CN114810816A - 保持架用带引导凸缘的滚动轴承 - Google Patents

Abstract

轴承包括第一圈(10)、第二圈(12)、配置在设置在圈上的轴向滚道(34、36)之间的至少一列径向滚动元件(22)和配置在设置在圈上的径向滚道(26、28)之间的至少一列轴向滚动元件(18)。第二圈包括突出鼻部(40)，突出鼻部接合到第一圈的环形槽(38)中并且设置有第二圈的轴向滚道(34)和径向滚道(26)。轴承还包括用于保持成列的所述轴向滚动元件(18)的至少一个保持架(42)、用于在径向方向上引导和保持所述保持架的至少一个凸缘(44)以及用于将所述凸缘固定到第一圈的多个固定螺丝(50)。所述凸缘在轴向上抵接第一圈的平坦表面(10d₁)。固定螺丝在轴向上延伸穿过第一圈的所述平坦表面。

Description

保持架用带引导凸缘的滚动轴承

技术领域

本发明涉及滚动轴承领域。

本发明尤其涉及具有绕着在轴向方向上延伸的旋转轴线同心地配置的内圈和外圈的大直径滚动轴承的领域。

背景技术

这种大直径滚动轴承可以被用于例如隧道掘进机、采矿采掘机(miningextraction machine)或风力涡轮机中。

大直径滚动轴承包括两个同心的内圈和外圈以及配置在圈之间的至少两列轴向滚子和径向滚子。成列的轴向滚子和成列的径向滚子配置在鼻部与槽之间，鼻部设置在称为“鼻部圈(nose ring)”的内圈或外圈上，槽形成在另一个圈上。滚动轴承还包括用于保持成列的轴向滚子的至少一个保持架。例如，可以参考EP-B1-2 851 575。

在特定设计中，用于引导保持架的凸缘固定到界定槽的外圈或内圈。如果内圈界定槽，则凸缘在径向上安装成抵着该内圈的外圆柱形表面接触。作为另一种选择，如果外圈界定槽，则凸缘在径向上安装成抵着该外圈的圆柱形孔接触。

多个固定螺丝被用于将凸缘固定在内圈或外圈上。螺丝在周向方向上间隔开。每个螺丝在径向上延伸穿过凸缘并且接合在螺纹孔内，螺纹孔形成在内圈的外圆柱形表面上，或者作为另一种选择，螺纹孔形成在外圈的圆柱形孔上。

在这两种情况下，当滚动经受振动时，在操作期间，固定螺丝中的一些固定螺丝可能在凸缘与内圈或外圈之间的圆柱形接口处断裂。螺丝的断裂部分可能落入相关机器的齿轮系统中，从而造成严重损坏。

发明内容

本发明的一个目的在于克服此缺点。

本发明涉及一种滚动轴承，滚动轴承包括第一圈、第二圈、配置在设置在所述圈上的轴向滚道之间的至少一列径向滚动元件以及配置在设置在所述圈上的径向滚道之间的至少一列轴向滚动元件。

术语“轴向滚动元件”被理解为意指适于适应(accommodate)轴向载荷的滚动元件。术语“径向滚动元件”被理解为意指适于适应径向载荷的滚动元件。

第二圈包括接合到第一圈的环形槽中的突出鼻部。鼻部设置有所述第二圈的轴向滚道和径向滚道。

滚动轴承还包括用于保持成列的所述轴向滚动元件的至少一个保持架。滚动轴承还包括用于在径向方向上引导和保持所述保持架的至少一个凸缘。

滚动轴承还包括用于将所述凸缘固定到第一圈的多个固定螺丝。

根据第一总体特征，所述凸缘在轴向上抵接(abuts against)第一圈的平坦表面。

根据第二总体特征，固定螺丝在轴向上延伸穿过第一圈的所述平坦表面。

利用这种设计，由于引导凸缘与第一圈之间的平坦接触表面，螺丝断裂的风险大大降低。在引导凸缘与第一圈之间没有间隙。

槽可以设置有第一圈的轴向滚道和径向滚道。

优选的是，第一圈的所述平坦表面在径向上延伸。作为另一种选择，第一圈的所述平坦表面可以具有其他形状。例如，第一圈的所述平坦表面可以倾斜地延伸。

在第一实施方式中，第一圈设置有相对的前表面，相对的前表面在轴向上界定第一圈的轴向厚度，第一圈的其上在轴向上抵接所述凸缘的所述平坦表面形成在这些前表面中的一个前表面上。

第一圈的所述前面可以具有台阶形状，并且可以设置有第一表面和相对于所述第一表面在轴向上向外偏移(offset)的第二表面，第一圈的其上在轴向上抵接所述凸缘的平坦表面由所述第一表面形成。有利的是，固定螺丝可以相对于所述第二表面保持在轴向上向内偏移或者与所述第二表面齐平。

作为另一种选择，第一圈的所述前表面可以在一个单个径向平面中延伸。

在第二实施方式中，第一圈的其上在轴向上抵接所述凸缘的所述平坦表面形成在第一圈的槽上。

在一个实施方式中，第一圈至少包括在轴向方向上一者相对于另一者堆叠的支撑圈和保持圈，所述凸缘固定到支撑圈。在这种情况下，第一圈的径向滚道可以设置在支撑圈上。

在一个实施方式中，固定螺丝在轴向上延伸穿过所述凸缘并且接合在螺纹孔内，螺纹孔从第一圈的平坦表面在轴向上延伸。

作为另一种选择，固定螺丝可以在轴向上延伸穿过第一圈，并且可以接合在所述凸缘的螺纹孔内。

在一个实施方式中，所述凸缘可以相对于第一圈在径向上突出。作为另一种选择，所述凸缘可以与第一圈的圆柱形表面齐平。

在一个实施方式中，滚动轴承包括在轴向上布置在第二圈的鼻部的两侧的至少两列轴向滚动元件。

在一个实施方式中，第一圈是外圈，并且第二圈是内圈。作为另一种选择，第一圈可以是内圈，第二圈可以是外圈。

附图说明

通过研究通过非限制性示例给出并由附图示出的具体实施方式的详细描述，将更好地理解本发明及其优点，在附图中：

-图1是根据本发明的第一示例的滚动轴承的局部截面，

-图2是图1的滚动轴承的局部截面，其中，框架定位在滚动轴承的外圈上，

-图3是根据本发明的第二示例的滚动轴承的局部截面，其中，框架定位在滚动轴承的外圈上，以及

-图4是根据本发明的第三示例的滚动轴承的局部截面，其中，框架定位在滚动轴承的外圈上。

具体实施方式

如图1所示的滚动轴承是包括第一圈10和第二圈12的大直径滚动轴承。在所示出的示例中，第一圈10是外圈，而第二圈12是内圈。在该示例中，内圈12是旋转圈，并且外圈10是非旋转圈。滚动轴承可以例如用在隧道掘进机、风力涡轮机或使用大直径滚动轴承的任何其他应用中。

外圈10和内圈12是同心的并且沿着在轴向方向上延伸的轴承旋转轴线(未示出)在轴向上延伸。在所示出的示例中，圈10、圈12是实心类型(solid type)的。

外圈10形成为分离式圈，并且包括在轴向方向上相对于彼此堆叠的第一支撑圈14和第二保持圈16。外圈的支撑圈14和保持圈16中的每一个设置有多个对准的通孔(未标记)，从而通过装配螺栓接合。

在所示出的示例中，滚动轴承包括三列轴向滚子18、19、20和成列的径向滚子22，三列轴向滚子18、19、20配置在外圈10与内圈12之间以形成轴向推力，成列的径向滚子22配置在所述圈之间以形成径向推力。

在所示出的示例中，滚动轴承还包括止推圈(/推力圈)(thrust ring)24，止推圈24在轴向上安装在成列的轴向滚子20与外圈10之间。这种止推圈24可以被称为“弹性圈”。止推圈24在轴向上介于成列的轴向滚子20与外圈的保持圈16之间。滚动轴承还包括用于将止推圈24在轴向上推抵轴向滚子20的多个弹簧系统(未示出)。弹簧系统42安装在外圈的保持圈16上。作为另一种选择，滚动轴承可以没有这种止推圈24和弹簧系统。

一列的滚子18、19、20、22彼此相同。每个滚子18、19、20、22包括圆柱形外滚动表面。每个滚子22的旋转轴线平行于轴承的轴线并且垂直于滚子18、19、20中的每一个的轴线。在所示出的示例中，成列的滚子18叠置在成列的滚子19上。作为另一种选择，两列滚子18、19可以由一列滚子代替。

滚子18、19在轴向上配置在形成在内圈12上的环形径向滚道26与形成在外圈10上的环形径向滚道28之间。径向滚道28形成在外圈的支撑圈14上。滚道26、28在轴向方向上彼此面对。

滚子20在轴向上配置在形成在内圈12的环形径向滚道30与形成在止推圈24上的环形径向滚道32之间。滚道30、滚道32在轴向上面对彼此。成列的滚子18、19和成列的滚子20在轴向方向上彼此间隔开。

滚子22在径向上配置在形成在内圈12上的环形轴向滚道34与形成在外圈10上的环形轴向滚道36之间。径向滚道36形成在外圈的支撑圈14上。滚道34、36在径向方向上彼此面对。成列的滚子22相对于成列的滚子18、19、20在径向上向外偏移。成列的滚子22在轴向上位于成列的滚子18、19、20之间。

外圈10包括在径向方向上向内朝向内圈12开口的环形槽38。外圈10包括内台阶圆柱形表面或孔10a，槽38由内台阶圆柱形表面或孔10a形成。

外圈10还包括在径向上与孔10a相对的外圆柱形表面10b。外圈10还包括两个相对的径向前表面(radial frontal face)10c、10d，径向前表面10c、10d在轴向上界定所述圈的孔10a和外表面10b。前表面10c、10d界定外圈10的轴向厚度。如稍后将描述的，外圈的前表面10d具有台阶形状。前表面10c形成在保持圈16上并且前表面10d形成在支撑圈14上。

内圈12包括接合到外圈的环形槽38中的环形突出鼻部(nose)40。鼻部40在径向上向外延伸。鼻部40在径向上从内圈的外圆柱形表面12a突出。

内圈12还包括在径向上与外圆柱形表面12a相对的内圆柱形孔12b。在所示出的示例中，内圈的孔12a设置有齿轮齿(未标记)。内圈12还包括两个相对的径向前表面12c、12d，径向前表面12c、12d在轴向上界定外圆柱形表面12a和孔12b。

成列的滚子18、19、20在轴向上配置在内圈的鼻部40与外圈的槽38之间。成列的滚子18、19布置在鼻部40的一侧，并且成列的滚子20布置在另一侧。

径向滚道26位于鼻部40上。鼻部的第一径向侧面40a界定径向滚道26。鼻部的第二相对径向侧面40b界定径向滚道30。鼻部的相对的第一侧面40a和第二侧面40b在轴向上界定所述鼻部。径向滚道28位于外圈的槽38上。径向滚道32位于止推圈24上。

成列的滚子22在径向上配置在内圈的鼻部40与外圈的槽38之间。轴向滚道34、36分别位于鼻部40和槽38上。鼻部40的外圆柱形表面界定轴向滚道34。槽38的轴向底部界定轴向滚道36。轴向滚道36在径向上面对鼻部40的其上形成轴向滚道34的外圆柱形表面。鼻部40的所述外圆柱形表面与外圆柱形表面12b在径向上偏移。结果，轴向滚道34也与外圆柱形表面12b在径向上偏移。鼻部40的外圆柱形表面在所述鼻部的相对的径向侧面40a、40b之间在轴向上延伸。

在所示出的示例中，内圈12被制成一个部件。作为另一种选择，内圈12可以在轴向方向上被分成固定在一起的至少两个单独的部件。在另一种变型中，鼻部40可以与内圈的主要部分分开制造。

如前所述，外圈10在轴向方向上被分成两个单独的部件，即支撑圈14和保持圈16。支撑圈14和保持圈16一起界定槽38。

滚动轴承还包括用于保持轴向滚子18、19在周向方向上间隔开的保持架42。如稍后将描述的，滚动轴承还包括用于在径向方向上引导和保持保持架42的环形凸缘44。

保持架42在轴向滚子18、19之间保持规则的周向间隔。保持架42容纳在这样的环形空间内：在轴向上限定在内圈12与外圈之间并且在径向上限定在外圈与凸缘44之间。每个轴向滚子18、19由保持架42保持。

保持架42界定多个腔格，每个腔格被构造为接纳一个轴向滚子18和一个轴向滚子19。如前所述，在所示出的示例中，滚动轴承包括两列叠置的滚子18、19。作为另一种选择，滚动轴承可以仅包括配置在滚道26与滚道28之间的一列滚子。在这种情况下，保持架的每个腔格仅接纳一个轴向滚子。

保持架42可以在周向方向上分段并且由多个连续的保持架分段形成。保持架42可以例如由金属(诸如钢、黄铜)或由塑料材料制成。

类似地，滚动轴承还包括用于分别保持滚子20、22在周向方向上间隔开的保持架46、48。

如前所述，凸缘44设置为不仅用于引导保持架42，而且还用于在径向方向上保持保持架。凸缘44固定到外圈10。凸缘44固定到外圈的支撑圈14。凸缘44垂直于内圈的滚道26和外圈的滚道28延伸。

在所示出的示例中，凸缘44相对于保持架42在径向上向内偏移。在保持架42与凸缘44之间设置有微小的径向间隙(未标记)。保持架42绕着凸缘44安装。保持架42可相对于凸缘44自由地旋转运动。

凸缘44在轴向上抵接外圈的前表面10d。如前所述，在所示出的示例中，前表面10d具有台阶形状。前表面10d设置有平坦的径向第一表面10d₁和平坦的径向第二表面10d₂，凸缘44在轴向上抵接第一表面10d₁，平坦的径向第二表面10d₂相对于第一表面在轴向上向外偏移。轴向壁在前表面10d的第一表面10d₁与第二表面10d₂之间延伸。作为另一种选择，可以使外圈设置有在滚动轴承的一个单个径向平面中延伸的整个平坦前表面10d。

滚动轴承包括用于将凸缘44固定到外圈10的多个固定螺丝50。螺丝50在周向方向上间隔开，优选规则地间隔开。螺丝50在轴向上延伸穿过外圈的前表面10d的平坦的第一表面10d₁。在所示出的示例中，螺丝50在轴向上延伸穿过凸缘44。

每个螺丝50接合在外圈10的螺纹孔52内。每个螺纹孔52从外圈的前表面10d的平坦的第一表面10d₁在轴向上延伸。每个螺丝50在形成于凸缘44中的通孔54内在轴向上延伸。因此，凸缘44包括在周向方向上间隔开的多个通孔54。凸缘的每个通孔54在轴向上延伸。

在所示出的示例中，凸缘44设置有环形轴环56，环形轴环56在径向上向外突出并抵接外圈的前表面10d的平坦的第一表面10d₁。凸缘的通孔54设置在轴环56上。凸缘的轴环56是平坦的。每个螺丝50的头部在轴向上抵接轴环56。在所示出的示例中，每个螺丝50容纳在凸缘44的轴环56内。作为另一种选择，螺丝50可以相对于轴环56在轴向上略微突出。

凸缘44包括外圆柱形表面44a，外圆柱形表面44a形成其上可以支承保持架42的引导表面。凸缘44还包括与外圆柱形表面44a在径向上相对的内圆柱形孔44b。凸缘44还包括两个相对的径向前表面44c、44d，径向前表面44c、44d在轴向上界定外表面44a和孔44b。前表面44c、44d界定外凸缘44的轴向厚度。轴环56在径向上从圆柱形表面44a向外突出。轴环56在径向上延伸前表面44d。

凸缘的前表面44c保持与内圈12在轴向上间隔开。在所示出的示例中，凸缘的前表面44d与外圈的前表面10d的第二表面10d₂齐平。

凸缘44在径向上安装到外圈的孔10a中。外圆柱形表面44a在径向上与外圈的孔10a接触。凸缘44相对于孔在径向上向内突出。

凸缘44具有环形形状。凸缘44形成套筒。凸缘44可以制成一个部件。作为另一种选择，凸缘44可以在周向方向上分段。凸缘44可以例如由金属(诸如钢、黄铜)或由塑料材料制成。

当滚动轴承安装到相关机器中时，框架60定位在外圈10上，即如图2所示的外圈的前表面10d的第二表面10d₂上。在该示例中，框架60通过框架的外环形轴向部分60a在径向上居中到外圈10上。

框架60在轴向上面对每个螺丝50。更确切地说，框架60在轴向上面对每个螺丝50的头部。如果施加到滚动轴承的振动使这些螺丝分离或断裂，则框架60能够保持和阻挡一个或多个螺丝50。

图3所示的示例(其中相同的部件被赋予相同的附图标记)与第一示例的主要不同之处在于凸缘44抵接内圈的槽38。在该第二示例中，凸缘44的轴向长度减小。

在所示出的示例中，槽38具有台阶形状。槽38设置有平坦的径向第一表面38a和平坦的径向第二表面38b，凸缘44在轴向上抵接平坦的径向第一表面38a，平坦的径向第二表面38b相对于第一表面在轴向上向内偏移。凸缘的前表面44d在轴向上抵接槽的径向表面38a。轴向壁在槽的第一表面38a与第二表面38b之间延伸。径向滚道28形成在槽的第二表面38b上。作为另一种选择，可以提供界定径向滚道28的单个径向平坦表面，并且凸缘在轴向上抵接该单个径向平坦表面。在该示例中，凸缘44与外圈的孔10a齐平。

在该第二示例中，螺丝50在轴向上延伸穿过外圈10，即穿过支撑圈14。因此，螺丝50在轴向上延伸穿过槽的径向表面38a。每个螺丝50接合在凸缘44的螺纹孔62内。每个螺纹孔62从凸缘的前表面44d在轴向上延伸。每个螺丝50在形成于外圈10中的通孔(未标记)内在轴向上延伸。因此，外圈10包括在周向方向上间隔开的多个通孔。外圈10的每个通孔在轴向上延伸。每个通孔54在前表面10d的第一表面10d₁上和槽的第一表面38a上开口。

每个螺丝50的头部在轴向上抵接外圈的前表面10d。每个螺丝50的头部在轴向上抵接前表面10d的平坦的第一表面10d₁。

如图3所示，在该示例中，当滚动轴承安装到相关机器中时，框架60通过所述框架的内环形轴向部分60b在外圈10上居中。轴向部分60b在轴向上面对每个螺丝50。更确切地说，框架的轴向部分60b在轴向上面对每个螺丝50的头部。如果施加到滚动轴承的振动使这些螺丝分离或断裂(break)，则框架的轴向部分60b能够保持和阻挡一个或多个螺丝50。

图4所示的示例(其中相同的部件被赋予相同的附图标记)与先前示例的主要不同之处在于外圈的整个前表面10d是平坦的并且在滚动轴承的一个单个径向平面中延伸。

另外，如前所述，在这些示例中，滚动轴承的第一圈是固定外圈10，而第二圈是旋转内圈12。

作为另一种选择，可以提供相反的配置，其中第一圈形成固定内圈并且第二圈形成旋转外圈。

在这种情况下，外圈设置有在径向上向内延伸的突出鼻部40。槽38形成在内圈上并且在径向上向外开口。鼻部40接合到槽38中。在这样的实施方式中，引导凸缘44固定到内圈。凸缘相对于保持架42在径向上向外偏移。凸缘绕着保持架42安装。凸缘的孔形成其上可以支承保持架42的引导表面。如先前针对所示出的示例所描述的，凸缘固定到内圈。

在所描述的示例中，滚动轴承设置有四列滚动元件。作为另一种选择，滚动轴承可以仅包括两列滚动元件，或者三列滚动元件，或者五列或更多列滚动元件。在所示出的示例中，滚动元件是滚子。滚动轴承可以包括其他类型的滚动元件，例如球。

Claims (10)

1.一种滚动轴承，包括第一圈(10)、第二圈(12)、配置在设置在所述圈上的轴向滚道(34、36)之间的至少一列径向滚动元件(22)以及配置在设置在所述圈上的径向滚道(26、28)之间的至少一列轴向滚动元件(18)，所述第二圈(12)包括突出鼻部(40)，所述突出鼻部(40)接合到所述第一圈的环形槽(38)中并且设置有所述第二圈的轴向滚道(34)和径向滚道(26)，所述滚动轴承还包括用于保持成列的所述轴向滚动元件(18)的至少一个保持架(42)、用于在径向方向上引导和保持所述保持架的至少一个凸缘(44)以及用于将所述凸缘(44)固定到第所述一圈(10)的多个固定螺丝(50)，其特征在于，所述凸缘(44)在轴向上抵接所述第一圈的平坦表面(10d₁；38a)，所述固定螺丝(50)在轴向上延伸穿过所述第一圈的所述平坦表面(10d₁；38a)。

2.根据权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于，所述第一圈的所述平坦表面(10d₁；38a)在径向上延伸。

3.根据权利要求1或2所述的滚动轴承，其特征在于，所述第一圈(10)设置有相对的前表面(10c、10d)，相对的前表面(10c、10d)在轴向上界定所述第一圈的轴向厚度，所述第一圈的其上在轴向上抵接所述凸缘(44)的所述平坦表面(10d₁；38a)形成在这些前表面中的一个前表面(10d)上。

4.根据权利要求3所述的滚动轴承，其特征在于，所述第一圈的所述前表面(10d)具有台阶形状并且设置有第一表面(10d₁)和相对于所述第一表面在轴向上向外偏移的第二表面(10d₂)，所述第一圈的其上在轴向上抵接所述凸缘(44)的平坦表面由所述第一表面形成，所述固定螺丝(50)相对于所述第二表面(10d₂)保持在轴向上向内偏移或者与所述第二表面齐平。

5.根据权利要求1或2所述的滚动轴承，其特征在于，所述第一圈的其上在轴向上抵接所述凸缘(44)的所述平坦表面(38a)形成在所述第一圈的槽(38)上。

6.根据前述权利要求中任一项所述的滚动轴承，其特征在于，所述第一圈(10)至少包括在轴向方向上一者相对于另一者堆叠的支撑圈(14)和保持圈(16)，所述凸缘(44)固定到所述支撑圈(14)。

7.根据权利要求6所述的滚动轴承，其特征在于，所述第一圈的径向滚道(28)设置在所述支撑圈(14)上。

8.根据前述权利要求中任一项所述的滚动轴承，其特征在于，所述固定螺丝(50)在轴向上延伸穿过所述凸缘(44)并且接合在从所述第一圈的平坦表面(10d₁)在轴向上延伸的螺纹孔(52)内。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的滚动轴承，其特征在于，所述固定螺丝(50)在轴向上延伸穿过所述第一圈(10)并且接合在所述凸缘(44)的螺纹孔(62)内。

10.根据前述权利要求中任一项所述的滚动轴承，其特征在于，所述凸缘(44)相对于所述第一圈(10)在径向上突出，或者与所述第一圈(10)的圆柱形表面齐平。

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