CN1113769C - 应用在铁路轴箱上且具有改善的防摩蚀性能的轴承组件 - Google Patents

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Abstract

一个轴承组件，其包括一个双列圆锥滚子轴承(1)，该轴承包括一个具有一个内套圈件(12、13)和一个外套圈件(6)，所说内套圈件安装在一个端轴(2)上，并位于两个相对的安装面(7、10)之间，在至少一个所说安装面和轴承内套圈件之间设置了一个防止发生摩蚀的装置(19)。至少一个安装面是通过一个聚合物支承环(19)和内套圈件连接起来的。这种轴承组件可用作铁路车辆轴箱中的轴承组件。

Description

应用在铁路轴箱上且具有改善的防摩蚀性能的轴承组件
本发明涉及一种具有一个滚动轴承的轴承组件，其中的轴承具有一个内套圈件和一个外套圈件，所述内套圈件安装在一个端轴上，并位于两个相对的安装面之间。在至少一个所述安装面和轴承内套圈件之间设置了一个防止发生摩蚀的装置。
可从日本专利文件JP-A-972344了解一种铁路轴箱轴承组件，该轴承组件在轴肩和垫圈之间设置了一个隔层，该隔层的硬度要低于所说这两个部件材质的硬度。设置该隔层的目的是为了减轻摩蚀，摩蚀通常是由于列车轴承组件在工作时受到脉动载荷而产生的。
上文所讨论的隔层可粘接或镀敷到垫圈上，这就要求制造一种专用的垫圈，而这会限制垫圈在使用上的通用灵活性。
本发明的目的是设计一种用在轴承组件上的通用的防摩蚀装置。本发明目的是这样实现的：至少有一个安装面和内套圈件是通过一个非金属材料制成的支承环相互接合在一起的，其中的非金属支承环最好是一个聚合物材质的支承环。
根据本发明的非金属支承环是一个独立的工程结构件，其可以与所述列车轴承组件中的、例如为标准垫圈等的标准件配合起来使用。
这种非金属支承环的应用方式有许多种。一般来讲，内套圈件被安装在所说端轴的轴肩与端部夹板螺栓之间，所述内套圈件通过一个垫圈与轴肩相接合。根据本发明，垫圈是通过一个非金属支承环和内套圈件接合的。
此外，内套圈件可通过一个非金属支承环直接和端部夹板相接合。
内套圈件还可通过一个压圈间接地和端部夹板相接合，所述压圈通过一个非金属支承环和内套圈件相接合。
特别是在铁路轴箱轴承组件的情况下，轴承组件还可采用一种具有两个内圈的内套圈件，这两个内套圈间封装了一个隔离圈。按照进一步可能的设计，所述隔离圈可通过一个非金属支承环和至少一个内套圈接合。
由于支承环是一个独立的元件，因而其还可实现其它的功能。例如，支承环可具有一个迷宫环部件，从而可与安装在外套圈上的另一个迷宫密封元件配合构成一个迷宫密封件。
支承环可以是能实现所需密封效果的任何理想形状。同时还可以在迷宫式密封件上成型一个软橡胶密封唇，使轴承腔的内部空间能绝对密闭。
此外，支承环上还可以设置用于检测轴承转动情况的传感器装置。所述传感器可用来对所述的轮轴诸如温度、振动、转速等参数进行监测。
另外，支承环上还可设置一个润滑脂储放器，从而保证对列车轴承组件的长时效润滑。
支承环可用多种方式进行安装，还可通过卡装等方法进行预安装。在这一点上，支承环和内套圈件是通过沟槽一凸缘结构相互连接在一起的。
此外，支承环还可和一个垫圈或一个压圈相连接。同样，支承环还可和一个隔离圈相连接。
支承环可用多种方式进行连接，但最好是在支承环上设置一个轴向延伸部分，该延伸部分和内套圈或垫圈上的一个内凹相配合。
该内凹可具有一个根切槽，而轴向延伸部分可具有一个嵌入到该根切槽中的舌状体。
此外，支承环还可以具有一个管状延伸部分，其配装到内套圈的内凹中。
根据本发明的轴承组件特别适用于应用在铁路车辆轴箱上。在该应用条件下，铁路车轮和轴箱之间的部位处于临界载荷状态。在工作中，该部位会发生弯曲应变和径向应变，这将导致轴承内套圈和铁路车轮间产生对应的弯转运动和径向运动，而形成一个环状的运动轨迹。
此外，在此部位还会出现由摩擦而诱发的腐蚀。
根据本发明，通过设置一个非金属支承环、尤其是一个聚合物支承环就可消除这些不利影响。
所述轴承可以是一个双列圆柱滚子轴承或一个双列圆锥滚子轴承。同样，也可采用滚珠轴承。
下文将参照附图中所示的几个实施例对本发明进行描述。
图1表示了根据本发明的一种列车轴承组件，并表示了部分列车车轮和轮轴；
图2是对图1中结构的放大详细视图；
图3-11表示了列车轴承组件另外的多种实施方式。
图1所示的列车轴承组件包括一个双列圆锥滚子轴承部件1，该轴承安装到轮轴3的端轴2上。轮轴3上还安装了一个铁路车轮4。在轮轴的另一端，安装了一个带有双列圆锥滚子轴承部件和铁路车轮的类似的端轴。
双列圆锥滚子轴承部件1具有一个内套圈件5和一个外套圈件6，内套圈件5压装到端轴2上，外套圈件6安装在铁路转向架(图中未示出)轴箱的一个支撑件内。
端轴具有一个轴肩7，轴肩部位经一个垫圈8和内套圈件5相接合。在另一端上，内套圈件5和一个压圈9相接合，而该压圈9又通过一个端帽10和多个螺栓11被固定在端轴2上。
固定内套圈件5、垫圈8和压圈9所需的轴向压紧力是由螺栓11提供的。
在图1所示实施例中，内套圈件5包括两个内套圈12、13，它们之间通过隔离圈14相互撑装在一起，每个内套圈12、13都具有一个锥形滚道。
外套圈件6只包括一个外套圈，在此套圈上设置了两条锥形滚道。在内套圈12、13和外套圈6之间的滚道内容纳了两组滚子元件15、16。这两组滚子是通过一个滚子保持架17、18保持分离的。
外套圈6不可转动地固定在铁路车辆转向架(图中未示出)的车轴支撑件内，而内套圈5则和轮轴3一起转动。
铁路车辆上部结构作用在轴箱上的重量加载在轮轴3上。从而，在垂直平面内，由作用在一端车轮4的力和作用在另一端的端轴2上的力形成了一个弯曲力偶，导致内套圈件5、垫圈8和压圈9受到一个交变的挤压力。由于受到这样的脉动载荷，就会产生交变的压应力和剪切应力，而这通常要造成摩蚀，而摩蚀对列车轴承组件的正常工作是有害的。
在这一点上，最易受到损伤的部位是内套圈件5中的内套圈12和垫圈8之间的接触部位。因而根据本发明，在这两个元件之间设置了一个聚合物支承环19。所述聚合物支承环可防止内套圈12和垫圈8的相对表面之间发生摩蚀。
此外，在内套圈13和压圈9之间也可以设置一个这样的聚合物环51。在该部位还设置了一个迷宫式密封元件52，它和固定到外套圈件6上的相邻迷宫式密封元件53相配合形成了一个迷宫式密封件54。
在图2所示的放大视图中，放大比例地表示了该聚合物支承环。
此外，根据本发明的聚合物支承环19还具有其他的功效。在图2所示的实施例中，聚合物支承环19具有一个迷宫式密封元件20，该部件和安装在外套圈件6上的相邻迷宫式密封元件21相配合，形成一个迷宫式密封件22。
图3所示的实施例表示了另一种等效实施方式的密封件23。该密封件包括一个和聚合物支承环24做成一体的第一密封元件25、以及一个固定在外套圈件6上的第二密封元件26。密封元件25、26围成了一个S型的缝隙，此外，密封元件26还具有一个延伸向密封元件25的平表面29的唇缘28，从而进一步改善了密封作用。
垫圈8也具有一个迷宫部件30，该部件和迷宫部件31、密封元件26一起形成了一个迷宫式密封。
在图4所示的实施例中表示一种密封件36，它是由聚合物垫圈32侧边37上的表面35、固定在外套圈6上的密封环33、以及柔性密封体34组成的，柔性密封体34与侧边37的表面35相配合，这样就完全密封了外套圈件6和内套圈件5之间的轴承腔。
图5所示的实施例中包括一个聚合物垫圈38，其具有一个凸缘39，该凸缘接合入内套圈12端面的一个切槽40中。这样，聚合物支承环就被卡装在内套圈12上了。
在外套圈6上安装了一个密封环41，该密封环41具有一个突指部分42，该部分具有一个向外突出的隆脊部分43，该隆脊部分43配合到外套圈6的内槽44中，这样，密封环41也卡装在外套圈6上了。
密封环41的形状是这样设计的：其可围成一个具有肋或突起46的内部空间45。在该空间内可盛放一定数量的润滑脂。
图6表示了另一种实施方式，其中的聚合物支承环50被安装在内套圈12和隔离圈14之间。在所说隔离圈的另一侧面(图中未示出)还可设置另外一个类似的支承环。
图7所示的实施例中，包括一个具有一个径向延伸部分61的支承环60，在该部分上设置了一个突舌64，其卡入到内凹62的下切槽63中。这样所说支承环就固定在内套圈12上了。
图8所示实施例中的支承环80被固定在垫圈8上。为此，支承环80上设置了一个径向延伸部分81，该部分通过突舌84卡装到内凹82的下切槽83中。
在图9所示的实施例中，支承环70被固定在垫圈8的内周面上。这也是通过轴向延伸部分71上的一个突舌74卡装到内凹72的下切槽73来实现的。
在图10所示的实施例中，垫圈8和内套圈12通过一个具有两个相对轴向延伸部分71、91的支承环90相互连接在了一起。结果是，轴承、垫圈以及支承环可作为一个整体进行使用，这大大地方便了储存、使用和安装。
如图11所示，在内套圈半环12和隔离圈14之间的支承环100也可借助于轴向延伸体101进行连接。

Claims (27)

1.一种铁路轴箱中的轴承组件，其包括一个具有一个内套圈件(5)和一个外套圈件(6)的滚动轴承元件(1)，所说内套圈件(5)安装在一个端轴(2)上，并位于两个相对的安装面之间，在至少一个所说安装面和轴承内套圈件(5)之间设置了一个防止发生摩蚀的装置，其特征在于：至少一个所述安装面是通过一个非金属聚合物支承环(19、24、32、38、50、51)和内套圈件(5)连接起来的，该支承环形成了一个单独的工程构件。
2.根据权利要求1所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：其中的内套圈件(5)被安装在端轴(2)的轴肩(7)和一个端部夹板(10)之间，所述端部夹板(10)被螺栓固定在所述端轴(2)上，所述内套圈件(5)是通过一个垫圈(8)接合到轴肩(7)的，所述垫圈(8)是通过一个非金属支承环(19、24、32、38)与内套圈件(5)相接合的。
3.根据权利要求1或2所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：其中的内套圈件(5)是通过一个非金属支承环(51)与端部夹板(10)相接合的。
4.根据权利要求1所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：其中的内套圈件(5)是通过一个压圈(9)与端部夹板(10)相接合的，所述压圈(9)是通过一个非金属支承环(51)与内套圈件(5)相接合的。
5.根据权利要求1所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：内套圈件(5)包括两个内套圈(12、13)，在它们之间封装了一个隔离圈(14)，所述隔离圈(14)通过一个非金属支承环(50)与至少一个内套圈相接合。
6.根据权利要求1所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：非金属支承(19、24、32、38)具有一个迷宫环部件(20、23)，从而可与安装在外套圈件(6)上的另一个迷宫密封元件(21、26)相配合构成一个迷宫密封件(22、23)。
7.根据权利要求1所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：非金属支承环(19、24、32、38)上设置了用于检测轴承转动情况的传感器装置。
8.根据权利要求1所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：其中的支承环围成了一个润滑脂储放器(45)。
9.根据权利要求1所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：其中的支承环(38、60、70、90)被连接到内套圈件(5)上
10.根据权利要求1所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：其中的支承环(80)被连接到一个垫圈(8)上
11.根据权利要求1所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：其中的支承环被连接到一个压圈(9)上
12.根据权利要求1所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：其中的支承环被连接到一个隔离圈(14)上
13.根据权利要求1所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：其中的支承环(38、60、90)上设置了一个轴向延伸部分(39、61、91)，该延伸部分和内套圈(12)上的一个内凹(40、62、92)相配合。
14.根据权利要求1所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：其中的支承环(80)上设置了一个径向延伸部分(81)，该延伸部分和垫圈(8)上的一个内凹(82)相配合。
15.根据权利要求1所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：其中的支承环具有一个径向延伸部分，该延伸部分和压圈上的一个内凹相配合。
16.根据权利要求13、14或15所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：其中的内凹部分(62、72、82、92)具有一个下切槽(63、73、83、93)，轴向延伸部分(61、71、81、91)具有一个嵌入到该下切槽(63、73、83、93)中的舌状体(64、74、84、94)。
17.根据权利要求13所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：其中的支承环(90)具有两个相反方向的轴向延伸部分(71、91)，其中的一个和内套圈(12)相接合，而另一个和垫圈(8)相接合。
18.根据权利要求13所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：其中的支承环具有两个相反方向的轴向延伸部分，其中的一个和内套圈相接合，而另一个和压圈相接合。
19.根据权利要求13所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：在内套圈(12)、垫圈(8)和压圈(9)的内表面上至少有一个内凹(62、82、92)。
20.根据权利要求13所述的轴承组件，其特征在于：在内套圈、垫圈和压圈的外表面上至少设置了一个内凹(72)
21.根据权利要求13所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：至少有一个内凹(40、62、72、82、92)延展到内套圈、垫圈和压圈之一的整个周面上。
22.根据权利要求21所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：至少有一个轴向延伸部分(39、61、71、81、91)在支承环的圆周方向上是连续的。
23.根据权利要求1所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：其中的聚合物支承环(38)内含纤维等增强材料。
24.根据权利要求23所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：其中的增强材料是一层针织、机织或无纺纤维材料。
25.根据权利要求23或24所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：其中的纤维材料包括玻璃纤维。
26.根据权利要求1所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：其中的支承环内含树脂材料。
27.根据权利要求1所述的铁路轴箱轴承组件，其特征在于：所述的轴承是一个双列圆锥滚子轴承件。
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