[实用新型]低温深冷球轴承

说明书

技术领域

本实用新型涉及轴承，具体地说是一种用于高速冷冻设备的低温深冷球轴承。 

背景技术

液氮温度在-186℃以下，是高速深冷、速冻的最隹介质。高速深冷设备一般用于快速制冷、速冻、产品冷处理、机械安装等，其工作原理就是通过液氮泵将液态氮打到蒸发器中，再将气化的氮吸入压缩泵中，液氮泵高速运转不停地作功，从而实现制冷的功能。液氮泵是制冷设备的心脏，是对液氮进行处理的机械装置，而液氮泵里使用的轴承又是液氮泵的心脏。因为液氮的温度极低，根据热传导原理，液氮的温度通过传导到液氮泵的温度至少在－100℃以下。液氮泵工作时是通过电机带动压缩机工作的，压缩机内部使用的轴承为高速轴承，转速在6000RPM以上，液氮的温度传递到高速轴承上的温度至少在-80℃以下。轴承在高速运转时必需有一定的滑润条件，通常轴承的润滑济都是用油或油脂润滑，由于是低温条件，没有一种油脂和滑润油在此条件下能有正常滑润的功能，因此，一般的轴承不适应用于高速冷冻机设备。 

发明内容

本实用新型针对上述问题，提供一种用于高速冷冻设备的低温深冷球轴承，该轴承能承载高速，在低温下可以自润滑，负荷能力强，使用寿命长。 

按照本实用新型的技术方案：一种低温深冷球轴承，包括外圈、内圈、滚动体及保持架，所述外圈及所述内圈的材料为不锈钢，所述外圈的滚道以及所述内圈的滚道均经超精加工后进行二硫化钨表面处理；所述滚动体为陶瓷球；所述保持架的材料为PEEK。 

所述外圈及所述内圈的材料选用9Cr18不锈钢。 

所述外圈滚道的一侧设置有挡边，其另一侧开有装球锁口。 

所述内圈滚道的两侧设置有尺寸相等的挡边、。 

所述保持架的每个球孔包括球兜孔、锁球孔及锁球口，所述球兜孔与所述锁球孔为同轴的圆柱孔，所述球兜孔与所述滚动体之间设置有间隙，所述锁球孔的直径小于所述球兜孔的直径以及所述滚动体的直径，所述锁球口为所述球兜孔与所述锁球孔之间的过渡圆锥面。 

所述锁球孔圆锥面的顶角为90°。 

本实用新型的技术效果在于：本实用新型中外圈及内圈采用不锈钢材料，滚动体采用陶瓷球，保持架用PEEK材料，使轴承能适应深冷条件的形体变化及防锈要求，内外圈滚道在超精加工后进行二硫化钨表面处理，使轴承具备自润滑功能，可以提高轴承在低温条件下的使用寿命；在轴承外圈上开有装球锁口，内圈为开式结构，是一种角接触球轴承的设计，可增加滚动体的数量，从而实现负荷能力强、使用寿命长的效果。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。 

图2为本实用新型中的外圈的结构示意图。 

图3为本实用新型中的内圈的结构示意图。 

图4为本实用新型中的保持架的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。 

图1~图4中，包括外圈1、内圈2、滚动体3、保持架4、装球锁口5、挡边6、滚道7、档边8、档边9、滚道10、球兜孔11、锁球孔12、锁球口13等。 

如图1所示，本实用新型是一种用于高速冷冻设备，特别是用于其中的液氮泵的低温深冷球轴承，包括外圈1、内圈2、滚动体3及保持架4。 

外圈1及内圈2的材料为不锈钢，最好选用9Cr18不锈钢，采用不锈钢材料可以防止轴承在低温深冷环境下生锈。外圈1的滚道7以及内圈2的滚道10均经超精加工后进行二硫化钨表面处理，使轴承具有自润滑的效果，可以提高轴承在低温条件下的使用寿命。 

滚动体3为陶瓷球；保持架4的材料为PEEK（Polyether Ether Ketone，聚醚醚酮树脂）。这种设计可使轴承更能适应深冷条件的形体变化。 

如图2所示，外圈1滚道7的一侧设置有挡边6，其另一侧开有装球锁口5。 

如图3所示，内圈2为开式结构，在其滚道10的两侧设置有尺寸相等的挡边8、9，与开式轴承的内圈相同，这样有利于轴承的磨加工。 

本实用新型在轴承外圈1上开有装球锁口5，内圈2为开式结构，是一种角接触球轴承的设计。由于采用角接触轴承结构的设计，增加了滚动体3的数量，从而实现负荷能力强，使用寿命长的效果。 

如图4所示，保持架4为实体结构，保持架4上的球孔按球数作圆周均布。保持架4的每个球孔包括球兜孔11、锁球孔12及锁球口13，球兜孔11与锁球孔12为同轴的圆柱孔，球兜孔11与滚动体3之间设置有间隙，锁球孔12的直径小于球兜孔11的直径以及滚动体3的直径，锁球口13为球兜孔11与锁球孔12之间的过渡圆锥面。锁球孔12圆锥面的顶角最好为90°。轴承工作时，滚动体3始终是与球兜孔11的锁球孔12处接触，锁球口13与滚动体3的间隙是球兜孔11柱面与滚动体3间隙的两倍，这样的设计可以实现滚动体3的自引导功能。