专利名称：螺旋弹簧轴承及其加工方法
技术领域：
本发明涉及一种螺旋弹簧轴承及其加工方法。
背景技术：
滚动轴承以滚动体的形式来分，可分为球轴承和滚子轴承两大类。球轴承 又分为深沟球轴承、角接触球轴承、推力球轴承，三点、四点接触球轴承；滚 子轴承可分为短圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、调心滚子轴承、滚针轴承等。 以前的轴承均为刚性轴承，唯有螺旋滚子轴承属于弹性轴承。在高温恶劣工作 环境下的轴承常常要承受高温及运转引起的径向力、轴向力，螺旋滚子轴承具 有耐冲击耐高温的特点，但是它在重负荷与冲击负荷等恶劣工作条件下，只能 满足径向力引起的径向伸縮，而在轴向则无伸縮性，故易引起游隙变化，进而 引起轴承卡死，縮短轴承的实用寿命，影响设备运转，这种情况在钢厂的连轧 连铸机和高温传输设备中尤其突出。
发明内容
发明目的本发明的目的在于提供一种能在能适应高温恶劣工作环境，具 有轴向、径向伸縮的螺旋弹簧轴承。
本发明的另一个目的在于提供一种上述螺旋弹簧轴承的加工方法。
技术方案 一种螺旋弹簧轴承，包括外圈、内圈、滚动体、保持架、左挡 板和右挡板，滚动体安装在保持架上，并与保持架一块装在外圈和内圈之间， 左挡板和右挡板分别安装在外圈、内圈的端部，所述内圈为螺旋弹簧体。
所述的外圈是和内圈螺旋旋向相同的螺旋弹簧体。
所述的螺旋弹簧轴承的加工方法，包括以下步骤
1)加工内圈
1. l内圈弹簧巻制、退火、淬火、高温回火、整形首先将50CrVA耐热弹 簧钢板材轧制成扁平薄板，将薄板在圆轴上绕制成螺旋弹簧状；弹簧巻制的缝 隙为0. 20 0. 30mm;退火温度810~870° C，加热时间4~6小时，出炉温度680 ° C~750° C;淬火温度为850。 C~890° C，油剂淬火；回火温度为350~380° C， HRC》50° ;
1.2切除内圈螺旋尾部用砂轮切割机切除两端尾部，切割方向和螺旋方 向要垂直，两尾部成180° C对称分布；
1.3内圈磨削首先将内圈外径装入模具内，磨削内孔至自由状态尺寸，圆 度、锥度、粗糙度符合设定要求，无磨削烧伤，然后将内圈内径装在芯轴上， 磨削外径和端面至装配尺寸，圆度、锥度、粗糙度符合设定要求，无磨削烧伤；
2) 加工外圈；
3) 加工滚动体；
4) 加工保持架；
5) 加工左右挡板；
将上述各步骤中加工得到的部件组装即得到螺旋弹簧轴承。
一种螺旋弹簧轴承，包括外圈、内圈、滚动体、保持架左挡板和右挡板，
滚动体安装在保持架上，并与保持架一块装在外圈、内圈之间，左挡板、右挡
板分别安装在外圈、内圈端部，所述外圈为螺旋弹簧体。
所述的螺旋弹簧轴承的加工方法，包括以下步骤
1) 加工外圈
1. 1外圈弹簧巻制、退火、淬火、高温回火、整形首先将50CrVA耐热弹 簧钢板材轧制成扁平薄板，将薄板在圆轴上绕制成螺旋弹簧状；弹簧巻制的缝 隙为0.20 0. 30mm;退火温度810-870° C，加热时间4~6小时，出炉温度680 。C~750° C;淬火温度为850。 C~890° C，油剂淬火；回火温度为350-380° C， HRO50° ;
1.2切除外圈螺旋尾部切除两端尾部，切割方向和螺旋方向要垂直，两尾 部成180° C对称分布；
1.3外圈磨削首先将外径磨削，无烧伤；然后将外圈外径装入事先做好的 模具内，并安装在电磁无心卡上，支外径磨削内径，无磨削烧伤；然后磨削两 端面；
2) 加工内圈；
3) 加工滚动体；
4) 加工保持架；
5) 加工左右挡板；
将上述各步骤中的得到的部件组装即得到螺旋弹簧轴承。 所述的螺旋弹簧体的旋向为左旋。
所述的保持架上装有销钉，滚动体为穿在销钉上的旋向为左旋或右旋的螺 旋弹簧体。
所述的螺旋弹簧轴承，滚动体的加工方法包括以下步骤
1) 滚动体弹簧巻制、退火、淬火、高温回火、整形首先将50CrVA耐热 弹簧钢板材轧制成扁平薄板，将薄板在圆轴上绕制成螺旋弹簧状；弹簧巻制的 缝隙为0. 20 0. 30ram;退火温度810-870° C，加热时间4 6小时，出炉温度680 ° C~750° C;淬火温度为850。 C~890° C，油剂淬火；回火温度为350~380° C， HRO50° ;
2) 切除滚动体螺旋尾部切除两端尾部，切割方向和螺旋方向要垂直， 两尾部成180° C对称分布；
3) 滚动体外径磨削外径磨削，无烧伤，然后磨削两端面。 有益效果(1)由于内、外圈及螺旋滚子为螺旋弹簧体，温度变化使内、
外圈及螺旋滚子在轴向和径向也可自由伸縮，因而可以保持运转游隙基本不变， 即在高温环境下的游隙自动补偿，那么也就不会卡死。(2)另外内、外圈及螺旋 滚子上的间隙均可以贮存润滑脂和污物，非常有利于润滑和排除垃圾，能够实现 润滑条件的自我改善及清洗，因此对提高轴承运转寿命也极为有利，非常适于高 温、粉尘等恶劣条件，如钢厂连轧连铸机和高温传输装置使用。(3)另外由于螺 旋弹簧体使得轴承具有一定的弹性，可以使其承受抵抗冲击，以及实现在挠曲变 形下维持工况。
图示为本发明的螺旋弹簧轴承的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明做更进一步的解释。
实施例1:
如图所示 一种螺旋弹簧轴承，包括外圈l、内圈2、滚动体3、保持架4、
左挡板5和右挡板6，滚动体3安装在保持架4的销钉上，滚动体3为左旋和右 旋间隔设置的螺旋弹簧体，滚动体3与保持架4放置在外圈1和内圈2之间， 左挡板5、右挡板6分别安装在外圈1、内圈2的端部，所述外圈l、内圈2均 为左旋向的螺旋弹簧体，螺旋弹簧的间隙为0. 20mm(也可以为0. 20mm 0. 30咖)。 上述螺旋弹簧轴承的加工方法
1、内外圈的加工方法内、外圈材料为50CrVA耐热弹簧钢，该弹簧钢有 较高韧性、强度和弹性极限、疲劳强度，热处理时过热和脱碳倾向小，冲击韧 性也良好，适于制造大截面的高载荷重要弹簧体。
1)内、外圈弹簧巻制、退火、淬火、高温回火、整形
内、外圈巻制时的工艺要求首先将弹簧板材轧制成扁平薄板，将薄板在 圆轴上绕制成螺旋弹簧状，巻制的螺旋弹簧体一定要保证有0. 20 0. 30mm的缝 隙，即螺旋弹簧各圈之间不应有预应力，另外，弹簧板材必须有足够圆角。
退火温度870° C(也可以为810 870。 C)，加热时间6小时(也可以为4 6小时)，出炉温度680。 C (也可以为680 750° C)。
淬火技术要求50CrVA耐热弹簧刚淬火温度为850° C (也可以为850 890 ° C)，油剂淬火，回火温度为380。 C (也可以为350 380° C)， HRC为51 (也 可以为>50)。
,去应力回火要求:去应力回火是去除淬回火的热应力，避免冷加工磨削变形 尚必要措施，加热温度500° C(也可以为400 50(T C)。去应力回火非常关键， 否则冷加工无法进行。
2) 去除内、外圈螺旋尾部用砂轮切割机切除两端尾部，切割方向和螺旋 方向要垂直，两尾部成180。 C对称分布。切割时速度不可以过快，切忌避免烧 伤。
3) 外圈磨削
外圈外径可在贯穿式无心磨床上磨削，按自由状态下磨削，圆度《0.02、 锥度《0.02、粗糙度《0.8um，，无烧伤。
将外圈外径装入事先做好的模具内，支端面(电磁无心卡)和外圈外径 磨削外圈内径，圆度《0.02、锥度《0.02、粗糙度《0.8um，无磨削烧伤；磨削 两端面至装配尺寸。
4) 内圈磨削
将内圈外径装入模具内，磨削内孔至自由状态尺寸，圆度《0.02、锥 度《0.02、粗糙度《0.8um,无磨削烧伤；
将内圈内径用专用搬手装在事先做好的芯轴上，在万能磨上磨削内圈外 径和端面至装配尺寸，圆度《0.02、锥度《0.02、粗糙度《0.8pm,无磨削烧伤。 2、螺旋弹簧轴承的滚动体的加工方法，它包括以下步骤 1)滚动体弹簧巻制、退火、淬火、高温回火、整形首先将50CrVA耐热 弹簧刚板材轧制成扁平薄板，将薄板在圆轴上绕制成螺旋弹簧状；所用的弹簧 板材有足够的圆角；退火温度870° C (也可以为810-870° C)，加热时间6小时 (也可以为4 6小时)，出炉温度750。 C (也可以为680° C~750° C);淬火温度为850° C (也可以为850~890° C)，油剂淬火；回火温度为350° C (也可 以为350~380° C)， HRC为50 (也可以为^50);
2) 切除滚动体螺旋尾部用砂轮切割机切除两端尾部，切割方向和螺旋 方向要垂直，两尾部成180。 C对称分布；
3) 滚动体外径磨削将外径在贯穿式无心磨床上磨削，无烧伤，后磨削
两端面。
内、外圈及滚动体磨削所用模具的技术要求为材料为GCrl5，热处理，硬 度HRC62-65,内外径同心度小于2.5um,垂直差小于(支撑端面对中心线)小于 5iitn;工件转速、砂轮转速根据工件大小适当确定，无磨削烧伤，磨削工件粗 糙度小于《0.4um。
3、 保持架加工
1) 上、下盖加工内、外径宽度车削成型，倒角去毛刺；用事先做好的 模具，钻削兜子和铆钉定位孔，去毛刺；
2) 铆钉加工车削成型；
3) 铆合、磨端面将滚子、铆钉装好后，用模铆合。
重点控制:滚子对兜孔垂直度，滚子轴向、径向保证又一定间隙，无卡滞现象。
4、 加工左、右挡板左右挡板为GCrl5轴承钢， 将原料车削成型，留有一定余量供磨削用；
将GCrl5轴承钢热处理淬火温度85(T C (也可以为835 850° C)，淬火 介质为油，回火温度170。 C (也可以为150 170° C)，硬度服C63;
磨削两端面在万能磨上进行，应保证平行差和表面粗糙度技术要求，避 免磨削烧伤；
外径在贯穿无心磨上进行，保证圆度、粗糙度技术要求，避免磨 削烧伤。
将上述各步骤加工好的部件组装即得到螺旋弹簧轴承，成品的内、外圈壁 厚差《0.02，未介绍的加工方法及工艺要求同现有技术。
实施例2:
一种螺旋弹簧轴承，包括外圈1、内圈2、滚动体3、保持架4、左挡板5 和右挡板6，滚动体3为螺旋弹簧体，滚动体3安装在保持架4的销钉上，滚动 体3、保持架4放置在外圈1、内圈2之间，左挡板5、右挡板6分别安装在外 圈l、内圈2端部，所述外圈l为螺旋弹簧体，旋向为左旋方向，螺旋弹簧体的间隙为0. 30mm。
实施例2的外圈、滚动体加工方法同实施例1中外圈、滚动体的加工方法。 内圈的加工方法为将轴承钢原料车削成毛坯，热处理，磨削成成品，其余加 工方法同实施例l，将上述各部件组装即得到成品。
实施例3:
一种螺旋弹簧轴承，包括外圈1、内圈2、滚动体3、保持架4、左挡板5 和右挡板6，滚动体3安装在保持架4的销钉上，滚动体3和保持架4放置在外 圈l、内圈2之间，左挡板5、右挡板6分别安装在外圈1、内圈2端部，所述 内圈l为螺旋弹簧体，旋向为左旋方向，螺旋弹簧体的间隙为0.30mm。
实施例3的内圈加工方法同实施例1中内圈的加工方法，外圈加工方法为 将轴承钢原料车削成毛坯，热处理，磨削成成品，其余加工方法同实施例l，将 上述各部件组装即得到成品。
以上实施例的加工方法所加工的成品内、外圈硬度不低于朋C50;滚子、挡 板硬度为于HRC60 64;成品安装后径向游隙为0.2 0.3mm;内圈、外圈零件 壁厚差《0.02，圆度《0.02，锥度《0.02;内圈、外圈的内径和外径粗糙度《 0.8um;保持架组件滚子转动灵活无卡滞现象，滚子无肉眼观察到的倾斜。
权利要求
1、一种螺旋弹簧轴承，包括外圈(1)、内圈(2)、滚动体(3)、保持架(4)、左挡板(5)和右挡板(6)，滚动体(3)安装在保持架(4)上，并与保持架(4)一块装在外圈(1)和内圈(2)之间，左挡板(5)、右挡板(6)分别安装在外圈(1)、内圈(2)的端部，其特征在于所述内圈(2)为螺旋弹簧体。
2、 根据权利要求1所述的螺旋弹簧轴承，其特征在于所述的外圈(1) 是和内圈(2)螺旋旋向相同的螺旋弹簧体。
3、 一种如权利要求1所述的螺旋弹簧轴承的加工方法，其特征在于它包括 以下步骤1)加工内圈1.1内圈弹簧巻制、退火、淬火、高温回火、整形首先将50CrVA耐热弹 簧钢板材轧制成扁平薄板，将薄板在圆轴上绕制成螺旋弹簧状；弹簧巻制的缝 隙为0. 20 0. 30mm;退火温度810 870。 C，加热时间4 6小时，出炉温度680 ° C 750° C;淬火温度为850° C 890° C，油剂淬火；回火温度为350 380 ° C， HRC≥50° ;1.2切除内圈螺旋尾部用砂轮切割机切除两端尾部，切割方向和螺旋方向要垂直，两尾部成180。 C对称分布；1.3内圈磨削首先将内圈外径装入模具内，磨削内孔至自由状态尺寸，圆度、锥度、粗糙度符合设定要求，无磨削烧伤，然后将内圈内径装在芯轴上，磨削外径和端面至装配尺寸，圆度、锥度、粗糙度符合设定要求，无磨削烧伤；2) 加工外圈；3) 加工滚动体；4) 加工保持架；5) 加工左右挡板； 将上述各步骤得到的部件组装即得到螺旋弹簧轴承。
4、 一种螺旋弹簧轴承，包括外圈(1)、内圈(2)、滚动体(3)、保持架(4) 左挡板(5)和右挡板(6)，滚动体(3)安装在保持架(4)上，并与保持架(4) 一块装在外圈(1)、内圈(2)之间，左挡板(5)和右挡板(6)分别安装在外圈(1)、内圈(2)端部，其特征在于所述外圈(1)为螺旋弹簧体。
5、 一种如权利要求4所述的螺旋弹簧轴承的加工方法，其特征在于它包括 以下步骤l)加工外圈 l.l外圈弹簧巻制、退火、淬火、高温回火、整形首先将50CrVA耐热弹 簧钢板材轧制成扁平薄板，将薄板在圆轴上绕制成螺旋弹簧体；弹簧巻制的缝 隙为0. 20 0. 30mm;退火温度810 870℃,加热时间4 6小时，出炉温度680 ℃ 750℃;淬火温度为850℃ 890℃，油剂淬火；回火温度为350 380 ℃， HRO≥50°;1.2切除外圈螺旋尾部切除两端尾部，切割方向和螺旋方向要垂直，两尾部成180℃对称分布；1.3外圈磨削首先将外径磨削，无烧伤；然后将外圈外径装入事先做好的 模具内，并安装在电磁无心卡上，支外径磨削内径，无磨削烧伤；然后磨削两 端面；2) 加工内圈；3) 加工滚动体；4) 加工保持架；5) 加工左右挡板；将上述个加工步骤中得到的部件组装即得到螺旋弹簧轴承。
6、 根据权利要求1或4所述的螺旋弹簧轴承，其特征在于所述的螺旋弹 簧体的旋向为左旋。
7、 根据权利要求1或4所述的螺旋弹簧轴承，其特征在于所述的保持架(4)上装有销钉，滚动体(3)为穿在销钉上的旋向为左旋或右旋的螺旋弹簧体。
8、 根据权利要求7所述的螺旋弹簧轴承，其特征在于滚动体的加工方法包 括以下步骤1) 滚动体弹簧巻制、退火、淬火、高温回火、整形首先将50CrVA耐热 弹簧钢板材轧制成扁平薄板，将薄板在圆轴上绕制成螺旋弹簧状；退火温度 810 870℃，加热时间4 6小时，出炉温度680℃ 750℃;淬火温度为850 ℃ 890℃，油剂淬火；回火温度为350 380℃， HRC≥50° ;2) 切除滚动体螺旋尾部切除两端尾部，切割方向和螺旋方向要垂直， 两尾部成180℃对称分布；3) 滚动体外径磨削外径磨削，无烧伤，然后磨削两端面。
全文摘要
本发明公开了一种螺旋弹簧轴承及其加工方法，一种螺旋弹簧轴承，包括外圈、内圈，内圈为螺旋弹簧体，外圈为与内圈的螺旋旋向相同的螺旋弹簧体。内外圈加工方法内、外圈弹簧卷制、退火、淬火、高温回火、整形，切除内、外圈螺旋尾部，外圈磨削，内圈磨削。滚动体加工方法滚动体弹簧卷制、退火、淬火、高温回火、整形，切除滚动体螺旋尾部，外径磨削。由于内外圈为螺旋弹簧体，温度变化使内外圈在轴、径向可自由伸缩，故不会卡死；内、外圈的螺旋弹簧体的间隙均可以贮存润滑脂和污物，有利于润滑和排除垃圾，对提高轴承运转寿命也极为有利；另外螺旋弹簧体使得轴承具弹性，可以使其承受抵抗冲击，以及实现在挠曲变形下维持工况。
文档编号F16C33/30GK101344124SQ200810021978
公开日2009年1月14日 申请日期2008年8月20日 优先权日2008年8月20日
发明者宋如英, 张立阳, 王海兴 申请人:江苏中德轴承有限公司