專利名稱：軸承裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及軸承裝置，更具體來說，涉及適用于例如建筑土木機械等 中的各種連結部分，且將軸部件支承為能夠圍繞其中心軸相對旋轉(zhuǎn)的軸承裝置。
背景技術：
以往，例如，在建筑土木機械等中的各種連結部分中，使用將桿狀軸 部件支承為能夠以其中心軸為軸心圍繞軸心相對旋轉(zhuǎn)的軸承裝置。這樣的 軸承裝置例如呈筒狀形態(tài)，在形成于內(nèi)部的支承孔中插通軸部件，將該軸 部件支承為能夠相對旋轉(zhuǎn)。還有，在該軸部件相對旋轉(zhuǎn)的情況下，形成供 給于該軸部件的外周面和支承孔的內(nèi)周面之間的潤滑油的薄的油膜。艮P， 軸部件通過基于潤滑油的油膜相對旋轉(zhuǎn)。
然而，在以挖掘機等為代表的建筑土木機械等的作業(yè)特',方面，由于 軸部件以低速度、高荷重往復旋轉(zhuǎn)規(guī)定的角度，因此，該軸部件的外周面 和支承孔的內(nèi)周面之間的相對滑動速度極慢，在其滑接區(qū)域(接觸角度區(qū) 域)作用非常大的荷重。因此，在軸部件的外周面和支承孔的內(nèi)周面之間 的局部發(fā)生油膜破裂，從而在軸部件的外周面或支承孔的內(nèi)周面容易發(fā)生燒結。
因此，提議了在支承孔的內(nèi)周面形成用于供給潤滑油的供油槽部，將
供油槽部的面積相對于支承孔的內(nèi)周面的面積的比例設為30 90%的軸 承裝置。在這樣的軸承裝置中，能夠通過供油槽部穩(wěn)定地供給潤滑油，抑 制局部的油膜破裂等的發(fā)生，從而提高耐燒結性(例如，參照專利文獻1)。 專利文獻l:日本特開2004 —84815號公報。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在上述專利文獻l中提議的軸承裝置中，由于供油槽部的面積相對于支承孔的內(nèi)周面的面積的比例為30%以上，因此，支承孔中的供油 槽部以外的部分、即與軸部件的外周面實際接觸的滑接面的面積比例相對 變小。這樣，若滑接面的面積比例相對變小，則支承孔的內(nèi)周面的摩擦系 數(shù)不會充分小。若摩擦系數(shù)不充分小，則在軸部件相對旋轉(zhuǎn)時的摩擦阻力 的作用下會產(chǎn)生過大的扭矩，其結果，例如在支承軸承裝置的支承部件等 上作用所需以上的負荷，由此可能導致該支承部件等的破損。這樣，若提 高耐燒結性，則摩擦系數(shù)變大，而若降低摩擦系數(shù)，則耐燒結性降低，兩 者處于相反的關系。
本發(fā)明的目的在于鑒于上述情況，提供能夠使處于相反關系的耐燒結 性和摩擦系數(shù)良好的軸承裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面的軸承裝置，其在所形成的支 承孔中插通軸部件，將該軸部件支承為能夠圍繞其中心軸相對旋轉(zhuǎn)，在所 述軸部件相對旋轉(zhuǎn)時與該軸部件滑接的所述支承孔的內(nèi)周面上，螺旋狀形 成有用于供給潤滑油的供油槽部，所述軸承裝置的特征在于，所述供油槽
部的面積相對于所述支承孔的內(nèi)周面的面積的比例為30%以下，在所述支
承孔的內(nèi)周面上相互鄰接的所述供油槽部間的所述軸部件的中心軸方向
的距離和周向的距離之積為50mm2以上且300mm2以下。
另外，本發(fā)明的第二方面的軸承裝置以上述第一方面為基礎，其特征 在于，所述供油槽部形成為多條槽。
另外，本發(fā)明的第三方面的軸承裝置以上述第一或第二方面為基礎， 其特征在于，所述供油槽部相對于所述軸部件的中心軸方向的傾斜角為70 °以上且80°以下。
根據(jù)本發(fā)明，由于供油槽部的面積相對于支承孔的內(nèi)周面的面積的比 例為30%以下，在支承孔的內(nèi)周面上相互鄰接的供油槽部間的軸部件的中 心軸方向的距離和周向的距離之積為50mm2以上且300mm2以下，因此， 能夠充分地確保支承孔的內(nèi)周面上的供油槽部以外的部分的面積，并且， 能夠從相互鄰接的供油槽部穩(wěn)定地供給潤滑油，從而能夠抑制發(fā)生油膜破 裂等的情況。其結果，能夠在使摩擦系數(shù)充分小的同時，確保必要充分的 耐燒結性，從而起到能夠使處于相反關系的摩擦系數(shù)和耐燒結性都良好的 效果。


圖1是概略表示本發(fā)明的實施方式的軸承裝置的結構的縱向剖面圖。
圖2是放大表示圖1所示的軸承裝置的端部的放大剖面圖。 圖3是放大表示圖1所示的軸承裝置的周緣中央部分的放大剖面圖。 圖4是放大表示圖1所示的軸承裝置的內(nèi)周面的放大剖面圖。 圖5是表示使供油槽部的面積比例發(fā)生變化時的摩擦系數(shù)的圖表。 圖6是表示改變供油槽部間的間距而使受壓面積發(fā)生變化時的摩擦系 數(shù)及燒結面壓的變化的圖表。
圖中IO —襯套；11—支承孔；12a—內(nèi)部錐面；12b —外部錐面；13
一潤滑油流路；14一連通孔；15 —潤滑油供給槽部；16 —供油槽部。
具體實施例方式
以下，參照附圖，詳細說明本發(fā)明的軸承裝置的優(yōu)選實施方式。
圖1是概略表示本發(fā)明實施方式中的軸承裝置的結構的縱向剖面圖。 在此例示的軸承裝置是適用于連結臂及鏟斗的工作裝置的連結部分的襯 套(bush) 10，上述臂及鏟斗裝配在作為建筑土木機械的挖掘機中。
襯套10呈圓筒狀形態(tài)，雖然圖中未明示，但以壓入被固定支承于上 述臂的前端的圓筒狀軸套(boss)內(nèi)的方式固定支承于該軸套的內(nèi)周。這 樣的襯套IO在形成于內(nèi)部的支承孔11中插通作為桿狀軸部件的軸頸支承 的軸(journal shaft) 1。軸頸支承的軸1具有略小于支承孔11的內(nèi)徑(例 如40 120mm)的外徑，雖然圖中未明示，但固定支承于上述l產(chǎn)斗的一對 支架之間。還有，在挖掘機作業(yè)時，若擺動自如地連結于臂的鏟斗擺動， 則軸頸支承的軸1以其中心軸為軸心圍繞軸心相對旋轉(zhuǎn)。即，襯套10將 軸頸支承的軸1支承為能夠圍繞其中心軸相對旋轉(zhuǎn)，在軸頸支承的軸1相 對旋轉(zhuǎn)的情況下，該軸頸支承的軸1的外周面和支承孔11的內(nèi)周面滑接。
上述襯套10由通過JIS標記而規(guī)定了材質(zhì)的所希望的鋼材、例如高碳 鋼或合金鋼構成。襯套10的表面硬度為洛氏硬度HRC 50以上即可，優(yōu)選 洛氏硬度HRC52 60。
如圖2所示，在這樣的襯套10的兩端中的開口緣部分及外側(cè)緣部分分別形成有內(nèi)部錐面12a及外部錐面12b。內(nèi)部錐面12a形成為容易插入 軸頸支承的軸l。外部錐面12b形成為容易向軸套內(nèi)壓入，錐度比內(nèi)部錐 面12a小。另外，如圖3所示，在襯套10的外周面的中央部部分沿外周 方向形成有潤滑油流路13。潤滑油流路13是供給于襯套10的內(nèi)周面的潤 滑油的流路，在本實施方式中，例如通過切削加工或鑄造而將剖面形狀形 成為圓弧狀。
另一方面，在襯套10 (支承孔11)的內(nèi)周面形成有潤滑油供給槽部 15及供油槽部16。潤滑油供給槽部15在內(nèi)周面的中央部分的對應于潤滑 油流路13的區(qū)域沿內(nèi)周方向形成。該潤滑油供給槽部15通過連通孔14 與潤滑油流路13連通，其槽寬度比潤滑油流路13略小。在本實施方式中， 潤滑油供給槽部15的剖面形狀形成為圓弧狀。
供油槽部16從潤滑油供給槽部15朝向兩端的開口緣部分形成為螺旋 狀。更具體來說，供油槽部16以相對于襯套10的軸向即軸頸支承的軸1 的中心軸方向傾斜規(guī)定的角度的形態(tài)形成。另外，供油槽部16形成為多 條槽(例如6條槽)。在此，作為供油槽部16的傾斜角e，不特別限定， 但例如優(yōu)選70°以上且80°以下的范圍，尤其優(yōu)選75° 。供油槽部16 向支承孔11的內(nèi)周面供給潤滑油，更具體來說，用于向支承孔ll的內(nèi)周 面循環(huán)供給經(jīng)由連通孔14供給于潤滑油供給槽部15的潤滑油。在本實施 方式中，供油槽部16的剖面形狀形成為圓弧狀，小于潤滑油供給槽部15 的槽寬度。關于該供油槽部16的槽寬度在后敘述。
另外，襯套10的內(nèi)周面優(yōu)選在形成供油槽部16后，實施高頻淬火等 硬化處理。
以上說明的襯套10的特征在于，供油槽部16的面積相對于支承孔11 的內(nèi)周面的面積的比例(以下也稱為面積比)為30%以下，優(yōu)選10%以上 且30%以下，進而如圖4所示，在支承孔11的內(nèi)周面上相互鄰接的供油 槽部16之間的軸頸支承的軸1的中心軸方向的距離(a)和周向的距離(c) 之積(aXc:以下也稱為受壓面積)為50rm^以上且300mr^以下。
由圖5明確可知，通過使供油槽部16的面積比為30%以下，能夠使 摩擦系數(shù)充分地小。在此，圖5表示使供油槽部的面積的比例發(fā)生變化時 的摩擦系數(shù)。在此，將襯套10的內(nèi)徑設為70mm。由圖5可知，在面積比為30%以下的情況下，能夠使摩擦系數(shù)充分小至0.08以下，而在面積比超 過30%的情況下，摩擦系數(shù)變大。
還有，通過使所述面積比為30%以下，受壓面積為50mm2以上且 300mr^以下，能夠充分地確保支承孔11的內(nèi)周面上的供油槽部16以外 的面積、即與軸頸支承的軸1的外周面實際接觸的滑接面的面積，并且， 能夠從相互鄰接的供油槽部16穩(wěn)定地循環(huán)供給潤滑油，從而能夠抑制發(fā) 生油膜破裂等的情況，其結果，能夠在使摩擦系數(shù)充分小的同時，確保必 要充分的耐燒結性。從而，在上述襯套10中，能夠使處于相反關系的摩 擦系數(shù)和耐燒結性都良好。
由于這樣能夠使摩擦系數(shù)充分小，因此，能夠?qū)⒂捎谳S頸支承的軸1 相對旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的扭矩抑制為所希望的大小，不會對支承軸頸支承的軸1 的支架或支承襯套10的軸套等施加必要以上的負荷，從而能夠防止這些 部件破損的情況。
圖6表示改變供油槽部間的間距而使受壓面積發(fā)生變化時的摩擦系數(shù) 及燒結面壓的變化。在此，將襯套10的內(nèi)徑設為70mm，將供油槽部16 的傾斜角e設為75。，將供油槽部16的面積比設為30%以下，將鏟斗的 擺動角設為46。。燒結面壓通過將施加于襯套10的負荷荷重除以支承孔 11的內(nèi)周面的投影面積來算出。
從所述圖6明確可知，在受壓面積為50mm2以上且300mm2以下的范 圍內(nèi)，摩擦系數(shù)為0.08以下，燒結面壓為5kg/mn^以上，從而能夠在使摩 擦系數(shù)充分小的同時，將燒結面壓確保為所需的足夠的大小。在受壓面積 小于50mn^的情況下，燒結面壓非常大，但摩擦系數(shù)變大。更具體來說， 摩擦系數(shù)變?yōu)楸?.08大。這樣，若摩擦系數(shù)大于0.08，則軸頸支承的軸l 的止轉(zhuǎn)部位(支架等)可能破損。另一方面，若受壓面積超過300mm2， 則摩擦系數(shù)變得充分小，但燒結面壓變小。更具體來說，燒結面壓變?yōu)樾?于5kg/mm2。這樣，若燒結面壓小于5kg/mm2，則在建筑土木機械的工作 裝置的使用條件下產(chǎn)生燒結部位等。
從所述實驗結果明確可知，通過使供油槽部16的面積比為30%以下， 受壓面積為50mm2以上且300mm2以下，能夠使摩擦系數(shù)和耐燒結性良好。
在上述襯套10中，在(支承孔ll的)內(nèi)徑為40 120mm的范圍中，
7若供油槽部16的面積比為30%以下，受壓面積為50mm2以上且300mm2 以下，則供油槽部16的槽寬度為3.0mm以下。從而，在襯套10中，優(yōu)選 供油槽部16的槽寬度為3.0mm以下，尤其優(yōu)選0.5mm以上且3.0mm以 下。這樣，通過供油槽部16的槽寬度為3.0mm以下，能夠在使摩擦系數(shù) 充分小的同時，確保必要充分的耐燒結性。
以上，對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行了說明，但本發(fā)明不限定于此， 可以進行各種變更。例如，在上述實施方式中，供油槽部16形成有多條 槽，但在本發(fā)明中，供油槽部也可以形成一條槽。根據(jù)這種結構，只要供 油槽部的面積比為特定的范圍，且受壓面積在特定的范圍，就可以起到與 上述實施方式相同的作用效果。另外，供油槽部形成一條槽的情況下的"相 互鄰接的供油槽部間"是指在支承孔的內(nèi)周面中的規(guī)定區(qū)域中相互鄰接的 供油槽部間。
另外，在上述實施方式中，供油槽部16的剖面形狀為圓弧狀，但在 本發(fā)明中，供油槽部的剖面形狀也可以為三角形狀或矩形狀。
進而，在上述實施方式中，將適用于連結作為建筑土木機械的挖掘機 中裝配的臂及鏟斗的工作裝置的連結部分的襯套10作為軸承裝置進行了 說明，但本發(fā)明的軸承裝置不限定于所述襯套IO，可以適用于各種產(chǎn)業(yè)機 械的各種連結部分。
工業(yè)實用性
如上所述，本發(fā)明的軸承裝置例如適用于建筑土木機械等中的各種連 結部分，對于將軸部件支承為圍繞其中心軸相對旋轉(zhuǎn)是有用的。
權利要求
1. 一種軸承裝置，其在所形成的支承孔中插通軸部件，將該軸部件支承為能夠圍繞其中心軸相對旋轉(zhuǎn)，在所述軸部件相對旋轉(zhuǎn)時與該軸部件滑接的所述支承孔的內(nèi)周面上，螺旋狀形成有用于供給潤滑油的供油槽部，所述軸承裝置的特征在于，所述供油槽部的面積相對于所述支承孔的內(nèi)周面的面積的比例為30％以下，在所述支承孔的內(nèi)周面上相互鄰接的所述供油槽部間的所述軸部件的中心軸方向的距離和周向的距離之積為50mm2以上且300mm2以下。
2. 根據(jù)權利要求l所述的軸承裝置，其特征在于， 所述供油槽部形成為多條槽。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的軸承裝置，其特征在于， 所述供油槽部相對于所述軸部件的中心軸方向的傾斜角為70°以上且80°以下。
全文摘要
一種襯套(10)，其在所形成的支承孔(11)中插通軸頸支承的軸(1)，將該軸頸支承的軸(1)支承為能夠圍繞其中心軸相對旋轉(zhuǎn)，在軸頸支承的軸相對旋轉(zhuǎn)時與該軸頸支承的軸(1)滑接的支承孔(11)的內(nèi)周面上，螺旋狀形成有用于供給潤滑油的供油槽部(16)，其中，供油槽部(16)的面積相對于支承孔(11)的內(nèi)周面的面積的比例為30％以下，在支承孔(11)的內(nèi)周面上相互鄰接的供油槽部(16)間的軸頸支承的軸(1)的中心軸方向的距離和周向的距離之積為50mm²以上且300mm²以下。
文檔編號F16C33/10GK101449069SQ20078001793
公開日2009年6月3日 申請日期2007年5月10日 優(yōu)先權日2006年5月17日
發(fā)明者山本浩, 杉原干英, 永戶厚 申請人:株式會社小松制作所