滾動軸承及其安裝方法
2023-06-28 22:44:16 2
滾動軸承及其安裝方法
【專利摘要】一種滾動軸承包括內圈14，外圈16和多排滾子元件18，20，所述圈上設置滾道，每個滾子元件排設置於滾道之間，滾子元件排的數量Nrows大於等於2。內圈和外圈14，16中的至少一個包括多個部分圈30，32，34，部分圈軸向相互支撐安裝，部分圈的數量Nrings定義為Nrings≥Nrows+1。
【專利說明】滾動軸承及其安裝方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及滾動軸承領域，尤其涉及包括內圈，外圈和至少兩排滾子元件的滾動軸承，所述滾子元件例如滾柱，其布置於所述內外圈之間。
[0002]更具體地說，本發明涉及大直徑滾動軸承領域，尤其是用於風輪機或隧道鑽機，如隧道掘進機或挖掘機的大直徑滾動軸承。
【背景技術】
[0003]這種滾動軸承通常包括兩個圈，內圈，外圈，和至少兩列置於所述圈的滾道之間以同時承受軸向和徑向作用力的角接觸滾柱。這種軸承也可承受升高的傾覆力矩。
[0004]為使滾子列徑向安裝於所述圈之間，通常設置安裝開口，其徑向穿過一個圈的厚度，並開口到布置於所述圈上的滾道裡。密封塞安裝於所述開口的內側並局部形成用於滾子的滾道。
[0005]在滾動軸承的承載區存在此種密封塞會引起降低容許的軸向和徑向力的問題。此外，所述解決方案的不足之處在於將滾子列裝入並固定密封塞，需要大量的操作。此外，在所述環的熱處理過程中，該安裝開口導致該環的進一步空間變形，特別是對於大直徑軸承。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是克服這些缺點。
[0007]更具體地，本發明的目的在於提供一種生產安裝簡便、允許承受升高的軸向和/或徑向力的滾動軸承。
[0008]在一個實施例中，滾動軸承包括一個內圈，一個外圈和多排設置於滾道之間的滾動元件排，所述滾道置於所述圈上，滾動元件的排的數量Nrats大於等於2。內外圈中至少一個包括軸向相互支撐安裝的多個部分圈。部分圈的數量Nrtlgs定義為N_gs ^ Nr0WS+lo
[0009]一種有利的方式是，所述圈的每個部分圈包括至少一個徑向安裝面，軸向支撐其他部分圈之一的相應的徑向安裝面。一種優選的方式，每排的滾動元件在相應的部分圈的徑向安裝面兩側上軸向延伸。
[0010]所述圈的至少一個部分圈可包括用於兩個相鄰滾動元件排的滾道。在所述條件下，一種有利的方式，所述部分圈可以比所述圈的其他部分環具有更高的機械強度。
[0011 ] 在一個實施例中，每排滾動元件與內外圈的相應滾道直接接觸。
[0012]一種有利的方式，至少所述環的滾道在圓周方向上連續。
[0013]一種優選的方式，軸承包括用於組裝所述圈的部分圈的裝置，可以是，例如，所述安裝裝置包括至少一個在所述圈厚度內軸向延伸的固定螺釘。
[0014]在一個實施例中，滾動元件是適合同時承受徑向和軸向應力的角接觸滾子。所述圈的至少兩個部分圈可各自包括一個導向面，其形成每個滾子端面的支撐。
[0015]在一個實施例中，內外圈中的每一個包括軸向相互支撐安裝的多個部分圈，每個圈的部分圈的數量定義為Nrings ^ Nrows+!0
[0016]本發明還涉及一種安裝如先前所述的滾動軸承的方法，其中第一排滾動元件安裝於所述圈的第一部分圈和另一個圈之間，所述圈的第二部分圈在第一排滾動元件側上倚靠第一部分圈軸向支撐安裝，第二排滾動元件安裝於第二部分環和與第一排滾動元件軸向相反的另一個圈之間，然後，所述圈的第三部分圈在第二排滾動元件側上倚靠第二部分圈軸向支撐安裝。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]閱讀實施例的詳細說明將更好的理解本發明，附圖做出說明但不作為限制，其中:
[0018]圖1是根據本發明的第一實施例的滾動軸承的軸向半剖視圖，並且
[0019]圖2是根據本發明的第二實施例的滾動軸承的軸向半剖視圖。
【具體實施方式】
[0020]在圖1中，大直徑滾動軸承10可用於特別是風輪機或隧道鑽機。滾動軸承10，具有軸12，包括內圈14，外圈16，和置於所述圈之間的兩排角接觸滾子18，20。內圈14和外圈16同軸，並沿軸承的旋轉軸線12軸向延伸。內圈14是整體圈。術語「整體圈」指的是一種圈，其形狀是通過機械加工，從管材、棒材、鍛造和/或軋制坯移除(車削，矯正)切屑得到。如將在下面更詳細地說明，外圈16經過特別設計，以方便將滾子18，20安裝於所述圈之間徑向限定的環形空間中。
[0021]軸承的滾子18，20本身是相同的，並且每一個滾子包括一個外滾動面18a，20a和兩個相對的端面18b，18c，20b，20c，它們對應於所述滾子的旋轉軸線18d，20d軸向限定了所述外滾動面。在示出的實施例中，滾動面18a, 20a是圓柱形的。作為一種替換,該滾動表面可具有球形或對數曲線形輪廓。在示出的實施例中，滾子的旋轉軸線18d，20d之間形成的夾角等於90°。每條旋轉軸線18d，20d與軸承的軸線12之間形成的夾角約等於45°。作為一種替換，所述角度可以在20° (含)到70° (含)之間。
[0022]內圈14為單個工件或單個部件，並包括孔14a，旨在將其安裝於機器的框架或結構上(未示出)，並通過兩個相對的徑向橫截面14b，14c軸向限定。內圈14還包括分段的外表面14d，其上形成第一和第二環形內滾子軌道或滾道22，24。滾道22，24本身是關於通過滾子排18，20之間的徑向橫截面對稱的。滾道22，24在圓周方向上連續。每條滾道22，24呈截頭圓錐體形，並從圓柱形外表面14d向內部傾斜地延伸。在直線區域，每個滾道22，24具有與每個滾子18，20的滾柱表面18a，20a線性接觸的直線內輪廓。
[0023]內圈14還包括環形的導向面26，28，其對應於旋轉軸線18d，20d，形成在所述外表面14d上，並能夠軸向承載滾子外表面18b，20b。導向面26，28本身是關於通過滾子排18，20之間的徑向橫截面對稱的。每個導向面26，28是直線型的，並且垂直於關聯的滾道22，24設置，通過凹溝連接到所述滾道的小直徑邊緣。每個導向面26，28從所述溝傾斜地向外延伸，並連接到內圈的外表面14d。導向面26，28相對於滾子的旋轉軸線18d，20d徑向延伸。每個導向面26，28和關聯的滾道22，24限制出一個沿徑向朝向外部的V型凹槽。
[0024]外圈16由三個彼此軸向支撐安裝的部分圈30，32，34組裝形成。外圈16軸向方向上分為三個部分圈30，32，34。部分圈30形成中間圈，兩個部分圈32，34形成端圈，它們從兩側軸向支撐所述中間圈。部分圈30至34是整體圈。
[0025]各部分圈30，32，34包括圓柱形的外表面30a，32a，34a，各外表面分別被兩個相對的徑向橫截面30b和30c，32b和32c，34b和34c軸向限定。部分圈30軸向支撐安裝於與部分圈34相反的一側上的部分圈32。端圈30的徑向面30c直接軸向地支撐中間環32的徑向面32b。另一個端環34的徑向面34b直接支撐所述中間環的徑向面32c。徑向面30b，34c形成外圈16的端面,其相對於相應的內圈14的徑向面14b, 14c軸向偏置。作為一種替換，內外圈的徑向面30b和14b, 34c和14c可以是共面的。部分圈的外表面30a至34a形成外圈16的圓柱形外表面。
[0026]外圈16包括一個由部分圈30至34的孔形成的分段的孔。環形外滾道36，38形成於外圈16的孔中。滾道36，38形成於中間部分圈32的孔中。滾道36，38是關於通過滾子排18，20之間的徑向橫截面對稱的。每個滾道36，38從中間部分圈32的孔中向外部傾斜地延伸，並通過凹溝連接到對應的徑向安裝面32b，32c的小直徑邊緣。每個滾道36，38為截頭的圓錐體形，並且，在直線區域具有與滾子的滾動表面18a，20a線性接觸的直線型內輪廓。內圈的滾道22，24與外圈的滾道36，38是分別平行且相對的，並且關於滾子的旋轉軸線18d，20d對稱。
[0027]外圈16還包括導向面40，42，其相對於旋轉軸線18d，20d，形成於外圈16的孔中，並能夠軸向移動與滾子的端面18c，20c接觸。導向面40，42分別形成在端圈30，34相應的孔中。導向面40，42關於通過滾子排18，20之間的徑向橫截面對稱。每個導向面40，42是直線型的，並且垂直於相關的滾道36，38設置。每個導向面40，42從端部部分圈30，34的孔傾斜地向外延伸，並且通過凹溝連接到所述滾道的小直徑邊緣。每個導向面40，42相對於滾子的旋轉軸線18d，20d徑向延伸。每個導向面40，42和相應的滾道36，38限定出一個沿徑向朝向內部的V型凹槽。外導向面40，42和內導向面26，28是分別平行且相對的。
[0028]內圈的導向面26和滾道22與外圈的導向面40和滾道36確定了將滾子排18設置於其中的第一環形空間。每個滾子18與滾道22，36直接接觸安裝，並通過導向面26，40橫向保持位置。每個導向面26，40構成滾子的端面18b，18c的支撐表面。滾子18在外圈的部分圈30，32的徑向安裝面30c，32b兩側上軸向延伸。每個徑向面30c，32b軸向位於滾子排18的高度上或位置上。
[0029]類似的，內圈的導向面28和滾道24與外圈的導向面42和滾道38限定了將滾子排20置於其中的第二環形空間。滾子20與滾道24，38直接接觸安裝，並通過導向面28，42橫向保持位置。滾子20在外圈的部分圈32，34的徑向安裝面32c，34b兩側上軸向延伸。
[0030]軸承10還包括至少一個用於組裝外圈的部分圈30至34的固定螺釘44。螺釘44在每個所述部分圈的厚度內徑向延伸。為了這個目的，每個部分圈30至34包括用於安裝螺釘44的軸向通孔30d至34d。孔34d在部分圈34內具有用於在其內軸向安裝螺釘帽的分段外形。孔30c包括用於旋緊螺釘44的螺紋端的螺紋。
[0031]外圈16由至少三個不同的部分或部分圈30，32，34組成，這種設計是特別有利的，這是因為在內圈或者外圈的厚度上不再需要提供用於安裝滾子18，20的徑向孔。因此，夕卜圈的滾道36，38和內圈的滾道22，24在圓周方向上連續。軸承10承受升高的軸向力和徑向力。
[0032]實施軸承10的裝配過程如下。第一步，將第一排滾子18安裝到內圈14和外圈的部分圈30之間。滾子排18倚靠滾道22安裝，並通過導向面26，40橫向保持。隨後，在第二步中，移動外圈的部分圈32，從而軸向抵靠部分圈30的徑向安裝面30c和滾子的滾動表面18a。部分圈32的滾道36因此與滾子排18接觸。在第三步中，第二滾子排20安裝於部分圈32和內圈14與第一滾子排18軸向相對的一側上。滾子排20安裝於滾道24和38之間。在第四步中，部分圈34倚靠部分圈32的徑向安裝面32c安裝。最後,在第五步中，部分圈32至34通過安裝螺釘44組裝。
[0033]在示出的實施例中，僅中間圈32允許在外圈和兩滾子排18，20之間傳輸軸向和徑向力。外滾道36，38設置於外圈16的一個單獨的部分環上，即中間環32上。由此，能夠想到的是，部分圈32採用比外圈的其他部分圈30，34機械強度更高的材料和/或對所述部分圈32的滾道36，38的提供特別的表面處理。因此，外圈的其他部分圈30，34可以低成本獲得，降低了軸承的總成本。另外，如果部分圈32的滾道36，38毀壞需要更換，僅僅更換包括所述滾道的部分圈32即可。
[0034]在示出的第一實施例中，軸承10包括兩排滾子18，20，軸承接觸為O型。在圖2示出的第二實施例中，相同元件給出相同標記，軸承10的接觸為X型。這裡外圈16由一個部件實現並且內圈14包括三個部分圈50，52，54，三者之間以類似於實施例一的方式軸向相互支撐安裝。在所述的實施例中，因滾子排18，20的接觸是O型的，內圈14和外圈16上的導向面和滾道的軸向布置與前述的實施例相反。在一體形成的外圈16上，導向面40，42軸向位於滾道36，38之間。內圈的滾道22，24形成於中間圈52上，而導向面26，28相應地形成於端部分圈50, 54上。
[0035]在示出的兩個實施例中，僅內圈和外圈中的一個軸向細分為幾個部分圈。作為一個變形，可以提供一種軸承，每個內圈和外圈均包括多個裝配在一起的區域或部分圈，每個圈的部分圈的數量嚴格的超過滾子排的數量，滾子排的數量自身至少等於2。對於軸承的每個圈，部分圈的數量Nrtlgs因此定義為N_s ^ NMWS+1，其中Nrats是軸承滾子排的數量並且
Nfows ^ 2。
[0036]在示出的實施例中，滾動軸承包括位於圈之間的兩排滾動元件。作為一種變形，多個部分組成的圈可以同時保持較大數量的滾子排，部分圈的數量嚴格超過滾子排的數量。此外，在示出的實施例中，滾動元件為角接觸滾柱以同時承受徑向和軸向力。作為一種變形，也可不脫離本發明的框架，使用其他類型的滾動元件以承受這種混合應力，如滾珠。在這種情況下，滾動軸承是一種角接觸滾珠軸承。作為一種變形，也可提供一種軸承，單純承受軸向或徑向負載。
【權利要求】
1.一種滾動軸承，包括內圈(14)，外圈(16)和多排滾動元件(18，20)，所述圈上設置滾道，每排滾動元件設置在滾道之間，滾動元件的排的數量Nmws大於等於2，其特徵在於，內圈和外圈(14，16)中的至少一個包括多個部分圈(30，32，34)，部分圈軸向相互支撐安裝，部分圈的數量Nrings定義為Nrings≥Nrows+10
2.根據權利要求1的滾動軸承，其中所述圈的每個部分圈(30，32，34)包括至少一個徑向安裝面(30c，32b，32c, 34b)，其軸向支撐其他部分圈之一的相應的徑向安裝面。
3.根據權利要求2的滾動軸承，其中每排滾動元件在相應的部分圈的徑向安裝面(30c，32b，32c，34b)兩側上軸向延伸。
4.根據前述權利要求任意之一的滾動軸承，其中至少一個所述圈的部分圈(32)包括用於兩相鄰滾子元件排的兩個滾道(36，38)。
5.根據權利要求4所述的滾動軸承，其中所述部分圈具有比所述圈的其他部分圈更高的機械強度。
6.根據前述權利要求任意之一的滾動軸承，其中至少所述圈的滾道在圓周方向上連續。
7.根據前述權利要求任意之一的滾動軸承，其中每排的滾子元件(18，20)與內圈和外圈相應的滾道直接接觸。
8.根據前述權利要求任意之一的滾動軸承，包括組裝所述圈的部分圈的裝置。
9.根據權利要求8的滾動軸承，其中所述組裝裝置包括至少一個在所述圈厚度內軸向延伸的固定螺釘(44)。
10.根據前述權利要求任意之一的滾動軸承，其中滾動元件為適合同時承受徑向和軸向力的角接觸滾子。
11.根據權利要求10的滾動軸承，其中所述圈的至少兩個部分圈(30，34)的每一個包括導向面(40，42)，所述導向面形成每個滾子的端面的支撐。
12.根據前述權利要求任意之一的滾動軸承，其中內圈和外圈(14，16)各自包括多個軸向相互支撐安裝 的部分圈，內圈和外圈各自的部分圈的數量定義為N_gs ^ Nr0WS+lo
13.一種安裝根據前述權利要求任意之一的滾動軸承的方法，其中第一排滾子元件安裝於所述圈的第一部分圈和另一個圈之間，所述圈的第二部分圈在第一排滾子元件側軸向支撐所述第一部分圈安裝，第二排滾子元件安裝於第二部分圈和與第一排滾子元件軸向相反的另一個環之間，然後所述圈的第三部分圈在第二排滾子元件側軸向支撐第二部分圈安裝。
【文檔編號】F16C43/04GK104074865SQ201410233831
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月25日 優先權日:2013年3月25日
【發明者】J-B·馬格尼, C·布隆, P·奧維澤 申請人:Skf公司