CN102449329B - 油膜轴承的连接部件 - Google Patents

Abstract

可以被置于介于滚动轮毂（30）的一部分或轴颈（32）与一相对地在用于承受滚动的轴承座上的外壳轴瓦（34）之间的连接部件（10，110），其特征在于，包括相互匹配和耦合的第一外部部件（11，111）与第二内部部件（12，112），其中第二内部部件（12，112）之内至少设有部分被切去顶端的圆锥形状的底座，用于与滚动轮毂（30）的轴颈（32）相耦合。

Description

油膜轴承的连接部件

技术领域

本发明涉及一个油膜轴承或油涂层轴承的连接部件或轴套，比如用在辊轧机中。

       本发明尤其涉及一个轴承的连接部件或轴套，该轴承被设置于承受滚动中轮毂的两边，以及该轴承与用于支撑的轮毂的圆锥形的轴颈相协作。

背景技术

现有技术中，轴承是在承受滚动上，与轮毂或轴颈的尾部相关联，该尾部具有一圆锥形的表面。

众所周知，该圆锥形的表面是与一连接部件或组件相关联，该连接部件或组件在内部地具有一有所述滚动轮毂的圆锥形的部分的底座相匹配，以及该连接部件或组件在外部地具有一适当的圆柱形的表面与一由低摩擦材料所构成的轴瓦相匹配。

        支撑、轴承座、密封和钳位部件以及被认为是已知的类似物。

        众所周知，现代的趋势为了施加一个更加巨大的轧制压力而装载越来越多的轮毂，以及因此减少为了获得期望的减少而不得不实施的花费。

        此外，还需要所有的部件应该持续时间长，以及用于存放和/或维持的花费尽可少。

        然而这些需求带来规格和体积的矛盾。

        而且，任何关于轴承的几何形状和或结构的改变能引起供应、备用零件的存储、替换或维持的速度以及其他的问题。

        众所周知，当轧钢厂中有更新和/或中断时，关于影响辊压机尾部的圆锥形部分的几何形状的改变，产生一由辊轮和轴承单元的替换而带来不可接受的投资的费用。

        德国专利DE-C-943868揭露了一连接部件，置于一滚动轮毂的轴颈和一对应的外壳轴瓦之间，以及包括一由滑动热塑性材料构成的外部部件和一相匹配和耦合的内部部件，该内部部件在固有一用于滚动轮毂的轴颈的耦合具有部分切去顶端的圆锥形状的底座。

        本发明试图克服现有技术以及其他的缺点，在接下来的描述中会成为清楚的，采用现有的体积几何形状，在一具有革新的以及只有表面上简单的部件或轴套上允许获得的最好和最广泛的结果。

        本申请已经设计、测试和表征本发明以克服现有技术的缺点以及获得这样和那样效果和优点。

发明内容

本发明详尽地解释在独立权利要求中的特征，同时独立权利要求描述了本发明或基于主要发明思想的变型的其他特征。

根据本发明，连接部件或组件或轴套，被置于介于滚动轮毂的轴颈与一由低摩擦材料构成的轴瓦之间，如可见的在用于承受滚动的轴承座上，实际上大体地维持现有的尺寸规格，而且是在两个大体管状部件中获得匹配和耦合。这两部件被同轴地处置成一个在另外一个的内部。

根据本发明，这两匹配部件包括一第一外部部件和一第二内部部件，以及第二内部部件具有一个切去顶端的圆锥形的底座用于与滚动轮毂的轴颈相耦合。

根据本发明，第二内部部件可由一比第一外部部件的较少价值的材料构成，典型地，金属，例如青青铜、铸铁、球状铸铁或钢铁或其他替代材料，以及可被类似联合获得的，如此降低成本。

此外，根据本发明，第一外部部件由硬质贵重的材料构成，典型地一硬质的和贵重的金属，同时第二内部部件由较少价值的材料构成。

根据一个变型，第一外部部件由一具有布氏(Brinell，布氏)硬度的材料构成，布什硬度由介于约325 HB和约375 HB之间构成。

举个例子，第一外部部件是由一硬质的和经过热处理后的材料所构成。

在一些实施方式中，为了定义相互协作的区域，因此第一部件和第二部件具有直径和厚度。

这两匹配的部件，由于他们的结构，由于定义的他们之间的协作区域，允许成椭圆形的或无论如何的相关变型，或多或少的循环装载滚动轮毂施加的力。

根据一种实施方式，内部部件具有被切去顶端的圆锥形的底座的表面，该底座被一普通硬化工艺所硬化。

根据另一种实施方式，内部部件的被切去顶端的圆锥形状的底座具有一相对于滚动轮毂的坐标轴转动幅度范围为在约3° 到7° 之间的倾斜角度。

根据本发明规划的第一构想，外部部件具有一大体上圆柱形状以及具有一圆柱形的内部底座或表面。因此第二内部部件具有一外部的圆柱形的与第一部件的圆柱形相匹配，以及内部地具有所述切去顶端的圆锥形底座。

由于第一构想，因此介于第一和第二部件之间的协作区域具有一圆柱形。

根据本发明的第二构想，第一外部部件具有一大体上圆柱形的外部形状以及一内部的被切去顶端的圆锥形的底座或表面。第二内部部件因此具有一个切去顶端的圆锥底座与第一部件的内部切去顶端的圆锥表面相匹配，以及内部地具有切去顶端的圆锥底座与相匹配。

因此根据第二构想，介于第一和第二部件之间的协作区域具有一个切去顶端圆锥形。

关于第一构想，有一圆柱形的外部部件具有一常数厚度，从约20 mm变化至约40 mm ，优选地大约位于25 mm-30 mm。

关于所述第二构想，大体上有一个切去顶端的圆锥形的内部部件具有一常数厚度，从约10 mm变化至约25 mm ，优选地大约位于15 mm-18 mm。这些几何形状，关于普通直径，允许部件在一宽泛地可伸缩的范围内呈椭圆形循环。

根据本发明，解决装置允许不但维持轮毂的轴颈无变化地，而且简化和/或加速维护或替换操作，因为有可以根据每次呈现的需要替代甚至两个部件中的一个或另外一个。

根据本发明，依靠轮毂轴颈连接部件的结构，因此可以允许轴承以支撑更高的负荷，基于本说明书中在后面的解释，负荷可以比任何已经获得的更高，甚至达到15-20%。

轮毂轴颈连接部件的结构，由第一外部部件与第二内部部件所形成，允许轮毂负载下的连接部件的一可伸缩的变形，或椭圆形。

由于几何形状和工作周期的比率，以及因此轮毂轴的变形，椭圆形能影响整个连接部件，以及因此在更多的外部部件中更加明显，而且，甚至如设计者所渴望的朝内部地日益地减少。

与轴承的轴瓦协作的第一外部部件的可伸缩的变形，一方面需要介于轴瓦和第一外部部件之间的油路中的动水压力的重新分配，动水压力是根据一负载角度以支撑连接部件，以及因此一由于路的几何体变形的而引起的相当大的表面；而且另一方面，一在动水压力场的最大峰值处的减少在内路中发展。

这个现象允许获得轴承，具有更高负载能力，同时总是维持一在几何形状极限允许下的特定负载。

根据本发明所述的第一构想，内部的和外部的两部件，由于轮毂上的负载的循环行为，可以关于彼此移动。

根据本发明的第一构想相关的第一实施例，内部的和外部的部件通过彼此干扰使一致，以及同时沿着介于部件间的具有圆柱形的协作区提供一抗摩擦因子。

根据第一实施例，抗摩擦因子由抗摩擦装置组成，例如一抗摩擦材料层，像例如一青铜层，具有一厚度由介于约0.5 mm和2.0 mm之间构成，优选地约1 mm。

根据本发明第一构想相关的另一个实施例，在介于第一外部部件和第二内部部件之间的协作区域中提供一环形腔室，具有高度由介于约0.1 mm和约0.3 mm之间构成，优选地约0.2 mm，该环形腔室能被导入增压的油。

介于第一外部部件和第二内部部件之间的协作区域中的关于所述本发明的第一构想的一更远的实施例提供一沟槽，优选地具有梯形，该轴套具有一深度由介于约0.1 mm和0.3 mm之间构成，优选地约0.2 mm，该轴套发展一螺旋形的围绕在第一和第二部件的表面，以及根据一实施例，该轴套也可以充满增压的油。

附图说明

本发明这些和那些的特征将会在下面优选的实施例中成为清晰的，给出一关于无附加的无限制的实施例，其中：

图1是一根据本发明第一构想创新的普通轴承的三维剖视，包括用于承受滚动的轴承座；

图2是根据本发明第一构想的连接部件的截面；

图3是图2的一放大的细节I；

图4是图2中放大的细节II的一实施方式；

图5是图2中放大的细节II的另一实施方式；

图6是图2中放大的细节II的更远的实施方式；

图7是根据发明第二构想的一连接部件的截面；

图8是本发明的另一实施方式的一截面；

为减轻理解的困难，同一个的引用数字已经被采用，以在附图中可能的地方识别出普通同一个的部件。人们能理解部件以及不需要深入地解释，一实施方式的特征能被方便地纳入其他实施方式中。

具体实施方式

根据本发明的图1所示，连接组件或部件或轴套10设置于介于辊轧机(rolling mill)的承受滚动(rolling stand)的滚动轮毂(rolling roll)30的圆锥形轴颈32与一相应的外壳轴瓦(housing bushing)34之间，典型地由低摩擦材料构成，如一承受滚动的轴承座(chock)36。

在图1中，具有一相应的轴肩挡圈(shoulder ring)35的传统类型的轴承38是可见的。每样东西是采用一钳位法兰(clamping flange)37钳位的。

根据如图1和图2所示，本发明第一构想的与轮毂30的X转动轴同轴的连接部件或轴套10，是由两匹配和耦合的部件11、12构成，即，一第一外部部件11和一第二内部部件12。

第一部件11和第二部件12两个都为管状的或环状形状，即，具有一对称轴。

根据所述第一构想，第一外部部件11大体上为一圆柱形，具有一圆柱形的内表面16，用于将一底座限制在耦合的第二部件12中。

第二部件12有一圆柱形的外部表面，与具有圆柱形的第一部件11相匹配，以及其内部有一表面，用于将限制于一个切去顶端的圆锥形的底座26用于耦合至轮毂30的轴颈32。

限制第一部件11的圆柱形的内表面16的壁与匹配的第二内部部件12的外表面协作以至于定义一协作区域46，在这种情况下，介于两个部件，11和12之间的圆柱形的几何体。协作区域46是通过谨慎的选择第一部件11和第二部件12的厚度和直径而获得，如下文中说明书中的解释。

第一部件11在外面具有一大体上为圆柱形的滑动表面13，该滑动表面13在普通功能下与轴瓦34的内表面相协作。

在由滑动表面13与轴瓦34的内部表面构成的间隙中，基于一油形式的路，动水轴承的已知功能。

第一部件11在一端也具有，一典型地朝向承受滚动的外面的第一配置脊14，与轴瓦34相邻接（图2）。

根据所述本发明第一构想，第一部件11的厚度24（图2）由介于约20 mm和约40 mm之间构成，优选地约25-30 mm。

第二部件12的切去顶端的圆锥形的底座26限制的表面，是可以与滚动轮毂30的轴颈32相耦合。

耦合的切去顶端的圆锥形的底座26是由一第一部分21与适当地切去顶端的圆锥形（以便横截面能被一梯形所考虑）所构成，其中圆锥形的轴颈32为外壳，以及具有圆柱形的第二部分23，用于耦合一滚动轮毂30的终端端点33。所述耦合是根据按键(keys)50的两个各自底座上的一按键而获得的，位于第二部分23的圆柱形表面上，以及被放置于相对于旋转X轴180°处。

第一被切去顶端的圆锥部分21相对于轮毂的转动X中心轴具有一倾斜角度，该倾斜角度由介于约3° 和约 7°之间构成。

第二部件12外部地具有第二脊15，用于与第一部件11相耦合。

根据本发明，第一外部部件11是由硬质材料所构成，典型地为一贵重的硬质金属，同时第二内部部件12是由较少价值的材料构成。举个例子，第一外部部件11是由一硬质的和经过热处理后的，例如淬火，缓和的钢铁类型材料(50CrMo4类型)所构成，以及具有一布氏硬度由介于约325 HB和约375 HB之间构成。

第二部件12的内表面或壁25，至少限制在切去顶端的圆锥底座26的第一部分21，优选地是通过一普通硬化工艺(hardening process)进行硬化。

根据本发明，第一部件11和第二部件12是采用下面叙述的可选择的不同解决方案彼此连接的。

尤其，根据图4中所示的一第一实施例，第一部件11和第二部件12彼此是通过一按键40钳位的。具有按键40的特定解决方案如图所示，也在图1中，给出一无限制的实施例。

本发明第二实施例，见图5，依靠定位焊接，在定位焊接区域显示提供钳位，被例如利用引用数字17显示。

本发明第三实施例，见图6，在一合适的粘合区域提供粘合，被例如利用引用数字18标明。

依照本发明第一构想的第一实施例，第一部件11和第二部件12彼此耦合，同时第一部件11的圆柱形的内表面16依靠同样形状的通过干扰（零开）耦合，可以在图3中被详细地看见，介于第一部件11的圆柱形内壁与匹配的第二部件12的外表面之间。

在这种情况下，可以沿着介于第一部件11和第二部件12之间的圆柱形的协作区域46提供一抗摩擦因子。

根据本发明的一个解决方案，抗摩擦因子是由一层抗摩擦材料构成，像例如一层青铜，具有厚度由介于约0.5 mm和2.0 mm之间构成，优选地约1 mm，从介于第一部件11和第二部件12之间插入。

依照所述本发明第一构想的第二实施例，第一部件11和第二部件12彼此耦合，同时第一部件11的圆柱形内表面16，具有一定连续或不连续的间隙，定义成协作区域46。

根据第二实施方式的第一实施例，一环形腔室48是在介于第一部件11和第二部件12之间的协作区域46中构成，具有一常数高度由介于约0.1 mm和0.3 mm之间构成，优选地约0.2 mm，在环形腔室48的内部，增压的油也可以被导入，依靠至少一在第二部件12中生成的引流通道20的线路接收油，该线路放置底座26用于与环形腔室48相联络。

通道22可以被提供用于输送从轴瓦35向第二部件12的内部底座26的增压的油。

根据第二实施方式的另一实施例，一底座或沟槽，其在横截面中具有一梯形，也在介于第一部件11和第二部件12之间的协作区域46中被提供。

在底座或沟槽优选地发展成一螺旋形的，围绕着X旋转轴，沿着协作区域46，以及是优选地包括介于导入增压油的通道22之间，依靠螺旋形的底座或沟槽自身也可以装满增压的油。

螺旋形的底座或沟槽是由第一部件11和/或第二部件12的构成的，以及具有一深度由介于约0.1 mm和0.3 mm之间构成。

显然，其他螺旋底座的剖面图的几何形状，像例如正方形，长方形，具有斜角或曲线的，由于轮毂的功能，纵然梯形底座是其中优选的，可以提供更好的支撑峰值负载。

假如采用增压的油，本发明提供一密封的轴承座49(图4、5和6）。

图7所示为本发明的第二构想，并且表明为便利而采用引用数字110；同样的引用数字用于同一个部分。

在第二构想中，连接部件或轴套110包括一第一外部部件111，大体上具有一圆柱形几何形状的外部形状，该圆柱形几何形状具有一切去顶端的圆锥形内表面116，与第二内部部件112相耦合。

这个后来的第二部件112具有一切去顶端的圆锥形，与第二部件111的内部切去顶端的圆锥形相匹配，以及依次内部具有一表面，限制一切去顶端的圆锥形的底座126，以与滚动轮毂30的轴颈32相耦合。因此介于第一外部部件111和内部的第二部件112之间的一圆锥形的耦合已经实现。

限制第一部件111的内部底座116的壁，与匹配的第二部件112的外表面协作，以至于定义一协作区域146，在这种情况下介于所述两部件111和112之间具有一切去顶端的圆锥形几何形状。

为获得一轧用负载下的可控的椭圆形的轴承，第一外部部件111和第二内部部件112在结构上地协作，生成一协作效应。

在第二构想中，第二内部部件112具有一常数厚度，厚度范围从约10 mm变化至约25 mm，优选地约15 mm-18 mm。 

本发明的第三构想在图8中显示，以及标明为了方便用引用数字210；同样的引用数字是用于同一个的部分。

第三实施方式，大体上地是与图2中的第一实施方式类似，其中连接部件或轴套210包括一第一外部部件211，大体上地具有圆柱形的几何形状的外部的形状，与第二内部部件212相关联的用于与滚动轮毂30的轴颈32耦合的内表面216也是一圆柱形的几何形状。

然而，不同于第一实施方式，第二内部部件212是由两个分立部分所构成，两个分立部分包括一内部部分212a，被置于第一部件211的内部并且被提供与滚动轮毂30的轴颈32相耦合，以及一外部部分，配置一提供钳位装置的法兰240，在这种情况下，第一外部部件111是依靠一螺栓241与第二内部部件的内部部分212a钳位。

各自的法兰240是在后部被组合，该后部朝底座的外面，在第一部件211上和在第二内部部件的内部部分212a上，在图8中可见，以及依靠钳位装置241限制与此。因此第二内部部件不再是由一整件构成，而是由两部分构成，其中包括内部部分212a，包裹滚动轮毂30的轴颈32，典型地由一圆锥形锻造件，以及外部部分配置为一钳位法兰240。

第三实施例增强了负载区中轴套的伸缩性能，优化伸缩性能，因此导致一更加的容量用于重新分配压力以及因此用于承受更大负载。

第三实施方式，具有后部法兰240，产生一靠近滚动轮毂30的轴颈32的轴套部件的可伸缩性能的更进一步地优化，因此产生上述引用效果：一在更大负载角度的动水压力的“传播”以及动水压力的最大峰值的降低。最终结果为轴承的负载能力的增加。

如第一实施方式，内部部件212a具有一圆柱形的与第一部件211的内部形状匹配的外部部分，以及内部地具有一表面，限制一切去顶端的圆锥形底座226，用于和滚动轮毂30的轴颈32相耦合。

限制第一部件11的内部底座216的壁，与内部部分212a的匹配的外表面协作以定义一协作区域246，在这种情况下具有一圆柱形的几何形状。

此外，在这个实施方式中，在一定程度上，本发明的保护范围没有限制为了增加生产效率，轴承滑动的直径相关的圆柱形区域由两个外套构成，而不是一个。

显然，部分修改和/或附加可以使得连接部件或轴套10，110，210，用于在此之前描述的油膜轴承，没有背离本发明的领域和范围。

同时显然，尽管本发明已经描述关于一些特定的实施例，本领域普通技术人员无疑地能实现许多用于油膜轴承的连接部件或轴套的其他类似方式，上述其他类似方式具有在权利要求中展示的技术特征以及此处所有位于被定义的保护范围内。

Claims (18)

1.一种连接部件，可设置于滚动轮毂的一部分与一相应的在用于承受滚动的轴承座上的外壳轴瓦之间，其特征在于所述连接部件包括相协作与耦合的一第一外部部件和一第二内部部件，其中所述第二内部部件内设有一用于滚动轮毂的轴颈所耦合的至少部分被切去顶端的圆锥形状的底座，其中所述第一外部部件是由硬性材料所构成，以及所述第二内部部件是由较少价值的材料所构成；所述第一外部部件的外表面具有圆柱形的滑动表面，所述滑动表面与所述轴瓦的内表面相匹配。

2.如权利要求1所述的连接部件，其特征在于所述第一外部部件具有一圆柱形的外表面和具有环形横截面的内表面，限制一内部底座用于外罩所述第二内部部件。

3.如权利要求2所述的连接部件，其特征在于所述第一外部部件的所述内表面的形状是圆柱形。

4.如权利要求2或3所述的连接部件，其特征在于所述第一外部部件具有一厚度，从20mm到约40mm。

5.如权利要求3所述的连接部件，其特征在于所述的第二内部部件具有一环形横截面以及一与所述第一外部部件的圆柱形的内表面相匹配的圆柱形外表面。

6.如权利要求2所述的连接部件，其特征在于所述第一外部部件的内表面是切去顶端的圆锥形状。

7.如权利要求6所述的连接部件，其特征在于所述第二内部部件具有一环形横截面以及具有与所述第一外部部件的切去顶端的圆锥内表面相匹配的切去顶端的圆锥外表面。

8.如权利要求7所述的连接部件，其特征在于所述第二内部部件具有一厚度，从10mm变化到约25mm。

9.如权利要求1所述的连接部件，其特征在于所述第二内部部件的至少部分被切去顶端的圆锥形状的底座具有一通过普通硬化工艺的硬化表面。

10.如权利要求1所述的连接部件，其特征在于所述第二内部部件的至少部分被切去顶端的圆锥形状的底座具有一相对于滚动轮毂的转动中心轴转动幅度为在3°到7°之间的倾斜角度。

11.如权利要求1所述的连接部件，其特征在于具有一协作区域设置于所述第一部件与所述第二部件之间，是通过所述第二内部部件的外表面与一所述第一部件的内表面的壁相协调而定义。

12.如权利要求11所述的连接部件，其特征在于抗摩擦装置是提供一介于所述第一部件与第二部件之间的协作区域。

13.如权利要求12所述的连接部件，其特征在于所述抗摩擦装置包括一抗摩擦材料层。

14.如权利要求11所述的连接部件，其特征在于一环形腔室，是由在介于所述第一部件与第二部件之间的协作区域中制成，在协作区域内部增压的油也能被引入。

15.如权利要求11所述的连接部件，其特征在于形成类似于螺旋的底座，是在介于所述第一部件与第二部件之间的协作区域中制成的，所述类似于螺旋的底座充满着增压的油。

16.如权利要求1所述的连接部件，其特征在于所述第一外部部件是由具有布氏硬度的材料所构成，所述布氏硬度由介于325HB和375HB之间构成。

17.如权利要求1权利要求所述的连接部件，其特征在于所述第一外部部件是由一硬化的和经热处理的钢铁所构成。

18.如权利要求1权利要求所述的连接部件，其特征在于所述第二内部部件是由两个不同部分所构成，其中一内部部分，用于与所述滚动轮毂的轴颈相耦合，以及一外部部分，设定为一法兰，所述法兰提供钳位装置，依靠所述第一外部部件被钳位于所述第二内部部件的内部部分。