(rùn)滑襯套，如UNIMESH(Minebea有限公司的商標(biāo))襯套。
軸承座2以鑄件的形式提供，在組裝前(如圖2所示)其包括大體上為矩形的凸緣10和一向上延伸的環(huán)形壁11，該環(huán)形壁11的內(nèi)部被加工成半球杯形，大小可容納球3。UNIMESH襯套7被切割成一恰當(dāng)?shù)臈l形。然后，該條被放入模具中并預(yù)先形成為標(biāo)稱球形以容許所述球恰當(dāng)?shù)卦O(shè)于杯中，且襯套之間沒(méi)有重疊，襯套條之間也沒(méi)有間隙。具有適當(dāng)粘性的粘合劑施加到軸承座的內(nèi)表面上，然后軸承座旋轉(zhuǎn)以使粘合劑以所需的厚度自動(dòng)施加到軸承座的內(nèi)表面上。然后，預(yù)成形的襯套7被粘貼到環(huán)形壁11的內(nèi)表面6上。在球形杯的底部設(shè)一流體供給孔12，和在軸承座2的基底上形成同心的環(huán)行突起13以確保與傳動(dòng)裝置的另一元件的準(zhǔn)確定位，軸承座被安裝到該另一元件上。
球窩接合在傳動(dòng)裝置中的位置，意味著該球窩接合將接觸到傳動(dòng)流體。因此，如果球窩接合的襯套7具有呈現(xiàn)非吸收特性的非吸水性，而不會(huì)吸收任何傳動(dòng)流體，因而不會(huì)改變軸承組件的扭矩特性，那么這就是非常有益的。這樣，球窩接合為自潤(rùn)滑。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，粘合劑可以用于將襯套7固定到軸承座2的接觸面6上，以前該粘合劑并沒(méi)有用于自潤(rùn)滑軸承。令人驚訝的是，樂(lè)泰326(Loctite326)(Loctite Corporation的注冊(cè)商標(biāo))非常適合該目的。使用粘合劑將襯套貼到軸承座上完全適合自動(dòng)化裝配，而且其能非常容易地經(jīng)受住傳動(dòng)流體中的高溫——在120℃的范圍之內(nèi)。
球窩接合易于提供在軸4和軸承2之間從軸4的中心軸線起18。范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)通過(guò)在軸4和環(huán)形壁11的上邊緣之間的接觸而受到約束。盡管由于減小座體寬度(即上升壁11環(huán)繞球3的量)而會(huì)對(duì)軸承承載能力產(chǎn)生不利影響，但是該角度還是可以增加。
即使從圖1所示的示意圖中，也能明白本發(fā)明的該實(shí)施例提供了一種合理的設(shè)計(jì)。
在圖1中，球3和軸4顯示為一整體件。也可以分別生產(chǎn)軸4和球，用螺紋孔或其他方式將球3連接到軸4上。然而，就其自身而言，整體結(jié)構(gòu)是優(yōu)選且有利的。
已經(jīng)證實(shí)，采用本發(fā)明的軸承組件在傳動(dòng)裝置中在惡劣環(huán)境下能承受相對(duì)較高的疲勞負(fù)載，而沒(méi)有顯示任何磨損跡象，也沒(méi)有在軸承裝置中形成間隙。
軸承座2的凸緣10形成有固定孔14以允許該軸承座4連接到傳動(dòng)裝置的另一元件上。軸承座2的凸緣10的基底最好被加工，而且也可以設(shè)置一些定位銷或一環(huán)帶物13以確保其與傳動(dòng)裝置另一元件的準(zhǔn)確定位與連接。
制造軸承組件的方法極其重要。為提供用于傳動(dòng)流體環(huán)境下的在軸一端的軸承組件，已經(jīng)考慮過(guò)許多方法。取一普通軸承并將其焊接到軸端，將對(duì)構(gòu)成球窩接合的任何自潤(rùn)滑材料產(chǎn)生不利影響，所以該方式不得不打折扣。另外，利用常規(guī)方法不能以足夠經(jīng)濟(jì)的方式制造使用襯套系統(tǒng)的普通球面軸承，所以該方法也是打折扣的。令人驚訝的是，將軸承組件包括為軸4的一部分或連接到軸4的步驟，解決了傳動(dòng)裝置中軸承組件的常規(guī)設(shè)計(jì)所帶來(lái)的許多問(wèn)題。
本發(fā)明的軸承組件通過(guò)下述方式制造。
參照?qǐng)D2，如上所述，軸4和球3作為一體的加工工件被提供。軸承座2保持在下模具20中，而且優(yōu)選地通過(guò)環(huán)形突起13進(jìn)行定位，該環(huán)形突起13位于在下模具20的上表面22上形成的相對(duì)應(yīng)的環(huán)形凹槽21中。
上模具30為圓柱形，而且形成有一貫穿延伸的中心圓筒孔31，該中心圓筒孔31朝著模具30的下表面32逐漸向外擴(kuò)展以限定一半球形裙?fàn)罱Y(jié)構(gòu)33。該圓筒孔31的尺寸形成為幾乎以滑動(dòng)配合的接合方式將軸4容納于其中，使得軸4穿過(guò)模具30，且球形裙?fàn)罱Y(jié)構(gòu)33位于在軸承座2的環(huán)形壁11的頂部上。模具20、30置于夾具中，且壓力負(fù)載施加到模具上以迫使上模具30向下壓在下模具20上，并將環(huán)形壁11的上部分向下型鍛到球3的上半部分(如圖3所示)上，因此環(huán)形壁11環(huán)繞到球3上從而提供一承載區(qū)。壓力負(fù)載可以變化以決定所產(chǎn)生的球窩接合的初始扭矩。
應(yīng)當(dāng)注意的是，環(huán)形壁11邊緣的外直徑大于軸的直徑。另外且重要的是，由于圓筒孔31的直徑的大小形成為幾乎以滑動(dòng)配合的接合方式將軸4容納于其中，因此環(huán)形壁11的自由邊完全包圍球3的周圍，因?yàn)樯夏＞?0的裙?fàn)罱Y(jié)構(gòu)33能使壁11型鍛成完全圍繞著球3，以使包括環(huán)形壁的自由邊在內(nèi)的承載區(qū)域最大化。
通過(guò)用延展性為10％或更高的材料制造軸承座2的鑄件，可得到滿意的型鍛，即環(huán)形壁11的上部如圖3所示型鍛到球3上。
在本說(shuō)明書中，“包括”指“包含或由...組成”，“包括有”指“包括...在內(nèi)或由...組成”。
以它們具體形式或能實(shí)現(xiàn)所述功能的方式表示的，在上述說(shuō)明書或下列權(quán)利要求或附圖中公開的特征、或以上述特征或上述特征的任何組合形式適當(dāng)?shù)孬@得所公開的效果的方法或步驟，可用于以各種形式來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種制造暴露于傳動(dòng)流體的軸承組件的方法，該方法包括下列步驟提供一軸承座，該軸承座包括基底，具有內(nèi)外表面的從基底向上延伸的環(huán)形壁，以及從基底延伸的凸緣；在一軸的一端提供球；在軸承座的基底形成被環(huán)形壁包圍的半球形杯，該杯具有內(nèi)表面；將該球設(shè)置于杯中；以及將環(huán)形壁型鍛到球上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述軸承座由具有10％或更高范圍延展性的材料鑄造而成。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述材料從下組中選擇一種鋼、鋁合金、鎂合金或鋅合金。
4.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，還包括用襯套系統(tǒng)對(duì)所述杯和所述壁的內(nèi)表面加襯的步驟。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述襯套系統(tǒng)粘附到所述杯和所述壁的內(nèi)表面上。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述襯套系統(tǒng)通過(guò)樂(lè)泰326粘附到所述杯和所述壁的內(nèi)表面上。
7.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述軸為圓柱形，所述球的直徑大于所述軸的直徑，所述環(huán)形壁通過(guò)一模具型鍛到球上，該模具設(shè)有大小可容軸通過(guò)的孔，和所述模具朝著模具下表面向外逐漸變薄，以限定出一半球裙?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，該裙?fàn)罱Y(jié)構(gòu)成形為使所述環(huán)形壁型鍛到球上。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述環(huán)形壁的型鍛邊緣的外直徑大于軸的直徑。
9.一種傳動(dòng)裝置的軸承組件，該軸承組件包括軸承座，該軸承座包括基底；具有內(nèi)外表面的從基底向上延伸的環(huán)形壁；從基底延伸的凸緣；在軸承座的基底被環(huán)形壁包圍的半球形杯，該杯具有一內(nèi)表面；所述傳動(dòng)裝置的第一元件的軸，以及設(shè)在該軸一端的球，其中該球位于杯內(nèi)并且所述環(huán)形壁被型鍛到球上。
10.如權(quán)利要求9所述的軸承組件，其特征在于，一襯套系統(tǒng)設(shè)置于所述杯和所述壁的內(nèi)表面上。
11.如權(quán)利要求10所述軸承組件，其特征在于，所述襯套系統(tǒng)由非吸水性因而不能吸收傳動(dòng)流體的材料制成。
12.如權(quán)利要求10或11所述的軸承組件，其特征在于，所述襯套系統(tǒng)是Unimesh襯套。
13.如權(quán)利要求10-12中任意一項(xiàng)所述的軸承組件，其特征在于，所述襯套系統(tǒng)是自潤(rùn)滑襯套系統(tǒng)。
14.如權(quán)利要求9-13中任意一項(xiàng)所述的軸承組件，其特征在于，所述軸承座是一鑄件。
15.如權(quán)利要求9-14中任意一項(xiàng)所述的軸承組件，其特征在于，所述軸和球相互形成為一體。
16.如權(quán)利要求9-15中任意一項(xiàng)所述的軸承組件，其特征在于，所述軸承座連接到所述傳動(dòng)裝置的第二元件上。
17.基本上如上文參照附圖描述的以及附圖中顯示的軸承組件。
18.基本上如上文參照附圖描述的以及附圖中顯示的制造軸承組件的方法。
全文摘要
一種軸承組件和制造暴露于傳動(dòng)流體的軸承組件的方法，該方法包括下列步驟提供一軸承座(2)，該軸承座(2)包括基底，具有內(nèi)表面(6)和外表面的從基底向上延伸的環(huán)形壁(11)，以及從基底延伸的凸緣(10)；提供在軸(4)一端的球(3)；在軸承座的基底通過(guò)環(huán)形壁包圍形成半球形杯，該杯具有內(nèi)表面；將所述球設(shè)置于所述杯中；將所述環(huán)形壁型鍛到所述球上。
文檔編號(hào)F16C23/04GK1564916SQ02819666
公開日2005年1月12日 申請(qǐng)日期2002年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月5日
發(fā)明者克萊夫·哈里·博希爾, 艾倫·克里斯多佛·克拉克, 保羅·雷蒙德·史密斯 申請(qǐng)人:美蓓亞株式會(huì)社