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        新型滾動式關(guān)節(jié)軸承的研制

        2018-11-30 02:54:20西脈國際醫(yī)療股份有限公司廣東江門529100蘇漢業(yè)
        金屬加工(冷加工) 2018年11期
        關(guān)鍵詞:關(guān)節(jié)軸承保持架外圈

        ■ 西脈國際醫(yī)療股份有限公司 (廣東江門 529100) 蘇漢業(yè)

        關(guān)節(jié)軸承屬于滑動軸承,主要由一個外球面內(nèi)圈和一個內(nèi)球面外圈組成。一般用于速度較低的擺動運動、傾斜運動和旋轉(zhuǎn)運動。相對于滾動軸承,其結(jié)構(gòu)簡單、體積小且承載能力大,廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)機(jī)械、航空航天、礦山冶金、印刷、紡織、鐵路、汽車和船舶等領(lǐng)域。關(guān)節(jié)軸承工作時,內(nèi)外圈做相對滑動,如何有效地減小摩擦、減輕磨損及延長使用壽命是研究的重點。本文提出一種新型滾動式關(guān)節(jié)軸承(以下簡稱“新型軸承”)可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的關(guān)節(jié)軸承實現(xiàn)擺動運動,此構(gòu)件各部件之間采用滾針軸承的滾動運動實現(xiàn)傳動,可大大降低摩擦系數(shù),減少磨損,延長使用壽命。

        1.新型軸承結(jié)構(gòu)

        新型軸承主要由主體、保持架、安裝軸、沖壓外圈滾針軸承和軸銷組成(見圖1)。其中主體圓柱體上同心的兩個孔通過軸銷支撐聯(lián)接保持架結(jié)構(gòu)。保持架(見圖2)在X軸及Y軸上分別有兩個同心孔,用于安裝沖壓外圈滾針軸承;為減少擺動過程中發(fā)生竄動、提高擺動精度,四個軸承安裝孔應(yīng)分布在同一平面內(nèi);保持架中間V型槽設(shè)計主要考慮安裝軸擺動避位;安裝軸與保持架之間通過軸銷及沖壓外圈滾動軸承聯(lián)接。

        圖1 滾動式關(guān)節(jié)軸承結(jié)構(gòu)示意1.主體 2.軸銷 3.沖壓外圈滾針軸承4.保持架 5.安裝軸

        圖2 保持架

        2.新型軸承工作原理

        新型軸承的工作方式為擺動運動,擺動原理為主體通過螺釘與固定部件(如底座)聯(lián)接在一起,安裝軸相對于主體可在一定范圍內(nèi)任意擺動,其擺動運動可分單軸擺動及雙軸擺動。如圖3所示,當(dāng)安裝軸繞著X軸在YOZ平面內(nèi)擺動時,X軸上兩個滾針軸承滾動,Y軸上兩個軸承靜止,保持架相當(dāng)于主體靜止;當(dāng)安裝軸繞著Y軸在XOZ平面內(nèi)擺動時,Y軸上兩個滾針軸承滾動,X軸上兩個軸承靜止,保持架與安裝軸相對靜止,保持架與安裝軸同時繞著Y軸擺動。以上兩種情況稱為單軸擺動,擺動時只有X軸或者Y軸上的軸承單獨滾動。

        如圖4所示,當(dāng)安裝軸繞著X、Y軸以外的任意軸在任意平面內(nèi)擺動時,X軸及Y軸上4個滾針軸承同時發(fā)生相應(yīng)的滾動,保持架與安裝軸分別相對于主體發(fā)生相應(yīng)的擺動。以上情況稱為雙軸擺動,擺動時X軸或及Y軸上的軸承同時滾動。

        圖3 單軸擺動示意1.主體 2.保持架 3.安裝軸

        圖4 雙軸擺動示意1.主體 2.保持架 3.安裝軸

        3.新型軸承特點

        新型軸承結(jié)構(gòu)簡單,擺動運動過程通過滾針軸承滾動線接觸摩擦運動實現(xiàn),滾動摩擦相對于滑動摩擦,摩擦系數(shù)低,使用壽命長;線接觸相對于面接觸,接觸應(yīng)力大,額定承載低。相對傳統(tǒng)關(guān)節(jié)軸承,此新型軸承可實現(xiàn)高速擺動運動,具有摩擦系數(shù)低、使用壽命長和額定載荷相對低等特點。滾針軸承為擺動運動的關(guān)鍵支撐部件,價格便宜且市面上普遍可購買到,當(dāng)滾針軸承發(fā)生磨損失效后可進(jìn)行拆卸更換。

        4.總結(jié)

        簡單介紹了一種新型滾動式關(guān)節(jié)軸承的結(jié)構(gòu),具有結(jié)構(gòu)簡單、摩擦系數(shù)低、使用壽命長和零件可更換等特點,可替代傳統(tǒng)的關(guān)節(jié)軸承實現(xiàn)擺動運動。

        (收稿日期:20180807)

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