CN106870557A - 用于叶片根部的滚动轴承、震荡系统和旋转系统 - Google Patents

用于叶片根部的滚动轴承、震荡系统和旋转系统 Download PDF

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Abstract

一种在纵向方向(B)上并且在近端和远端之间延伸的叶片根部。滚动轴承允许根部关于在径向方向上延伸的轴(B)相对于壳体震荡。滚动轴承包括单一的外环(13)、具有远端底座(16)的第一内环(11)、第二内环(12),第二内环(12)固定到底座(16)上并被保持临靠在第一内环(11)上。第一内环(11)的内表面(14)包括用于装配到叶片根部的肩部(20)。单一的外环(13)的外表面(34)包括用于装配到壳体的肩部(39)。

Description

用于叶片根部的滚动轴承、震荡系统和旋转系统
技术领域
本发明涉及用于叶片根部的滚动轴承的领域。
更特别地,本发明涉及飞机螺旋桨的旋转壳体中的具有可变角度的叶片领域,或其他应用。
背景技术
文献GB 2251896描述了一个滚动轴承的例子,其具有与许多部件组装在一起的复杂结构,这会在实现有效密封时导致问题。此外,这种产品具有较大的封装,并且必须由最终用户直接组装到轴上。 在最终用户装配时存在众多风险,其中可以是不正确的安装,包括错误地施加预压的危险,从而导致这些轴承过早报废。
文献FR 2862609描述了这类产品的例子,其中叶片通过其端部中的一个(叫做叶片根部)装配在一个壳体(在给文献中称为 “叶毂”(hub))中。 该根部被安装成绕着基本上垂直于并相交于壳体的腔室中的转子轴的轴线枢转。 这个枢转,通过一个驱动装置(未示出)驱动,其中该驱动装置耦合到根部的盖的扩展部,以便于调节叶片的攻角。
该腔室包括一个阶梯侧壁,其关于螺旋桨的径向轴旋转对称,其中,在安装叶片后,该径向轴与叶片的轴基本重合。 腔室的内侧朝向螺旋桨的中心打开,外侧朝向叶片打开(在该文献中,且在其语境中,术语“内侧和外侧”指的是沿着螺旋桨径向轴的位置)。
角接触滚动元件的第一排和第二排安装在围绕着根部的裙部之间,以及相应的杯和外环以传统的“O”形装配方式安装在侧壁上。
滚动元件,分别设置在靠近外侧和内侧,分别是圆锥辊和角接触球轴承。 每个辊具有朝外的宽基底。
杯和外环通过塑料保护部件被支撑在壁上。 内侧上的外环被支承在毂的第一肩部上,防止它轴向向外移动(在该文献中,且在其语境中,术语“向内”和“向外”通常用于描述一个轴承,指定相对于轴承的轴线的径向位置)。
辊和球轴承的内座圈分别形成在保护裙内。
当螺旋桨旋转时,叶片经受两个作用力:
- 针对叶片和滚动轴承的轴向或离心力,是其速度和质量的函数,
- 叶片根部的弯曲力矩,其由叶片和它移动的空气之间的相互作用所产生的叶片径向力所导致。
为了有效地承受这些作用力,滚动轴承需预紧,换言之,需要产生并维持它们座圈之间的滚动元件的压缩。
虽然该实施方式是完全令人满意的,总有各种研究方法来提高这些产品的性能,最大化它们可以承受的力,同时最大限度地减少其封装。
该研究已导致完全重新设计叶片根部的滚动轴承的结构。
发明内容
本发明将在下文中描述。
根据第一方面,本发明涉及用于叶片根部的滚动轴承,叶片根部在纵向方向上并在近端和远端之间延伸,滚动轴承允许根部关于在纵向方向上延伸的轴相对于壳体震荡。
滚动轴承包括:
单一的外环,其具有内表面和与内表面相对的外表面,外环的内表面具有近端的第一外座圈和远端的第二外座圈,第一和第二外座圈相对于彼此在纵向方向上偏置,
第一内环,其具有内表面和与内表面相对的外表面,第一内环的外表面具有近端的第一内座圈和远端的基座,第一内座圈和基座相对于彼此在纵向方向上偏置,
第二内环,其具有内表面和与内表面相对的外表面,第二内环的外表面具有远端的第二内座圈,第二内环被固定在基座上并被保持轴向临靠在第一内环上,
在外环的内表面和第一和第二内环的外表面之间界定的单一内部空间,单一内部空间在近端和远端之间延伸,在近端,其被近端密封系统密封在外环和第一内环之间,在远端,其被远端密封系统密封在外环和第二内环之间,
滚动元件的近端第一排被安装在单一内部空间内,其在近端第一内座圈和外座圈上滚动,以及滚动元件的远端第二排被安装在单一内部空间中,其在远端第二外座圈和内座圈上滚动,滚动元件的第一和第二排沿着纵轴彼此远离,
第一内环的内表面包括用于装配到叶片根部的肩部,
单一的外环的外表面包括用于装配到壳体的肩部。
在一个实施例中,被设置在单一的外环的外表面上的用于装配的肩部被轴向地设置在滚动元件的第一和第二排之间。
在一个实施例中,被设置在第一内环的内表面上的用于装配的肩部被设置为比滚动元件的第一排更接近。
在一个实施例中,滚动轴承进一步包括加荷系统,其适于将第二内环保持轴向临靠在第一内环上。
在一个实施例中,加荷系统包括环形板,其具有支承表面,支承表面与第二内环接触并且在轴向上促进第二内环,环形板通过螺丝连接被固定到第一内环上。
在一个实施例中,垂直于纵向并在第一内环的内表面和第二内环的接收表面之间的直线距离由以下公式界定:Ep=√((4*Sf*F预紧)/(0.9*π*N*Re))+β, 其中,
Ep 相当于垂直于纵向上的并在第一内环的内表面和第二内环的接收表面之间成一直线的距离,
F预紧是通过该力使得第二内环被保持为轴向地临靠第一内环的力,
Re是螺丝材料的屈服强度,
N 是用于应用所述力的螺丝的数量,
Sf 是在1.2和4之间的安全参数,
β 是在4和5之间的参数。
在一个实施例中,垂直于纵向上的并在第一内环的内表面和第二内环的接收表面之间成一直线的距离大于5并由以下公式界定,Ep=γ√((4*Sf*F预紧)/ (0.9*π*N*Re)), 其中
Ep 相当于垂直于纵向上的并在第一内环的内表面和第二内环的接收表面之间成一直线的距离,
F预紧是通过该力使得第二内环被保持为轴向地临靠第一内环的力,
Re是螺丝材料的屈服强度,
N 是用于应用所述力的螺丝的数量,
Sf 是在1.2和4之间的安全参数,
γ是在1和1.8之间的参数。
在一个实施例中,N 是最接近 (π*d)/(3.8*d螺丝)的整数,其中
d 是第一内环的内径,
d螺丝 是螺丝的直径。
在一个实施例中,滚动元件的两排的滚动元件具有相同类型的几何结构。
在一个实施例中,近端的滚动元件的第一排的滚动元件是在近端侧上设置有最大直径的截锥。
在一个实施例中,近端第一外座圈和用于装配到壳体的肩部之间的距离至少等于δr.d最大,其中,δr是1和1.5之间的安全参数,以及是d最大近端的滚动元件的第一排的滚动元件的最大直径;
在一个实施例中,近端第一内座圈和用于装配到叶片根部的肩部之间的距离至少等于η1r.(d)n1r,其中,η1r是至少等于0.4的参数,d表示第一内环的内表面的内径,以及n1r使0.4和0.5之间的参数;
在一个实施例中,滚动元件的第一排、近端的滚动元件的轴与纵向形成呈35°和45°之间的角度,截锥的最小直径比最大直径更接近轴。
在一个实施例中,远端的滚动元件的第二排的滚动元件是在远端侧设置有最大直径的截锥。
在一个实施例中,在纵向方向上并在近端第一外座圈和远端第二外座圈之间测量的距离在0.4*l1和l1之间,其中l1表示近端的滚动元件的第一排的滚动元件的长度。
在一个实施例中,在远端第二内座圈和第二内环的内表面之间的距离至少等于η2r.(d轴2)n2r,其中,η2r是至少等于0.4的参数,d轴2表示第一内环的内表面的内径,以及n2r是0.4和0.5之间的参数。
在一个实施例中,远端的滚动元件的第二排的滚动元件的轴与纵向方向形成在17°和23°之间的角度,截锥的最小直径比最大直径更接近轴。
在一个实施例中,近端的滚动元件的第一排的滚动元件是球状轴承。
在一个实施例中,从滚动元件的第一排、近端的滚动轴承的外表面到外环的外表面的径向距离至少等于δ1eb1,其中,δ1eb是大于0.45的安全参数,以及φ1是近端的滚动元件的第一排的滚动元件的直径,以及距离大于8毫米。
在一个实施例中,从近端的滚动元件的第一排的球状轴承的外表面至第一内环的内表面之间的径向距离至少等于δ1ib1,其中,δ1ib是大于0.45的安全参数,并且φ1是近端的滚动元件的第一排的球状轴承的直径,并且距离大于8毫米。
在一个实施例中,施加到近端的滚动元件的第一排的滚动元件上的力的轴与纵向方向上形成在25°和35°之间的角。
在一个实施例中,远端的滚动元件的第二排的滚动元件是球状轴承。
在一个实施例中,从远端的滚动元件的第二排的球状轴承的外表面到外环的外表面的径向距离至少等于δ2eb2,其中,δ2eb是大于0.4的安全参数,并且φ2是远端的滚动元件的第二排的球状轴承的直径,并且距离大于6毫米。
在一个实施例中,从远端的滚动元件的第二排的球状轴承的外表面至第二内环的内表面的径向距离至少等于δ2eb2,其中,δ2eb是大于0.4的安全参数,并且φ2是滚动元件的第二排、远端的球状轴承的直径,并且距离大于6毫米。
在一个实施例中,在径向方向上并且在滚动元件的第一排的球状轴承和滚动元件的第二排的球状轴承之间测量的距离大于(φ1+φ2)/ν,其中,φ1表示滚动元件的第一排的球状轴承,φ2表示滚动元件的第二排的球状轴承的直径,并且v是2和4.2之间的参数。
在一个实施例中,应用于滚动元件的第二排、远端的滚动元件的力的轴形成在纵向方向上的15°和25°之间的角。
在一个实施例中,用于装配到壳体上的肩部的高度被界定,以便满足以下条件:
10 Φ1 / 2.He < 25,
其中,Φ1相当于外环在近端的滚动元件的第一排的外径。
根据另一方面,本发明涉及震荡系统,其包括该滚动轴承、装配到肩部壳体和叶片,其中,肩部用于装配到单一的外环的外表面的壳体,叶片包括叶片根部,叶片根部被装配到肩部,肩部用于装配到第一内环的内表面的叶片根部,叶片被安装以便通过滚动轴承绕在纵向方向上延伸的轴相对于壳体震荡。
根据另一方面,本发明涉及绕旋转轴旋转的系统,该系统包括至少一个该震荡系统,震荡系统相对于旋转轴径向地延伸,滚动轴承远离旋转轴。
附图说明
现在对附图中的图进行简要地描述。
图1是转子的透视示意图。
图2为叶片根部的滚动轴承的第一实施例的剖面图。
图3为叶片根部的滚动轴承的第二实施例的剖面图。
下面是本发明几个实施例地具体描述,带例子和参考附图。
具体实施方式
图1示意性地显示了根据本发明实施方式的旋转系统转子的一个示例的三维透视示意图。旋转系统1包括具有轴A的叶毂(未示出),在该轴处旋转地安装有转子2。转子2相对于叶毂绕轴A旋转。转子2包括主体3,例如关于轴A旋转对称。转子2还包括一个或多个叶片4(在本例中,具有三个叶片4),各个叶片相对于叶毂径向延伸。各叶片4沿纵向轴B延伸。因为叶片可能具有非常复杂的形状,准确定义纵向轴B是困难,除非其对应于叶片4的主方向。并且,将叶片描述为“径向”延伸时,并且必然意味着轴B与轴A相交或在垂直于轴A的平面中延伸,而是指叶片4的大致方向指向径向。
叶片4在被称为叶片根部4a的一端和一个自由相对端4b之间延伸,叶片根部4a连接到主体3。在叶片根部4a处,叶片4被安装在固定到主体3的壳体5中。叶片4被安装为通过滚动轴承以便在壳体5中震荡,滚动轴承(在下面详细描述)安装在叶片根部4a和壳体5之间。所讨论的滚动轴承具有旋转轴线,并且允许关于壳体5的叶片4相对于该轴震荡。所讨论的轴被明确定义,并且基本上沿B轴延伸。为了更好地理解这个概念,可以考虑B轴作为对应于滚动轴承的轴线,从而滚动轴承的轴将被称为B。
在操作过程中,叶片4将相对于壳体5绕B轴旋转,但原则上沿小于360°的角度路径旋转。另一方面,根据由叶片传送到周围的流体(空气)的力,叶片4,摆动将相对于壳体5绕B轴以受控的往复运动方式震荡。
壳体5是使本实施方案实施的任何部分。
如上所述,滚动轴承因此相对于A轴偏心,并在使用该旋转系统1的过程中经受绕A轴的强离心分离。
本发明是在一个特定的情形中描述,但似乎适用于具有沿径向轴振荡并且绕轴向轴旋转的滚动轴承的其他情形。
因此,壳体5、滚动轴承以及叶片根部4a的组件被称为震荡系统6。
图2示出了根据本发明的滚动轴承的第一实施例。
在下文中,术语“轴向”一词是指滚动轴承7的B轴,该轴平行于所表示的方向(B)。术语“近侧”指的是与A轴组件的接近度,而术语“远侧”是指一种离A轴更远的组件。
因此,滚动轴承7包括近端8,以及与近端相对的远端9。
滚动轴承7限定了内部孔10,叶片根部4被安装在其内。
在下文中,术语“内”用于表示接近B轴,而术语“外”是用来指示远离B轴。
滚动轴承7包括第一内环11、第二内环12和单一外轮13。内圈11和12如此命名是因为它们中的每个具有滚动元件的内套,外圈13如此命名是因为它为滚动元件提供了外套,这将在下文中更详细地说明。
第一内环11包括内表面14和与内表面14相对的外表面15。内表面14可具有任何合适的几何形状。例如,内表面14可包括两个旋转对称的圆柱形表面,每个与滚动元件的行列对齐,在中心具有可插入的槽。内表面14用于在叶片根部上安装滚动轴承7。内表面14具有最小直径d。第一内环11沿轴向从近端8向远端9延伸,沿滚动轴承7的大部分轴向长度延伸。
在滚动轴承7远端的半部,第一内环11的外表面15定义了用于容纳第二内环12的远端底座16。远端底座16包括面向远端9的轴向邻接表面17,以及朝外并从轴向邻接表面17延伸的圆柱形接收表面18。
在滚动轴承7近端的半部,外表面15定义了近侧第一座圈23。
第一内环11具有近端表面19。第一内环11的内表面14包括用于装配到叶片根部的肩部20。肩部20包括从近端表面19向远端延伸的圆柱形表面21、面向近端8且从圆柱形表面21延伸到孔10的轴向邻接表面22。
第一内环11具有远端表面27,相对于轴向邻接表面22且面向远端9。
第二内圈12包括内表面24和相对于内表面24的外表面25。内表面24通过第二内圈12嵌合在第一内圈的底座16以用于装配。内表面24具有最小直径d轴2。因此,当用于补充时,内表面24面对圆柱形接收表面18。第二内圈12从第一轴向邻接表面26轴向延伸,邻接表面面对朝向远端9的近端8,第二内圈延伸滚动轴承7的半远端的轴向长度。
外表面25限定了第二远端内套28。
第二内圈12具有远端表面29。第二内环11的内表面24包括用于预加载的肩部30。肩部30包括从远端表面29向近端延伸的圆柱形表面31,面向远端9且从圆柱形表面31延伸到筒状接收表面18的轴向邻接表面32。
外环13包括内表面33和与内表面33相对的外表面34。外表面34用于在壳体上安装滚动轴承7。外环13从近端8向远端9轴向延伸滚动轴承7的整个轴向长度。
在滚动轴承7的近端半部,内表面33限定了近端内座圈35。在滚动轴承7的远侧半部,内表面33限定了远端第二内套36。
外圈11具有近端表面37和相对的远端表面38。外表面34包括用于装配在外壳上的肩部39。肩部39包括从远端表面38延伸至近端的圆柱形表面40,面对远端9且从圆柱形表面40延伸到第二圆筒形表面42的轴向邻接表面41。第二圆柱形表面42从轴向邻接表面41延伸至近端表面37。
在外圈13的内表面33和第一和第二内圈11、12外表面15、25之间限定单一内空间43,单个内部空间43在近端44和远端之间延伸,在近端处,内部空间43被在外环13和第一内环11之间的近端密封系统45密封,在远端处,内部空间43被在外圈13和第二内圈12之间的远端密封系统47密封。
在单一内部空间43中,近端第一外座圈和第一内座圈23、35彼此相对,所述远端第二外座圈和内座圈28、36彼此相对。
滚动元件的近端第一排48被安装在单一内部空间中,在近侧第一外座圈和内座圈23、35上滚动。滚动元件的远端第二排49被安装在单一内部空间中,在远侧第二外座圈和内座圈28、36上滚动。滚动元件的第一排和第二排48、49沿纵向轴线B彼此间隔开。
在适当情况下,具有相同的排的滚动元件能通过保持器50彼此隔开,如在图2中表示为近端排。
滚动轴承7包括加荷系统51,其适于保持第二内圈12在轴向邻接抵靠第一内环11。
所述加荷系统51包括环形板52,其具有支承表面53,所述支承表面53与所述第二内环12接触并且在轴向方向上推进所述第二内环12,所述环形板52通过螺丝接合被保持固定在所述第一内环11上。更具体地,通过穿过板52的孔55和第一内环11的孔56的螺丝,板52被旋紧到内环51上,所述孔56设置为对准孔55。轴承表面53按压在轴向邻接面32上,从而迫使所述第二内圈12朝向近端,在第一内圈11的轴向邻接表面17和第二内圈12的轴向邻接表面26之间的接触处施加夹持力。这些螺丝被夹紧,直至施加了预载力F预紧
为了允许滚动轴承降低质量以在更小的封装中的起到作用,下述条件是有利的。依据应用情况,所述封装(特别是轴向尺寸,即沿着所述滚动轴承的轴线)、质量、以及所需的性能水平可以变化。然而,具有以下特定特征中的一个或多个的滚动轴承被认为对解决这些问题是有利的。
垂直于纵向方向上的并在所述第一内环11的所述内表面14和所述第二内环12的接收表面18之间成一直线的距离Ep由以下公式界定:
Ep=√((4*Sf*F预紧)/(0.9*π*N*Re))+β, 其中:
Ep 相当于垂直于纵向方向上的并在所述第一内环11的所述内表面14和所述第二内环12的接收表面18之间成一直线的距离,
F预紧是力,通过该力所述第二内环12被固定为轴向地临靠所述第一内环11,
Re是螺丝材料54的屈服强度,
N 是用于施加所述力的螺丝54的数量,
Sf 是在1.2和4之间的安全参数,
β 是在4和5之间的参数。
特别地,N可以选为最接近(π*d)/(3.8*d螺丝)的整数或仅超过(π*d)/(3.8*d螺丝)的整数,其中d螺丝是螺丝的直径。
该定义确保了足够预紧力的实施,不会损害滚动轴承且具有有限封装。
上述定义能具体运用于更小轴承的情况,其中螺丝头的尺寸具有影响。
可选地,垂直于纵向方向上的并在所述第一内环11的所述内表面14和所述第二内环12的接收表面18之间成一直线的距离Ep可以大于5毫米(mm)且定于为Ep=γ√((4*Sf*F预紧)/(0.9*π*N*Re)), 其中:
Ep 相当于垂直于纵向方向上的并在所述第一内环的所述内表面和所述第二内环的接收表面之间成一直线的距离,
F预紧是力,通过该力所述第二内环被固定为轴向地临靠所述第一内环,
Re是螺丝材料的屈服强度,
N 是用于施加所述力的螺丝的数量,
Sf 是在1.2和4之间的安全参数,
γ是1和1.8之间的权重系数。
特别地,N可以选为最接近(π*d)/(3.8*d螺丝)的整数或仅超过(π*d)/(3.8*d螺丝)的整数,其中d螺丝是螺丝的直径。
上述定义能具体运用于更小轴承的情况,其中螺丝头的尺寸没有影响。
用于装配壳体的肩部39,尤其是其设置在单一外环13的外表面34上的轴向邻接表面,设置在轴向(沿方向(B))地滚动元件的第一和第二排之间,换言之设置在基本上滚动轴承7的长度轴向中心。
用于装配叶片根部的肩部20设置在第一内环13的内表面34上,更接近于滚动元件的近端第一排。
因此,施加到轴承上的轴向力基本上通过滚动元件的近端的第一行48支持。因此,提供了一种非对称的滚动轴承,不改变滚动元件的远端第二行的尺寸,以支持施加于滚动轴承的多达滚动元件的近端的第一行的轴向力。
装配到壳体的肩部的高度He,换言之,轴向邻接表面41,被定义为满足下列条件:
10 <Φ1/ 2.He <25,
其中,Φ1对应于在滚动元件近端的第一行48的外环13的外径。
在上面给出的例子中,滚动元件的近端的第一行设置为在近端具有最大直径dmax的截锥。滚动元件的近端的第一行滚动元件的轴线与纵向形成呈35°和45°之间的角度,截锥的最小直径比最大直径更接近B轴。因此,滚动元件48的轴线大致正交于施加在轴向邻接表面22和轴向邻接表面41之间的力的轴线。该配置提供了叶片和壳体之间的高等级的轴向载荷传递。
近端第一外座圈35和用于组装到外壳的肩部41之间的垂直于近端第一外座圈35测量所得的距离(Ebe)至少等于δr.dmax,其中δr为1至1.5之间的安全参数,dmax是滚动元件中近端第一行的滚动元件的最大直径。这种设计确保滚动元件和外壳之间的轴向力的传递,损坏滚动轴承的风险最小,且具有小封装。
近侧第一内座圈23和用于组装到叶片根部的肩部20之间的垂直于近端第一内座圈35测量所得的距离(Ebi1)至少等于η1r.(d)n1r,其中η1r是至少等于0.4的参数,d表示第一内圈12的内表面14的内径,并且n1r是0.4至0.5之间的参数。这种设计确保叶片和滚动元件之间的轴向力的传递,损坏轴承的风险最小,且具有小封装。
根据本实施例,滚动元件中远端的滚动元件的第二排49是截锥,其设置为在远端具有最大直径。滚动元件中的远端的第二行滚动元件的轴线与纵向(B)形成呈17°至23°之间的角度,截锥的最小直径比最大直径更接近B轴。
远侧第二内座圈28和第一内环12的外表面15的远端底座16之间的垂直于远端底座16测量所得的距离(Ebi2)至少等于η2r.(d轴2)n2r,其中η2r是至少等于0.4的参数,d轴2表示第二内环的内表面24的内径,并且n2r是0.4至0.5之间的参数。这种几何形状保证了力的充分传递,并具有小封装。
在适当情况下,η1r = η2r.
在适当情况下,n1r = n2r.
在近端第一外座圈35和远端第二外座圈36之间的纵向(B)上测得的距离e介于0.4 *l1和l1之间,其中l1是滚动元件中近端的第一排的滚动元件48的长度。按这种设置,能保持滚动轴承的轴向紧凑性,并且滚动轴承7在使用期间支持显著弯曲。
在上面的例子中,滚动元件中的两排滚动元件具有相同类型的几何形状。
根据第二实施例,如图3所示,滚动元件的近端的第一行48的滚动元件是直径φ1的球轴承。施加到滚动元件的近端的第一行48的滚动元件形成与纵向方向25°和35°之间的角度。
从滚动元件的近端第一行48的球轴承的外表面到外环13的外表面34的径向距离(Ebe1)至少等于δ1eb.φ1,其中δ1eb是大于0.45的安全参数,φ1是滚动元件的近端第一行48的球轴承的直径。距离Ebi1大于8毫米(mm)。
从滚动元件的近端第一行48的球轴承的外表面到第一内环11的内表面14的径向距离(Ebi1)至少等于δ1ib.φ1,其中δ1ib是大于0.45的安全参数,φ1是滚动元件的近端第一行48的球轴承的直径。距离Ebi1大于8毫米(mm)。
在适当的情况下,δ1ib= δ1eb。
根据本实施例,滚动元件的远端的第二排49的滚动元件是直径φ2的球轴承。施加到滚动元件的远端的第二排49的滚动元件形成与纵向方向15°和25°之间的角度。
从滚动元件的远端第二排49的球轴承的外表面到外环13的外表面34的径向距离(Ebe2)至少等于δ2eb.φ2,其中δ2eb是大于0.4的安全参数,φ2是滚动元件的远端第二行49的球轴承的直径,其中所述距离(Ebe2)大于6毫米(mm)。这种几何形状保证了力的充分传递,并具有小封装。
从滚动元件的远端第二排49的球轴承的外表面到第二内环12的内表面24的径向距离(Ebi2)至少等于δ2ib.φ2,其中δ2ib是大于0.4的安全参数,φ2是滚动元件的远端第二排49的球轴承的直径,其中所述距离(Ebi2)大于6毫米(mm)。
在适当的情况下,δ2ib= δ2eb。
在滚动元件的第一行48的球轴承和滚动元件的第二排49的球轴承之间的沿纵向(B)在外环13上测得的距离(e)大于(φ1+φ2)/ν,其中φ1表示滚动元件的第一排48的球轴承的直径,φ2表示滚动元件的第二排49的球轴承的直径,且v是介于2和4.2之间的参数。

Claims (15)

1.用于在纵向方向(B)上并在近端和远端之间延伸的叶片根部的滚动轴承,所述滚动轴承允许根部关于轴(B)震荡,所述轴(B)在所述纵向方向上关于壳体延伸,
所述滚动轴承包括:
单一的外环(13),其具有内表面(33)和与所述内表面(33)相对的外表面(34),所述外环(13)的所述内表面(33)具有近端的第一外座圈(35)和远处的第二外座圈(36),所述第一和第二外座圈(35、36)相对于彼此在所述纵向方向(B)上偏置,
第一内环(11),其具有内表面(14)和与所述内表面(14)相对于的外表面(15),所述第一内环(11)的所述外表面(15)具有近端的第一内座圈(23)和远端底座(16),所述第一内座圈(23)和底座(16)相对于彼此在所述纵向方向(B)上偏置,
第二内环(12),其具有内表面(24)和与内表面(24)相对的外表面(25),所述第二内环(12)的所述外表面(25)具有远端第二内座圈(28),所述第二内环(12)被固定到所述底座(16)上并且被轴向地保持邻靠所述第一内环(11),
单一内部空间(43)在所述外环(13)的所述内表面(33)与所述第一和第二内环(11,12)的所述外表面(15、25)之间被界定,所述单一内部空间(43)在近端(44)和远端(46)之间延伸,在所述近端(44),其被近端密封系统(45)密封在所述外环(13)和所述第一内环(11)之间,在所述远端(46),其被远端密封系统(47)密封在所述外环(13)和所述第二内环(12)之间,
滚动元件的近端第一排(48)被安装在所述单一内部空间(43)内,在近端第一内座圈和外座圈(23、35)上滚动,以及滚动元件的远端第二排(49)被安装在所述单一内部空间(43)内,在所述远端第二外座圈和内座圈(36、28)上滚动,滚动元件的第一和第二排(48、49)沿着所述纵轴(B)彼此分开,
所述第一内环(11)的所述内表面(14)包括用于装配到叶片根部的肩部(20),
所述单一的内环(13)的所述外表面(34)包括用于装配到壳体的肩部(39)。
2.根据权利要求1所述的用于叶片根部的滚动轴承,进一步包括以下设置中的一个和/或多个:
被设置在所述单一的外环(13)的所述外表面(34)上的用于装配的所述肩部(39)被轴向地设置在所述滚动元件的第一和第二排(48、49)之间,
被设置在所述第一内环(11)的所述内表面(14)上的用于装配的所述肩部(20)被设置为比所述滚动元件的近端第一排(48)更接近。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的用于叶片根部的滚动轴承,进一步包括加荷系统(51),其适于将所述第二内环(12)保持轴向地临靠所述第一内环(11);
以及,可选地,其中,所述加荷系统(51)包括环形板(52),其具有支承表面(53),所述支承表面(53)与所述第二内环(12)接触并且促进所述第二内环(12)在轴向方向上,所述环形板(52)通过螺丝连接被保持固定在所述第一内环(11)上。
4.根据权利要求1或2所述的用于叶片根部的滚动轴承,其特征在于,垂直于纵向上的并在所述第一内环(11)的所述内表面(14)和所述第二内环(12)的接收表面(18)之间成一直线的距离由以下公式界定:
Ep=√((4*Sf*F预紧)/(0.9*π*N*Re))+β, 其中
Ep 相当于垂直于纵向上的并在所述第一内环(11)的所述内表面(14)和所述第二内环(12)的接收表面(18)之间成一直线的距离,
F预紧是一种通过该力所述第二内环(12)被固定为轴向地临靠所述第一内环(11)的力,
Re是螺丝材料(54)的屈服强度,
N 是用于施加所述力的螺丝(54)的数量,
Sf 是在1.2和4之间的安全参数,
β 是在4和5之间的参数;
或者,其中,垂直于纵向上的并在所述第一内环(11)的所述内表面(14)和所述第二内环(12)的接收表面(18)之间成一直线的距离大于5并由以下公式界定,Ep=γ√((4*Sf*F预紧)/ (0.9*π*N*Re)), 其中
Ep 相当于垂直于纵向上的并在所述第一内环(11)的所述内表面(14)和所述第二内环(12)的接收表面(18)之间成一直线的距离,
F预紧是一种通过该力所述第二内环(12)被固定为轴向地临靠所述第一内环(11)的力,
Re是螺丝材料(54)的屈服强度,
N 是用于施加所述力的螺丝(54)的数量,
Sf 是在1.2和4之间的安全参数,
γ是在1和1.8之间的参数;
其中, 可选地, N 是最接近 (π*d)/(3.8*d螺丝)的整数,或是(π*d)/(3.8*d螺丝)之上的整数,其中
d 是第一内环(11)的内径,
d螺丝 是螺丝(54)的直径。
5.根据权利要求1或2所述的用于叶片根部的滚动轴承,其特征在于,所述滚动元件的两排(48、49)的滚动元件具有相同类型的几何结构。
6.根据权利要求1或2所述的用于叶片根部的滚动轴承,其特征在于,近端的滚动元件的第一排(48)的滚动元件是在近端侧上设置有最大直径的截锥。
7.根据权利要求6所述的用于叶片根部的滚动轴承,进一步包括以下特征:
所述近端第一外座圈(35)和用于装配到壳体的所述肩部(39)之间的距离(Ebe)至少等于δr.d最大,其中,δr是1和1.5之间的安全参数,以及d最大是近端的滚动元件的第一排(35)的滚动元件的最大直径;
所述近端第一内座圈(23)和用于装配到叶片根部的所述肩部(20)之间的距离(Ebi1)至少等于η1r.(d)n1r,其中,η1r是至少等于0.4的参数,d表示第一内环(11)的内表面(14)的内径,以及n1r是0.4和0.5之间的参数;
近端的滚动元件的第一排(48)的滚动元件的轴形成相对于纵向方向呈35°和45°之间的角度,截锥的最小直径比最大直径更接近轴(B)。
8.根据权利要求1所述的用于叶片根部的滚动轴承,其特征在于,远端的滚动元件的第二排(49)的滚动元件是在远端侧设置有最大直径的截锥。
9.根据权利要求8所述的用于叶片根部的滚动轴承,其特征在于,在所述纵向方向(B)上并在近端第一外座圈(35)和远端第二外座圈(36)之间测量的距离(e)在0.4*l1和l1之间,其中l1表示近端的滚动元件的第一排(48)的滚动元件的长度。
10.根据权利要求8或9所述的用于叶片根部的滚动轴承,进一步包括以下特征中的一个或多个:
在远端第二内座圈(28)和第二内环(12)的内表面之间的距离(Ebi2)至少等于η2r.(d轴2)n2r,其中,η2r是至少等于0.4的参数,d轴2表示第一内环(11)的内表面(14)的内径,以及n2r是0.4和0.5之间的参数;
远端的滚动元件的第二排(49)的滚动元件的轴形成与纵向方向呈在17°和23°之间的角度,截锥的最小直径比最大直径更接近所述轴(B)。
11.根据权利要求1所述的用于叶片根部的滚动轴承,其中,滚动元件(48)的第一排、近端的滚动元件是球状轴承,并且,可选地,进一步包括以下一个或多个特征:
从近端的滚动元件的第一排(48)的滚动轴承的外表面到所述外环(13)的外表面(34)的径向距离(Ebe1)至少等于δ1eb1,其中,δ1eb是大于0.45的安全参数,以及φ1是近端的滚动元件的第一排(48)的滚动元件的直径,以及所述距离(Ebe1)大于8毫米(mm);
从近端的滚动元件的第一排(48)的球状轴承的外表面至第一内环(11)的内表面(14)之间的径向距离(Ebi1)至少等于δ1ib1,其中,δ1ib是大于0.45的安全参数,并且φ1是近端的滚动元件的第一排(48)的球状轴承的直径,并且所述距离(Ebe1)大于8毫米(mm);
施加到近端的滚动元件的第一排(48)的滚动元件上的力的轴形成与纵向方向呈25°和35°之间的角。
12.根据权利要求1或11所述的用于叶片根部的滚动轴承,其特征在于,远端的滚动元件的第二排(49)的滚动元件是球状轴承,
并且,可选地,进一步包括以下特征中的一个或多个:
从远端的滚动元件的第二排(49)的球状轴承的外表面到外环(13)的外表面(34)的径向距离至少等于δ2eb2,其中,δ2eb是大于0.4的安全参数,并且φ2是远端的滚动元件(49)的第二排的球状轴承的直径,并且所述距离(Ebe2)大于6毫米(mm);
从远端的滚动元件(49)的第二排的球状轴承的外表面至第二内环(12)的内表面(24)的径向距离(Ebi2)至少等于δ2eb2,其中,δ2eb是大于0.4的安全参数,并且φ2是滚动元件(49)的第二排、远端的球状轴承的直径,并且所述距离(Ebi2)大于6毫米(mm);
根据权利要求11的滚动轴承,并且在径向方向上在滚动元件的第一排(48)的球状轴承和滚动元件的第二排(49)的球状轴承之间测量的距离大于(φ1+φ2)/ν,其中,φ1表示滚动元件的第一排(48)的球状轴承,φ2表示滚动元件的第二排(49)的球状轴承的直径,并且v是2和4.2之间的参数;
施加于远端的滚动元件的第二排(49)的滚动元件的力的轴形成相对于纵向方向呈15°和25°之间的角。
13.根据权利要求1所述的滚动轴承,其特征在于,用于装配到壳体上的肩部(39)的高度(H)被界定,以便满足以下条件:
10 < Φ1 / 2.He < 25,
其中,Φ1相当于外环(13)在近端的滚动元件的第一排(48)的外径。
14.震荡系统,包括根据权利要求1所述的滚动轴承(7);被装配到肩部(39)的壳体(5),用于装配到单一的外环(13)的外表面(34);包括叶片根部(4a)的叶片(4),其中叶片根部(4a)被装配到肩部(20),用于装配到第一内环(11)的内表面(14)的叶片根部,所述叶片(4)被安装成以便通过所述滚动轴承(7)绕在纵向方向上延伸的所述轴(B)相对于所述壳体(5)震荡。
15.绕旋转轴旋转的系统,所述系统包括至少一个根据权利要求14所述的震荡系统,所述震荡系统相对于旋转轴(A)径向地延伸,所述滚动轴承(7)远离旋转轴(A)。
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