CN105715676A

CN105715676A - 双排球面滚柱轴承，制造方法以及风轮机轴承结构

Info

Publication number: CN105715676A
Application number: CN201511036092.XA
Authority: CN
Inventors: E·比约克曼; P·詹姆斯; M·卢夫; L·斯蒂格斯乔
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2015-12-18
Publication date: 2016-06-29
Anticipated expiration: 2035-12-18
Also published as: US20160178001A1; DE102015225678A1; US10041539B2; CN105715676B

Abstract

本发明涉及一种双排球面滚柱轴承，其包括外圈，其存在径向内部圆周表面上的第一和第二球面座图，内圈，其存在第一和第二外部弯曲形状座圈。此外，滚柱元件布置在第一和第二滚柱排中，其相对于彼此轴向设置，并且布置在外圈的各自第一和第二内部座圈与内圈的第一和第二外部座圈之间。外圈还存在位于第一和第二内部座圈之间的径向内部圆周表面上的第一凹槽，并且径向向外和在圈的圆周方向上延伸，其中第一和第二内部座圈存在硬切削表面，其中第一凹槽存在硬化表面，其没有进行任何后硬化机加工操作。按照第二方面公开了一种方法。按照第三方面，公开了一种风轮机轴承结构。

Description

双排球面滚柱轴承，制造方法以及风轮机轴承结构

技术领域

按照第一方面，本发明涉及一种双排球面滚柱轴承。

按照第二方面，本发明涉及一种制造球面滚柱轴承的外圈的方法。

按照第三方面，本发明涉及一种风轮机轴承结构。

背景技术

滚动轴承是一种常见的机械元件，这些机械元件用于许多不同应用中。现有不同种类的滚动轴承，这些轴承被设计用来实现不同的必要条件。按照特定应用的情况，也就是说负载程度，旋转速度，温度等，现有不同种类的适宜的滚动轴承。一个轴承类型是球面滚柱轴承(SRB)。这种轴承被设计为承受(accommodate)径向和轴承负载，而且它还被设计为能够承受轴偏转，也就是说轴承环能够相对不对准。因而，这种轴承尤其适合于更多需要的工业应用，例如纸浆和造纸工业中的机器，风轮机等等。

对于一些SRB型，在其外圈的外周表面上存在有凹槽，在该凹槽中有许多润滑孔。该凹槽被设计为尽可能窄，用来不影响轴承的负荷承载能力。凹槽的目的是从外部接收润滑剂，以及由此进入到润滑孔中，从而润滑该轴承。该润滑剂可例如是油或者油脂。

对球面滚柱轴承的外圈上的内部球座圈可以进行硬机加工。这可能是浪费时间且成本也很高的处理方法，但是另一方面其还导致了具有较好性能和较高品质的表面。

发明内容

鉴于上述内容，本发明的一个目的是提供一种改进且升级的轴承设计。更具体地说，本发明的目的是提供一种球面滚柱轴承，其呈现了更高性价比的设计，并且与此同时保持了其高性能。通过独立权利要求中所要求的主题已经实现了该目的。优选的和示例性的实施方式可在从属权利要求中以及所附的描述中找到。

按照第一方面，这种目的已经通过一种双排球面滚柱轴承来实现，该双排球面滚柱轴承包括：外圈，该外圈在径向内部圆周表面上存在第一和第二球形座圈；内圈，该内圈存在至少一个径向外部弯曲形状座圈；多个滚柱元件，这些滚柱元件布置在彼此轴向设置的第一和第二滚柱排中以及布置在外圈的各自第一和第二内部座圈与内圈的至少一个外部座圈之间。外圈进一步在径向内部圆周表面上存在第一凹槽，其位于第一和第二内部座圈之间，并且径向向外以及在圆周方向上延伸，其中第一和第二内部座圈存在硬机加工(hardmachined)表面，并且其中第一凹槽存在硬化表面，该硬化表面并没有进行任何后硬化(post-hardening)机加工操作。

通过这种设计，即在外圈的径向内部圆周表面上存在凹槽，并且其中该凹槽并未进行任何后硬化机加工操作，可以实现一种轴承座圈的改善润滑以及更高性价比的轴承。另外，凹槽可用作轴承中的润滑储存器。仅仅外圈上的第一和第二座圈不得不进行后硬化机加工步骤。这导致了较小的表面不得不进行后硬化机加工步骤。在一个实施方式中，后硬化机加工步骤是硬切削(hardturning)步骤。另外，这将导致机加工工具(例如硬切削切割工具)的磨损将得到减少。这不仅涉及较小平面不得不进行机加工的事实，而且发明者们已经意识到了中断的表面对于硬机加工处理是有益的。因而，除了减少机加工工具的磨损之外，两个座圈表面的品质也可得到改善。此外，凹槽在随后的硬切削处理中没有引入中断切口的情况下能够进行润滑凹槽的软钻削。另外，因为第一凹槽将不进行任何后硬化机加工步骤，第一凹槽将存在稍许黑色或者灰色，这是从圈的硬化所引发的。硬化钢表面的外观质量是本领域技术人员所容易辨别的东西，因为这种表面的颜色稍许黑色或者灰色。此外，如果表面已经进行后硬化机加工操作，则易于由本领域技术人员所识别，尤其是因为其可能看到在机加工表面上存在一定的机加工后图案和纹理。同样，来自硬化的黑色或灰色将不再存在。

在该文件中，轴向和径向方向被提及并且用来说明本发明的许多特征。除非说明，否则对于在此实施方式中的任一个，轴向是沿着滚柱轴承的旋转轴线的方向，并且径向是垂直于滚柱轴承的旋转轴线的方向。

按照本发明的一个实施方式，第一凹槽存在间隔2到6毫米的径向深度，并且更加优选基本上为4毫米。该凹槽并不可以太深，因为这将影响外圈的负荷承载能力，并且还可导致外圈中的应力增加。另一方面，由于在外圈硬化期间不均匀的硬化增长，因此凹槽也可以不是太浅。

在本发明的一个实施方式中，第一凹槽存在延伸的最大轴向宽度，以便在没有任一滚柱元件以一定程度向内轴向移动从而滚柱元件干扰第一凹槽的情况下，内圈和外圈可以相对地不对准，高达5度。因而，第一凹槽的宽度可相对于球面滚柱轴承不对准的能力而进行设置。在另一实施方式中，第一凹槽存在延伸的最大轴向宽度，以便在没有任一滚柱元件向内移动一定程度从而滚柱元件干扰第一凹槽的情况下，内圈和外圈可以相对不对准，高达4，3，2或者1度。

在本发明的一个实施方式中，第一凹槽存在10毫米的最小轴向宽度。在另一实施方式中，第一凹槽存在11、12、13、14、15、16、17、18、19或者20毫米的最小轴向宽度。

在本发明的一个实施方式中，第一凹槽存在轴向宽度，该轴向宽度被限定为：

(0.75到0.97)*(OR_w-2R₁)

其中，ORw是外圈的轴向宽度，而R₁是滚柱元件的轴向长度。换句话说，发明者已经实现以下：具有上述所确定间隔的那样轴向延伸部的凹槽导致了高性价比的方案，减少了硬机加工工具的工具磨损，并且另外没有负面的影响轴承的性能。另外，大的凹槽可用作润滑剂储存器，并且因为凹槽位于靠近外圈的座圈表面，润滑甚至可进一步得到改善。在本发明的另一实施方式中，第一凹槽存在轴向宽度，其中在0.75和0.97之间的间隔中的因子基本上为0.8。

在本发明的一个实施方式中，第一凹槽的至少一个轴向末端存在从6到10毫米的半径，或者更加优选的基本上为8毫米。该半径示出在轴承的横截面视图中，其中横截面视图通过一平面所限定，其中轴承的旋转轴线处于该平面内。为了制造的目的，适于具有第一凹槽的轴向末端上的一定半径。基本上8毫米的半径已经被认识到是适当的，因为机加工工具的设计和几何结构适于形成这种大小的半径。

在本发明的一个实施方式中，外圈还在其外周表面上存在第二凹槽，其径向向内并且在圆周方向上延伸。在又一个另外的实施方式中，第二凹槽没有进行任一后硬化机加工操作。至于第一凹槽，可通过具有第二凹槽而看到相同的效果和优点，其中第二凹槽没有进行任何后硬化机加工步骤。在又一另外实施方式中，当存在位于外圈的径向外周表面上的第二凹槽的时候，每个滚柱排中的滚柱元件存在轴承中的标称滚柱元件，并且第二凹槽还存在宽度X和处于外周表面上的位置，这实现了以下关系：

L₁≤X≤L₂

其中，L₂在外周表面上的第一和第二轴向末端点之间延伸，该第一末端点被限定为第一法向矢量与外周表面之间的交点，其中第一法向矢量是第一内部座圈的反向法向矢量，并且从位于其标称滚柱位置处的第一滚柱排中的滚柱的轴向内部末端处的位置开始，并且第二末端点被限定为第二法向矢量与外周表面之间的交点，其中第二法向矢量是第二内部座圈的反向法向矢量，并且从位于其标称滚柱位置处的第二滚柱排中滚柱的轴向内部末端面处的位置开始，并且其中L₁具有L₂*1/3的长度，L₁的末端点位于与距每个各自第一和第二末端点L₂相等的距离处。通过具有在没有负面影响轴承实施的情况下尽可能大的第二凹槽，制造方面的成本甚至可以进一步降低。也就是说，发明人通过具有存在上述所限定轴向宽度的第二凹槽而已经得到了实现，相对较大的凹槽在没有负面影响轴承性能的情况下得到了实现。更加具体地是，当外圈承受负荷的时候，应力区域将产生在外圈与滚柱元件之间的接触区域处。如果第二凹槽轴向延伸以便其并没有进入到应力区域的区域，则轴承性能将没有受到负面影响。

当滚柱中心点布置为沿着滚柱轴承的接触角度的轴线的时候，通过标称滚柱位置表示了滚柱的位置。此外，滚柱的旋转轴线垂直于接触角的轴线。此外，滚柱座圈与内圈座圈相接触。滚柱中心点是在由滚柱最大直径所限定的平面上，并且垂直于滚柱旋转轴线。其中一个轴承滚柱排中的一个滚柱的接触角被限定为交叉两个点的线，其中第一点是由位于轴承的旋转轴线上的外圈的内部座圈所限定的球的中心点，而第二点是相应内圈座圈表面的径向中心。

在本发明的一个实施方式中，公开了一种双排球面滚柱轴承，其中L1是L2*0.4或L2*0.5或L2*0.6或L2*0.7或L2*0.8或L2*0.9中任一。在又一实施方式中，L1是22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48或50mm(毫米)中的任一个。

在本发明的另一实施方式中，第二凹槽存在L1和L2之间的轴向宽度X，其被定义为：

X＝(0.92到0.96)*(OR_w-2*R₁)

其中，OR_w是外圈的轴向宽度，而R₁是滚柱元件的轴向长度。在另一实施方式中，在从0.92到0.96的间隔中的因子基本上为0.95。

在另一实施方式中，外圈还存在至少一个径向延伸的润滑孔，其中至少一个润滑孔存在径向外周表面上的进口以及在第一凹槽中的出口。在又一另外的实施方式中，润滑凹槽的进口是在第二凹槽中。鉴于这种设计，其中润滑孔的出口位于第一凹槽中，则润滑孔可以软状态制成，也就是说，在外圈已经进行硬化之前进行钻削。因为这个，因此可以较低成本来实现这种制造。

在本发明的另一个实施方式中，双排球面滚柱轴承是大尺寸的滚柱轴承，其具有至少500mm的外径。发明人已经意识到的是，第一凹槽以及第二凹槽在轴承是较大轴承的时候是尤其有益的。在本发明的另一实施方式中，较大尺寸的滚柱轴承是具有至少600，700，800，9001000，1100，1200，1300，1400或1500mm的外径。

在本发明的一个实施方式中，滚柱轴承存在对称的滚柱。在另一实施方式中，滚柱是不对称的滚柱。滚柱的这种对称是沿着滚柱元件的旋转轴线所看到的。如果其中间点或者中心位于滚柱的旋转轴线上并且处于轴向滚柱末端之间的相等距离处，则滚柱是对称的。对称和不对称球面滚柱元件是本领域技术人员所很好知晓并且在文献(例如TedricA.Harris的滚动轴承分析(ISBN0-471-79979-3))中所描述那样。

按照本发明的第二方面，通过一种制造双排球面滚柱轴承的外圈的方法来实现这种目的，其中外圈存在径向外周表面以及径向内部圆周表面。该方法包括以下步骤：

-软机加工(soft-machining)第一和第二表面，该第二表面在径向内部圆周表面上于圆周方向上延伸，其中第一和第二表面相对于彼此轴向设置，以及

-软机加工径向内部圆周表面上的第一凹槽，其径向向外并且在圆周方向上延伸，以及其中第一凹槽轴向地位于第一和第二表面之间。然后进行以下步骤：

-硬化该外圈，以及

-随后硬机加工第一和第二表面。

应注意的是，本发明的第二方面的全部实施方式适合于本发明的第一方面，反之亦然。

在该方法的实施方式中，第一凹槽并不进行任何后硬化机加工步骤。

通过这种制造方法，即在外圈的径向内部圆周表面上有凹槽，以及其中该凹槽没有进行任何后硬化机加工操作，可以实现更加高性价比的外圈。尤其地，仅仅外圈上第一和第二座圈不得不进行后硬化机加工步骤。这导致了较小的表面不得不进行后硬化机加工步骤。另外，这将导致机加工工具(例如硬切削切割工具)的磨损将得到减少。这不仅涉及到较小表面不得不被机加工的事实，而且发明人已经实现了在机加工操作中具有中断的另外优点，因为这将导致在第一座圈表面和第二座圈表面的机加工操作之间，机加工工具将有时间冷却下来。因而，除了减少机加工工具的磨损之外，两个座圈表面的品质也可得到改善。另外，因为第一凹槽将不进行任何后硬化机加工步骤，第一凹槽将存在稍许黑色或者灰色，这是从圈的硬化所引发的。硬化钢表面的外观质量是本领域技术人员所容易辨别的东西，因为这种表面的颜色稍许黑色或者灰色。此外，如果表面已经进行后硬化机加工操作，则易于由本领域技术人员所识别，尤其是因为其可能看到在机加工表面上存在一定的机加工后图案和纹理。同样，来自硬化的黑色或灰色将不再存在。

在该方法的实施方式中，硬机加工第一和第二表面存在球面形状的表面。在又一另外实施方式中，第一和第二球面表面是外圈的座圈。

在方法的一个实施方式中，硬机加工的第一和第二表面进一步进行杯抛光(cuppolishing)的步骤。杯抛光将还受益于存在凹槽。该杯可同时抛光第一和第二球面表面，并且因为由于凹槽存在而在杯上存在非接触区域，杯的冷却将得到改善。这将然后导致杯的磨损减少，而且还可导致第一和第二表面品质的增加。

在该方法的一个实施方式中，至少一个径向延伸的润滑孔是软钻削的，其中润滑孔存在径向外周表面上的进口和第一凹槽中的出口。此外，第一凹槽在随后的硬切削处理中没有引入中断切口的情况下能够进行润滑凹槽的软钻削。

在该方法的另一实施方式中，润滑凹槽被软机加工在外圈的径向外周表面上。此外，润滑凹槽并不进行任何后硬化机加工步骤。至于第一凹槽，制造外圈方面的成本可恰好进一步减少，因为对于硬切削的需要将得到减少。仅仅径向外周表面的该部分，在该处没有第二凹槽，可需要经历后硬化机加工步骤。

按照本发明的第三方面，该目的通过风轮机轴承结构来实现，其包括：转子轴，其连接到轮毂，其中转子叶片连接到该轮毂；至少一个轴承，其用于旋转支撑该转子轴，其中轴承是按照本发明的第一方面的任一实施方式的双排球面滚柱轴承。

应注意的是，本发明的第三方面的全部实施方式可应用到本发明的第一和第二方面，反之亦然。

附图说明

现在将参照所附的附图来详细描述本发明的示例性实施方式，其中：

图1示出了按照本发明的一个实施方式的滚柱轴承的横截面视图。

图2使出了本发明的双排球面滚柱轴承的另一实施方式的横截面视图。

图3示出了按照本发明的第二方面的方法的一个实施方式。

图4示出了按照本发明的风轮机轴承结构的一个实施方式的横截面视图。

这些附图示出了本发明的图释性例证实施方式，并且因而没有必要按照比例绘制。应该理解的是，所示和所描述的实施方式是示例性并且本发明并不局限于这些实施方式。还应注意的是，这些附图中的一些细节可被放大，以便更好描述和说明本发明。

具体实施方式

在图1中，可以看到按照本发明的一个实施方式的双排球面滚柱轴承1的横截面视图。轴承1包括外圈2，其存在径向内部圆周表面上的第一和第二球面座圈21和22，内圈3，其分别存在第一和第二外部弯曲形状的座圈31和32。此外，滚柱元件4布置在第一和第二滚柱排41和42，它们彼此轴向设置，并且布置在外圈2的各自第一和第二内部座圈21和22与内圈3的第一和第二外部座圈31和32之间。外圈2还存在位于第一和第二内部座圈21和22之间的径向内部圆周表面上的第一凹槽23，并且径向向外并且在圈2的圆周方向上延伸，其中第一和第二内部座圈21和22存在硬切削表面，并且其中第一凹槽23存在硬化表面，该硬化表面并不进行任何后硬化机加工操作。此外，正如在该附图中可以看到那样，第一凹槽23在轴向末端出存在半径R。半径R被设置为6-10毫米，或者更优选设置为基本上8毫米。第一凹槽23的宽度L₂₃如此设置以便圈2和3强能够相对于彼此不对齐，却没有滚柱元件4中的任何一个与第一凹槽23相干扰。在滚柱元件的4标称滚柱位置No处，距离d将被看到处于滚柱元件4的轴向末端与第一凹槽23的相应轴向末端之间的座圈表面22上。该距离d可依据所计划的轴承1将使用于的应用而进行不同的设置。换句话说，距离d将按照圈2和3之间未对齐所允许的最大值而进行设置。在另一实施方式中，在圈2和3的未对齐期间在滚柱元件4与第一凹槽23之间可存在一定程度的重叠。在一个特定的实施方式中，重叠是在滚柱4的轴向宽度的10％中。此外，轴向宽度L₂₃可关于圈2的负荷承载能力而进行设置。因此，当设计第一凹槽23的时候可以关注轴承1的负荷承载能力。进一步在该附图中，可以看到内圈3上的第一和第二凸缘33和34。凸缘33和34可用作用于滚柱4的导向凸缘和/或固定凸缘。在另一实施方案中，在内圈3上没有凸缘。轴承1还可装备有用于滚柱元件4的保护架/保持器。另外，轴承1装备有导向环，其位于滚柱排41和42之间，该导向环用来在轴承1操作期间引导这些滚柱排41和42。另外在该附图中，可以看到润滑孔25。润滑孔25可以软状态进行制造，也就是说在任何硬化已经实施之前，这将降低制造圈2的成本。

现在转向图2，可以看到本发明的双排球面滚柱轴承1的另一实施方式。轴承1包括外圈2，其存在径向内部圆周表面上的第一和第二球面座圈21和22，内圈3，其分别存在第一和第二外部弯曲形状的座圈31和32。此外，滚柱元件4布置在第一和第二滚柱排41和42，它们相对于彼此轴向设置，并且布置在外圈2的各自第一和第二内部座圈21和22与内圈3的第一和第二外部座圈31和32之间。外圈2还存在位于第一和第二内部座圈21和22之间的径向内部圆周表面上的第一凹槽23，并且径向向外并且在圈2的圆周方向上延伸，其中第一和第二内部座圈21和22存在硬切削表面，并且其中第一凹槽23存在硬化表面，该硬化表面并不经历任何后硬化机加工操作。进一步在该附图中，可以看到内圈3上的第一和第二凸缘33和34。这些凸缘33和34可用作用于滚柱4的导向凸缘和/或固定凸缘。轴承1还可装备用于滚柱元件4的保持架/保持器。此外，轴承1可配备有位于滚柱排41和42之间的导向环，该导向环可在轴承1操作期间用于引导这些滚柱排41和42。此外在这个实施方式中，外圈2存在位于外圈2的径向外周表面上的第二凹槽24。第二凹槽在该实施方式中没有进行任何后硬化机加工操作。因而，第二凹槽24将会存在稍许黑色或者灰色，这是硬化处理的效果。每个滚柱排中的滚柱元件4存在轴承1中的标称滚柱位置No，并且第二凹槽24进一步存在满足下列关系的外周表面上的宽度X以及位置：

L₁≤X≤L₂，

其中，L₂在外周表面上的第一和第二轴向末端点之间延伸，该第一末端点被定义为第一法向矢量n₁与外周表面之间的交点，第一法向矢量n₁是第一内部座圈21的反向法向矢量，并且从位于其标称滚柱位置No处的第一滚柱排41中的滚柱4的轴向内部末端面处的位置开始，并且第二末端点被限定为第二法向矢量n₂与外周表面之间的交点，其中第二法向矢量n₂是第二内部座圈22的反向法向矢量，并且从位于其标称滚柱位置No处的第二滚柱排42中的滚柱4的轴向内部末端面处的位置开始，并且其中L₁具有L₂*1/3的长度，而且L₁的末端点位于与距每个各自第一和第二末端点L₂相等的距离处。通过具有第二凹槽24，该凹槽在没有负面的影响轴承性能的情况下尽可能大，制造方面的成本甚至得到进一步降低。也就是说，发明人通过具有存在上述所限定轴向宽度的第二凹槽24而已经得到了实现，相对较大的凹槽在没有负面影响轴承性能的情况下得到了实现。更具体的说，当外圈2承受负荷的时候，应力区域将在外圈2与滚柱元件4之间的接触区域处产生。如果第二凹槽24在轴向上如此延伸以便其并不进入到应力区域的地带，轴承性能将不会受到负面影响。因而，第一凹槽23和第二凹槽24的组合将导致可以更加便宜地生产轴承1，同时轴承性能将不会受到负面的影响。进一步在该附图中，可以看到润滑孔25。润滑孔25可以软状态进行制造，即在任何硬化已经被实施之前，这将降低制造圈2的成本。

图3示出了按照本发明的方法的一个实施方式的流程图。该方法是双排球面滚柱轴承1的外圈2的制造方法，其中外圈2存在径向外周表面和径向内部圆周表面。该方法包括以下步骤：

A：软机加工第一和第二表面21和22，其在径向内部圆周表面上在圆周方向上延伸，其中第一和第二表面21和22相对于彼此轴向设置，并且

B：软机加工该径向内部圆周表面上的第一凹槽23，其径向向外并且在圆周方向上延伸，并且其中第一凹槽23轴向地位于第一和第二表面21和22之间。步骤A和B还可以相反的顺序实施，也就是说，步骤B首先执行，随后执行步骤A。此外，在本方法的另一实施方式中，第一表面21是首先进行软机加工，随后软机加工第一凹槽23，这然后进行软机加工第二表面22。因而，步骤A和B的任何组合，包括上面提及的软机加工步骤中的任一，可以任何顺序实施。然后进行以下步骤：

C：硬化该外圈，以及

D：随后硬机加工第一和第二表面。

除了这之外，还可在流程图中看到步骤E。步骤E表示在硬切削步骤D之后杯抛光这些表面21和22的步骤。通过这种制造过程，其中在外圈2的径向内部圆周表面上有凹槽23，并且凹槽23并不进行任何后硬化机加工操作，可以实现更高性价比的外圈2。尤其是，仅仅外圈上的第一和第二座圈21和22不得不进行后硬化机加工步骤。这导致了较小的表面不得不进行后硬化机加工步骤。另外，这将导致机加工工具(例如硬切削切割工具)的磨损将得到减少。这不仅涉及到较小表面不得不被机加工的事实，而且发明人已经实现了在机加工操作中具有中断的另外优点，因为这将导致在第一座圈表面21和第二座圈表面22的机加工操作之间，机加工工具将有时间冷却下来。因而，除了减少机加工工具磨损之外，两个座圈表面21和22的品质得到了改善。另外，因为第一凹槽23将不进行任何后硬化机加工步骤，第一凹槽23将存在稍许黑色或者灰色，这是从圈2的硬化所引发的。硬化钢表面的外观质量是本领域技术人员所容易辨别的东西，因为这种表面的颜色稍许黑色或者灰色。此外，如果表面已经进行后硬化机加工操作，则易于由本领域技术人员所识别，尤其是因为其可能看到在机加工表面上存在一定的机加工后图案和纹理。同样，来自硬化的黑色或者灰色将不再呈现。此外，并且没有在该流程图中进行图释，另一软机加工步骤可在外圈2的径向外周表面上实施，以产生第二凹槽24。第二凹槽24径向向内并且在圈2的圆周方向上延伸。在硬化步骤之后，第二凹槽24并不进行任何后硬化机加工步骤。

在图4中，可以看到按照本发明一个实施方式的风轮机轴承结构10的横截面视图。风轮机轴承结构10得到了公开，其包括转子轴50，其连接到轮毂60，其中转子叶片61连接到该轮毂60。此外，该结构包括至少一个轴承1，其用于旋转支撑转子轴50，其中轴承1是按照本发明的第一方面的任一实施方式的双排球面滚柱轴承1。转子轴50是通过第二轴承70所进一步支撑。轴承1和70可旋转连接到转子轴50上，并且装配到壳体结构(未示出)中，其本身也连接到风轮机10的机舱100。该转子轴50连接到发电机90。从叶片61产生的扭矩被传递到转子轴50，并且该转矩经由变速箱80而被供给到发电机90。还有一些没有变速箱的风轮机的实施例。第二轴承70可以是任何适当的轴承。例如，第二轴承70是曲面滚柱轴承，锥形滚柱轴承或者按照本发明任一实施方式的另一球面滚柱轴承。风轮机中的该轴承结构可以是双点悬挂或者三点悬挂结构。

Claims

1.一种双排球面滚柱轴承(1)，其包括，

外圈(2)，其存在径向内部圆周表面上的第一和第二球面座圈(21，22)，

内圈(3)，其存在至少一个径向外部弯曲形状的座圈(31，32)，

滚柱元件(4)，其布置在第一和第二滚柱排(41，42)中，这些第一和第二滚柱排相对于彼此轴向设置，并且布置在外圈(2)的各自第一和第二内部座圈(21，22)与内圈(31，32)的至少一个外部座圈之间，

其中，外圈(2)还存在位于第一和第二内部座圈(21，22)之间的径向内部圆周表面上的第一凹槽(23)，并且其径向向外以及在圆周方向上延伸，

其特征在于，

第一和第二内部座圈(21，22)存在硬机加工表面，其中第一凹槽(23)存在硬化表面，其没有进行任何后硬化机加工操作。

2.如权利要求1所述的双排球面滚柱轴承(1)，

其中第一凹槽(23)存在径向深度，该径向深度介于2到6毫米的间隔中，并且优选的基本上为4毫米。

3.如前述权利要求中任何其中之一所述的双排球面滚柱轴承(1)，

其中第一凹槽(23)存在最大轴向宽度(L₂₃)，其如此延伸以便在没有任何滚柱元件(4)轴向向内移动一定程度从而使滚柱元件(4)与第一凹槽(23)相干扰的情况下内圈和外圈相对不对齐高达5度。

4.如前述权利要求中任何其中之一所述的双排球面滚柱轴承(1)，

其中，第一凹槽(23)存在10毫米的最小轴向宽度(L₂₃)。

5.如前述权利要求中任何其中之一所述的双排球面滚柱轴承(1)，

其中第一凹槽(23)的至少一个轴向末端存在介于6到10毫米的半径(R)，或者更优选基本上8毫米。

6.如前述权利要求中任何其中之一所述的双排球面滚柱轴承(1)，

其中外圈(2)还在其外周表面上存在第二凹槽(24)，其径向向内并且在圆周方向上延伸。

7.如权利要求6所述的双排球面滚柱轴承(1)，

其中每个滚柱排(41，42)中的滚柱元件(4)存在轴承(1)中的标称滚柱位置(No)，以及

其中第二凹槽(24)还存在外周表面上的宽度X和位置，其满足了下列关系：

L₁≤X≤L₂，

其中，L₂在外周表面上的第一和第二轴向末端点之间延伸，该第一末端点被限定为第一法向矢量(n₁)与外周表面之间的交点，其中第一法向矢量(n₁)是第一内部座圈(21)的反向法向矢量，并且从位于其标称滚柱位置(No)处的第一滚柱排(41)中的滚柱(4)的轴向内部末端处的位置开始，并且第二末端点被限定为第二法向矢量(n₂)与外周表面之间的交点，其中第二法向矢量(n₂)是第二内部座圈(22)的反向法向矢量，并且从位于其标称滚柱位置(No)处的第二滚柱排(42)中滚柱(4)的轴向内部末端面处的位置开始，并且其中L₁具有L₂*1/3的长度，而且L₁末端点位于与距每个各自第一和第二末端点L₂相等的距离处。

8.如前述权利要求中任何其中之一所述的双排球面滚柱轴承(1)，

其中，外圈(2)还存在至少一个径向延伸的润滑孔(25)，其中至少一个润滑孔(25)存在径向外周表面上的进口和第一凹槽(23)上的出口。

9.一种制造双排球面滚柱轴承(1)的外圈(2)的方法，其中外圈(2)存在径向外周表面以及径向内部圆周表面，该方法包括以下步骤：

(A)软机加工第一和第二表面(21，22)，其在径向内部圆周表面上于圆周方向上延伸，其中第一和第二表面(21，22)相对于彼此轴向设置，以及

(B)软机加工径向内部圆周表面上的第一凹槽(23)，其中第一凹槽(23)径向向外延伸并且在圆周方向上延伸，并且其中第一凹槽(23)是轴向位于第一和第二表面(21，22)之间，随后是：

(C)硬化该外圈(2)，以及

(D)随后硬机加工第一和第二表面(21，22)。

10.如权利要求9所述的方法，

其中第一凹槽(23)并没有进行任何后硬化机加工步骤。

11.如权利要求9或者10所述的方法，

其中硬切削的第一和第二表面(21，22)呈现球面形状的表面。

12.如权利要求11所述的方法，

其中第一和第二球面表面(21，22)是外圈(2)的座圈。

13.如权利要求10到12任何其中之一所述的方法，

其中，硬切削的第一和第二表面(21，22)进一步承受杯抛光步骤(E)。

14.如权利要求10到13中任何其中之一所述的方法，

其中，至少一个径向延伸的润滑孔(25)是软钻削的，其中润滑孔(25)存在径向外周表面上的进口和第一凹槽(23)中的出口。

15.一种风轮机轴承结构(10)，其包括，

转子轴(50)，其连接到轮毂(60)，其中转子叶片(61)连接到轮毂(60)，

至少一个轴承(1)，其用于旋转支撑转子轴(50)，其中轴承(1)是按照权利要求1到8中任何其中之一所述的双排球面滚柱轴承(1)。