專利名稱：具有減少回流的軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及滾動(dòng)件軸承領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
這樣的軸承應(yīng)用于許多領(lǐng)域，例如汽車工業(yè)、軋鋼廠等。在正常運(yùn)行中，由于其表面速度，所以潤(rùn)滑劑被切入滾子和滾道之間的接觸處。由于所謂的彈性流體動(dòng)力學(xué)的潤(rùn)滑，滾子和滾道由通過(guò)流體動(dòng)力學(xué)作用建立的潤(rùn)滑劑膜分開(kāi)。為了得到滾子軸承的良好功能，這種潤(rùn)滑劑膜是重要的。
然而，由于接觸處的壓力很高，會(huì)出現(xiàn)回流，回流導(dǎo)致較薄的潤(rùn)滑劑膜。軸承外側(cè)的壓力，特別是接觸處外側(cè)的壓力，低于接觸處中的壓力。這就有這種效應(yīng)，即有迫使?jié)櫥瑒慕佑|處出來(lái)的趨勢(shì)。粘性剪力引起該膜的建立。最適宜的膜主要由接觸前的潤(rùn)滑劑層的厚度來(lái)確定，該潤(rùn)滑劑層形成了潤(rùn)滑劑供應(yīng)源。如果該供應(yīng)源受到限制，這種限制一般出現(xiàn)在脂潤(rùn)滑的、高速的或很高粘度的潤(rùn)滑的情況下，就出現(xiàn)所謂缺油潤(rùn)滑(starved lubrication)。一個(gè)減小的膜形成會(huì)導(dǎo)致金屬與金屬接觸和減少的軸承壽命。其中，接觸前的潤(rùn)滑劑層的這種減少是由側(cè)流引起的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供這個(gè)問(wèn)題的解決方案。這種解決方案是通過(guò)一種潤(rùn)滑滾動(dòng)軸承中的滾動(dòng)接觸部位的方法得到的。該滾動(dòng)軸承至少有兩個(gè)環(huán)以及至少一系列的滾動(dòng)件。每個(gè)環(huán)設(shè)置有滾道，滾動(dòng)件與所述滾道接觸。該方法包括下列步驟—為至少一個(gè)環(huán)的滾道表面設(shè)置圖案，所述圖案相對(duì)于軸承的軸線具有傾斜特征，—在所述滾道表面上提供潤(rùn)滑劑，
—使?jié)L動(dòng)件在所述有圖案的滾道表面上在所述滾道的至少整個(gè)周長(zhǎng)上滾動(dòng)，以便在滾動(dòng)件和所述圖案接合的作用下使?jié)櫥瑒┭剌S線方向移動(dòng)。
由于滾動(dòng)件在傾斜圖案上滾動(dòng)的這個(gè)事實(shí)，在滾動(dòng)件的前面動(dòng)態(tài)形成的潤(rùn)滑劑的波，不僅具有在滾動(dòng)方向上的運(yùn)動(dòng)分量，而且具有在滾動(dòng)方向的橫向方向上的運(yùn)動(dòng)分量。這樣，潤(rùn)滑劑在某種程度上被驅(qū)動(dòng)到相對(duì)于滾動(dòng)方向的側(cè)向方向。這個(gè)現(xiàn)象能夠有效地用于將潤(rùn)滑劑引向某個(gè)希望的方向，例如與壓力引起的潤(rùn)滑劑運(yùn)動(dòng)相反的方向。特別地，在缺油潤(rùn)滑狀態(tài)的情況下，這種效應(yīng)是有利的。
所述圖案能夠有幾個(gè)形狀，但是優(yōu)選地按照本發(fā)明的方法包括為所述滾道表面設(shè)置圖案的步驟，該圖案具有螺紋型和/或螺旋型特征。特別地，該圖案能夠通過(guò)設(shè)置溝槽圖案的步驟來(lái)得到。
而且，本發(fā)明能夠包括在滾道表面的一部分上設(shè)置第一溝槽圖案和在滾道表面的另一部分上設(shè)置第二溝槽圖案的步驟。這些滾道表面部分在軸向方向上彼此鄰近且具有相對(duì)定向的傾斜的圖案。這樣，壓力引起的潤(rùn)滑劑損失能夠由軸承的軸向兩端來(lái)阻止。
本發(fā)明還涉及一種按照前面所述的方法來(lái)潤(rùn)滑的滾動(dòng)件軸承。所述滾動(dòng)件軸承包括至少兩個(gè)環(huán)以及至少一系列的滾動(dòng)件。每個(gè)環(huán)設(shè)置有滾道，滾動(dòng)件與所述滾道接觸。至少一個(gè)環(huán)的滾道表面設(shè)置有圖案，該圖案具有相對(duì)于軸承的軸線傾斜的特征。特別地，滾道表面能夠具有螺紋型和/或螺旋型特征的圖案。滾動(dòng)件也可以具有這樣的圖案。
滾道表面優(yōu)選地具有溝槽圖案。在上述的具體實(shí)施例中，在滾道表面的一部分上設(shè)置第一溝槽圖案，在滾道表面的另一部分上設(shè)置第二溝槽圖案。這些滾道表面部分在軸向方向上彼此鄰近且具有相對(duì)定向的傾斜的圖案。
這樣的相對(duì)定向的傾斜的圖案具體地適合用于線接觸型滾動(dòng)件軸承，例如錐形滾子軸承、圓柱形滾子軸承、球形滾子軸承等。對(duì)于其他軸承，其他圖案似乎是有利的。例如，螺旋型溝槽圖案能夠與錐形滾動(dòng)軸承結(jié)合設(shè)置。在這樣的情況下，軸承的滾動(dòng)方向以這樣的方式來(lái)選擇，即使?jié)櫥瑒┍或?qū)向軸承的小直徑端。由此，螺旋型溝槽圖案阻止?jié)櫥瑒┰谳S承中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的離心力的作用下流向大直徑的趨勢(shì)。
油被擠壓在滾動(dòng)件和滾道之間的滾隙中。結(jié)果，油沿著溝槽在所希望方向上被輸送。
另外，主要的(dominant)傾斜結(jié)構(gòu)可以包括曲線溝槽，例如在約90°的弧上延伸的溝槽。該弧的一端大致平行于滾動(dòng)方向，另一端大致垂直于滾動(dòng)方向。當(dāng)然，在小于90°的弧上延伸的溝槽也是可行的(flexible)；在那種情況下，溝槽的端部可以相對(duì)滾動(dòng)方向是不平行的或不垂直的。約180°的弧是也可能的，其頂部指向行進(jìn)方向。


現(xiàn)在將參照附圖所示的實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。
圖1示出按照本發(fā)明的軸承外環(huán)的透視圖。
圖2示出按照?qǐng)D1的軸承環(huán)的滾道連同滾子的頂視圖。
圖3示出通過(guò)滾子和軸承環(huán)滾道的一部分的斷面圖。
圖4示出另一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示的軸承環(huán)1包括滾道2。所討論的軸承環(huán)1必須和內(nèi)環(huán)和一系列滾子組裝起來(lái)，在圖2的頂視圖中示出了一個(gè)滾子。所述圖2僅示出一個(gè)滾子，但是可以理解的是，當(dāng)然有一系列滾子在軸承環(huán)1的圓周方向延伸。
如這些圖所示，滾道表面2有一個(gè)規(guī)則的若干傾斜溝槽4的圖案，該圖案形成一個(gè)角度α，角度α相對(duì)于軸承環(huán)的軸線5在0°和90°之間。雖然示出的溝槽是直的，但是曲線溝槽也能夠應(yīng)用。
通常，在滾子3按圖3的箭頭方向在軸承環(huán)1的滾道表面2上滾動(dòng)作用的過(guò)程中，油波在所述滾道表面上被向前驅(qū)動(dòng)。油在滾道表面2的頂部形成一潤(rùn)滑層7，使得在滾子3和軸承環(huán)1之間沒(méi)有直接的實(shí)體接觸。
只要在滾子3和軸承環(huán)之間的足夠厚度的潤(rùn)滑劑膜7得到維持，就可以確保所討論軸承的良好功能。然而在不良的潤(rùn)滑條件下，潤(rùn)滑劑趨向于從滾子3和軸承環(huán)1之間的接觸處被擠出。這樣，油或脂被擠向軸承環(huán)的軸向外側(cè)。為了促進(jìn)潤(rùn)滑劑在滾道表面上流動(dòng)使得其中間部分也被充分潤(rùn)滑，傾斜線9的圖案8已被應(yīng)用在軸承表面上。這個(gè)圖案8的效果說(shuō)明如下如圖2所示，滾子3按箭頭方向A在滾道表面2上滾動(dòng)。由于溝槽4的傾斜定向，因此波6中的油也在方向B上被驅(qū)動(dòng)，導(dǎo)致油的合成速度和方向如用箭頭C所指示。清楚的是，由此獲得另一個(gè)橫向的和朝向滾道表面的中間部分的流動(dòng)。
也可能應(yīng)用一個(gè)具有箭頭形狀的圖案，因此，箭頭尖端處于軸承表面的軸向的中點(diǎn)。在圖4的實(shí)施例中，圖案8有溝槽4、4′。溝槽4、4′相對(duì)于軸承軸線5有各自的角度，它們等于α和-α。由此，得到了一種人字形圖案8，其中潤(rùn)滑劑從軸承環(huán)1軸向兩側(cè)被驅(qū)向軸承1的軸的中部。結(jié)果，潤(rùn)滑劑側(cè)流減少，從而軸承壽命增加。
在脂潤(rùn)滑情況中，本發(fā)明有助于再潤(rùn)滑間隔的延長(zhǎng)。由部分位于滾子側(cè)的脂所導(dǎo)致的油被促使向著流道并在流道內(nèi)部輸送。
雖然在圖中所示的實(shí)施例中表示了直的溝槽，但是應(yīng)用曲線溝槽也是可能的。例如，在圖4的實(shí)施例中，箭頭形的溝槽可以被按照弧形延伸的溝槽代替，弧的頂點(diǎn)位于箭頭尖端附近。該弧可以超過(guò)180°延伸，在圖4的實(shí)施例中，弧的兩端指向下方。較小角度的弧當(dāng)然也是可能的。
權(quán)利要求
1.一種在滾動(dòng)件軸承中潤(rùn)滑滾動(dòng)接觸部位的方法，所述滾動(dòng)件軸承具有至少兩個(gè)環(huán)(1)以及至少一系列的滾動(dòng)件(3)，每個(gè)所述環(huán)設(shè)置有滾道，所述滾動(dòng)件(3)與所述滾道接觸，所述方法包括下列步驟—為所述環(huán)(1)和滾動(dòng)件(3)中的至少一個(gè)的滾道表面(2)設(shè)置圖案(8、8′)，所述圖案(8、8′)具有相對(duì)于所述軸承的軸線(5)主要的傾斜特征，—在所述滾道表面(2、2′)上提供潤(rùn)滑劑(6，7)，—使所述滾動(dòng)件(3)在所述有圖案的滾道表面(2、2′)上，在所述滾道的至少整個(gè)周長(zhǎng)上滾動(dòng)，以便在所述滾動(dòng)件(2、2′)和所述圖案(8，8′)接合的作用下使?jié)櫥瑒?6、7)沿軸向方向移動(dòng)。
2.按照權(quán)利要求1的方法，包括相對(duì)于所述軸承的軸線(5)設(shè)置一個(gè)且僅一個(gè)傾斜特征的步驟。
3.按照權(quán)利要求1的方法，包括設(shè)置至少一個(gè)比另一個(gè)傾斜特征更主要的傾斜特征的步驟。
4.按照前面權(quán)利要求中的一項(xiàng)的方法，包括在所述滾道表面的一個(gè)環(huán)狀部分上設(shè)置一個(gè)主要的傾斜特征，以及在所述滾道的另一個(gè)環(huán)狀部分上設(shè)置一個(gè)不同的特征的步驟。
5.按照權(quán)利要求4的方法，包括為所述滾道的另一個(gè)環(huán)狀部分設(shè)置相對(duì)定向的主要的傾斜特征的步驟。
6.按照前面權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)的方法，包括為所述滾道表面(2、2′)設(shè)置具有螺紋型和/或螺旋型特征的圖案(8、8′)的步驟。
7.按照前面權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)的方法，包括設(shè)置溝槽圖案(8)的步驟。
8.按照前面權(quán)利要求中的一項(xiàng)的方法，包括設(shè)置不連續(xù)的溝槽圖案的步驟。
9.按照前面權(quán)利要求中的一項(xiàng)的方法，包括設(shè)置具有多個(gè)系列的基本上對(duì)齊的溝槽或凹坑的圖案的步驟。
10.按照前面權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)的方法，包括在所述滾道表面的一部分(2)上設(shè)置第一溝槽圖案(8)和在所述滾道表面的另一部分(2′)上設(shè)置第二溝槽圖案(8′)的步驟，這些滾道表面部分(2、2′)在軸向方向上是彼此相鄰的并且具有相對(duì)定向的傾斜圖案(8、8′)。
11.按照前面權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)的方法，包括在所述滾道表面(2、2′)上提供缺油潤(rùn)滑狀態(tài)的步驟。
12.按照前面權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)的方法來(lái)潤(rùn)滑的滾動(dòng)件軸承，包括至少兩個(gè)環(huán)(1)以及至少一系列的滾動(dòng)件(3)，每個(gè)所述環(huán)設(shè)置有滾道，所述滾動(dòng)件(3)與所述滾道接觸，所述環(huán)(1)和滾動(dòng)件(3)中的至少一個(gè)的滾道表面(2、2′)設(shè)置有圖案(8、8′)，所述圖案(8、8′)具有相對(duì)于軸承的軸線(5)主要的傾斜特征。
13.按照權(quán)利要求12的滾動(dòng)件軸承，其中所述圖案在所述滾道表面(2、2′)的至少一部分上具有一個(gè)且僅一個(gè)相對(duì)于所述軸承的軸線(5)傾斜的特征。
14.按照權(quán)利要求12的滾動(dòng)件軸承，其中所述圖案具有至少一個(gè)比另一個(gè)傾斜特征更主要的傾斜特征。
15.按照權(quán)利要求12、13和14的滾動(dòng)件軸承，其中所述圖案在所述滾道表面的一個(gè)環(huán)狀部分上具有主要的傾斜特征，以及在所述滾道的另一個(gè)環(huán)狀部分上具有不同的特征。
16.按照權(quán)利要求15的滾動(dòng)件軸承，其中所述另一個(gè)環(huán)狀部分具有相對(duì)定向的主要的傾斜特征。
17.按照權(quán)利要求12-16中的任何一項(xiàng)的滾動(dòng)件軸承，其中所述滾道表面(2、2′)具有螺紋型和/或螺旋型特征的圖案(8，8′)。
18.按照權(quán)利要求12-17中的任何一項(xiàng)的滾動(dòng)件軸承，其中所述滾道表面(2，2′)具有溝槽圖案。
19.按照權(quán)利要求12-18中的任何一項(xiàng)的滾動(dòng)件軸承，其中所述圖案包括不連續(xù)的溝槽。
20.按照權(quán)利要求19的滾動(dòng)件軸承，其中所述圖案包括多個(gè)系列的基本上對(duì)齊的溝槽或凹坑。
21.按照權(quán)利要求12-20中的一項(xiàng)的滾動(dòng)件軸承，其中，在所述滾道表面的一部分(2)上設(shè)置有第一溝槽圖案(8)，在所述滾道表面(2)的另一部分(2′)上設(shè)置有第二溝槽圖案(8′)，這些滾道表面部分(2、2′)在軸向方向上是彼此相鄰的并且具有相對(duì)定向的傾斜圖案(8，8′)。
22.按照權(quán)利要求21的滾動(dòng)件軸承，其中所述軸承是線接觸型的滾動(dòng)件軸承，例如錐形滾子軸承、圓柱形滾子軸承、球形滾子軸承等。
23.按照權(quán)利要求12-22中的一項(xiàng)的滾動(dòng)件軸承，其中設(shè)置有螺旋型溝槽圖案。
24.按照權(quán)利要求23的滾動(dòng)件軸承，其中所述軸承是錐形滾子軸承，選擇所述軸承的滾動(dòng)方向以使?jié)櫥瑒┩ㄟ^(guò)所述溝槽圖案被驅(qū)向所述軸承的小直徑端。
25.按照權(quán)利要求12-24中的滾動(dòng)件軸承，其中Δq值小于5°。
26.按照權(quán)利要求12-25中的一項(xiàng)的滾動(dòng)件軸承，其中主要的傾斜特征包括曲線溝槽。
全文摘要
一種在滾動(dòng)件軸承中潤(rùn)滑滾動(dòng)接觸部位的方法，所述滾動(dòng)件軸承具有至少兩個(gè)環(huán)以及至少一系列的滾動(dòng)件。每個(gè)所述環(huán)設(shè)置有滾道，所述滾動(dòng)件與所述滾道接觸，所述方法包括下列步驟－為所述環(huán)和滾動(dòng)件(3)中的至少一個(gè)的滾道表面(2)設(shè)置圖案(8)，所述圖案(8)相對(duì)于所述軸承的軸線具有主要的傾斜特征；－在所述滾道表面上提供潤(rùn)滑劑(7)；－使所述滾動(dòng)件在所述有圖案的滾道表面上在所述滾道的至少整個(gè)周長(zhǎng)上滾動(dòng)，以便在所述滾動(dòng)件和所述圖案接合的作用下使?jié)櫥瑒┭剌S向方向移動(dòng)。
文檔編號(hào)F16C33/36GK1871443SQ200480030651
公開(kāi)日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2004年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月18日
發(fā)明者P·M·盧特, J·H·特里普 申請(qǐng)人:Skf股份公司