CN111051715B - 具有迷宫式油路的串联滚珠轴承 - Google Patents

具有迷宫式油路的串联滚珠轴承 Download PDF

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Abstract

一种串联滚珠轴承，包括：旋转轴线；外座圈和内座圈；保持架，该保持架径向地设置在内座圈与外座圈之间并且包括一表面，该表面至少部分地面向第一轴向方向并且界定保持架沿第一轴向方向延伸得最远的部分；第一滚珠，该第一滚珠设置在保持架中并且径向地设置在内座圈与外座圈之间；第二滚珠，该第二滚珠在第一滚珠的径向外侧设置在保持架中；以及通道，该通道由内座圈和保持架界定并且包括开口，该开口面向第一轴向方向并且由内座圈和保持架的第一表面界定。沿与第一轴向方向相反的第二轴向方向的第一线依次穿过：保持架；通道；内座圈；以及第一滚珠。

Description

具有迷宫式油路的串联滚珠轴承
技术领域
本公开涉及一种具有迷宫式油路的串联滚珠轴承。
背景技术
图5是现有技术的串联轴承200的局部剖视图。轴承200包括：内座圈202；外座圈204，该外座圈204位于外座圈202的径向外侧；保持架206；滚珠208；滚珠210；以及通道212。滚珠208和210设置在保持架206中并且径向地设置在座圈202和204之间。通道212由内座圈202和保持架206界定。在轴承200的操作期间，需要润滑流体以减小滚珠208和210与座圈202和204之间的摩擦。用于使润滑流体到达滚珠208和210的路径是通过通道212和开口214。
轴承200中的润滑流体过多可以导致搅油损失或润滑摩擦损失，从而降低轴承200的效率。润滑流体具有从通道212的开口214穿过通道212到轴承208的畅通、笔直的路径。因此，过量的润滑流体可能流入轴承200，从而导致上述搅油损失。
发明内容
根据本文所示的方面，提供了一种串联滚珠轴承，包括：旋转轴线；外座圈；内座圈，该内座圈位于外座圈的径向内侧；保持架，该保持架径向地设置在内座圈与外座圈之间并且包括第一表面，该第一表面至少部分地面向与旋转轴线平行的第一轴向方向并且界定保持架的沿第一轴向方向延伸得最远的部分；第一滚珠，该第一滚珠设置在保持架中并且径向地设置在内座圈与外座圈之间；第二滚珠，该第二滚珠在第一滚珠的径向外侧设置在保持架中；以及通道，该通道由内座圈和保持架界定并且包括面向第一轴线方向并由内座圈和保持架的第一表面界定的开口。第一线沿与第一轴向方向相反的第二轴向方向依次穿过：保持架；通道；内座圈；以及第一滚珠。
根据本文所示的方面，提供了一种串联滚珠轴承，包括：旋转轴线；外座圈；内座圈，该内座圈位于外座圈的径向内侧并且包括第一表面，该第一表面至少部分地面向与旋转轴线平行的第一轴向方向并且界定内座圈的沿第一轴向方向延伸得最远的部分；保持架，该保持架径向地设置在内座圈与外座圈之间并且包括第二表面，该第二表面至少部分地面向第一轴向方向并且界定保持架的沿第一轴向方向延伸得最远的部分；第一滚珠，该第一滚珠设置在保持架中并且径向地设置在内座圈与外座圈之间；第二滚珠，该第二滚珠在第一滚珠的径向外侧设置在保持架中；以及通道，该通道由内座圈和保持架界定并且包括开口，该开口面向第一轴向方向并且在与旋转轴线正交的径向方向上由第一表面和第二表面界定。与旋转轴线平行的第一线依次穿过：保持架；通道；内座圈；以及第一滚珠。
根据本文所示的方面，提供了一种串联滚珠轴承，包括：旋转轴线；外座圈；内座圈，该内座圈位于外座圈的径向内侧并且包括第一表面，该第一表面至少部分地面向与旋转轴线平行的第一轴向方向并且界定内座圈的沿第一轴向方向延伸得最远的部分；保持架，该保持架径向地布置在内座圈与外座圈之间并且包括第二表面，该第二表面至少部分地面向第一轴向方向并且界定保持架的沿第一轴向方向延伸得最远的部分；第一滚珠，该第一滚珠设置在保持架中并且径向地设置在内座圈与外座圈之间；第二滚珠，该第二滚珠在第一滚珠的径向外侧布置在保持架中；以及通道，该通道由内座圈和保持架界定并且包括开口，该开口面向第一轴向方向并在与旋转轴线正交的径向方向上由第一表面和第二表面界定。与旋转轴线平行的第一线依次穿过：保持架；通道；内座圈；以及第一滚珠。与旋转轴线正交的第二线依次通过：内座圈、通道和保持架，而未穿过外座圈。
附图说明
参照所附的示意图，仅以示例的方式公开了各种实施方式，其中，相应的附图标记指示相应的部分，在附图中：
图1是具带有迷宫式油路的串联滚珠轴承的正视图；
图2是大致沿图1中的2-2线剖开的剖视图；
图3是图2中的区域3的细节；
图4是展示本申请中使用的空间术语的圆柱坐标系的立体图；以及，
图5是现有技术的串联轴承的局部剖视图。
具体实施方式
首先，应当理解的是，在不同附图的视图上的相似附图标记标识本公开的相同或功能相似的结构元件。应当理解的是，所要求保护的公开内容不限于所公开的方面。
此外，应当理解的是，本公开不限于所描述的特定方法、材料和改型，并且因此当然可以变化。还应当理解的是，本文中使用的术语仅是出于描述特定方面的目的，而无意于限制本公开的范围。
除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。应当理解的是，与本文中所描述的那些方法、装置或材料类似或等同的任何方法、装置或材料都可以用于本公开的实践或测试中。
图4是展示在本申请中使用的空间术语的圆柱坐标系10的立体图。本申请至少部分地在圆柱坐标系的背景下描述。坐标系10包括旋转轴线或纵向轴线11，其用作随后的方向术语和空间术语的参考。相反的轴向方向AD1和AD2平行于轴线11。径向方向RD1与轴线11正交并且远离轴线11。径向方向RD2与轴线11正交并且朝向轴线11。相反的圆周方向CD1和CD2由(与轴线11正交的)特定半径R的绕轴线11旋转、例如分别以顺时针方向和逆时针方向的端点限定。
为了阐明空间术语，使用了对象12、13和14。作为示例，轴向表面、比如对象12的表面15A由与轴线11共面的平面形成。然而，与轴线11平行的任何平坦表面都是轴向表面。例如，与轴线11平行的表面15B也是轴向表面。轴向边缘由与轴线11平行的边缘、比如边缘15C形成。径向表面、比如对象13的表面16A由与轴线11正交且与半径、例如半径17A共面的平面形成。径向边缘与轴线11的半径共线。例如，边缘16B与半径17B共线。对象14的表面18形成圆周表面或圆柱表面。例如，由半径20限定的圆周19穿过表面18。
轴向运动沿轴向方向AD1或AD2。径向运动沿径向方向RD1或RD2。圆周运动或旋转运动沿圆周方向CD1或CD2进行。副词“轴向地”、“径向地”和“圆周地”分别指平行于轴线11、正交于轴线11和绕轴线11的运动或取向。例如，轴向地设置的表面或边缘沿方向AD1延伸，径向地设置的表面或边缘沿方向RD1延伸，而圆周地设置的表面或边缘沿方向CD1延伸。
图1是具有迷宫式油路的串联滚珠轴承100的正视图。
图2是大致沿图1中的2-2线的剖视图。以下应当根据图1和图2进行观察。串联滚珠轴承100包括：旋转轴线AR；外座圈102；内座圈104，该内座圈104位于外座圈102的径向内侧；保持架106；滚珠108；滚珠110；以及通道112，该通道112也称为迷宫112。滚珠108和110设置在保持架106中并且径向地设置在座圈102和104之间。滚珠108位于滚珠110的径向内侧。通道112由内座圈104和保持架106界定。
图3是图2中的区域3的细节。以下应当根据图1至图3进行观察。在轴向方向AD1上与旋转轴线AR平行的线L1依次穿过：保持架106；通道112的部分112A；座圈102；以及滚珠108A。在以上和以下的讨论中，大写字母用于表示一组部件中的特定部件，在其他方面，该组部件用三位数字表示，例如，滚珠108A是滚珠108的特定示例。与轴线AR正交的直线L2依次穿过：座圈104；通道112；以及保持架106，而未穿过座圈102。
保持架106包括表面114，而座圈104包括表面116。表面114和116中的每个表面至少部分地面向轴向方向AD1。通过“至少部分地面向方向AD1”，我们是指该表面与旋转轴线AR正交或者与该表面正交的矢量包括与旋转轴线平行的标量分量。例如，该表面不与旋转轴线正交。表面114和116分别界定了保持架106的沿轴向方向AD1延伸得最远的部分106A和座圈104的沿轴向方向AD1延伸得最远的部分104A。部分112A包括由表面114和116界定的开口117。座圈102包括表面118，该表面118至少部分地面向轴向方向AD1并且界定座圈102的沿轴向方向AD1延伸得最远的部分102A。表面114和116在方向AD1上定位得比表面118更远。在示例性实施方式中，通道112的任何部分都不由座圈102界定。例如，保持架106将座圈102与通道112分开。
内座圈102包括表面120、122和124。保持架106包括表面126、128和130。通道112包括部分112B和112C。部分112A在径向内侧和径向外侧上分别由表面120和126界定。部分112A包括开口117。部分112B与部分112A连续并且在相反的轴向方向AD1和AD2上分别由表面128和122界定。部分112C与部分112B连续并且在径向内侧和径向外侧上分别由表面124和130界定。部分112C包括面向方向AD2的开口132。
部分112C的至少一部分在部分112B的径向外侧。部分112B的至少一部分在部分112A的径向外侧。部分112C在部分112A的径向外侧。与旋转轴线AR平行的线L3穿过部分112A和内座圈104而未穿过部分112C。与旋转轴线AR平行的线L4依次穿过保持架106、部分112C和滚珠108A，而未穿过部分112A。在示例性实施方式中，线L3未穿过滚珠108。线L1穿过部分112B而未穿过部分112A或部分112C。部分112C相对于部分112A沿轴向方向AD2偏移。
表面120、122和124分别包括部段134、136和138。表面126、128和130分别包括部段140、142和154。在示例性实施方式中：部段134、138、140和144平行于轴线AR；而部段136和142垂直于轴线AR。在示例性实施方式中：部段134、138、140和144中的一个、一些或全部不平行于轴线AR。例如：部段134和/或部段140不与线L2正交，而线L2与部段134和/或与部段140形成相应的锐角。例如，部段142不与线L1正交，并且部段142与线L1形成锐角。例如，部段112A可以沿方向AD1径向地扩展，而部段112B可以沿径向向外方向轴向地扩展。
在轴承100的操作期间，即当座圈102和104相对于彼此旋转时，润滑流体或油LF布置为：流入开口117；流过通道112；并离开开口132(从开口132中排出)以接触滚珠108。
以下应当根据图1至图3进行观察。以下描述了使用具有迷宫式油路或通道112的串联滚珠轴承100的方法。尽管为了清楚起见，该方法表示为步骤的序列，但是除非明确说明，否则不得从序列中推断出顺序。第一步骤使内座圈102和外座圈104相对于彼此旋转。第二步骤使润滑流体LF流过由座圈104和保持架106界定的部段112A，其中设置有滚珠108A。第三步骤使流体LF穿过线L1。线L1依次穿过：保持架106；部段112B；内座圈104。
以下应当根据图1至图3进行观察。以下描述了使用具有迷宫式油路或通道112的串联滚珠轴承100的方法。尽管为了清楚起见，该方法表示为步骤的序列，但是除非明确说明，否则不得从序列中推断出顺序。第一步骤使外座圈102和内座圈104相对于彼此旋转。第二步骤使润滑流体LF按以下顺序流动：通过开口117；通过部分112A；进入部分112B；并经过线L1。第三步骤使滚珠108A与流体LF接触。第四步骤使流体LF流经线L2而流体LF不接触座圈102。
以下应当根据图1至图3进行观察。以下描述了使用具有迷宫式油路或通道112的串联滚珠轴承100的方法。尽管为了清楚起见，该方法表示为步骤的序列，但是除非明确说明，否则不得从序列中推断出顺序。第一步骤使外座圈102和内座圈104相对于彼此旋转。第二步骤使润滑流体LF流动：通过开口117；通过部分112B；并经过线L1。第三步骤使滚珠108A与流体LF接触。第四步骤使流体LF流经线L2而流体LF不接触座圈102。第五步骤使流体LF流过开口132。在示例性实施方式中，第六步骤使流体LF流过由表面138和144界定的部分112C。
以下应当根据图1至图3进行观察。以下描述了使用具有迷宫式油路或通道112的串联滚珠轴承100的方法。尽管为了清楚起见，该方法表示为步骤的序列，但是除非明确说明，否则不得从序列中推断出顺序。第一步骤使外座圈102和内座圈104相对于彼此旋转。第二步骤使润滑流体LF流动：通过开口117并在表面114和116之间；通过具有距离146的部分112A；并经过线L1。第三步骤使流体LF流过部分112C。第四步骤使滚珠108A与流体LF接触。第五步骤使流体LF流经线L2而流体LF不接触座圈102。
轴承100通过如下限制流体LF通过通道112的流量来消除或显著减少上述搅油损失：
1.代替在已知的串联滚珠轴承、比如具有通道212的轴承200的情况下用于使润滑剂流动的畅通、笔直的路径，轴承100包括通道112，该通道112具有三个不同的部分112A、112B和112C，所述三个不同的部分112A、112B和112C相对于彼此成角度。这三个部分在流体LF流过通道112时迫使流体LF改变方向，并且这三个部分延长了流体LF的流动路径的长度。例如，分别连接部分112A和112B的弯曲部146以及连接部分112B和112C的弯曲部148迫使流体LF改变方向，从而减小了流体LF的流速。因此，流体LF流到滚珠108和110的速率大大降低。
应当理解的是，各种以上公开的和其他的特征和功能或其替代方案可以合乎需要地组合到许多其他不同的系统或应用中。本领域技术人员可以随后进行其中各种目前无法预料的或意想不到的替代方案、改型、变型或改进，这些替代方案、改型、变型或改进也旨在由所附权利要求书涵盖。
附图标记列表
10 圆柱坐标系
11 旋转轴线
AD1 轴向方向
AD2 轴向方向
RD1 径向方向
RD2 径向方向
CD1 圆周方向
CD2 圆周方向
R 半径
12 对象
13 对象
14 对象
15A 表面
15B 表面
15C 边缘
16A 表面
16B 边缘
17A 半径
17B 半径
18 表面
19 圆周
20 半径
AR 旋转轴线
100 串联滚珠轴承
102 外座圈
102A 座圈102的部分
104 内座圈
104A 座圈104的部分
106 保持架
106A 保持架106的部分
108 滚珠
110 滚珠
112 通道
112A 通道112的部分
112B 通道112的部分
112C 通道112的部分
114 保持架106的表面
116 座圈104的表面
117 开口
118 座圈102的表面
120 座圈102的表面
122 座圈102的表面
124 座圈102的表面
126 保持架106的表面
128 保持架106的表面
130 保持架106的表面
132 开口
134 表面120的部段
136 表面122的部段
138 表面124的部段
140 表面126的部段
142 表面128的部段
144 表面130的部段
146 通道112中的弯曲部
148 通道112中的弯曲部
200 现有技术的轴承
202 内座圈
204 外座圈
206 保持架
208 滚珠
210 滚珠
212 通道
214 开口

Claims (10)

1.一种串联滚珠轴承，包括：
旋转轴线；
外座圈；
内座圈，所述内座圈位于所述外座圈的径向内侧；
保持架，所述保持架径向地设置在所述内座圈与所述外座圈之间，并且所述保持架包括第一表面，所述第一表面：
至少部分地面向与所述旋转轴线平行的第一轴向方向；并且
界定所述保持架的沿所述第一轴向方向延伸得最远的部分；
第一滚珠，所述第一滚珠设置在所述保持架中并且径向地设置在所述内座圈与所述外座圈之间；
第二滚珠，所述第二滚珠在所述第一滚珠的径向外侧设置在所述保持架中；
其特征在于，所述串联滚珠轴承还包括通道，所述通道：
由所述内座圈和所述保持架界定；并且
包括开口，所述开口面向所述第一轴向方向并且由所述内座圈和所述保持架的所述第一表面界定，其中，与所述旋转轴线平行的第一线依次穿过：所述保持架；所述通道；所述内座圈；以及所述第一滚珠。
2.根据权利要求1所述的串联滚珠轴承，其中，与所述旋转轴线正交的第二线依次穿过：所述内座圈、所述通道以及所述保持架，而未穿过所述外座圈。
3.根据权利要求1所述的串联滚珠轴承，其中：
所述外座圈包括第二表面，所述第二表面：
至少部分地面向所述第一轴向方向；并且
界定所述外座圈的沿所述第一轴向方向延伸得最远的部分；并且所述第一表面比所述第二表面沿所述第一轴向方向定位得更远。
4.根据权利要求3所述的串联滚珠轴承，其中：
所述内座圈包括第三表面，所述第三表面：
至少部分地面向所述第一轴向方向；并且
界定所述内座圈的沿所述第一轴向方向延伸得最远的部分；并且所述第三表面比所述第二表面沿所述第一轴向方向定位得更远。
5.根据权利要求1所述的串联滚珠轴承，其中，所述通道的任何部分都不由所述外座圈界定。
6.根据权利要求1所述的串联滚珠轴承，其中，所述通道包括：
第一部分，所述第一部分包括所述开口；以及
第二部分，所述第二部分：
在径向外侧和径向内侧上分别由所述保持架和所述内座圈界定；并且
位于所述开口的径向外侧。
7.根据权利要求6所述的串联滚珠轴承，其中，所述通道包括第三部分，所述第三部分连接所述第一部分和所述第二部分。
8.根据权利要求7所述的串联滚珠轴承，其中，所述第三部分：
在所述第一轴向方向上由所述保持架界定；并且
在与所述第一轴向方向相反的第二轴向方向上由所述内座圈界定。
9.根据权利要求7所述的串联滚珠轴承，其中，与所述旋转轴线平行的第二线穿过所述第一部分和所述内座圈而未穿过所述第二部分。
10.根据权利要求9所述的串联滚珠轴承，其中，所述第二线不穿过所述第一滚珠。
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