[发明专利]一种可增大滚动体接触包角的复合滚动体滚动轴承

说明书

本发明提供了一种可增大滚动体接触包角的复合滚动体滚动轴承，该滚动轴承包括轴承内圈、轴承外圈、均匀分布于所述轴承内圈和所述轴承外圈之间的复合滚动体，所述复合滚动体的外表面是弹性模量为E₁的表面耐磨材料层，所述滚动体的心部是弹性模量为E₂的心部软基材料层，所述表面耐磨材料层和所述心部软基材料层固定连接，所述表面耐磨材料层的厚度为H₁小于所述心部软基材料层的厚度为H₂，因此所述弹性模量为E₁的表面耐磨材料层的变形量增大，且E₂＝E₁×(40％～60％)，在载荷作用时两种材料层同时变形，有效地增大了滚动体与滚道的接触包角，同时减小了接触位置的压强，改善了过盈状态时轴承套圈磨损问题与润滑膜破裂问题。

技术领域

本发明属于轴承领域，具体涉及一种可增大滚动体接触包角的复合滚动体滚动轴承。

背景技术

滚动轴承是机器中广泛应用的重要基础件，长期以来，人们广泛采用高弹性模量的材料制造滚动轴承，以实现滚动轴承的高硬度、高耐磨性和良好的承载能力。但高的弹性模量会导致滚动体与轴承内外圈的接触变形小，接触面积小，接触压强大，单位接触面积上的摩擦力大，增加了轴承的磨损。接触压强大也不利于润滑油膜的形成，降低了润滑剂的减摩效果。此类问题在航空发动机、高速轮轨交通等高速、重载条件下使用的滚动轴承尤为突出。保持滚动体与轴承内外圈滚道接触面的高硬度、高耐磨性，适当增加接触变形，增大滚动体与轴承内外圈滚道的接触面积，减小接触压强，在一定程度上可以减少滚动轴承的磨损，提高滚动轴承的寿命。采用不同弹性模量的材料复合制造滚动轴承的部件是实现上述效果的一种途径，即滚动体表面层为高弹性模量、高硬度的材料，心部为弹性模量较低的易变形材料。到目前为止，尚未有一种通过高低弹性模量材料复合组成的滚动体来增大包角，从而提高使用寿命的滚动轴承。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，而提供一种可增大滚动体与滚道接触包角的复合滚动体滚动轴承，通过增大接触包角，改善轴承套圈磨损问题与润滑膜破裂问题。

本发明的技术方案是：一种可增大滚动体接触包角的复合滚动体滚动轴承，包括轴承内圈、轴承外圈、均匀分布于所述轴承内圈和所述轴承外圈之间的复合滚动体；

所述复合滚动体的外表面是弹性模量为E₁的表面耐磨材料层，所述复合滚动体的心部是弹性模量为E₂的心部软基材料层，所述表面耐磨材料层和所述心部软基材料层固定连接，且E₂＝E₁×(40％～60％)；

所述表面耐磨材料层的厚度为H₁，所述复合滚动体的直径为d，且

所述心部软基材料层的厚度为H₂，且H₁小于H₂。

上述方案中，所述弹性模量为E₁的表面耐磨材料层由滚动轴承钢、高速钢、高铬高碳合金、氧化铝陶瓷或碳化硅陶瓷制成，所述弹性模量为E₂的心部软基材料层由α钛合金或亚共析钢制成。

进一步的，E₂＝50％E₁。

上述方案中，所述表面耐磨材料层通过真空溅射、喷涂、烧结、嵌铸或机械结合固定在所述心部软基材料层上。

进一步的，轴承外径D<1mm，所述表面耐磨材料层通过真空溅射固定在所述心部软基材料层上。

进一步的，轴承外径1mm<D<1cm，所述表面耐磨材料层通过喷涂或烧结固定在所述心部软基材料层上。

进一步的，轴承外径D>1cm，所述表面耐磨材料层通过嵌铸或机械结合固定在所述心部软基材料层上。