CN102459041B - 用于托辊的轴承装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于至少部分地设计成空心圆柱形的托辊(2)的轴承装置(1),其具有至少一个支撑该托辊(2)的轴承(3),其中,在轴承(3)的套圈(4)与托辊(2)之间直接或间接地设有支架元件(5)。为了实现即使在轴承与支撑轮之间存在微小的错位时,通过轴承也能确保托辊无故障的支撑,本发明规定,支架元件(5)具有两个沿托辊(2)或轴承(3)的轴线方向(a)延伸的空心圆柱形区段(5`、5``),该空心圆柱形区段与沿径向(r)延伸的环形区段(5```)连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于至少部分地设计成空心圆柱形的托辊的轴承装置,该轴承装置具有至少一个支撑托辊的轴承,其中,在轴承圈与托辊之间直接或间接地设有支架元件。
背景技术
对于托辊的轴承装置,现有技术已公开多种可能性。DE1738837U公开了一种按本发明类型的轴承装置。这种解决方案也被专利文献GB592043A公开。DE2801879A1示出另一种相似的轴承装置,其中,弹性体隔层也用于系统的减震。用作支架元件的套筒沿轴向端部区域径向展宽并以其径向外部区域与托辊的圆柱形内表面焊接。其他的用于减震支撑的轴承装置由专利文献AT215887、DE2400701A1和US3362760公开。
所有的解决方案都有一个共同点,必须用相对较高的制造技术费用来制造该轴承装置。部分地必须保持尽可能精确的制造公差,以便获得径向跳动精度较高的轴承装置。此外,有时结构刚度还不够,尤其在例如DE2801879A1中径向展宽的套筒段必须固定焊接在托辊内圈的情况下。
不利的是,托辊装置具有相对较大的重量。与之相应地,由轴承装置承受的负载较高。此外,不利的是,在轴承的轴心与托辊的轴心之间存在位置不正时,例如相应的负载作用在托辊上的情况下,会将较高的负载带入轴承中。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,这样改进一种开头所述类型的轴承装置,使得这种装置可以设计得明显更轻,同时不必受到较大的稳定性损害。此外,即使在轴承与托辊之间存在微小的位置不正时,通过该轴承也可以无故障地确保托辊的支撑。还可以廉价地制造该轴承装置。为制造所需的公差应允许尽可能大,而不会发生制造废品的危险。
按照本发明的该技术问题的解决方案的特征在于,支架元件具有两个沿托辊或轴承的轴向延伸的空心圆柱形区段,该空心圆柱形区段与沿径向延伸的或相对径向成一定角度(0°到45°之间)延伸的环形区段连接。
在此空心圆柱形区段和环形区段优选设计成一体式部件。
环形区段沿轴向的长度为空心圆柱形区段沿轴向的长度的优选最多20%,尤其优选最多15%。
环形区段可以布置在空心圆柱形区段的轴向长度的中间。
支架元件可以由塑料,尤其聚酰胺制成;支架元件也可以由轻质金属,尤其是铝或镁构成。
至少一个空心圆柱形区段在其远离环形区段的径向圆周面上可以设计成以环形区段的轴向位置为顶点的圆锥形。因此可以实现支架元件更好地轴向固定在周围部件上。优选可以规定,支架元件的内部空心圆柱形区段的内部圆周面的半径从环形区段的轴向位置起逐渐减小。
虽然支架元件已达到轻量化构造但为了达到足够的稳定性,证明尤其有利的是,在空心圆柱形区段之间设有沿径向延伸的平面状设计的腹板。这些腹板优选与环形区段连接,其中,尤其优选的设计规定,环形区段和腹板一体式设计。腹板可以轴向地在环形区段和支架元件的轴向端部区域之间延伸。扩展设计规定,多根腹板等距地布置在空心圆柱形区段的圆周上,例如4、8或8根腹板布置在环形区段的两侧。
在支架元件的径向内部的圆柱形区段与轴承圈之间可以设有隔圈。该隔圈可以具有至少一个轴向包围轴承圈的挡边。该隔圈可以由金属,尤其是钢或轻质金属制成。
在支架元件径向外部的空心圆柱区段与托辊之间和/或在支架元件径向内部的空心圆柱区段与隔圈或轴承圈之间还尤其优选设有由弹性体材料或橡胶材料制成的减震元件。
减震层优选由弹性体,尤其由聚胺脂,或橡胶材料制成。
减震元件在此可以具有空心圆柱形的形状。
在托辊与减震元件之间可以设有套筒。该套筒可以借助径向向内延伸的环段轴向地包围减震元件。该套筒还可以借助径向向外延伸的环段轴向地包围托辊。该套筒例如由板材组成。在托辊与套筒之间可以设有密封元件,尤其是O形环。
在轴承圈、隔圈、支架元件的空心圆柱区段、减震元件、套筒和托辊中的至少两个部件之间,可以引入一种增大摩擦的介质或在至少一个部件上涂覆一层由增大摩擦的介质组成的涂层。
作为增大摩擦的介质例如并且优选可以使用锌。据此,例如可以设置(一侧)镀锌的(用于套筒的)板件,以实现增大摩擦的效果。锌层还会以有利的方式致使在配合缝中防止腐蚀。此外锌层还可以很廉价地涂覆。
增大摩擦的介质在此也可以具有金刚石或氮化硼;在此它该介质尤其是金刚石研磨膏。但增大摩擦的介质也可以具有例如碳化硅或刚玉。
金刚石、氮化硼、碳化硅或刚玉在此优选以直径范围在1μm至100μm之间,尤其是10μm至80μm之间的颗粒形式存在。
在此还可行的是,颗粒状的材料(例如金刚石、碳化硅、刚玉或氮化硼)通过粘结剂粘结在所述的部件上。在此,优选考虑金属涂层作为粘结剂,尤其是镍涂层。该粘结剂可以通过电镀工艺涂覆。
具有增大摩擦特性的涂层也可以备选地是钼涂层。该涂层优选通过火焰喷涂涂覆。
至少一个轴承优选设计成滚动轴承。
托辊可以设计成壁厚不变的管子,该管子在两个轴向端面区域内分别被一个轴承支撑。
通过建议的解决方案可以有利地实现托辊装置非常轻便并且稳定的结构。
还有利的是,在轴承与托辊之间出现微小位置不正时,可以通过横截面为双T形的支架元件很容易地补偿这种微小的错位或位置不正。
所需零件的结构简单,所以可以很经济地进行轴承装置的制造。
优选设计由弹性体或橡胶材料制成的减震层保证圆度补偿和振动脱耦。此外,因此更好地拦截冲击负荷。
在使用增大摩擦的涂层时建议的解决方案的另一个明显的优点是,可以明显改善转动力矩的传递。可以传递最大的力矩,而不会导致部件连接的脱开。此外,很大程度地排除了部件空转的可能性。可注意到尤其有利的是,当在托辊运行中出现循环弯矩时,基于所选的轴承装置的结构不会发挥负面的作用。
相反,在预先给定将要传递的转矩时,轴承装置更小且更轻的结构方案是可行的。
该效果已在所涉及的部件之间配合相对较短时可达到。
建议的轴承装置优选使用在露天采矿设备中并且在此是托辊装置的一个重要的组成部分。在此非常需要高质量并且轻便的轴承装置,该轴承装置还具有较长的寿命且能舒适运行。
附图说明
在附图中示出本发明的实施例。附图中:
图1是带有托辊的轴承装置的径向剖面,该托辊由轴承支撑,
图2是按一种备选的实施形式的轴承装置的支架元件的径向剖面以及,
图3是按另一种备选的实施形式的轴承装置的支架元件的立体图。
具体实施方式
图1中可见轴承装置1,其用于支撑输送装置的托辊2。示出一根其上固定有深沟球轴承3的轴13。深沟球轴承3的外圈4具有隔圈6,该隔圈6具有轴向包围外圈4并且为其构成一个止挡的一侧挡边7。
托辊2设计成空心圆柱形部件,也就是设计成管件,其中,在两个轴向端部区域内设有轴承装置1,如它在该图中可见那样。套筒9挤压入托辊2向内指向的表面,该套筒9以过盈配合安装在托辊2中。在套筒9与隔圈6之间(进一步径向外部地)设有由弹性体或橡胶材料构成的减震元件8,并且(进一步径向内部地)设有支架元件5。
减震元件8当前设计成空心圆柱形的突出。弹性体或橡胶材料可以与套筒9和/或支架元件5通过压铸工艺或硫化工艺直接连接。
重要的是,支架元件5具有两个沿托辊2或轴承3的轴向a延伸的空心圆柱形区段5`和5``,该区段与沿径向r延伸的环形区段5```连接。还可行的是,环形区段5```相对径向成一定的角度(未示出);该角度可以为不超过45°。
相应地支架元件5在所示的径向区段中具有双T形的结构,其能够实现弹性地补偿托辊2的轴与轴承3之间的位置不正或错位,而不必在轴承中造成很大的力,除了减震元件8的弹性作用外。
通过环形区段5```沿轴向a的长度t是空心圆柱形区段5`、5``的长度T的最大20%,优选最大10%至15%实现或有利于上述效果。
有利的是,在托辊2的至少一个轴向区段范围内,在托辊2的内部圆柱表面与减震元件8之间设置套筒9,该套筒9一侧轴向地突出托辊2并且在托辊2的轴向端部区域内具有径向向外延伸的环形区段11。该环形区段11也可以称作突起物并且形成一个用于定义托辊2的轴向止挡。托辊2相对套筒9的轴向固定因此可以以简单的方式实现。
托辊2和套筒9在此固定地相互连接,这例如可以通过焊接来促进。套筒9与托辊2之间的密封性可以通过密封元件12(在O形环的实施例中)建立。
在另一侧,环区段10在套筒9的另一个轴向端部处包围减震元件8并因此为该减震元件8提供一个轴向止挡。
在图2中可见,还可以为支架元件5规定,空心圆柱形区段5``的径向内部表面(和/或未示出的空心圆柱形区段5`的径向外部表面)可以具有一个圆锥形的走向。在此,空心圆柱形的区段5``的径向内表面在中间两侧,即,环形区段5```的两侧延伸,并且锥状地径向朝空心圆柱形区段5``的轴向端部倾斜。在此夸张地示出圆锥角α。该圆锥角α大多处于几度的范围内,例如1°至5°。相应地,在支架元件5与隔圈6之间存在更好的轴向固定。
在图3中描述了,通过该措施可以实现明显提高支架元件5的稳定性,而不必承受实心套筒的重量。此处在环形区段5`、5``、5```的两侧设置腹板14,该腹板与区段5`、5``、5```设计成一体式并且轴向地从环形区段5```延伸至区段5`、5``的轴向端部。在该实施例中,(在环形区段5```的每侧都)设置四块腹板,这四块腹板等距地分布在圆周上。
附图标记清单
1轴承装置
2托辊
3轴承(滚动轴承)
4轴承圈(外圈)
5支架元件
5`空心圆柱形区段
5``空心圆柱形区段
5```环形区段
6隔环
7挡边
8减震元件
9套筒
10环段
11环段
12密封元件(O形环)
13轴
14腹板
a轴向
r径向
t环形区段的长度
T空心圆柱形区段的长度
α角度
Claims (36)
1.一种用于至少部分地设计成空心圆柱形的托辊(2)的轴承装置(1),该轴承装置(1)具有至少一个支撑所述托辊(2)的轴承(3),其中,在轴承圈(4)和所述托辊(2)之间直接或间接地设有支架元件(5),其中,所述支架元件(5)具有两个沿所述托辊(2)或所述轴承(3)的轴向(a)延伸的空心圆柱形区段(5`、5``),所述两个空心圆柱形区段(5`、5``)与沿径向(r)延伸的或相对所述径向成一定角度延伸的环形区段(5```)连接,其特征在于,在所述支架元件(5)的位于径向内部的空心圆柱形区段(5``)与所述轴承(3)圈(4)之间设有隔圈(6),所述隔圈(6)具有至少一个轴向包围所述轴承(3)圈(4)的挡边(7)。
2.如权利要求1所述的轴承装置,其特征在于,所述空心圆柱形区段(5`、5``)和环形区段(5```)设计成一体式部件。
3.如权利要求1所述的轴承装置,其特征在于,所述环形区段(5```)沿轴向的延伸长度(t)为所述空心圆柱形区段(5`、5``)沿轴向(a)的延伸长度(T)的最多20%。
4.如权利要求1所述的轴承装置,其特征在于,所述环形区段(5```)沿轴向的延伸长度(t)为所述空心圆柱形区段(5`、5``)沿轴向(a)的延伸长度(T)的最多15%。
5.如权利要求1至4之一所述的轴承装置,其特征在于,所述环形区段(5```)布置在所述空心圆柱形区段(5`、5``)的轴向长度的中间。
6.如权利要求1至4之一所述的轴承装置,其特征在于,所述支架元件(5)由塑料制成。
7.如权利要求1至4之一所述的轴承装置,其特征在于,所述支架元件(5)由聚酰胺(PA)制成。
8.如权利要求1至4之一所述的轴承装置,其特征在于,所述支架元件(5)由轻质金属构成。
9.如权利要求1至4之一所述的轴承装置,其特征在于,所述支架元件(5)由铝或镁构成。
10.如权利要求1至4之一所述的轴承装置,其特征在于,至少一个空心圆柱形区段(5`、5``)远离所述环形区段(5```)的径向圆周面设计成以所述环形区段(5```)的轴向位置为顶点的圆锥形。
11.如权利要求10所述的轴承装置,其特征在于,所述支架元件(5)的内部空心圆柱形区段(5``)的内部圆周面的半径从所述环形区段(5```)的轴向位置起逐渐减小。
12.如权利要求1所述的轴承装置,其特征在于,在所述空心圆柱形区段(5`、5``)之间设有沿径向延伸的平面状设计的腹板(14)。
13.如权利要求12所述的轴承装置,其特征在于,所述腹板(14)与所述环形区段(5```)连接。
14.如权利要求12或13所述的轴承装置,其特征在于,所述腹板(14)轴向地在所述环形区段(5```)与所述支架元件(5)的轴向端部区域之间延伸。
15.如权利要求12或13所述的轴承装置,其特征在于,多块腹板(14)等距地布置在所述空心圆柱形区段(5`、5``)的圆周上。
16.如权利要求14所述的轴承装置,其特征在于,多块腹板(14)等距地布置在所述空心圆柱形区段(5`、5``)的圆周上。
17.如权利要求1至4之一所述的轴承装置,其特征在于,所述隔圈(6)由金属制成。
18.如权利要求1至4之一所述的轴承装置,其特征在于,所述隔圈(6)由钢或轻质金属制成。
19.如权利要求1所述的轴承装置,其特征在于,在所述支架元件(5)径向外部的空心圆柱形区段(5`)与所述托辊(2)之间和/或在所述支架元件(5)径向内部的空心圆柱形区段(5``)与所述隔圈(6)或所述轴承(3)圈(4)之间设有由弹性体材料或橡胶材料制成的减震元件(8)。
20.如权利要求19所述的轴承装置,其特征在于,所述减震元件(8)具有空心圆柱形的形状。
21.如权利要求19或20所述的轴承装置,其特征在于,在所述托辊(2)与所述减震元件(8)之间设有套筒(9)。
22.如权利要求21所述的轴承装置,其特征在于,所述套筒(9)借助径向向内延伸的环段(10)轴向地包围所述减震元件(8)。
23.如权利要求21所述的轴承装置,其特征在于,所述套筒(9)借助径向向外延伸的环段(11)轴向地包围所述托辊(2)。
24.如权利要求22所述的轴承装置,其特征在于,所述套筒(9)借助径向向外延伸的环段(11)轴向地包围所述托辊(2)。
25.如权利要求21所述的轴承装置,其特征在于,所述套筒由板材组成。
26.如权利要求21所述的轴承装置,其特征在于,在所述托辊(2)与所述套筒(9)之间设有密封元件(12)。
27.如权利要求21所述的轴承装置,其特征在于,在所述托辊(2)与所述套筒(9)之间设有O形圈。
28.如权利要求21所述的轴承装置,其特征在于,在所述轴承(3)圈(4)、隔圈(6)、所述支架元件(5)的空心圆柱区段(5`、5``)、减震元件(8)、套筒(9)和托辊(2)中的至少两个部件之间,引入一种增大摩擦的介质或在至少一个部件上涂覆一层由增大摩擦的介质组成的涂层。
29.如权利要求28所述的轴承装置,其特征在于,所述增大摩擦的介质具有锌。
30.如权利要求28所述的轴承装置,其特征在于,所述增大摩擦的介质具有金刚石或立方氮化硼(CBN)。
31.如权利要求30所述的轴承装置,其特征在于,所述增大摩擦的介质是金刚石研磨膏。
32.如权利要求28所述的轴承装置,其特征在于,所述增大摩擦的介质具有碳化硅(SiC)或刚玉。
33.如权利要求30至32之一所述的轴承装置,其特征在于,所述增大摩擦的介质以直径范围在1μm至100μm之间的颗粒形式存在。
34.如权利要求30至32之一所述的轴承装置,其特征在于,所述增大摩擦的介质以直径范围在10μm至80μm之间的颗粒形式存在。
35.如权利要求1至4之一所述的轴承装置,其特征在于,所述至少一个轴承(3)是滚动轴承。
36.如权利要求1至4之一所述的轴承装置,其特征在于,所述托辊(2)设计成壁厚不变的管子,该管子在两个轴向端面区域内分别被一个轴承(3)支承。
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