CN101779049B - 滚柱轴承 - Google Patents

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Abstract

内圈形成有油孔，所述油孔延伸通过内圈的内圈滚道表面和内周面之间的部分，并且构造成随着圆柱滚柱的滚动将已经供应到内圈滚道表面和外圈滚道表面之间的区域的油脂推出到内周面。内圈的内周面形成有多个V型倾斜槽，所述多个V型倾斜槽构造成在内圈的轴向方向上将已经通过油孔推出到内圈的内周面的油脂引导到内周面的相对端部。

Description

滚柱轴承
技术领域
本发明涉及一种滚柱轴承，该滚柱轴承例如用于在滚压设备和连铸设备中支撑辊。
背景技术
滚压设备中使用了大量辊，包括工作辊、支撑辊等。在连铸设备中也使用了大量辊。这些辊由设置在其相对端的滚柱轴承可旋转地支撑。该滚柱轴承包括：内圈，其配合在形成于辊端部处的轴颈部分上；外圈，其固定在装配侧的外壳(轴承箱)上并由其支撑；以及多个滚动元件，其插在内圈和外圈之间。
在上述设备中，因为使用了大量辊，所以为了支撑这些辊而提供的滚柱轴承的数目也相应地较大。因此，例如，当对上述设备进行维护操作时，需要大量劳动来拆卸大量滚柱轴承。因而，为了提高维护工作能力，轴颈部分与滚柱轴承的内圈间隙配合，使得滚柱轴承能容易地与辊分离。
在滚柱轴承的内圈和辊的轴颈部分相互间隙配合的情形下，轴颈部分和内圈相对于彼此旋转的所谓蠕动容易发生。此外，没有假定辊的轴颈部分的外周面和内圈的内周面相对于彼此滑动移动，且因此不能保证足够的润滑环境。因而，遇到的问题是，辊的轴颈部分和内圈的内周面受到较多磨损。
因此，已经提出了这样一种滚柱轴承，在该滚柱轴承中，在内圈的内周面上形成了用于在辊的轴颈部分(辊颈部轴)的外周面和内圈的内周面之间供应油脂的螺旋槽(参见日本实用新型公布案No.62-147722U)。
图5示出了其中形成有这样的螺旋槽的滚柱轴承。
如图5所示，为多排锥形滚柱轴承21的该常规滚柱轴承包括：一对内圈22，其具有内周面，辊颈部轴B插入到内周面；两对外圈23，其在内圈22的径向方向上设置在内圈22的外侧；间隔件23a，其插在设置于滚柱轴承21的轴向方向的中央部分的两个相邻外圈23之间；多个锥形滚柱24，其可旋转地布置在每个内圈22和每个外圈23之间；供油孔25，其形成为通过间隔件23a；环形凹进部分26，其在滚柱轴承21的轴向方向的中央部分形成在一对内圈22和辊颈部轴B之间；油槽27，其使凹进部分26与供油孔25相通；以及螺旋槽28，其分别形成在内圈22的内周面中，并从凹进部分26分别朝滚柱轴承21的沿轴向方向的相对端部延伸多圈。
在上述滚柱轴承中，油脂被从供油孔25的外部供应到供油孔25，而且，供应到供油孔25中的油脂通过油槽27和凹进部分26供应到螺旋槽28。结果，辊颈部轴B和该对内圈22之间的接触面被油脂润滑。
发明内容
本发明要解决的问题
在上述常规的滚柱轴承中，沿内圈22的内周面形成的螺旋槽28的长度是较长，因此为了将供应到凹进部分26的油脂从螺旋槽28的一端(与该凹进部分26相通)供应到其另一端，需要用于在高压下供应油脂的装置(高压油脂供应装置)。
而且，大量辊中的每一个都需要高压油脂供应装置，因此遇到了这样的问题，即设备变得复杂且设备的成本增加。
鉴于这些情况提出了本发明，且本发明的目的是提供一种滚柱轴承，在该滚柱轴承中，能以简单且廉价结构将油脂供应到内圈的内周面和旋转轴之间。
如何解决该问题
为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种滚柱轴承，包括：
内圈，其具有设置有内圈滚道表面的外周面和适合于与旋转轴间隙配合的内周面；
外圈，其在内圈的径向方向上的外侧处与内圈同轴设置，所述外圈具有设置有外圈滚道表面的内周面；以及
多个滚柱，其可滚动地设置在内圈滚道表面和外圈滚道表面之间，其中：
滚柱轴承构造成使得油脂被供应到内圈滚道表面和外圈滚道表面之间的区域；
内圈形成有油孔，所述油孔延伸通过内圈的内圈滚道表面和内周面之间的部分，并且构造成随着滚柱的滚动将已经供应到内圈滚道表面和外圈滚道表面之间的区域的油脂输送到内圈的内周面；并且
内圈的内周面形成有多个润滑槽，所述多个润滑槽构造成将已经通过油孔馈送到内圈的内周面的油脂引导到内周面的沿内圈的轴向方向的两个相对端部。
在上述结构的滚柱轴承中，当滚柱在内圈滚道表面上滚动时，供应到内圈滚道表面和外圈滚道表面之间的区域的油脂被滚柱挤压。油脂通过油孔被推到内圈内周面，并被输送到内圈的内周面和旋转轴之间的区域。供应到内圈的内周面和旋转轴之间的区域的油脂被输送到形成于内圈的内周面中的润滑槽，并且在内圈的轴向方向上被朝内周面的相对端引导。
因而，本发明的滚柱轴承具有这样一种结构，即通过由滚动的滚柱挤压油脂，该油脂能被供应到内圈的内周面和旋转轴之间的区域。因此，在此之前所需要的高压油脂供应装置变得不必要。
结果是，能用简单且廉价的结构来适当地维持内圈的内周面和旋转轴之间的润滑条件。
在上述滚柱轴承中，优选的是：润滑槽为倾斜槽，每一个倾斜槽都具有在内圈的轴向方向上朝内周面的相对端延伸同时相对于内圈的内周面的母线从起始部分倾斜的两个部分，该起始部分位于与内圈的轴向方向上的形成油孔的位置相对应的位置处；并且倾斜槽在内圈的内周面的周向方向上按预定的间隔设置，同时指向相同的方向。
内圈以如下方式安装在旋转轴上，该方式使得倾斜槽相对于旋转轴的旋转方向在向前方向上延伸，也就是，两个部分的远端(分别设置在内圈的内周面的两个相对端部)相对于起始部分指向旋转轴的旋转方向。以此构造，随着由于蠕动引起的旋转轴和内圈的相对旋转，供应到内圈和旋转轴之间的区域的油脂能有效地从起始部分流向倾斜槽的远端。因而，油脂能在内圈的轴向方向上有效地被供应到整个内圈的内周，使得能更合适地维持内圈内周面和旋转轴之间的润滑条件。相应地，能更有效地限制由于蠕动而引起旋转轴的外周面和内圈的内周面被磨损。
在上述滚柱轴承中，优选的是：油孔形成于内圈的轴向方向上的中央部分处；并且倾斜槽从内圈的沿轴向方向的中央部分作为起始部分朝内圈的沿轴向方向的两个相对端部对称地延伸。
在此情形，通过油孔馈送到倾斜槽的油脂能几乎均匀地从内周的沿内圈的轴向方向的中央部分朝内圈的沿轴向方向的两个相对端部输送。相应地，油脂能在轴向方向上均匀地供应到整个内圈的内周。因此，能更有效地限制由于蠕动而引起旋转轴的外周面和内圈的内周面被磨损。
总之，本发明提供了一种滚柱轴承，包括：
内圈，其包括设置有内圈滚道表面的外周面和适合于与旋转轴间隙配合的内周面；
外圈，其在所述内圈的径向方向上的外侧处与所述内圈同轴设置，所述外圈包括设置有外圈滚道表面的内周面；以及
多个滚柱，所述多个滚柱可滚动地设置在所述内圈滚道表面和所述外圈滚道表面之间，
其中所述滚柱轴承构造成将油脂供应到所述内圈滚道表面和所述外圈滚道表面之间的区域，
其中所述内圈形成有油孔，所述油孔延伸通过所述内圈的所述内圈滚道表面和所述内周面之间的部分，并且构造成随着所述滚柱的滚动将已经供应到所述内圈滚道表面和所述外圈滚道表面之间的区域的油脂馈送到所述内圈的所述内周面，
其中所述内圈的所述内周面形成有多个润滑槽，所述多个润滑槽构造成将已经通过所述油孔馈送到所述内圈的所述内周面的油脂引导到所述内周面的沿所述内圈的轴向方向的两个相对端部，
其中所述润滑槽为倾斜槽，每一个倾斜槽都包括两个部分，所述两个部分朝所述内周面的沿所述内圈的轴向方向的两个相对端部延伸，并且
其中所述两个部分都具有远端和起始部分，所述两个部分的远端相对于起始部分指向所述旋转轴的旋转方向，并且
其中所述滚柱轴承用于在滚压设备中支撑辊。
优选的是，所述润滑槽相对于所述内圈的所述内周面的母线从起始部分倾斜，所述起始部分位于与所述内圈的形成有所述油孔的沿所述轴向方向的位置相对应的位置处，并且其中所述倾斜槽在指向相同方向的同时在所述内圈的所述内周面的周向方向上按预定的间隔布置。
优选的是，所述油孔形成在所述内圈的沿轴向方向的中央部分，并且其中所述倾斜槽从所述内圈的沿轴向方向的中央部分作为所述起始部分朝所述内圈的沿轴向方向的两个相对端部对称地延伸。
本发明的优点
在本发明的滚柱轴承中，能以简单且廉价的结构将油脂供应到内圈的内周面和旋转轴之间的区域，而不需要常规的高压油脂供应装置。
附图说明
图1是示出了根据本发明的一个实施方式的滚柱轴承的主要部分的截面图。
图2是示出了该实施方式的滚柱轴承的内圈和圆柱滚柱的透视图。
图3是示出辊被偏转的状态的示意图。
图4是示出润滑槽的另一实施方式的透视图。
图5是示出常规的多排锥形滚柱轴承的截面图。
具体实施方式
接下来，将参考附图描述本发明的优选实施方式。在以下描述中，给出了本发明应用于连铸设备的辊的滚柱轴承的示例。
图1是根据本发明的一个实施方式的滚柱轴承1的主要部分的截面图。该滚柱轴承1安装在形成于用作旋转轴的辊R的一个端部的轴颈部分S上，以旋转支撑辊R。
滚柱轴承1固定到设置在连铸设备侧面的外壳H以便保持滚柱轴承1，并支撑辊R。该滚柱轴承1包括：内圈2，其具有内周面侧，轴颈S插入到内周面侧；外圈3，其在内圈2的径向方向上同心地设置在内圈2的外侧；多个圆柱滚柱4，其布置在内圈2和外圈3之间；多个油孔5，其形成在内圈2中；多个倾斜槽6，其形成在内圈2的内周面2c中并用作润滑槽；以及调心座圈7，其可滑动地配合在外圈3的外周面上。滚柱轴承1为没有保持架的满装滚柱轴承。在滚柱轴承1的轴向方向上在滚柱轴承1的相对侧分别设置了密封装置，该密封装置固定到外壳H，并以允许辊R旋转的方式设置成与辊R或固定到辊R的环形构件滑动接触。
允许圆柱滚柱4在其上滚动的内圈滚道表面2b形成于内圈2的外周，且用于调节圆柱滚柱4的轴向运动的一对肋2a分别以连续关系形成于滚道表面2b的沿内圈2的轴向方向的两个相对端部。该对肋2a中的一个通过固定到内圈2的本体2d的活动肋2e形成。在该实施方式中，这对肋2a在内圈2的轴向方向上的宽度彼此相等，且内圈滚道表面2b在内圈2的轴向方向上的中心位于滚柱轴承1的轴向方向的中心线X上。
内圈2的内周面2c的内径设定为这样的值，使得能与插入的轴颈部分S的外径建立间隙配合。在内圈2的轴向方向上的相对端面分别与在轴颈部分S上形成的台阶S1和固定到轴颈部分S的固定构件S2相对，使得内圈2带有间隙地插在台阶部分S1和固定构件S2之间。
用于调节圆柱滚柱4的轴向运动的肋3a分别形成在外圈3的内周面的两个相对端部处，而用于允许圆柱滚柱4在其上滚动的外圈滚道表面3b形成在两个肋3a之间。外圈3的外周面3c成形为球面。调心座圈7的内周面7a成形为球面，该球面的半径大致上等于或略微大于外圈3的外周面3c的球面的半径。外圈3的外周面3c与调心座圈7的内周面7a滑动配合。调心座圈7的外周面7b配合在外壳H的内周面中，并且固定到该外壳H。外壳H包括外壳本体H2和盖H4，调心座圈7的外周面7b配合到外壳本体H2。调心座圈7在轴向方向上通过台阶部分H3和外壳本体H2的盖H4固定。而且，在外圈3的径向方向向内略微凹进的环形槽3d形成于外周面3c的在外圈3的轴向方向上的中央部分，并且沿外周面3c的周向方向延伸。沿槽3d以预定的间隔形成并设置了使槽3d的底部和外圈滚道表面3b相通的多个孔3e。
外圈3在其轴向方向的宽度等于内圈2在其轴向方向的宽度，并且分别形成在外圈3的沿轴向方向的两个相对端部处的那对肋3a的宽度彼此相等。外圈滚道表面3b在外圈3的轴向方向上的中心位于滚柱轴承1的轴向方向的中心线X上。
在调心座圈7的径向方向上向内略微凹进的环形槽7d形成于外周面7b的在调心座圈7的轴向方向上的中央部分，并且沿外周面7b的周向方向延伸。沿槽7d以预定间隔形成并设置了使槽7d的底部和内周面7a相通的多个孔7c。例如，油脂被从在外壳H中形成的油脂供应路径H1供应到调心座圈7的槽7d。供应到该槽7d的油脂通过孔7c被输送到外圈3的槽3d。供应到该槽3d的油脂被进一步通过孔3e输送到内圈滚道表面2b和外圈滚道表面3b之间的区域。结果，两个滚道表面2b、3b中的每一个和圆柱滚柱4之间的区域得到润滑。
多个圆柱滚柱4的外周面用作设置成与内圈滚道表面2b和外圈滚道表面3b滚动接触的滚动接触面4a。圆柱滚柱4设置在内圈滚道表面2b和外圈滚道表面3b之间，并且在周向方向上相互略微间隔开(参见图2)。
形成在内圈2中的多个油孔5设置在内圈2的在其轴向方向上的中央部分，即设置在内圈滚道表面2b的在内圈2的轴向方向上的中央部分，并且在该内圈滚道表面2b和内周面2c之间延伸通过内圈2。多个油孔5以恒定间隔沿内圈2的周向方向设置。油孔5的轴线在内圈2的径向方向上延伸。
还如图2所示，形成在内圈2的内周面2c上的每一个倾斜槽6具有位于与内圈的轴向方向的形成油孔5的位置相对应的位置处的起始部分6b，并且朝内周面2c的两个相对端部延伸，同时相对于内周面2c的母线倾斜，从而形成V形外观。在该实施方式中，因为油孔5形成在内圈2的轴向方向的中央部分，所以起始部分6b在内圈2的轴向方向的中央部分位于内周面2c上的圆周线上。因而，倾斜槽6在内圈2的轴向方向上相对于圆周线(滚柱轴承1的轴向方向的中心线X)具有对称形状。
每一个倾斜槽6的远端6a位于内周面2c的相对端附近。倾斜槽6在使这些远端6a指向相同方向的同时沿内周面以恒定间隔布置。
倾斜槽6的数目大于油孔5的数目，使得油孔5与倾斜槽6中的一些的起始部分6b相通。
滚柱轴承1以如下方式安装在辊R上，该方式使得内圈2的倾斜槽6相对于辊R的旋转方向A在向前方向延伸，也就是，倾斜槽6的远端6a相对于起始部分6b指向辊R的旋转方向A。
在上述结构的滚柱轴承1中，通过槽7d、孔7c、槽3d和孔3e从外壳H的油脂供应路径H1供应到外圈滚道表面3b和内圈滚道表面2b之间的区域的油脂随着多个圆柱滚柱4的滚动运动由这些圆柱滚柱4挤压，并且通过油孔5被推出到内圈2的内周面2c。结果，油脂被供应到内圈2的内周面2c和轴颈部分S之间的区域，且所供应的油脂被输送到在内圈2的内周面2c中形成的多个倾斜槽6，并且在内圈2的轴向方向上被朝内周面2c的相对端引导。因此，能更有效地限制由于蠕动而引起内圈2的内周面2c和轴颈部分S的外周面被磨损。
具体地，在上述实施方式中，因为内圈2的内周面2c中的润滑槽由V型倾斜槽6形成，所以供应到轴颈部分S和内圈2的内周面2c之间的区域的油脂能随着由于蠕动引起的轴颈部分S和内圈2的相对旋转而有效地从倾斜槽6的起始部分6b流向远端6a。即，在当轴颈部分S相对于内圈2在前旋转时蠕动出现的时刻，使得导入倾斜槽6中的油脂由于其粘滞阻力而跟随轴颈部分S，并且能流向倾斜槽6的远端6a。因而，油脂能从倾斜槽6的起始部分6b朝远端6a在整个长度上有效地引导。相应地，内圈2的内周面2c能通过该油脂在其大致整个区域上得到有效地润滑。
除此之外，在连铸设备中，辊R的轴线L会被负荷偏转，从而较大负荷作用在内圈2的内周面2c的左端边缘(图3)的上部Y和与该上部异相180度设置的右端边缘的下部Z(轴颈部分S的下面侧)上。但是，在此实施方式中，油脂也能有效地供应到倾斜槽6的远端6a，因此，能保证内圈的内周面2c的左端边缘和右端边缘中的每一个与轴颈部分S之间的良好润滑。因而，能更有效地限制由于蠕动而引起处于滑动接触的内圈2的内周面2c的左端边缘和右端边缘以及轴颈部分S的外周面被磨损。在图3中，为了更好地理解，以夸大的方式示出了内圈2的内周面2c和轴颈部分S的外周面之间的间隙、内圈2的一个端面和轴颈部分S的台阶部分S1之间的间隙以及内圈2的另一端面和固定到轴颈部分S的固定构件S2之间的间隙。
如上所述，在滚柱轴承1中，供应到外圈滚道表面3b和内圈滚道表面2b之间的区域的油脂随着多个圆柱滚柱4的滚动运动通过油孔5被推出到内圈2的内周面2c，且所推出的油脂由形成在该内周面2c中的多个倾斜槽6在内圈2的轴向方向上朝内周面2c的相对端引导。因此，在此之前所需要的高压油脂供应装置变得不必要。以简单的结构和低成本，能有效地限制由于蠕动而引起内圈2的内周面2c和轴颈部分S的外周面被磨损。
本发明不限于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，油孔5形成于内周面2c的在内圈2的轴向方向上的中央部分。然而，油孔5可以被形成为偏离于轴向方向的中央部分，并且倾斜槽6可相应地形成非对称形状。此外，可通过进行各种改变，例如通过代替用作润滑槽的V型倾斜槽6而使用与内圈2的内周面2c的母线平行的直槽或者，如图4所示，从内圈2的内周面2c的一个端部延伸到另一端部同时与母线相交的槽来实施本发明。
而且，尽管上述实施方式已经示出了本发明应用于设置有调心座圈的满装圆柱滚柱轴承的情形，但是本发明还能甚至在其应用于其它滚柱轴承，例如设置有保持架的圆柱滚柱轴承、自调心滚柱轴承和没有调心座圈的圆柱滚柱轴承时实施。
倾斜槽6可以仅形成于内圈2的内周面2c中，而不形成于活动肋2e的内周面中。

Claims (3)

1.一种滚柱轴承，包括：
内圈，其包括设置有内圈滚道表面的外周面和适合于与旋转轴间隙配合的内周面；
外圈，其在所述内圈的径向方向上的外侧处与所述内圈同轴设置，所述外圈包括设置有外圈滚道表面的内周面；以及
多个滚柱，所述多个滚柱可滚动地设置在所述内圈滚道表面和所述外圈滚道表面之间，
其中所述滚柱轴承构造成将油脂供应到所述内圈滚道表面和所述外圈滚道表面之间的区域，
其中所述内圈形成有油孔，所述油孔延伸通过所述内圈的所述内圈滚道表面和所述内周面之间的部分，并且构造成随着所述滚柱的滚动将已经供应到所述内圈滚道表面和所述外圈滚道表面之间的区域的油脂馈送到所述内圈的所述内周面，
其中所述内圈的所述内周面形成有多个润滑槽，所述多个润滑槽构造成将已经通过所述油孔馈送到所述内圈的所述内周面的油脂引导到所述内周面的沿所述内圈的轴向方向的两个相对端部，其中所述润滑槽为倾斜槽，每一个倾斜槽都包括两个部分，所述两个部分朝所述内周面的沿所述内圈的轴向方向的两个相对端部延伸，并且
其中所述两个部分都具有远端和起始部分，所述两个部分的远端相对于起始部分指向所述旋转轴的旋转方向，并且
其中所述滚柱轴承用于在滚压设备中支撑辊。
2.如权利要求1所述的滚柱轴承，其中所述润滑槽相对于所述内圈的所述内周面的母线从起始部分倾斜，所述起始部分位于与所述内圈的形成有所述油孔的沿所述轴向方向的位置相对应的位置处，并且
其中所述倾斜槽在指向相同方向的同时在所述内圈的所述内周面的周向方向上按预定的间隔布置。
3.如权利要求2所述的滚柱轴承，其中所述油孔形成在所述内圈的沿轴向方向的中央部分，并且
其中所述倾斜槽从所述内圈的沿轴向方向的中央部分作为所述起始部分朝所述内圈的沿轴向方向的两个相对端部对称地延伸。
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