CN106895078B - 用于叶片根部的润滑滚动轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于叶片根部的润滑的滚动轴承，其包括由层状结构的化合物制成的涂层。

Description

用于叶片根部的润滑滚动轴承
技术领域
发明涉及用于叶片根部的滚动轴承的领域，特别是用于叶片根部的滚动轴承包括由层状结构的化合物和润滑剂制成的涂层。
背景技术
标准滚动轴承包括固定到轴的内环和同心的外环，在内环和外环之间形成座圈。滚动元件位于该座圈中。通常，外环是静止的，内环旋转，相反的组装是可能的。滚动元件与内环和外环具有非常小的接触，以便摩擦尽可能少的量并且限制热累积。
如申请EP 2 749 781中所述，滚动轴承还包括润滑剂，通常为润滑脂或油。润滑是用于滚动轴承的正确运行的基本元件。70％的轴承故障是由于润滑问题。润滑的目的是在滚动元件和座圈之间插入润滑膜(称为油膜)，以便限制接触的元件的金属-金属接触，生热，磨损和卡住。润滑剂还可以提供防止氧化和外部污染的保护。
用于叶片根部的滚动轴承是航空领域中使用的各种现有轴承之一。申请FR 2 862609和FR 2 817 233描述了这种轴承。
该滚动轴承用于基于飞行阶段(起飞，巡航，着陆等)定向螺旋桨发动机的叶片。其相对于发动机转子的旋转轴线以偏心方式定位，并且围绕转子的旋转轴线恒定地旋转。由于相对于转子的旋转轴线的这种偏心位置，用于叶片根部的滚动轴承承受大的离心力和高的施加应力。离心力和高施加的应力将使叶片根部的滚动轴承经受大约为3GPa的高接触压力。
通过滚动轴承的内环和外环，叶片自身在低角度范围(30°；+90°)上围绕其纵向轴线缓慢定向。虽然两个环的相对运动是有限的，但是振动使得两个环以产生振荡条件的非常小的位移连续振荡。
这种高的接触压力和振荡条件导致包含在滚动轴承中的润滑剂被驱出接触区域。此外，施加到滚动轴承的离心应力导致润滑剂尤其在高温工作范围内从滚动轴承向外突出。这些突起导致润滑损失，从而导致用于叶片根部的滚动轴承的劣化和其使用寿命的降低。
除了这种高接触压力和振荡条件之外，用于叶片根部的滚动轴承经受大的温度范围，该温度范围可以从-55℃(海拔处的外部温度)延伸到+170℃(由于靠近引擎)。用于叶片根部的滚动轴承必须在这个温度范围内润滑。
因此，滚动轴承必须在结合施加的接触压力和振荡条件的苛刻条件下在宽温度范围内润滑。这些条件是相反的，因为为了良好地润滑滚动轴承，润滑剂需要能够在整个温度操作范围内补充接触，而不在最低温度下固化，也不在最高温度下排出离心应力的影响。另一方面，为了承受接触压力和离心应力，即使在产生最大离心应力的发动机状态期间遇到的高温下，润滑剂也应尽可能粘稠。
令人惊讶的是，申请人已经发现了一种复杂的摩擦学系统，其使得可以优化用于叶片根部的滚动轴承的功能。这种复杂的摩擦学系统使用用于叶片根部的滚动轴承，其包括由层状结构的化合物和润滑剂制成的涂层。特别地，由层状结构的化合物和润滑剂制成的涂层的组合使得用于叶片根部的滚动轴承能够在其承受的宽温度范围内被润滑，而不管高接触压力和振荡。
发明内容
因此，根据第一方面，本发明的一个目的是一种用于叶片根部的滚动轴承，其沿着纵向方向在近端和远端之间延伸，
所述叶片根部的滚动轴承包括：
-外环，其具有内表面和与所述内表面相对的外表面，所述外环的内表面具有外座圈，
-内环，其具有内表面和与所述内表面相对的外表面，所述内环的外表面具有内座圈，
-单个内部空间，其限定在所述外环的内表面和所述内环的外表面之间，所述单个内部空间在近端和远端之间延伸，在近端处，其由所述外环和所述内环之间的近端密封系统封闭，在远端处，其所述外环和所述内环之间的远端密封系统封闭，所述单个内部空间包含润滑剂，
-一排滚动元件，其具有安装在所述单个内部空间中的接触表面，在所述外座圈和内座圈上滚动，
并且其中，滚动元件的至少一个座圈和/或接触表面涂覆有由层状结构的化合物制成的涂层。
本发明还涉及一种用于叶片根部的滚动轴承，其在近端和远端之间沿着纵向方向延伸，所述滚动轴承允许所述根部绕着相对于壳体沿着纵向方向延伸的轴线摆动，
所述叶片根部的滚动轴承包括：
-单个外环，其具有内表面和与所述内表面相对的外表面，所述外环的内表面具有近端第一外座圈和远端第二外座圈，所述第一外座圈和第二外座圈相对于彼此沿着纵向方向偏移，
-第一内环，其具有内表面和与所述内表面相对的外表面，所述第一内环的外表面具有近端第一内座圈和远端座部，所述第一内座圈和所述座部相对于彼此沿着纵向方向偏移，
-第二内环，其具有内表面和与所述内表面相对的外表面，所述第二内环的外表面具有远端第二内座圈，所述第二内环固定到所述座部上，并且轴向保持抵靠所述第一内环，
-单个内部空间，其在所述外环的内表面和所述第一和第二内环的外表面之间限定，所述单个内部空间在近端和远端之间延伸，在所述近端处，所述单个内部空间被所述外环和所述第一内环之间的近端密封系统封闭，在所述远端处，所述单个内部空间被所述外环和所述第二内环之间的远端密封系统封闭，所述单个内部空间包含润滑剂，
-近端第一排滚动元件远端第二排滚动元件，近端第一排滚动元件具有安装在所述单个内部空间中的接触表面，在所述近端第一外座圈和内座圈上滚动，远端第二排滚动元件具有安装在所述单个内部空间中的接触表面，在远端第二外座圈和内座圈上滚动，所述第一和第二排滚动元件沿着所述纵向轴线彼此间隔开，
-所述第一内环的内表面包括用于组装到叶片根部的肩部，
-所述单个外环的外表面包括用于组装到壳体的肩部，
其中，一排滚动元件中的滚动元件中的至少一个座圈和/或接触表面涂覆有由层状结构的化合物制成的涂层。
根据第二方面，本发明的另一个目的是用于叶片根部的滚动轴承的润滑组合物，其包含润滑剂和层状结构的化合物。
根据第三方面，本发明的另一个目的是用于润滑叶片根部的滚动轴承的包含润滑剂和层状结构的化合物的润滑组合物的用途。
根据第四方面，本发明的一个目的是一种用于制造叶片根部的滚动轴承的方法，其中，其包括沉积由层状结构的化合物制成的涂层的步骤和涂抹润滑剂的步骤。
附图说明
图1是转子的透视示意图。
图2是用于叶片根部的滚动轴承的一个特定示例性实施例的横截面图。
图3示出了在摩擦学测试之后的磨损痕迹的两个显微镜图像：
-未涂抹有由WS2制成但被润滑的涂层(表面S1，在顶部)的板的表面，以及
-涂覆有由WS2制成并被润滑的涂层(表面S2，在底部)的板的表面。
具体实施方式
根据第一方面，本发明涉及一种用于叶片根部的滚动轴承，其在纵向方向上在近端和远端之间延伸，
所述叶根的滚动轴承包括：
-外环，其具有内表面和与所述内表面相对的外表面，所述外环的内表面具有外座圈，
-内环，其具有内表面和与所述内表面相对的外表面，所述内环的外表面具有内座圈，
-单个内部空间，其限定在所述外环的内表面和所述内环的外表面之间，所述单个内部空间在近端和远端之间延伸，在近端处由所述外环和所述内环之间的近端密封系统封闭，在远端由所述外环和所述内环之间的远端密封系统封闭，所述单个内部空间包含润滑剂，
-一排滚动元件，其具有安装在所述单个内部空间中的接触表面，在所述外座圈和内座圈上滚动，
并且其特征在于，滚动元件的至少一个座圈和/或接触表面涂覆有由层状结构的化合物制成的涂层。
层状结构的化合物是其晶体结构由沿着第三维度(沿着z轴)堆叠的二维片状结构(沿着x和y轴)组成的化合物。片状内部原子之间的键强，而两片之间的原子的键弱。
层状结构的化合物选自氟碳化物、石墨、MoS2、WS2、WSe2、NB、ZnO、ZnS和SnS，优先选自石墨、MoS2和WS2，更优选层状结构的化合物为WS2。
WS2是有利的，因为它是化学惰性的，它特别与溶剂、燃料、油、碱和酸相容。此外，其本质上不是硬的，因此，如果WS2的颗粒从由层状结构的化合物制成的涂层中脱离，则这些颗粒不会影响用于叶片根部的滚动轴承的正确功能。原子之间的键强度的差异赋予层状结构的化合物润滑性。
有利地，该润滑的性能存在于较宽的温度范围内。例如，WS2可以从-188℃到+538℃之间润滑轴承。由层状结构的化合物，特别是由WS2制成的涂层有利地使得可以在叶片根部的滚动轴承所经受的整个温度范围内润滑用于叶片根部的滚动轴承，特别是相对于涂层滚道的滚动元件。
由WS2制成的固体涂层保持润滑，达到约3GPa的接触压力。因此，由层状结构的化合物，特别是由WS2制成的涂层有利地使得可以润滑用于叶片根部的滚动轴承，特别是相对于涂层座圈的滚动元件，而不考虑其所述轴承在其设计的使用期间经受的限制。
此外，由层状结构的化合物制成的涂层牢固地粘附到其所存在的座圈的表面上。尽管叶片根部的滚动轴承需承受高接触压力和振荡状态，由层状结构的化合物制成的涂层也不会脱落。
根据一个实施方案，涂层的厚度为0.2μm至2μm，特别是0.5μm至1.75μm，更特别是0.8μm至1.5μm。
根据一个实施方案，润滑剂是包含基础油(base oil)和增稠剂的润滑脂。
润滑脂的基础油有助于润滑脂的润滑性、润滑脂的耐热性、承载强度以及因此的润滑脂的使用寿命。单独或作为混合物使用的酯、聚α-烯烃或全氟聚醚型的合成油特别适合作为本发明润滑剂的润滑脂的基础油。这些合成油是通常在润滑脂领域中使用并且为本领域技术人员所已知的。
增稠剂通过固定基础油将其结构赋予润滑脂，根据耐热性、承载强度抗性和耐水性、其稠度和流动能力来确定润滑脂的行为。它还有助于形成润滑膜。根据所使用的润滑脂，增稠剂可以是基于皂(soap)的或不基于皂的类型。所用的皂基增稠剂可以是金属(锂)皂或复合金属(铝、锂、钙、钠)皂，非皂基增稠剂可以是有机或无机化合物(膨润土(bentonite、bentone)、硅土、聚脲等等)。聚脲、锂复合金属皂和钠复合金属皂特别适合作为本发明润滑剂的润滑脂的增稠剂。
特别地，润滑脂包括酯-全氟聚醚混合物和聚脲；聚α-烯烃和锂复合金属皂；酯-聚α烯烃混合物和钠复合金属皂；或合成油和锂复合金属皂。优选地，润滑脂包括聚α-烯烃和锂复合金属皂的混合物或合成油和复合金属皂的混合物。
润滑脂还可以包含添加剂，例如防腐蚀添加剂，极压添加剂和抗氧化剂。
润滑脂的操作温度范围从较低温度限制延伸到较高温度性能限制。下限温度是润滑脂使滚动轴承无困难地开始移动的最低温度。低于该极限，润滑不足，可能导致轴承故障。高于温度上限性能，润滑脂以不受控制的方式降解，并且不再保证润滑脂的使用寿命。
根据本发明的润滑剂的润滑脂的温度下限可以是-70℃至-20℃，特别是-60℃至-30℃，更特别是-55℃至-40℃。
根据本发明的润滑剂的润滑脂的上限温度性能极限可以大于或等于170℃，特别是170℃至210℃，更特别是175℃至200℃。
有利地，这些温度范围使润滑剂具有润滑性能，使得可以在所述滚动轴承所经受的整个温度范围内润滑用于叶片根部的滚动轴承。
根据一个实施方案，润滑脂具有通过NF T 60-627方法测量的200℃至350℃，特别是220℃至300℃，更特别是240℃至285℃的滴点。
根据NF T 60-627方法，滴点对应于加热的润滑油样品开始流过标准孔口的温度。
有利地，润滑脂的滴点大于叶片根部的滚动轴承所经受的温度范围的最高温度。因此，根据本发明的润滑剂的润滑脂在该温度范围内不会液化，并且不容易从用于使用润滑剂的叶根的滚动轴承向外突出，而是相反地，可以润滑可能承受到高温的所述滚动轴承。
由国家润滑脂研究所(National Lubricating Grease Institute)建立的NLGI等级广泛用于润滑脂的分类。它通过ASTM D217方法测量。它使得可以基于其稠度将油脂分类成九个等级。
通过ASTM D217方法测量的具有大于0，特别是1至5，更特别是2至3的NLGI等级的润滑脂特别适合于根据本发明的润滑剂。实际上，具有在这些数值范围内的NLGI等级的润滑脂具有在对所经受的应力的抵抗和在与叶片根部的滚动轴承接触的表面上产生的摩擦之间的最佳比率，因此，它更好地承受由润滑剂的应力并且限制根据本发明的所述润滑剂从所述轴承向外突出的风险。
根据一个实施方案，基础油在40℃下的运动粘度大于或等于通过NF T 60-100方法测量的40mm2·s-1，特别是45mm2·s-1至250mm2·s-1，更特别是50mm2·s-1至220mm2·s-1。
运动粘度对应于流体的流动阻力的测量。根据NF T 60-100方法，由于运动粘度随温度变化，因此其在40℃下测量。
有利地，具有在上述范围内的运动粘度的基础油使得根据本发明的润滑剂具有润滑性，使得在用于叶根的滚动轴承中接触的表面上不会有太多摩擦，这提高了所述滚动轴承。
润滑剂可另外包含涂层的层状结构的化合物。
如上所述，与涂层连接的层状结构的化合物在较大的温度范围内具有润滑性。有利地，润滑剂和层状结构的化合物的组合使得润滑剂在叶片根部的滚动轴承所经受的整个温度范围内具有润滑性。
不希望受任何一种理论束缚，本发明人认为，如果所述涂层在用于叶片根部的滚动轴承的使用中被损坏，包括在润滑剂中的层状结构的化合物与由层状结构的化合物制成的涂层相互作用从而重塑涂层。有利地，这种相互作用增加了涂层的使用寿命。
根据一个实施方案，相对于润滑脂的重量，在润滑剂中层状结构的化合物的含量为以重量级的1％至10％，特别是2％至7％，更特别是3％至5％润滑脂的重量。
在以下范围之外的层状结构的化合物的含量可能使根据本发明的润滑剂不稳定，也就是说使其失去润滑性能。
为了改善叶片根部的滚动轴承的润滑，由层状结构的化合物制成的涂层可以优先地涂覆两个座圈。为了促进涂层的沉积，所述涂层可以更优选地沉积在外环的整个内表面上和/或内环的整个外表面上。滚动元件的接触表面也可以涂覆由层状结构的化合物制成的涂层。
根据一个实施例，由涂层涂覆的座圈的表面是粗糙的。
由层状结构的化合物制成的涂层采用所涂敷表面的粗糙度的形状。有利地，表面的粗糙度使得能够形成表面缺陷，其中用于叶片根部或所述涂层的滚动轴承的润滑剂和可能的磨损颗粒可以被捕获。这种表面粗糙度使得尽管在振动条件下润滑剂仍保持在接触区域中。这种表面粗糙度还降低了作为磨蚀颗粒的磨损颗粒影响用于叶片根部的滚动轴承的功能的风险。因此，表面粗糙度增加了叶片根部的滚动轴承的使用寿命。
根据一个实施例，可以改善由涂层涂覆的座圈的一个表面的冶金特性，特别是可以增加残余应力，从而增加用于叶片根部的滚动轴承的使用寿命。
根据一个实施例，外环的材料和内环的材料选自彼此独立的100Cr6、M50、M50NiL、氮化32CrMoV13、表面硬化的16NiCrMo13的滚动轴承钢等级，特别是M50NiL。
根据一个实施例，滚动元件的材料选自M50、100Cr6、Si3N4，特别是M50。
本发明还涉及一种用于叶片根部的滚动轴承，其在近端和远端之间沿纵向方向延伸，所述滚动轴承允许所述根部绕着相对于壳体沿着纵向方向延伸的轴线振动，
所述叶根的滚动轴承包括：
-单个外环，其具有内表面和与所述内表面相对的外表面，所述外环的内表面具有近侧第一外座圈和远侧第二外座圈，所述第一外座圈和第二外座圈沿所述纵向方向相对于彼此偏移，
-第一内环，其具有内表面和与所述内表面相对的外表面，所述第一内环的外表面具有近端第一内座圈和远端座部，所述第一内座圈和所述座部沿着纵向方向彼此偏移，
-第二内环，其具有内表面和与所述内表面相对的外表面，所述第二内环的外表面具有远侧第二内座圈，所述第二内环固定到所述座部，并且轴向保持抵靠所述第一内环，
-单个内部空间，其限定在所述外环的内表面和所述第一和第二内环的外表面之间，所述单个内部空间在近端和远端之间延伸，在所述近端，所述单个内部空间被在所述外环和所述第一内环之间的近端密封系统封闭，在所述远端处，所述单个内部空间被在所述外环和所述第二内环之间的远端密封系统封闭，所述单个内部空间包含润滑剂，
-近端第一排滚动元件，其具有安装在所述单个内部空间中的接触表面，在所述近侧第一外座圈和内座圈上滚动，以及远侧第二排滚动元件，其具有安装在所述单个内部空间中的接触表面，在所述远端第二外座圈和内座圈上滚动，所述第一和第二排滚动元件沿着所述纵向轴线彼此间隔开，
-所述第一内环的内表面包括用于组装到叶片根部的肩部，
-所述单个外环的外表面包括用于组装到壳体的肩部，
并且其特征在于，一排所述滚动元件中的滚动元件的至少一个座圈和/或接触表面被由层状结构的化合物制成的涂层涂覆。
由层状结构组成的化合物而制成的涂层和用于叶片根部的该特定滚动轴承的润滑剂如上所述。
下面结合图1和图2详细说明这种用于叶片根部的特定滚动轴承。
图1以三维立体图示意性地表示根据本发明的一个示例性实施例的旋转系统1的示例。旋转系统1包括轴线A的毂(未示出)，转子2可旋转地安装在该毂周围。转子2相对于毂绕轴线A旋转。转子2包括例如关于轴线A旋转对称的主体3。转子2还包括一个或多个叶片4(在该示例中为三个叶片4)，每个叶片都相对于所述毂径向延伸。每个叶片4沿着纵向轴线B延伸。由于叶片可以具有非常复杂的形状，除了对应于叶片4的主方向之外，难以非常精确地限定纵向轴线B。因此，当说明叶片4“径向地”延伸，这并不一定意味着轴线B与轴线A相交或在垂直于轴线A的平面中延伸，而是说明叶片4的大致方向是径向的。
叶片4在称为叶片根部4a的一端和自由的相对端4b之间延伸，叶片根部4a组装到主体3上。叶片4在其根部4a处安装在附接到主体3的壳体5中。叶片4通过安装在叶片根部4a和壳体5之间的滚动轴承(下面详细描述)可振动地安装在壳体5中。所讨论的滚动轴承具有滚动轴承轴线，并且允许叶片4相对于壳体5相对于该轴线振动。所讨论的轴线被清楚地限定并且基本上沿着轴线B延伸。具体地，可以认为轴线B对应于滚动轴承的轴线，从而B将被称为轴承的轴线。
在操作期间，叶片4将相对于壳体5围绕轴线B旋转，但是优先在小于360°的角行程上旋转。另一方面，根据由叶片传递到周围流体(空气)的力，叶片4将通过受控的往复运动而相对于壳体5围绕轴线B振荡。
壳体5是能够实现这种应用的任何部件。
如上所述，滚动轴承因此相对于轴线A偏心，并且因此在旋转系统1的应用期间经受围绕该轴线A的强离心。
本发明适用于围绕径向轴线振荡并围绕轴向轴线离心的其他轴承。
在下文中，术语“轴向”是指该滚动轴承7的轴线B，平行于所示的方向(B)。术语“近侧”是指部件靠近轴线A，而术语“远侧”是指部件远离轴线A。
因此，滚动轴承7包括近侧8和与近侧8相对的远侧9。
滚动轴承7限定内孔10，叶片根部4将安装在该内孔10中。
在下文中，术语“内”用于表示靠近轴线B，而术语“外”用于表示远离轴线B。
滚动轴承7包括第一内圈11，第二内圈12和单个外圈13。被称为内圈11和12是因为其各自具有用于滚动元件的内圈，并且被称为外圈13是因为其具有用于滚动元件的外圈，如随后将更详细地解释的。
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用于将滚动轴承7安装在叶片根部上。内表面14具有最小直径dshaft。第一内环11在远侧9的方向上从近侧8起轴向延伸，超出滚动轴承7的大部分轴向长度。
在滚动轴承7的远侧半部中，外表面15限定用于接收第二内环12的远侧座16。远侧座16包括面向远侧9的轴向邻接表面17，以及朝外侧定向并且从轴向邻接表面17延伸的圆柱形接收表面18。
在滚动轴承7的近侧半部中，外表面15限定近侧第一座圈23。
第一内环11包括近端表面19。第一内环11的内表面14包括用于组装到叶片根部的肩部20。肩部20包括从近端表面19沿远端方向延伸的圆柱形表面21，面向近侧8并从圆柱形表面21延伸到孔10的轴向邻接表面22。
第一内环11包括远端表面27，与轴向邻接表面22相对并面向远端侧9。
第二内环12包括内表面24和与内表面24相对的外表面25。内表面24用于通过压配合将第二内环12安装在第一内环的座16中。因此，内表面24面向圆柱形接收表面18，与其互补。第二内环12从面向近侧8的第一轴向邻接表面26沿远侧9的方向轴向延伸，围绕滚动轴承7的轴向长度的远侧半部。
外表面25限定远侧第二座圈28。
第二内环12包括远端表面29。第二内环11的内表面24包括预加载肩部30。肩部30包括圆柱形表面31，该圆柱形表面31从远端表面29沿着近端方向，面向远侧9的轴向邻接表面32，并且从圆柱形表面31延伸到圆柱形接收表面18。
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用于将滚动轴承7安装在壳体上。外环13在滚动轴承7的整个轴向长度上从近侧8向远侧9轴向延伸。
在滚动轴承7的近侧半部中，内表面33限定近侧第二座圈35。在滚动轴承7的远侧半部中，内表面33限定远侧第二座圈36。
外环13包括近端表面37和相对的远端表面38。外表面34包括用于组装到壳体的肩部39。肩部39包括从远端表面38沿近端方向延伸的圆柱形表面40，面向远端侧9并从圆柱形表面40延伸到第二圆柱形表面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延伸到近端表面37。
单个内部空间43限定在外环13的内表面33和第一和第二内环11,12的外表面15,25之间，单个内部空间43在其近端44和远端46之间延伸，近端44通过外环13和第一内环11之间的近侧密封系统45封闭，远端46通过外环13和第二内环12之间的远侧密封系统47封闭。
在单个内部空间43中，近侧第一外座圈23和内座圈35彼此面对，并且远侧第二外座圈28和内座圈36彼此面对。
具有接触表面的近侧第一排滚动元件48安装在单个内部空间中，在近侧第一外和内座圈23,35上滚动。具有接触表面的远侧第二排滚动元件49安装在单个内部空间，在远侧第二外部和内部滚道28,36上滚动。第一和第二排滚动元件48,49沿着纵向轴线B彼此间隔开。
同一排的滚动元件在适当的情况下通过保持架50彼此间隔开，如图2所示的近侧排的滚动元件。
滚动轴承7包括适于保持第二内环12轴向抵靠第一内环11的装载系统51。
装载系统51包括环形板52，环形板52具有与第二内环12接触的滚动轴承表面53，并且在轴向方向上将应变施加在第二内环12上，环形板52通过螺丝54的帮助牢固地附接到第一内环。更具体地，板52通过穿过板52的孔55和与孔55对齐的第一内环11的孔56的螺钉旋拧到内环51上。滚动轴承表面53抵靠轴向邻接表面32，从而在近侧的方向上对第二内环12施加应力，这些张紧应力位于第一内环11的轴向邻接表面17和第二内环12的轴向邻接表面26之间。螺丝被紧固，直到施加负载力Fpreload。
用于组装到壳体的肩部39，特别是设置在单个外环13的外表面34上的轴向邻接表面41，沿轴向(沿着方向(B))定位在第一和第二排滚动元件之间，也就是说基本上在滚动轴承7的长度的轴向上的中间。
用于组装到叶片根部的设置在第一内环12的内表面14上的肩部20比第一近侧排48滚动元件更靠近地定位。
因此，由滚动轴承承受的轴向应力基本上由第一近侧排48滚动元件承受。
在上述示例中，两排滚动元件的滚动元件具有相同类型的几何形状。
代替滚子，也可以使用其它类型的滚动元件，例如球。
为了改善上述叶片根部7的滚动轴承的润滑，由层状结构的化合物制成的涂层可以涂覆至少两个座圈，优选地至少三个座圈，更优选地全部座圈。为了促进涂层的沉积，所述涂层可以更优选地沉积在单个外环的整个内表面上，在第一内环的整个外表面上和/或第二外环的整个外表面。近侧第一排滚动元件的接触表面和/或远侧第二排接触表面也可以涂覆有由层状结构的化合物制成的涂层。
根据第二方面，本发明还涉及用于叶片根部的滚动轴承的润滑组合物，其特征在于，其包含润滑剂和层状结构的化合物。
润滑剂如上面在用于叶片根部的滚动轴承的部分中所述。
层状结构的化合物如上面在专门用于叶片根部的滚动轴承的部分中所述。
如上所述，关于叶片根部所用的滚动轴承的涂覆，层状结构的化合物在较宽的温度范围内具有润滑性。有利地，润滑剂和层状结构的化合物的组合使润滑组合物在用于叶片根部的滚动轴承所经受的整个温度范围内具有润滑性能。
根据一个实施方案，润滑组合物中层状结构的化合物的含量按照重量为1％至10％，特别是2％至7％，更特别是3％至5％，相对于润滑脂的重量。
在以下范围之外的层状结构的化合物的含量可能使根据本发明的润滑组合物不稳定，也就是说使其失去其润滑性能。
根据第三方面，本发明涉及包含润滑剂和层状结构的化合物的润滑组合物的应用，以便于润滑用于叶片根部的滚动轴承。
润滑剂和层状结构的化合物如上面在专用于润滑组合物的部分中所述。
如上所述，在专用于润滑组合物的部分中，润滑剂和层状结构的化合物的组合使润滑组合物具有润滑性，该润滑性与叶片根部的滚动轴承的应变和温度无关。因此，该润滑组合物可用于润滑用于叶片根部的滚动轴承。
特别地，润滑组合物可用于润滑作为本发明目的的叶片根部的滚动轴承。
不希望受任何一种理论束缚，本发明人认为，包括在润滑组合物中的层状结构的化合物与由层状结构的化合物制成的涂层相互作用，以便在应用用于叶片根部的滚动轴承期间重整可能损坏的涂层。有利地，这种相互作用增加了涂层的使用寿命。
非常特别地，润滑组合物可以相对于用于叶片根部的滚动轴承的滚道用于润滑滚动元件。
本发明还涉及一种制造用于上述叶片根部的滚动轴承的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a)在所述滚道元件的一个滚道和/或接触表面上沉积由层状结构的化合物制成的涂层，以及
b)在单个内部空间中施加润滑剂。
由层状结构的化合物和用于叶片根部的该特定滚动轴承的润滑剂制成的涂层如上文关于轴承的部分中所述。
由层状结构的化合物制成的涂层可以通过本领域技术人员已知的任何表面沉积技术沉积。特别地，涂层可以通过推进在待涂覆的表面上的层状结构的化合物的调节气体中沉积。这种技术是非常有利的，因为其能够在低温，高速下沉积，而不供应热量或聚合。因此它是经济和快速的。
通过本领域技术人员已知的任何润滑剂沉积技术将润滑剂施加在滚动轴承的单个内部空间中。润滑剂可以手动地，通过油脂枪或自动润滑器来施加。特别地，润滑剂可以施加到由沉积在滚道元件之一上和/或滚动元件的接触表面上的层状结构的化合物制成的涂层上。
根据一个实施方案，该方法可另外包括处理在步骤a)期间在其上沉积涂层的具有座圈的表面的初步步骤。
处理表面的该初步步骤增加了所述表面的粗糙度。其可以通过本领域技术人员已知的任何技术来进行，这使得可以增加表面的粗糙度。特别地，该预备步骤通过喷丸硬化进行。有利地，喷丸硬化还改善了所处理的表面的冶金特性，特别是通过增加残余应力，从而提高了用于叶片根部的滚动轴承的使用寿命。
根据一个实施方案，该方法可以包括三步精制步骤，以调节在初步表面处理步骤期间获得的粗糙度。
实例
实例1：涂覆有由层状结构的化合物制成的涂层的表面的摩擦试验。
根据下表1的参数，使用球(由M50制成)对板(由M50NiL制成)的表面S1进行摩擦测试。
为了研究WS2涂层的冲击，对涂覆有WS2涂层的板(由M50NiL制成)的表面S2进行相同的测试。
在测试之后，分析表面S1和S2的状态。
表格1：摩擦学测试参数
Figure BDA0001182690260000141
如图3所示，表面S1上的磨损标记比表面S2上的磨损标记更大和更深。因此，WS2涂层使得可以更好地润滑表面和球之间的接触区域。因此，WS2涂层使得可以延长用于叶片根部的滚动轴承的使用寿命。
实例2：通过用由层状结构的化合物制成的涂层涂覆的喷丸硬化处理的表面的摩 擦试验。
根据上表1的参数，使用球(由M50制造)对通过喷丸处理然后涂覆WS2涂层的板(由M50NiL制成)的板(由M50NiL制成)的表面S3进行摩擦学测试。
在测试之后，分析表面S3和S2的状态。
表面S3上的磨损痕迹小于来自实施例1的表面S2上的痕迹。与WS2涂层组合的喷丸硬化处理因此使得可以比WS2涂层更好地润滑表面和球之间的接触区域。因此，这种组合使得可以延长用于叶片根部的滚动轴承的使用寿命。

Claims (11)

1.一种用于在近端和远端之间沿着纵向方向延伸的飞机(7)的叶片根部的滚动轴承，所述滚动轴承允许所述根部绕着相对于壳体(5)的沿着所述纵向方向延伸的纵轴振动，
用于飞机(7)的叶片根部的所述滚动轴承包括：
-近侧(8)和远侧(9)，所述远侧(9)与所述近侧(8)相对；
-单个外环(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)的内表面(33)具有近端第一外座圈(35)和远端第二外座圈(36)，所述第一和第二外座圈沿所述纵向方向相对于彼此偏移，
-第一内环(11)，其具有内表面(14)和与所述内表面(14)相对的外表面(15)的，所述第一内环(11)的外表面(15)具有近端第一内座圈(23)和远端座部(16)，所述第一内座圈和所述座部沿着所述纵向方向相对于彼此偏移，
-第二内环(12)，其具有内表面(24)和与所述内表面(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)固定到所述座部(16)并且轴向保持抵靠所述第一内环(11)，
-单个内部空间(43)，其限定在所述外环(13)的内表面(33)和所述第一和第二内环的外表面(15,25)之间，所述单个内部空间(43)在近端(44)和远端(46)之间延伸，在所述近端(44)处，其被所述外环(13)和第一内环(11)之间的近端密封系统(45)和远端(46)封闭，在所述远端(46)处，其被所述外环(13)和所述第二内环(12)之间的远端密封系统(47)封闭，所述单个内部空间(43)包含润滑剂，
-近端第一排滚动元件(48)，所述近端第一排滚动元件(48)具有安装在所述单个内部空间(43)中的接触表面，在所述近侧第一外座圈和内座圈(23,35)上滚动，以及远端第二排滚动元件(49)，所述远端第二排滚动元件(49)具有安装在所述单个内部空间(43)中的接触表面，在所述远端第二外座圈和内座圈(28,36)上滚动，所述第一和第二排滚动元件(48,49)沿着所述纵轴彼此分隔开，
-所述第一内环(11)的内表面(14)包括用于组装到叶片根部(4a)的肩部(20)，
-所述单个外环(13)的外表面(34)包括用于组装到壳体的肩部(39)，
其中，所述单个外环(13)包括近端表面(37)和相对的远端表面(38)，
其中，所述用于组装到壳体的肩部(39)包括从远端表面(38)沿近端方向延伸的圆柱形表面(40)，面向所述远侧(9)并从所述圆柱形表面(40)延伸到第二圆柱形表面(42)的轴向邻接表面(41)，所述第二圆柱形表面(42)从所述轴向邻接表面(41)延伸到所述近端表面(37)，以及
其特征在于，一排所述滚动元件中的滚动元件的至少一个座圈和/或接触表面被由层状结构的化合物制成的涂层涂覆，以及
其中，用于组装到壳体的肩部(39)的轴向邻接表面(41)轴向地定位在第一和第二排滚动元件(48,49)之间，并且用于组装到叶片根部的肩部(20)比第一近侧排滚动元件(48)更靠近地定位，从而由用于飞机(7)的叶片根部的滚动轴承承受的轴向应力由第一近侧排滚动元件(48)承受。
2.根据权利要求1所述的用于飞机(7)的叶片根部的滚动轴承，其特征在于，所述层状结构的化合物选自氟碳化物、石墨、MoS2、WS2、WSe2、NB、ZnO、ZnS和SnS。
3.根据权利要求1或2所述的用于飞机(7)的叶片根部的滚动轴承，其特征在于，所述润滑剂是包含基础油和增稠剂的润滑脂，
所述基础油选自酯-全氟聚醚混合物、聚α-烯烃、酯-聚α-烯烃混合物和合成化合物，以及
所述增稠剂选自聚脲、锂复合金属皂和钠复合金属皂。
4.根据权利要求1所述的用于飞机(7)的叶片根部的滚动轴承，其特征在于，所述润滑脂具有工作温度范围，所述工作温度范围具有低温极限，所述低温极限从-70℃至-20℃，以及，
高温极限，所述高温极限大于或等于170℃。
5.根据权利要求1所述的用于飞机(7)的叶片根部的滚动轴承，其特征在于，所述润滑剂还包括所述涂层的层状结构的化合物。
6.根据权利要求5所述的用于飞机(7)的叶片根部的滚动轴承，其特征在于，层状结构的化合物的含量为其重量为相对于润滑脂的重量的1％至10％。
7.根据权利要求1所述的用于飞机(7)的叶片根部的滚动轴承，其特征在于，具有由所述涂层涂覆的座圈的表面是粗糙的。
8.根据权利要求1所述的用于飞机(7)的叶片根部的滚动轴承，其特征在于，所述外环(13)的材料和所述内环(11,12)的材料彼此独立地选择，从100Cr6、M50、M50NiL、氮化32CrMoV13、表面硬化的16NiCrMo13中选择。
9.根据权利要求1所述的用于飞机(7)的叶片根部的滚动轴承，其特征在于，所述滚动元件的材料选自M50、100Cr6、Si3N4。
10.一种用于制造根据权利要求1至9中任一项所述的用于飞机(7)的叶片根部的滚动轴承的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)在滚动元件的至少一个座圈和/或接触表面上沉积由层状结构的化合物制成的涂层，以及
b)在单个内部空间(43)中涂敷润滑剂。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括在步骤a)期间处理具有座圈的表面的准备步骤，在所述座圈上沉积涂层。
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