CN102748400A - 滚动轴承的保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于保护滚动轴承的装置(100)和方法，其中，所述滚动轴承具有轴承外圈(110)，轴承内圈(120)和轴承保持架(130)，其中，所述装置(100)包含用于轴承保持架(130)的固定器件(105)，固定在所述装置(100)上的所述轴承保持架(130)通过该装置可以轴向地支撑在所述轴承外圈(110)和/或所述轴承内圈(120)上，其中，所述装置(100)由两个零件组成，所述两个零件在一端通过铰链(160)相互连接，从而这两个零件能够通过合页机构相对运动，其中，所述装置(100)还被设计成夹紧装置(100)，该夹紧装置在闭合状态下可以与所述轴承保持架(130)卡紧，并且其中，所述固定器件(105)设计有用于支承被固定在所述轴承保持架(130)上的销钉或螺栓(135)的孔。

Description

滚动轴承的保护装置
技术领域
本发明涉及轴承技术领域，尤其是圆环滚子轴承，鼓形滚子轴承和自动调心滚子轴承领域。
背景技术
鼓形滚子轴承是单列轴承，设计用于承受高冲击性的径向力，但是轴向载荷承受能力很低。它们能够很好地补偿同轴度误差，因为它们可以调节角度并且外圈可以具有球面形的运转面。滚子，即，所谓的鼓形滚子，是桶形的。鼓形滚子轴承是单列的，就是说，它们在保持架内有一列鼓形滚子。
自动调心滚子轴承能够承受轴向和径向载荷并且能够很好地补偿同轴度误差。像鼓形滚子轴承一样，自动调心滚子轴承也可以调节角度，但是是双列的。它们适合于极大的载荷，具有很高的承载量。
CARB(紧凑式调心滚子轴承)或圆环滚子轴承是兼有自动调心滚子轴承的角位移性和圆柱滚子轴承的自由的轴向可位移性的轴承构造类型。除此之外，圆环滚子轴承如滚针轴承一样具有结构紧凑的优点。圆环滚子轴承在其外部的几何形状上与滚针轴承相似，但是拥有圆环形的滚子。圆环滚子轴承与相应成型的滚道共同可以补偿轴向偏差和角度偏差，而轴承的摩擦力矩不会提高。因此，一个圆环滚子轴承能够同时实现一个圆柱滚子轴承与一个自动调心滚子轴承的功能。
圆环滚子轴承被用在极大载荷的区域。其可以用作浮动端轴承和在此发挥作用，但是，基于其能够同时补偿轴承内的倾斜形态以及轴向位移，从而能够减少机器的尺寸，重量和制造成本。此外，通过有针对性地使两个轴承圈相互轴向位移还可以准确地调节径向轴承游隙。
圆环滚子轴承可以在相同的或更高的转速时，例如，在行星齿轮传动机构内，实现更小，更轻的轴承结构。用于须要补偿由温度引起的长度变化的长轴的轴承装置也可以简单地设计。圆环滚子轴承是单列轴承，具有长的，稍具弧面的滚子。内圈和外圈内的滚道设计为凹形并且与轴承中心对心。相互优化配合的滚道型廓保证轴承中的负荷可以均匀的分布，降低了运行时的摩擦。
圆环滚子轴承的滚子具有自动调节特性，即，它们总是自动调节位置，使负荷重新均匀地沿滚子长度分布——无论内圈是否相对于外圈有否轴向位移和/或倾斜。
这种滚子轴承的承载能力特别高——即使需要补偿轴向位移和/或倾斜。结果是运行稳定并且使用寿命很长的轴承结构。
正是这种尺寸较大的轴承在实施安装时可能会有困难。例如，在风力发电设备中使用的是直径超过1000mm，例如，1500mm的轴承。轴承需要被安装在具有相应直径和相应重量的驱动轴上。例如，在垂直安装时，用吊车或抓爪把轴承放到竖立的轴上并安装。此外，为了把轴承安装到轴承圈上，轴承由吊车或抓爪紧紧地抓住。在这个过程中滚子和轴承保持架可能会这样滑移，使得损伤运转面或滚子。
在垂直安装CARB轴承时，例如，滚子组可能会向下移动直到轴承游隙不复存在。这又会导致滚子滚道或滚子表面产生负载或压痕。为了避免上述问题，需使用安装辅助装置或安装保护装置。当没有使用安装保护装置时可能会发生，例如，其中的一个轴承圈相对于轴承保持架或轴承保持架相对于轴承圈很大程度地位移，使得造成上述的损伤。因此，使用能够限制轴承保持架运动间隙的安装保护装置，以便能够只在一个非临界范围发生位移。例如，使用在轴承圈的径向端部把轴承圈封闭的板形保险装置，其中，所述保险板然后经轴承内滚子之间的缝隙从滚子旁穿过，并且，例如通过桥形接片，螺栓，支杆等相互机械连接。
这个概念虽然限制住轴承保持架的轴向位移，但是仍有缺点，为了在滚子之间的缝隙中安装保护装置需要使用用于保护板的支杆，但是，在安装或拆卸时所述支杆时可能会对滚道或滚子造成损伤。除此之外，安装费用也相当高，因为，在安装/拆卸这些保护板的支杆时必须非常小心地施工，才能避免造成上述损伤。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于保护滚动轴承的改进的设计理念。
所述技术问题通过一种用于锁护或用于保护滚动轴承的装置解决，其中，所述滚动轴承具有轴承外圈，轴承内圈和轴承保持架，其中，所述装置包含用于轴承保持架的固定器件，固定在所述装置上的所述轴承保持架通过该装置可以轴向地支撑在所述轴承外圈和/或所述轴承内圈上，其中，所述装置由两个零件组成，所述两个零件在一端通过铰链相互连接，从而这两个零件能够通过合页机构相对运动，其中，所述装置还被设计成夹紧装置，该夹紧装置在闭合状态下可以与所述轴承保持架卡紧，并且其中，所述固定器件设计有用于支承被固定在所述轴承保持架上的销钉或螺栓的孔。
本发明的几个实施例基于以下的认识，在安装过程中也可以通过使轴承保持架与轴承圈相对固定实现轴承的保护。如果轴承保持架和因而滚子都与轴承圈相对固定，则可安全地进行安装，而轴承保持架和滚子不会相对于轴承圈位移。
实施例也基于以下的认识，即使当空间极小和不容易进入时也可以通过单侧安装的夹紧装置工作，所述夹紧装置能够保持轴承保持架和滚子以及轴承圈相互处于相对位置上。此外，实施示例所提供的优势在于，可以在安全装配中取消那些从滚子之间的缝隙穿过的构件。借此可以大幅降低滚道或滚子被损坏的风险。因此可以克服两侧安装的夹紧装置的弊端，因为在这种夹紧装置中构件必须穿过轴承。
实施例提供一种用于保护滚动轴承的装置，其中，滚动轴承具有轴承外圈，轴承内圈和轴承保持架。所述装置包含用于轴承保持架的固定器件，固定在装置上的轴承保持架通过该装置可以轴向地支撑在轴承内圈和/或轴承外圈上。例如，装置可通过下述方式实现，装置在被固定在轴承保持架的状态下与轴承内圈和/或轴承外圈有一个径向的重叠区，轴承保持架由所述重叠区支承。
换句话说，装置具有固定器件，装置可以通过该固定器件固定在轴承保持架上。在垂直安装过程中，当轴承被装入轴承圈时，轴承保持架以及位于其内的滚子由于重力作用尝试着相对轴承圈向下移动。这时，装置的作用是，轴承保持架可以通过装置支承在轴承圈上，致使该装置不再向下位移。在具体示例中，例如，当轴承外圈被抓爪抓住时，在装置的实施例中可以保证，轴承保持架不会相对轴承外圈移动，因为装置被固定在轴承保持架上并且与轴承外圈重叠，结果是，装置落在轴承外圈上。同样也适用于轴承内圈。
在实施示例中，固定器件可以设计成孔，该孔用于支承被固定在轴承保持架上的销钉或螺栓。但是，也可以考虑任意其它的固定器件，例如，装置的凹槽的锁闭机构，并且具有固定在轴承保持架上的匹配的锁钩。
因此，实施示例也可以提供具有保持器件的滚动轴承保持架。保持器件可以被调节，用于通过针对滚动轴承的轴承内圈和/或轴承外圈的保护装置支承轴承保持架和由轴承保持架保持的滚子。例如，保持器件可以通过孔与被固定在孔内的保持销钉或保持螺栓实现。在此同样也可以考虑其他的实施形式，例如，整体结构的铸造，其可实现卡钩的啮合或本身为卡钩。
此外，装置可以具有定位器件或夹紧器件，通过这些装置可以调节固定在装置上的轴承保持架相对轴承内圈和/或相对轴承外圈的位置。例如，这可通过能够精确地调节装置与轴承圈之间的距离的可调螺栓或间隔保持件实现，从而也可以调节或设定轴承保持架相对轴承圈的位置。
换个说法就是，作为定位器件的装置可以包括螺栓，通过所述螺栓可以调节装置相对轴承内圈或轴承外圈的距离。在实施例中，装置可以被设计成夹紧装置，该夹紧装置在闭合状态可以与轴承保持架卡紧。例如，装置可以是一种夹子形的实施形式，其中，装置由两个零件组成，它们在一端通过一个铰链相互连接，从而实现这两部分能够通过一个合页机构相对移动。其中，这两个零件可以有凹槽，当装置处于关合状态时，所述凹槽包围轴承保持架上的相应的保持器件，例如，销钉头或螺栓头。除此之外，夹紧装置还有锁定器件，夹紧装置在闭合状态下通过该锁定器件被锁定。例如，锁定器件可以通过螺栓实现，这两个零件在闭合状态下通过该锁定器件卡紧。
在实施例中，所述装置可以设计用于保护一个圆环滚子轴承，鼓形滚子轴承和/或自动调心滚子轴承，其中，原则上也可以利用实施示例保护其它类型的滚动轴承。
实施示例可以包含保护滚动轴承的方法，其中，滚动轴承包含轴承外圈，轴承内圈，轴承保持架和多个的滚子。所述方法包含把装置固定在轴承保持架上和通过该装置在滚动轴承的轴承内圈和/或轴承外圈上支承轴承保持架。
附图说明
下面将借助附图对几个实施示例进行详细的说明。附图简介：
图1示出用于保护滚动轴承和轴承保持架的装置的实施例；
图2示出用于保护滚动轴承的装置的实施例的立体图和轴承保持架的实施例；
图3示出用于保护滚动轴承和轴承保持架的装置在安装状态时的实施例；
图4从另外一个角度显示用于保护滚动轴承和一个轴承保持架的装置在安装状态时的实施例；
图5示出用于保护滚动轴承的装置的标注了尺寸实施例，和
图6从另一个角度显示用于保护滚动轴承的装置的标注了尺寸实施示例。
具体实施方式
图1所示的是用于保护滚动轴承和轴承保持架130的装置100的实施例。其中，图1显示由轴承外圈110，轴承内圈120和轴承保持架130组成的滚动轴承的局部图。此外，图1还显示了滚子200，其中为了简明起见只给一个滚子标明了附图标记。此外，图1还显示了一个能够固定在轴承保持架130的装置100。
装置100具有一个轴承保持架130的固定器件105。在图1的实施示例中，固定器件105被示范性地设计成凹槽或孔。换句话说，装置100具有能够把销钉或螺栓包围起来的凹槽。销钉或螺栓以后将被称作轴承保持架130的保持器件135，并同样在图1中标出。固定器件105设计用于，把轴承保持架130上的保持器件135包围起来，用以将固定在装置100上的轴承保持架130通过装置100轴向地支承在轴承外圈110和/或轴承内圈120上。因此，固定器件105设计有用于容纳固定在轴承保持架130上的销钉135或螺栓135的孔。
除此之外，在图1中还可以看到，装置100被设计成夹紧装置100。其中，在右侧有铰链160，通过铰链可以打开或闭合设计为双构件式的装置。在相对侧，即，在图1的左侧，有锁定器件150，155，装置100在闭合状态下通过所述锁定器件被锁定或固定。正如下面还要详述的那样，除此之外，装置还具有定位器件和/或夹紧器件140a，140b，通过它们可以调节装置100与轴承圈110，120之间的距离，或者借助它们装置100可以通过保持器件135与轴承保持架130和轴承外圈110和/或轴承内圈120卡紧。
换句话说，装置100被设计成卡具，其作用是，使自己可以被固定在轴承保持架130上或被固定在轴承保持架130上的销钉或螺栓135上，从而导致轴承保持架130不会相对轴承圈11，120移动，尤其是当轴承被水平安装时，即，旋转轴基本上被垂直放置时。
图1还显示出，这可通过下述方式实现，即，装置100在被固定在轴承保持架130的状态下与轴承外圈110和/或轴承内圈120有径向的重叠区，轴承保持架由所述重叠区支承或装置100通过所述重叠区置放在轴承圈上。
图2所示的是滚动轴承的保护装置100的实施例的立体图。图2所示的零部件与图1中的一样，在这里就不再重复介绍，相同的零部件使用相同的附图标记。
图2所示的是从另一个角度观察到的夹紧装置100的立体图。夹紧装置100这时是打开的，有铰链160的一侧处在远离观察者的一侧。在面向观察者的一侧可以识别出由螺栓150和槽155形成的锁定器件。在实施例中也可以实现其它形式的锁定方式，例如通过弓形卡箍，挂钩，夹钳等。换句话说，装置可以被设计成在闭合状态可以与轴承保持架130夹紧的夹紧装置100。
此外，在图2中还可以看到定位器件和/或夹紧器件140a，140b，通过所述装置可以调节固定在装置100上的轴承保持架130相对轴承外圈110和/或轴承内圈120的位置，其中，这可通过保持器件135和固定器件105的共同作用实现。换句话说，轴承保持架130的定位取决于销钉135和固定器件105，以及螺栓140a和间隔保持件140b。同样，保护装置100可通过螺栓140b和间隔保持件140b相对销钉135卡紧在孔105内。
在所述实施例中，定位器件和/或夹紧器件140a，140b可通过螺栓140a实现，通过所述螺栓可以调节装置100与轴承外圈110间的距离并因此确定轴承保持架130相对轴承外圈110的位置，或安装在轴承保持架130上的销钉135在孔105内被卡紧。换句话说，定位器件和/或夹紧装置140a，140b可以包括螺栓，通过所述螺栓可以调节装置100相对轴承内圈120或轴承外圈110间的距离。
总的来说，装置100可以设计用于保护任何滚动轴承的。例如，利用装置100可以保护圆环滚子轴承，自动调心滚子轴承或鼓形滚子轴承。图3所示的是滚动轴承和轴承保持架的保护装置100的实施例在安装状态时的剖面图。图3所示的零部件与图1和图2中的一样。相同的零部件使用相同的附图标记。图3显示的是用装置100进行保护的滚动轴承被安装到外壳205内时的情形。在图3所示的剖面图中可以识别出凹槽105，即装置100的固定器件105，以及轴承保持架130的保持器件135。在该实施例中，使用平放或卡在装置100的凹槽105内的销钉头或螺栓头135作为保持器件135。凹槽105本身可以有一个孔，孔的直径朝着轴承保持架130这一侧缩减，例如，这可通过一个直径较小的孔实现。除此之外，可以在孔内形成一个凸缘，保持器件135，在图3中是销钉头或螺栓头，位于所述凸缘上。
当重力把轴承保持架130以及位于其内的滚子200向下拉之后，装置100通过定位器件和/或夹紧器件140a，140b支承在轴承圈110，120上。此外，在图3中还可以清楚地识别出，通过定位器件140a，140b能够调节装置100和轴承圈之间的距离，和因此也间接地调节轴承保持架130和滚子200的位置。除此之外，例如，保护装置可以安装在平放的轴承上，即，轴承坐落在一个平面上并且其旋转轴垂直延伸。在这种状态下，轴承圈110，120和轴承保持架130可以基于水平放置相互校准。当安装了保护装置100时，轴承保持架130则不会因重力作用相对轴承圈110，120向下移动。定位器件和/或夹紧装置140a，140b现在也可以用于卡紧保护装置100。换句话说，可以闭合保护装置100并通过螺栓140a相对轴承保持架130提升，直到销钉135被卡紧在凹槽105内和轴承保持架因此相对轴承圈110，120被卡紧。
在图3中可以看出，装置100在两侧都有定位器件和/或夹紧装置140a，140b。在图3中所示的左侧有螺栓140a，通过所述螺栓可以调节装置100与轴承外圈110之间的距离。在对侧同样有一个定位器件和/或夹紧装置140b，在这里所示的是一个间隔套筒或间隔保持件140b。间隔保持件在这里与轴承圈120的结构相适配，例如，间隔保持件可以有一个球形表面，从而可以实现很好地支承在轴承圈120上。此外，实施例可以规定，也可以安装可转动的定位器件和/或夹紧装置140a，140b，例如，间隔保持件140b，以便该间隔保持件能够通过转动与各种轴承圈相适配。例如，在此通过转动可以适配支承面的高度和/或倾斜度。
如图3所示，间隔保持件140b同样可以通过螺栓安装在装置100上，从而保证在装置100和轴承内圈120之间具有确定的距离。在其他的实施例中，当然也可以在两侧设置螺栓或间隔保持件。在一实施例中也可以考虑，为了调节装置100与轴承外圈110和轴承内圈120之间的距离使用两个螺栓。如图3中装置100左侧所示，这相当于在两侧各有一个螺栓140a这种形式的格局。
图4显示了滚动轴承和轴承保持架130的保护装置100的实施例在安装状态时的另一视图。图4所示的剖视图显示了滚动轴承的整个轴向圆周。图4尤其显示出，当把轴承装入外壳205时，空间极小。从图4也可以看出，可以通过定位器件140b调节轴承保持架130的位置并间接地调节滚子200的位置，和在安装轴承过程中该定位器件能够使轴承的零部件保持在非临界的位置。
从图4还可以看出，当装置100被装上之后，尽管地方很小，仍然可以拆卸，但是花费很高。在装置100的实施例只是单侧地安装在轴承保持架130上之后，可以通过打开并因此松开装置100和轴承内圈120之间的固定器件就可以轻松地拆卸该装置。尤其是与传统的理念相比，具有很大的优势，因为在这里不需要从滚子200之间的间隙拆除零部件，而在传统的理念中，具有例如是螺纹杆的支杆需要穿过滚子200之间的缝隙，用以从上面和下面固定板件滚子。因此，在安装时，尤其是风电设备，实施示例可以使风险大幅降低。除此之外，安装过程也得以加快。因为，在安装结束之后和轴承被装入其使用位置之后，可以快速地和并不复杂地拆除装置100。
图5和图6显示装置100作为夹紧装置的实施示例并标注了尺寸。为了简明起见不再重复全部的附图标记。图5和图6中的尺寸以毫米为单位，描述的是一个以上述方式测试的夹紧装置100，其具有之前详细描述的零部件。装置100本身的材料可以是金属或塑料。图5在左下显示的是凹槽或孔105的横截面。孔可以有斜面，斜面能够与相应成型的保持器件或销钉135卡紧。保护装置100可以通过，例如，定位器件和/或夹紧装置140a，140b与轴承保持架130卡紧。
据此，实施例也提供了一种保护滚动轴承的方法，其中，滚动轴承包含一个轴承外圈，一个轴承内圈，一个轴承保持架和多个的滚子，其中所述方法包含把保护装置固定在轴承保持架上和通过该保护装置在滚动轴承的轴承内圈和/或轴承外圈上支承轴承保持架。此外，实施例也包含一种滚动轴承的安装方法，其中，首先按照上述说明对轴承保持架进行保护，然后用吊车或抓爪把轴承放到垂直位置。垂直位置在这里可以理解为，轴承可以被安装到以其旋转轴基本上设置在垂直方向上的传动轴上。
在另一个实施例中，轴承在竖直位置时也可以得到保护，例如，可以把轴承放到一个平面上，使轴承圈和轴承保持架能够相互对齐。同样可以在这个位置安装保护装置。在这之后可以升起和安装受到保护的轴承。安装结束之后，传动轴与轴承一起重新被放置到水平位置(即，在这个位置中，传动轴的旋转轴基本上是横放的)并拆除保护装置。
附图标记清单
100 保护装置
105 固定器件
110 轴承外圈
120 轴承内圈
130 轴承保持架
135 保持器件
140a，140b 定位器件
150 锁定器件
155 锁定槽
160 铰链
200 滚子
205 外壳

Claims (6)

1.一种用于保护滚动轴承的装置(100)，其中，所述滚动轴承具有轴承外圈(110)，轴承内圈(120)和轴承保持架(130)，其中，所述装置(100)包含用于轴承保持架(130)的固定器件(105)，固定在所述装置(100)上的所述轴承保持架(130)通过该装置可以轴向地支撑在所述轴承外圈(110)和/或所述轴承内圈(120)上，其中，所述装置(100)由两个零件组成，所述两个零件在一端通过铰链(160)相互连接，从而这两个零件能够通过合页机构相对运动，其中，所述装置(100)还被设计成夹紧装置(100)，该夹紧装置在闭合状态下可以与所述轴承保持架(130)卡紧，并且其中，所述固定器件(105)设计有用于支承被固定在所述轴承保持架(130)上的销钉或螺栓(135)的孔。
2.根据权利要求1所述的装置(100)，其特征在于，所述装置(100)设计成这样，即，所述装置在固定在轴承保持架(130)上的状态下与所述轴承外圈(110)和/或所述轴承内圈(120)具有径向的重叠区，所述轴承保持架(130)由所述重叠区支承。
3.根据权利要求中1或2所述的装置(100)，其特征在于，所述装置还具有定位器件和/或夹紧器件(140a；140b)，通过它们可以调节固定在所述装置(100)上的轴承保持架(130)相对所述轴承外圈(110)和/或所述轴承内圈(120)的位置。
4.根据权利要求3所述的装置(100)，其特征在于，所述定位器件(140a；140b)含有螺栓，通过所述螺栓可以调节所述装置(100)与所述轴承内圈(120)或所述轴承外圈(110)间的距离。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(100)，其特征在于，所述装置(100)设计用于保护圆环滚子轴承。
6.一种用于保护滚动轴承的方法，其中，滚动轴承包含轴承外圈，轴承内圈，轴承保持架和多个滚子，该方法包括：
通过移动保护装置(100)的两个零件将保护装置固定在轴承保持架上，所述两个零件在一端通过一个铰链(160)相互连接成合页机构，并且把被固定在轴承保持架(130)上的销钉(135)或螺栓(135)卡紧在孔内；和
通过保护装置在滚动轴承的轴承内圈和/或轴承外圈上支承轴承保持架。
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