一般来说，本发明涉及轴承和包括组件及轴承座在内的轴承装置，具体地说是涉及轴承圈元件或组件是剖分式的，更具体地说，发明涉及有互补配合面的轴承，例如具有为了将一个轴承元件相对于另一个轴承元件进行定位用的阴、阳配合面。本发明特别涉及了一种可替換或取代普通的滚珠或滚柱轴承的新型轴承。

虽然本发明是通过参照具有内部定位互补凸缘和凹槽结构进行介绍的，但应指出，本发明是不受其限制的，而且范围可以更广，它可包括其它结构的轴承和互补配合面以及除轴承以外的其它方面的应用。

普通的各种不同形式的滚珠或滚柱轴承，通常包括牢固地固定在旋转轴上的一个内圈元件，以便随轴相应地旋转;包括一个固定在一个靜止元件上的外圈;还包括由位于内、外圈元件之间的保持架或凸缘或类似元件固定在适当位置上的滚珠或滚柱。滚珠或滚柱维持内、外圈元件彼此相对旋转，通常，由于滚珠或滚柱周围的保持架具有波浪形状，所以滚珠轴承或滚柱轴承的侧面是有坑窝或凹陷的。

与各种形式的普通滚珠或滚柱轴承相关连的一个问题是，当轴承损坏时或在使用寿命的末期，它们不能在现场或工地被修复，而必须換上一个全新的轴承。在许多情况下，内圈固定地连接到轴上，拆卸轴承需要花费相当大的力气，也需要设备和经费。相反，本发明提供了一种允许在现场或工地完全拆卸的轴承结构，然后可更換一个或几个已磨损的另件。并且可以重新装配轴承，因而避免了即费钱又费时替換整个轴承操作。

另一个与普通的滚珠或滚柱轴承相关连的问题是所有零件都是由 金属制成的。在这些元件之间，例如在轴承圈和滚珠或滚柱之间，滚珠或滚柱和保持架之间是金属对金属的接触，金属对金属接触使轴承零件擦伤，产生无光泽的斑点、锈斑等等，因而减少了轴承使用寿命。相反，本发明提供的轴承或轴承组件中有一个零件是用塑料制造的，以达到不产生金属对金属接触的效果。在其它一些实施例中，轴承可以使用夹心式结构，其中金属和塑料制的元件相互交替布置，以便不致产生金属对金属的接触。

以前通用的有塑料零件的滚珠或滚柱轴承的另一个问题是在外面安装定位装置，例如为准确地把轴承固定在轴上并保持轴承件就位，必须设置一对彼隔开一定距离的对置的安装环。通常设置两个外安装环，一个设置在轴承的任意侧面处，用于使轴承外圈相对于按照需要事先选好轴上位置的轴承内圈定位。在使用轴承时，各零件互相摩擦滑动产生热量，因而使热量积聚在轴承中。由于轴承渐渐变热，所以零件在径向和轴向上向外膨胀。因为在外安装环和轴承之间只有很小的间隙，所以当轴承靠着滚子旋转时，增加了轴承的热量，使轴承迅速膨胀顶住外安装环，最终导致轴承卡死。在已有技术中，轴承包括塑料元件，在某些情况下产生的热量会使塑料熔化，于是轴承被损坏。相反，本发明提供了一种安装在内部的、与轴承形成一整体的定位置，由于热量积蓄而使轴承膨胀时，因为定位装置也随之膨胀，所以不会卡死。内部安装的定位装置即可以与轴承表面分开，也可构成轴承表面的一部分。

普通的轴承，特别是装有塑料零件的轴承，且塑料零件固定在轴承的相对移动部分上的那些轴承所遇到的另一个问题是，它们要求训练有素的人来安装替換轴承和定位装置。在现场更換轴承和轴承零件 时，调正外安装环的间隙要由技术人员来判定。间隙过小会使轴承发热，从而降低了使用寿命，间隙过大会使轴承摆动，导致过早磨损。因此，技术人员需将定位安装环调整在相当有限的公差范围内。相反，本发明定位装置是在工厂以精密的公差加工出来的。因为不需要外定位安装环，所以不需要技术人员进行任何判断，因而在现场装換轴承时就不存在人为造成的误差因素。

普通的滚珠和滚柱轴承存在的再一个问题是化学、物理和生物污染可能出现在轴承或轴承组件内，这是因为普通的轴承在不同程度上呈敞开形式，在外侧表面有间隙、凹坑等。尘粒、水、细菌等的污染会导致轴承表面生锈或腐蚀、这又会降低轴承的使用寿命。因为本发明的轴承表面没有暴露在环境中，不受环境的影响，且外侧基本上是平滑的，因而最大限度地减少了本发明轴承受污染的可能性。

与普通的金属轴承装置有关的又一个问题是轴承座的问题。例如铸铁轴承座、金属轴承座在长期使用时在间隙中产生锈蚀、腐蚀、生物污染等。食品工业，如在肉类加工工厂、牛奶、医药工业中产生这种污染是不合乎要求的。因为它可能污染食品、导致过早的腐蚀、造成浪费。

因此，本发明的一个目的是提供全部或部分由聚合物塑料制作的耐蚀轴承、轴承座和零件，特别是提供塑料止推轴承、轴台、装有凸缘的轴承座、圆柱平面轴承等。

本发明涉及驱动轴和从动轴用的工业轴承，具体涉及至少部分元件由人造合成聚合物制作的轴承或在金属轴承表面上衬托塑料聚合物材料的轴承来替換全部金属轴承和轴承座。

根据发明的总目的，本发明可归属于用金属和人造合成材料制造 工业用的轴承元件和组件，它可与普通的金属轴承和轴承座互換。本发明的轴承取消了在轴承圈之间以任何形式定位的滚珠或滚柱。

本发明的一种典型形式涉及一种由填充玻璃热塑料、聚酯树脂模压或加工成型的轴承座。本发明的另一种典型形式涉及一种轴瓦，该轴瓦可随意安放在由相同或不同人造合成热塑料树脂材料模压或加工的轴承座内。此外，本发明还涉及一种全部零件、如轴承座、轴瓦和空心轴都由塑料制作的轴承装置。

根据本发明的另一个目的，本发明也归属于将用人造合成聚合物材料制作的靜止轴瓦装在上述轴承座中，该轴瓦连接或装在一个由典型耐蚀金属、如不锈钢制成的可旋转的空心轴上，本发明的这种形式的空心轴可相当于普通滚珠或滚柱轴承的内圈，本发明的轴承的轴瓦可相当于普通轴承的外圈。

本发明提供一种用于轴或类似件的轴承，它包括一个用于与轴固定连接以便随轴一起转动的第一轴承元件，一个至少包括适于面对面装配的两个圆环的第二轴承元件，所述的第二轴承元件在使用时基本保持靜止状态，为便于使两个轴承元件相对定位和相对转动，所述的第一和第二轴承元件具有互补的衔接部分。

特别应当指出的是，本发明的轴瓦和空心轴元件代替了滚动轴承的轴承圈，不需要滚珠、滚柱、保持架等，节省了制造它们的费用，并能用塑料轴承座代替铸铁轴承座。

本发明一般也涉及到替換或取代滚动轴承或类似产品，特别涉及有金属和合成聚合物材料相结合元件的轴承组件，该轴承组件适于取代或互換滚柱或滚针轴承的普通钢型导轨凸轮随动件。

本发明轴承改进型是一种凸轮随动件，它包括一个组合的轴瓦，该 轴瓦装在一个空心轴上，空心轴与轴瓦组成一个没有滚珠或滚柱的轴承运行表面。该组合的轴瓦通过一适当紧固件保持在空心轴的中央凸缘上。

本发明的构思也扩展到双滚珠型轴承、随意自动定位式球轴承，其中球轴承和轴承圈由一组合的轴瓦/空心轴来替換，组合的轴瓦靠在空心轴的凸缘上。

相应的，本发明也归属于对双滚珠型自动定位式轴承的替換，用包括一组合的轴瓦/空心轴替換，装配在轴承座中之前，轴瓦安装在一个有凸缘的空心轴上，轴瓦用一个圆环在里边被固定。

典型的最佳的情况是组合的轴瓦是用合成聚合物模制的、或由无加强材料的局部结晶状态的热塑性聚合物制造的，例如由聚乙烯苯二酸制造。

本发明的零件材料可以是塑料、陶瓷、玻璃、纯碳、碳纤维、石墨浸渍材料、凯伏拉（Kevlar）等或它们的组合材料。

典型的第一轴承元件是一轴承内圈或空心轴、它固定连接到旋转件上，例如连接到旋转的轴上，以便随轴旋转。

典型的第二轴承元件是一外轴承圈或轴瓦，它被靜止地安装在一内轴承圈上。

外轴承圈或轴瓦是一对径向剖分式的圆环。每个圆环上设有围绕环圆周配置的凹口、凸肩、挖坑或槽，圆环面对面安装时，各个凹口或类似形状元件互相邻接，以便构成一凹槽或类似形状，内轴承圈上的互补的阳模件在此槽中旋转。

本发明轴承结构的另一种形式在装配状态中，可以包括一个填充玻璃、热塑性材料聚酯树脂的固定外轴承座;一个自动定位式不转动 的外轴承元件;一个硬合成物聚合材料制成的可调的固定轴承座或外轴承元件内的中间元件和一个转动的内轴承元件。

轴承座上的孔有一带缺口的表面，表面是凹形曲面，自动定位式轴承件的外表面为圆环形的凸形曲面，它轴承座的内凹曲形表面配合，两个曲面是由不同的合成聚合物材料制成。

轴瓦是两个相配合的球缺，每一个球缺呈带有凸面的杯形，它有外圆周表面和内阶梯表面，当轴瓦装在轴承座上时，每一个球缺的外表面与轴承座上凹曲形内圆周面形成一圆周、凸形的自动定位的表面。

在轴瓦和空心轴成对地装入轴承座之前，内阶梯表面成对地装在内轴承元件的圆周凸缘上，例如装在不锈钢空心轴上的凸缘上。

本发明还包括制造轴承装置的方法，它包括将两个相同的、有内阶梯配合面的球缺成对地装在空心轴上，球缺由合成聚合物材料制作。空心轴上的圆周凸缘适于配入由成对球缺构成的内环形槽中。成对的球缺构成一外圆周凸面，该凸面与轴承座上的内凹圆周表面相配合，轴承座可与球缺有相同或不同的合成或聚合物材料。

本发明轴承的内轴承元件可以是互补配合衔接的阳模或阴模部分，因此，外轴承元件可以是对应的阴模或阳模部分。阳模部分是一个凸缘，它可以是正方形、矩形、弯曲形、楔形或类似形的截面形状，或者是任一适宜的所希望的或简便的截面形状，或者是组合的截面形状，如直边和曲线端部相结合的凹槽或沟槽。因为在使用中，阳模凸缘在阴模凹槽内旋转，将内轴承圈相对于外轴承圈定位并提供一个支承面，所以阴模凹槽或环槽与阳模凸缘之间以微小的公差互配。

凸缘宽度相对于轴承的宽度可以任意延伸，可以从几乎和轴承宽度相等到呈很薄的唇形都可以。内轴承圈可以是金属或塑料制造的， 外轴承圈也可以用金属或塑料材料制造。内、外轴承圈都可以全是塑料材料。

可以设置一、二、三、四个或更多个凸缘和相应数量的凹口或环槽。特别在多个凸缘的情况下，它们可以具有相同的厚度和轮廓，也可有不同的厚度和轮廓。更可取的是凸缘是一对或成双的，每个凸缘彼此间留有间隔。

可以设置二、三、四个或更多个拼合式圆环，在使用中每一圆环都彼此面对面的配置。

在一些实施例中，圆环可以轴向剖分、也可径向剖分、或轴向径向剖分，例如象在轴瓦中那样，因此，圆环可以是整圆环或半圆环。

凸缘可以是连续的或是不连续的带有切口的，它们与凹口或沟槽相配合。另外，可在凸缘上装设热扩散装置，如散热片、凹螺纹等。本发明的散热形式之一是螺旋的或螺纹的槽，或凸缘侧表面上的螺脊。螺旋或螺纹槽或螺脊的深度比凸缘的高度小很多。本发明轴承可以是刚性轮承或是自动定位轴承，或者可以是径向载荷轴承或止推轴承或轴向载荷轴承。

本发明的轴瓦或外轴承圈可以设置整体固定圆环装置，以便将圆环直接固定在基底或轴承座或有轴承机器的其它部件上，因此在一些应用中不需要设置单独的轴承座，这样圆环不必是圆环形，而可采用任一种形状。

下面参照附图描述本发明的一些实施例。

图1是本发明轴承中一种形式的组件分解透视图;

图2是沿图1中2-2线的局部剖视图;

图3是图1和图2中装配在一起的轴承局部剖视和局部侧视图;

图4是本发明轴承座中一种形式的透视图，其中嵌入了本发明的自动定位式轴承;

图5是图4展示的轴承座的正视图，实线表示轴承在使用时的正常位置，点划线表示为从轴承中取出轴承而转90度后的位置;

图6是沿图5中6-6线的剖视图;

图6a是取出轴承组件后的轴承座的一种形式的透视图;

图7是本发明轴承组件的第二实施例的透视图，同时展示了用点划线表示的、为取出轴承而转90度以后的轴承位置;

图8是沿图7中8-8线的剖视图;

图9是本发明另一实施例的剖视图;

图10是本发明的再一个实施例的剖视图。

参照附图，图1表示的是本发明轴承2的一种简单形式，这种形式包括一空心轴或内轴承圈4和一个轴瓦或靜止的外轴承圈6。轴瓦或外轴承圈6是一对组合的球缺或剖分式圆环，即两个相同的球缺或圆环10、11，它们由合成的聚合物热塑性树脂材料制成，例如，威斯柯（Vesco）塑料公司生产的、市场上销售的牌号为VESCONITE塑料等。

然而应注意，任一种适宜的、所希望的或适合的材料都可以用来制造圆环10、11。每个圆环10、11上分别有一凸形弯曲的外表面12、13，并分别有内阶梯面14、15，两个圆环适于面对面地配合在一起而形成一对外轴承圈6，可转动的空心轴4在外轴承圈6内旋转。空心轴4相当于惯用轴承内可转动的内轴承圈，最好用不锈钢制做，并带有位圆周面中央的圆周凸缘17，应注意，空心轴4可由任一种塑料或金属制做。圆周凸缘17适于安放在外轴承圈表面 内部，即安放在由内阶梯面14、15配合构成的圆环槽18中。当两圆环在空心轴上对合时，阶梯面14、15位于两环的内侧表面，如图3所示。

虽然图中所示的凸缘为方形或近似方形截面，但应注意，凸缘可采用任何一种简单的、合适的或所希望的形状，如正方形、长方形、曲面形、似唇形或这些形状的组合，如带圆端的直边形。当然，由阶梯面配合在一起构成的槽18具有与凸缘外形互补的外形轮廓。凸缘的最佳形式为圆周面上有轻微的圆形边缘。另外，任何数目的凸缘都可沿空心轴4的壁规则或不规则地相隔开设置，当然，相对应的若干个凹槽应由对开的环槽形成。尽管附图中表示了两个对开式环槽，但应想到，可以设置若干个面对面的对开式环槽。

参照图4至6，所示的轴承与图1至3中装配在轴承座20内的轴承近似。图示实施例中的轴承座是一止推轴承形式的，但是，轴承座可采取任一种形式，如轴台、凸缘等等，或者像在另一个实施例中那样，轴瓦6上可以装设整体固定装置，该装置起到轴承座的作用。

由两个剖分圆环构成的轴瓦6有外凸曲面，因为每圆环10、11的外表面是凸曲面，位于两圆环对合处的外径最大，围绕轴瓦6侧面处的外径最小，组装后的轴瓦的凸形外表面应设计成能嵌合和保持在轴承座20上的互补形状的凹形圆周内表面31中。轴承座20也是由合成聚合物材料模制或加工制造的，如热塑料、聚酯树脂，更可取的是填充玻璃或玻璃纤维、如通用电气公司制造的VALO×420牌号树脂。然后将驱动或从动轴（图中未表示）穿过组装的轴承安放。

在高速使用时，为了润滑轴承表面，可任意安装滑脂嘴。

参照图4至6a，其中轴承装置还包括一轴承座20、一内圈或 空心轴4和轴瓦6。轴瓦6备有外凸曲面12、13和两个对称的剖分式的圆环10、11。每个圆环的外表面都加工成凸曲面。有内缺口和内凹曲面31的轴承座20的孔具有连续的周边形成的完整的前壁面23和部分的即由缺口断开的后壁面24，其周边终止于沿轴承座假想水平中线上下等距离延伸的垂直弧上，以形成比轴承座孔径其余部分更宽的通道即缺口。通道即缺口沿轴向延伸至轴承座两侧的中间，以形成二个相同的缺口25、26，缺口沿半径从顶到底部呈锥形，在轴承座背面形成开口，因此轴瓦和空心轴组件可作为整体绕着如图5、图6所示的点划线水平轴旋转90度从轴承座上拆卸下来，即通过缺口将轴瓦和空心轴组件直线式移出轴承座。或者相反，在处于水平位置时，通过敞开的后壁上的缺口，把轴瓦和空心轴组直线式移入轴承座中，然后再将组件旋转90度即可。

在本发明的轴承座和轴瓦空心轴的另一个结构中（图中未表示），可以将轴瓦外圆周表面用平面来代替凸曲面，轴承座的内圆周表面也可相应地用平面来代替凹曲面，轴瓦和空心轴可利用装在每侧上的圆形安装环固定在轴承座内。

下面参照图7、图8来描述本发明双圈轴承的另一个实施例。

双圈轴承装置30包括组合的轴瓦34和带凸缘的不锈钢空心轴32，该空心轴用类似于把轴瓦和空心轴安装在图4至图6a上所示的塑料轴承座内所使用的方法装入不锈钢的有连续外表面的外环36中。本发明或其改型的有连续表面的环的内圆周表面31沿某一角度范围断开，并沿同一方向加工成锥形的凹面曲面。轴瓦和空心轴组件通过在水平方向移动直到它们进外环内一直处于水平位置，当它们在外环内以类似上文所述的方法相对轴承座20翻转时，该组件会转入 工作位置，这样，该组件就被装配在外环中。

下面将更详细地说明这种结构。外环（轴承座）36是由“316”不锈钢制做的、有相同的平面侧壁41、42和一个中间具有浅圆周槽44的平滑外表面43、该槽44围绕外环整个外表面延伸。该外环36有一个凹形内圆周表面45，这个表面被沿直径相对设置的通道槽46、47断开，通道槽46、47沿径向部分伸入外环的凹形内圆周表面，该通道槽46、47用于接收轴瓦。这两个通道槽由外环的一个侧壁上切掉的部分形成，参照通道槽46、该通道槽具有一个在V形斜面上形成的轴向向内的边界壁，以便装配组合成轴瓦的球缺35、37的凸形外表面，轴瓦最好用合成聚合物材料制做，如范赤那不拉斯材料（FECHNAPLAS）。球缺35、37安装在不锈钢空心轴32上，与空心轴32上的中央外凸缘17相接，在轴瓦/空心轴组件在凹形壁面的外环内围绕其对称轴线转90度与其对中之前，能防止轴瓦/空心轴组件在与外环成直角位置时空心轴32过多地插入轴瓦。参照外环上的通道槽46，该通道槽是由切掉外环的内侧面47而形成的，该通道槽有弯曲的径向侧壁49、50和一平台48，径向侧壁49、50沿轴向部分地延伸至外环上，其前棱边51基本是直的。

参照图8，空心轴的孔52可以是如图所示的锥形或直线形即圆柱形或在轴向方向上具有相同内径的形状。

图9表示又一个实施例，其中空心轴60具有一环形槽62，轴瓦64有一随槽62旋转的凸缘66。在该实施例中，轴瓦64沿轴向而不是沿径向剖开，采用了轴承盖或类似的结构。轴承座或外环68可围绕轴瓦64设置。

下面参照图10，对本发明的另一个实施例-凸轮随动件进行描述。图10所示的凸轮随动件轴承组件80包括一组合的轴瓦，该轴瓦由两个相同的配合零件圆环81、82组成，并用相同的模压或硬化合成聚合物材料，如碳纤维，或石墨浸渍、玻璃纤维或切碎纤维加强的聚酯树脂制成。圆环81、82装在用不锈钢制成的有圆周凸缘86的空心轴83上，并使其内阶梯面84、85与凸缘86相接。一个带有构成轨道凸轮随动件的有外轨道运行表面88的不锈钢外环87包围着轴瓦。该轨道凸轮随动件设有一个与每个圆环81、82的外凸面互补的凹形表面89。轴瓦和空心轴组成的轴承组件装入外环工作内表面后，再与连接件固定在一起。在该实施例中，连接件是一实心的带头螺栓90，其螺栓杆上可装有不同的可供选择的诸如压配合锁紧件一类的适宜紧固装置，例如垫圈91或螺母，或在带头螺栓的实心杆上钻螺孔，以便用一个或多个无头螺丝120、阿兰（Allan）螺钉等（图中未表示），将带头螺栓夹持在轴承中，螺栓118的端部可以是光滑的或者是带螺纹的。

本发明轴承的优点是，比普通的金属轴承的运转灵活，在采用大量轴承的情况下，例如在室内的输送系统中，输送系统的每个滚子至少装有两个轴承，此时采用本发明的轴承噪声会显著降低。因为在有限的空间内使用大量的各种金属轴承时会遇到影响健康和安全等问题，所以在封闭环境里希望尽量降低噪声。

另一个优点在于该轴承元件的阴阳配合装置，该装置由于将两个轴承元件相对定位，并在不加大轴承元件外形尺寸的情况下增大了支承表面。

本轴承耐腐蚀、抗锈蚀和污染等，这是由于外表面比较平滑、锁紧装置以及支承表面布置在轴承内部未暴露在外界环境中的缘故。