CN105916722B - 滚动轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及滚动轴承(1)，尤其是无中心的大型滚动轴承，该滚动轴承具有两个同轴的滚动轴承座圈(2，3)，其中一个滚动轴承座圈(2)包括开口朝向另一个滚动轴承座圈(3)的槽(4)，另一个滚动轴承座圈(5)包括与所述槽配合的凸起环，其中所述凸起环在滚动轴承的轴向方向(13)上通过至少两个轴向轴承(8，9，10)支撑在所述槽内，所述至少两个轴向轴承设置在所述凸起环的位置相对的两个正面侧，且所述凸起环在径向方向上通过至少一个径向轴承(11，12)支撑，所述至少一个径向轴承设置在所述凸起环的护套表面。根据本发明，其中两个轴向轴承设置在所述凸起环的同一侧，且位于在滚动轴承的轴向方向上彼此偏移一段距离的分别的滚道(15，16)内，所述凸起环在轴向方向还通过第三个轴向轴承支撑在所述槽内。

Description

滚动轴承
技术领域
本发明涉及滚动轴承，尤其是无中心的大型滚动轴承，该滚动轴承具 有两个同轴的滚动轴承座圈，其中一个滚动轴承座圈包括开口朝向另一个 滚动轴承座圈的槽，另一个滚动轴承座圈包括与所述槽配合的凸起环，其 中所述凸起环在滚动轴承的轴向方向上通过至少两个轴向轴承支撑在所述 槽内，所述至少两个轴向轴承设置在所述凸起环的位置相对的正面侧，且 所述凸起环在滚动轴承的径向方向上通过至少一个径向轴承支撑，所述至 少一个径向轴承设置在所述凸起环的护套表面。
背景技术
对于特殊应用的大型滚动轴承，有时相当大的弯矩和倾斜力作用于轴 承座圈上，可导致扭曲和滚动轴承座圈彼此之间一定角度的偏移，以至于 滚动轴承座圈和滚动体之间区域发生提前磨损。这样的大型滚动轴承可以 有数米直径的尺寸，例如，用于起重机，例如，为了可旋转地支撑并撑起 船用起重机或者港口起重机的支撑桅杆，在这里不仅需要吸收竖直力，而 且需要吸收弯矩和倾斜负荷。当所述轴承的中间或中心需要保持空心以允许待支撑的部件，例如，所述起重机的支撑桅杆，穿过所述轴承，或者使 得能够将旋转驱动装置连接到被穿过的部件上，上述扭曲和倾斜问题会进 一步加剧。这样一个无中心的大型滚动轴承的轴承座圈在制造时尤其不能 是任意的所需尺寸，特别是在径向方向上，由于空间的原因，因此滚动轴 承座圈区域的可获得的惯性力矩受到限制。
最初提到的该种大型滚动轴承例如在文献EP 2 092 204 B1中被公开， 根据其公开内容，一个滚动轴承座圈的凸起环被两个位置相对设置的轴向 轴承和两个位置相对设置的径向轴承夹紧在另一个滚动轴承座圈的的槽内， 其中所述位置相对设置的轴向轴承和径向轴承需要阻止所述凸起环的有害 形变，和避免所述滚动轴承座圈在径向方向的分离。另一类似的大型滚动 轴承的及其在船用起重机的支撑桅杆的安装情况在文献WO2008/088 213 A2中公开。然而所述文献本质上是解决所述滚动轴承座圈的扭曲导致的所述径向轴承的分离的问题，及尽力避免由于位置相对的护套表面侧夹紧凸 起环而引起的径向轴承的抬升，其中，在轴向轴承区域的倾斜和扭曲仍然 存在。
竖直的起重机负荷和起重机支撑桅杆相应的反作用力仍然组成滚动轴 承负荷的大部分或相当大部分，因此，底部的轴向轴承需要吸收竖直的起 重机负荷，通常配置成能承载负荷的圆柱滚动轴承的形式，所述滚动轴承 的圆柱滚子具有比较大的宽度，以使得具有足够的接触线来将表面压力保 持在可承受的范围内。另一方面，如此大宽度的圆柱滚动轴承对倾斜或对 滚道彼此之间的倾斜会反应强烈，因为所述圆柱滚子的很小一部分很快速 地实际承受载荷。
发明内容
本发明首先的目的是提供一种改进的最初提到的类型的滚动轴承，以 克服现有技术的缺点并提供进一步优选的实施方式。尤其是提供一种无中 心的大型滚动轴承，所述滚动轴承能在不用受倾斜负荷和倾斜滚道的影响 的情况下吸收高的轴向负荷。
根据本发明的滚动轴承可以实现所述目的。从属权利要求的主题内容 为本发明优选的实施方式。
因此，为了能够以较窄的结构尺寸的轴承吸收高的轴向力，且能够将 轴向力分布至不同的支撑点，建议通过第三个轴向轴承将所述凸起环支撑 在所述槽内，从而将一个滚动轴承座圈支撑在另一个滚动轴承座圈上。在 这方面，两个轴向轴承设置在所述凸起环的相同的正面侧，不仅横向彼此 间隔设置，而且在轴向方向上彼此偏移设置，以实现不同的扭曲和倾斜从 而相对于扭曲和倾斜具有较强的坚固性。按照本发明，其中两个轴向轴承设置在所述凸起环的相同的正面侧，且位于在滚动轴承的轴向方向上彼此 偏移一段距离的隔开的滚道内，所述凸起环在轴向方向上还通过第三个轴 向轴承支撑在所述槽内。所述轴向轴承不同的杠杆支撑通过设置在所述凸 起环的相同的正面侧的所述两个轴向轴承的滚道的轴向偏移实现，即使所 述轴向轴承设置在所述凸起环的相同侧，所以在发生扭转和滚道倾斜时可 以实现更好的支撑，且两个轴向轴承不会同时以相同方式受到倾斜或抬升。
设置在所述凸起环的相同正面侧的所述两个轴向轴承的宽度均小于设 置在所述凸起环的相对正面侧的所述轴向轴承的宽度。如果所述轴向轴承 为圆柱滚动轴承，其所述宽度为圆柱滚动体的长度和/或轴承的滚道的宽度。 通过使用设置在所述凸起环的相同正面侧的所述两个轴向轴承的两个独立 的相对狭窄的滚道，能使得对来自所述连接设计的变形的倾斜的适应性更 容易达到。此外，两个如此的凹下的、相对狭窄的滚道合起来提供了所述 滚动体和所述滚道之间较长的接触线，尤其是即使当由于变形引起的所述 滚道的轻微的倾斜发生时。此外，从生产技术的方面看狭窄的滚道也能以 高精度生产出来，所以形状公差也可以减小发生或不重要。
所述设置在所述凸起环的相同正面侧的所述两个轴向轴承的轴向偏移 具有不同大小或尺寸。一方面为了实现扭曲和不同的支撑关系的显著解耦， 在本发明的进一步的实施例中，所述偏移量至少达到所述两个轴向轴承的 滚动体的直径的10％。另一方面，为了实现紧凑的轴承形状和不会过多减 薄所述凸起环且能保持凸起环稳定的凸起环整体轮廓，所述偏移可以少于 所述滚动体直径的200％。如果所述设置在所述凸起环的相同正面侧的所 述两个轴向轴承具有不同直径的滚动体，所述偏移尺寸优选与较大的滚动 体直径相关。
设置在所述凸起环的相同正面侧的所述两个轴向轴承的轴向偏移可以 有利的达到所述滚动体直径的10％到100％之间，优选大约15％到35％ 之间。所述偏移尤其可以像如下选择：从径向方向上看，所述两个滚动轴 承仍然彼此覆盖各自的滚动体。
如果观察设置在所述凸起环的相对设置的正面侧的所述轴向轴承，所 述三个轴向轴承可以优选具有不同的滚道直径，在本发明的进一步的实施 例中，从轴向方向上看轴向轴承时，设置在所述凸起环的相同正面侧的所 述两个轴向轴承中的至少一个轴向轴承对设置在所述凸起环的相对正面侧 的所述轴向轴承没有覆盖。在这所述轴向方向指的是所述滚动轴承的旋转 轴方向。
在本发明的进一步实施例中，可以作出如下规定：从轴向方向上看， 设置在所述凸起环的相同正面侧的所述两个轴向轴承中的一个轴向轴承覆 盖在设置在所述凸起环的相对正面侧的所述轴向轴承上，然而，设置在所 述凸起环的相同正面侧的所述两个轴向轴承中的另一个轴向轴承对设置在 所述凸起环的相对正面侧的所述轴向轴承没有覆盖。
在本发明进一步可选择的实施例中，所述三个轴向轴承可以如下设置： 从轴向方向看，设置在所述凸起环的相同正面侧的所述两个轴向轴承对设 置在所述凸起环的相对正面侧的所述轴向轴承都没有覆盖，特别规定，设 置在所述凸起环的所述相对正面侧的所述轴向轴承位于设置在所述凸起环 的相同正面侧的所述两个轴向轴承之间，即，设置在所述凸起环的一个正 面侧的所述轴向轴承的滚动体的运行滚道的尺寸覆盖区域位于设置在所述 凸起环的相同正面侧的所述两个轴向轴承的滚道尺寸覆盖区域之间。
在径向方向，所述凸起环优选支撑在所述凸起环的相对设置的侧面， 在本发明进一步优选的实施例中，该径向支撑是通过设置在所述凸起环的 位置相对的两个护套表面侧的两个径向轴承实现的。
从径向方向看，所述两个径向轴承位于设置在所述凸起环的位置相对 的两个正面侧的所述轴向轴承之间。
所述径向轴承彼此之间的设置在这方面可以是不同的。在本发明进一 步优选的实施例中，从径向方向看，所述两个径向轴承彼此覆盖，例如， 设置在与旋转轴线相垂直的公共面上。
所述径向轴承的设置在这方面可以是不同的。根据本发明优选的实施 例中，所述两个径向轴承可以具有不同形状的滚动体，其中一个径向轴承 可以被配置为圆柱滚动轴承，另一个径向轴承可以被配置为球轴承。一方 面，由于使用圆柱滚动轴承，能够以紧凑的径向结构传递高的径向力，然 而，另一方面，球轴承可以承载带有轴向分量的力，从而在相对于径向方 向倾斜的方向上也有支撑的效果。
本发明进一步可选的实施例中，然而，两个径向轴承也可以具有相同 滚动体类型或相同形状类型，尤其是都被配置为圆柱滚动轴承。
附图说明
下面将结合附图和优选的实施例对本发明进行进一步详细的描述，附 图如下：
图1：根据本发明优选的实施例中的无中心大型滚动轴承的纵向半剖 图，两个滚动轴承座圈由三个轴向的圆柱滚动轴承和两个径向的同样的圆 柱滚动轴承支撑；
图2：根据本发明进一步优选的实施例中的无中心大型滚动轴承的纵 向半剖图，两个滚动轴承座圈同样由三个轴向的圆柱滚动轴承和两个径向 的圆柱滚动轴承支撑；
图3：根据本发明进一步优选的实施例中的无中心大型滚动轴承的纵 向半剖图，两个滚动轴承座圈以与图1类似的方式彼此支撑，两个滚动轴 承座圈由三个轴向的圆柱滚动轴承和两个径向的轴承支撑，径向轴承中的 一个被配置成圆柱滚动轴承，另一个被配置成球轴承。
具体实施方式
如图1和其他附图所示，滚动轴承1包括两个滚动轴承座圈2、3，其 中一个滚动轴承座圈2形成内座圈，另一个滚动轴承座圈3形成外座圈。 所述内座圈2的内部直径相比外座圈3较小和/或外座圈的外部直径相比内 座圈2较大。
一个滚动轴承座圈2，优选内座圈，具有开口朝向另一个滚动轴承座 圈3的槽4，优选朝向外座圈，另一个滚动轴承座圈3通过设置在其上的 凸起环5配合进入所述槽4，在所有配合面形成间隙或具有间隔。在优选 的实施例中，所述槽4从四个配合面围绕凸起环5设置，具体为在凸起环 5的位置相对的两个护套表面侧和位置相对的两个正面侧配合设置。
在这方面，粗略的讲，所述槽4包括U形槽底轮廓，根据图1所示， 所述槽底在右边和左边被两个轴承支撑。所述槽4在与槽底相反的一侧进 一步包括横向凸出的延伸部分4a，所述延伸部分在与槽底相反的一侧的正 面侧围住所述凸起环5。所述槽4可以整体切削形成。如图1、2、3所示， 为了能将所述凸起环5放入所述槽4，所述具有槽4的滚动座圈2由支撑 座圈6和设置在它上面的固定座圈7组成。
所述凸起环5通过三个轴向轴承8、9、10和两个径向轴承11、12支 撑在所述槽4内。在这方面，所述轴向轴承中的两个8、9设置在所述凸起 环的相同的正面侧，即在图1中的底侧，且第三个轴向轴承10设置在所述 凸起环的相对的另一正面侧。所述两个径向轴承11、12设置在所述凸起环 5的位置相对的两侧即两个护套表面侧，因此所述凸起环5在轴向方向和 径向方向被夹持或支撑在位于相对设置的侧面的轴承之间。所述凸起环5 支撑在槽4的所有面上。
如图1所示，设置在所述凸起环的相同的正面侧的所述两个轴向轴承 8、9不仅在径向方向上相互隔开，而且在轴向方向即箭头13的方向上彼 此偏移设置从而所述两个轴向轴承8、9在轴向方向上不平齐。
在优选的实施例中，所述轴向的偏移14大约为所述轴向轴承8、9的 滚动体直径D的15％至35％，尤其是大约20％。
在优选的实施例中，设置在所述凸起环的相同正面侧的所述两个轴向 轴承8、9的径向方向的宽度B小于设置在所述凸起环的相对正面侧的所 述轴向轴承10的宽度。所述两个轴向轴承8、9的宽度的总和近似与所述 另一轴向轴承10的宽度对应。
从轴向方向上看，所述两个轴向轴承8、9设置在所述凸起环的相同正 面侧，其中一个轴向轴承9被设置在所述凸起环的相对正面侧的所述轴向 轴承10覆盖，然而，另一个轴向轴承8没有被覆盖。
所述两个径向轴承11、12彼此相对设置。除此之外，优选所述两个径 向轴承11、12位于所述轴向轴承8、9、10之间，参见图1。
如图1所示，所述轴向轴承8、9、10和所述径向轴承11、12中的每 个被配置成圆柱滚动轴承。
如图2所示的滚动轴承与图1所示实施例在多个技术特征上相一致， 尤其是所述径向轴承11、12的设置方式一致，与图1所示实施例不同的是 所述轴向轴承的设置。在图2中，所述两个轴向轴承8、9设置在所述凸起 环的相同的正面侧，且在轴向方向上彼此偏移设置。然而所述两个轴向轴 承8、9的设置中，从轴向方向看，它们没有被设置在凸起环的相对正侧面 的轴向轴承10覆盖。从轴向方向看，所述设置在凸起环的相对正侧面的轴 向轴承10位于设置在所述凸起环的相同正面侧的所述两个轴向轴承8、9 之间。
进一步的，如图2所示，可以设置为：设置在相同正面侧的两个轴向 轴承8、9支撑在所述固定座圈7上，然而，所述第三个轴向轴承10在所 述凸起环的相对正侧面支撑在支撑座圈6上。除此之外，所述设置在所述 凸起环的相同正侧面两个轴向轴承8、9可分别支撑在滚动座圈3的位置相 对的两个护套表面侧，尤其是分别支撑在两个护套表面侧轮廓的相应台阶 部处。
根据图2所示实施例的其他与图1所示的实施例一致的部分，可参照 前面的描述。
如图3所示，优选采用不同的滚动体类型。尤其是所述两个径向轴承 11、12具有不同的滚动体形状，其中一个径向轴承11被配置成圆柱滚动 轴承，另一个径向轴承12被配置为球轴承。在这方面所述径向轴承的设置 优选为：所述径向的圆柱滚动轴承设置在凸起环5的内侧，所述径向的球 轴承设置在凸起环5的外侧，参见图3。
图3所示的实施例的其他与图1所述的实施例一致的部分，同样可参 照前面的描述。进一步的，所述径向轴承也可设计成不同的滚动体形状而 且滚动轴承的位置排布可以为如图2所示，所以这方面也可参照前面的描 述。

Claims (9)

1.一种滚动轴承，具有两个同轴的滚动轴承座圈(2，3)，其中一个滚动轴承座圈(2)包括开口朝向另一个滚动轴承座圈(3)的槽(4)，另一个滚动轴承座圈(3)包括与所述槽(4)配合的凸起环(5)，其中所述凸起环(5)在滚动轴承的轴向方向(13)上通过至少两个轴向轴承(8，9，10)支撑在所述槽(4)内，所述至少两个轴向轴承(8，9，10)设置在所述凸起环的位置相对的两个正面侧，且所述凸起环(5)在滚动轴承的径向方向上通过至少一个径向轴承(11，12)支撑，其特征在于，其中第一轴向轴承(8)和第二轴向轴承(9)设置在所述凸起环的相同的正面侧，且位于在轴向方向上彼此偏移一段距离的滚道(15，16)内，所述凸起环(5)在轴向方向上还通过第三轴向轴承(10)支撑在所述槽(4)内，设置在所述凸起环的相同正面侧的所述第一轴向轴承(8)和所述第二轴向轴承(9)偏移一段距离设置且对设置在所述凸起环的相对正面侧的所述第三轴向轴承(10)都没有覆盖。
2.根据权利要求1所述的滚动轴承，其中设置在所述凸起环的相同正面侧的所述第一轴向轴承(8)和所述第二轴向轴承(9)的两个滚道(15，16)的轴向的偏移距离为所述第一轴向轴承(8)和所述第二轴向轴承(9)的滚动体直径D的10％至200％。
3.根据权利要求1或2所述的滚动轴承，其中带有轴向偏移地设置在所述凸起环的相同正面侧的所述第一轴向轴承(8)和所述第二轴向轴承(9)的宽度B均小于设置在所述凸起环的相对正面侧的所述第三轴向轴承(10)的宽度B。
4.根据权利要求3所述的滚动轴承，其中设置在所述凸起环的相同正面侧的所述第一轴向轴承(8)和所述第二轴向轴承(9)的宽度B的总和近似与设置在所述凸起环的相对正面侧的所述第三轴向轴承(10)的宽度B对应。
5.根据权利要求1或2所述的滚动轴承，其中，设置在所述凸起环的所述相对正面侧的所述第三轴向轴承(10)位于设置在所述凸起环的相同正面侧的所述第一轴向轴承(8)和所述第二轴向轴承(9)之间。
6.根据权利要求1或2所述的滚动轴承，其中，所述凸起环(5)在滚动轴承的径向方向上通过两个径向轴承(11，12)支撑在所述槽(4)上，所述两个径向轴承(11，12)设置在所述凸起环(5)的位置相对的两个护套表面侧。
7.根据权利要求6所述的滚动轴承，其中，所述两个径向轴承(11，12)从径向方向看的位置位于设置在所述凸起环的相同正面侧的所述第一轴向轴承(8)、所述第二轴向轴承(9)与设置在所述凸起环的相对正面侧的所述第三轴向轴承(10)之间。
8.根据权利要求6所述的滚动轴承，其中，所述两个径向轴承(11，12)从径向方向看的位置彼此覆盖，并且所述两个径向轴承(11，12)设置在与滚动轴承的旋转轴线相垂直的公共面上。
9.根据权利要求1或2所述的滚动轴承，其中，所述凸起环(5)通过两个径向轴承(11，12)和三个轴向轴承(8，9，10)支撑在所述槽(4)内；和/或所述两个滚动轴承座圈(2，3)通过两个设置在位置相对的侧面的径向轴承和三个设置在位置相对的侧面的轴向轴承彼此支撑。
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