CN111749981B - 一种盾构机主轴承及其外圈 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盾构机主轴承外圈，包括外圈本体和套圈滚道，套圈滚道设有用于与主轴承的滚子配合接触的滚道面，外圈本体和套圈滚道为分体结构，两者之间设有用于缓冲套圈滚道受力的缓冲装置。通过将外圈本体和套圈滚道设置为分体结构，使现有技术中常规一体式的盾构机主轴承外圈的滚道分离出来，以便于在套圈滚道和外圈本体之间设置缓冲装置，使套圈滚道成为浮动滚道。在盾构机主轴承受到冲击力时，缓冲装置能够对套圈滚道起到缓冲作用，提高了盾构机主轴承的抗冲击性能，使盾构机主轴承在外来冲击力作用下不容易产生损坏，提高了盾构机施工的安全性和可靠性。本发明还公开了一种包括上述盾构机主轴承外圈的盾构机主轴承。

Description

一种盾构机主轴承及其外圈

技术领域

本发明涉及轴承结构技术领域，更具体地说，涉及一种盾构机主轴承外圈。此外，本发明还涉及一种包括上述盾构机主轴承外圈的盾构机主轴承。

背景技术

在城市地铁隧道、过江河公路隧道、城市排污管道、过江输水或输气管道等施工过程中，盾构机具有广泛应用。

盾构机主轴承是应用在盾构机的主驱动系统上的关键部件，属于典型的低速重载轴承，主要用于支撑盾构机刀盘，并保证盾构机刀盘的回转运动，以便于为盾构机刀盘提供正反向掘削动力，同时承受盾构机刀盘掘削时所产生的反作用力。

现有技术中的盾构机主轴承通常包括主轴承内齿圈、主轴承外圈和滚子等，滚子设于主轴承内齿圈与主轴承外圈之间，滚子直接与主轴承外圈接触，沿着主轴承外圈的滚道滚动。

盾构机施工过程中，在巨大载荷的作用下，主轴承内齿圈滚道、滚子和主轴承外圈滚道受到外力冲击，容易产生表面产生疲劳损伤失效或磨损失效等。

由于盾构机中主轴承的寿命和可靠性直接影响盾构机的施工安全，因此，在主轴承损坏后，需要对其进行拆卸和更换。而由于受限于盾构机狭小的施工环境和运输条件，一般只能在盾构机施工隧道上方挖出足够大小的竖井吊口，通过竖井空间对主轴承进行更换，这无疑大幅度增加了盾构机的施工时间和经济损失。

因此，如何提高盾构机主轴承的抗冲击性，以避免其在外力冲击下产生损坏，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种盾构机主轴承外圈，以提高盾构机轴承的抗冲击性。

本发明的另一目的是提供一种包括上述盾构机主轴承外圈的盾构机主轴承，具有较好的抗冲击性，在外来冲击力作用下不容易产生损坏。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种盾构机主轴承外圈，包括外圈本体和套圈滚道，所述套圈滚道设有用于与主轴承的滚子配合接触的滚道面，所述外圈本体和所述套圈滚道为分体结构，两者之间设有用于缓冲所述套圈滚道受力的缓冲装置。

优选地，所述套圈滚道设有限位凹槽，所述外圈本体设有用于与所述限位凹槽滑动配合的限位件，以限定所述套圈滚道沿轴向的浮动范围。

优选地，所述限位凹槽为设于所述套圈滚道外侧壁的环形凹槽。

优选地，所述外圈本体设有螺塞孔，所述限位件为与所述螺塞孔配合的螺塞。

优选地，所述螺塞孔的数量为四个，四个所述螺塞孔沿所述外圈本体的周向均匀分布。

优选地，所述套圈滚道设有用于与所述缓冲装置贴合接触的缓冲面。

优选地，所述滚道面与所述缓冲面平行设置。

优选地，所述滚道面的粗糙度和/或硬度大于所述缓冲面的粗糙度和/或硬度。

一种盾构机主轴承，包括内圈、第一外圈和第二外圈，所述内圈与所述第一外圈之间设有主推力滚子，所述内圈与所述第二外圈之间设有辅推力滚子，所述第二外圈为上述任意一种盾构机主轴承外圈。

本发明提供的盾构机主轴承外圈，通过将外圈本体和套圈滚道设置为分体结构，使现有技术中常规的一体式的盾构机主轴承外圈的滚道分离出来，以便于在套圈滚道和外圈本体之间设置缓冲装置，也即，将套圈滚道从主轴承外圈的主体结构分离出来后，为缓冲装置的设置提供了安装可能性及安装空间；缓冲装置的设置使得套圈滚道成为浮动滚道，在盾构机主轴承受到巨大的外来冲击力时，缓冲装置能够对套圈滚道起到缓冲作用，这大幅度提高了应用该盾构机主轴承外圈的盾构机主轴承的抗冲击性能，使盾构机主轴承在外来冲击力作用下不容易产生损坏，提高了盾构机施工的安全性和可靠性。

本发明提供的盾构机主轴承，包括上述盾构机主轴承外圈，具有较好的抗冲击性，在外来冲击力作用下不容易产生损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其它的附图。

图1为本发明具体实施例所提供的盾构机主轴承的局部剖视图；

图2为图1中套圈滚道的局部剖视图；

图3为图1中螺塞孔和限位凹槽的相对位置的示意图。

图1至图3中的附图标记如下：

1为套圈滚道、11为滚道面、12为环形凹槽、13为缓冲面、2为缓冲装置、3为内圈、4为第一外圈、5为第二外圈、51为螺塞孔、6为主推力滚子、61为主推力保持架、7为辅推力滚子、71为辅推力保持架、8为径向滚子、81为径向保持架、9为密封圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种盾构机主轴承外圈，以提高盾构机轴承的抗冲击性。本发明的另一核心是提供一种包括上述盾构机主轴承外圈的盾构机主轴承，具有较好的抗冲击性，在外来冲击力作用下不容易产生损坏。

请参考图1-图3，图1为本发明具体实施例所提供的盾构机主轴承的局部剖视图；图2为图1中套圈滚道的局部剖视图；图3为图1中螺塞孔和限位凹槽的相对位置的示意图。

本发明提供一种盾构机主轴承外圈，主要包括外圈本体、套圈滚道1和缓冲装置2等。

需要说明的是，外圈本体主要是指现有技术中常规盾构机主轴承的外圈去除套圈滚道1以外的结构。

具体地，套圈滚道1设有用于与主轴承的滚子配合接触的滚道面11，以在主轴承工作时，使滚子沿套圈滚道1的滚道面11滚动。

外圈本体和套圈滚道1为分体结构，两者之间设有缓冲装置2，以缓冲套圈滚道1所受到的外来冲击力。

也就是说，本发明通过将外圈本体和套圈滚道1设置为分体结构，使现有技术中常规的一体式的盾构机主轴承外圈的滚道分离出来，以便于在套圈滚道1和外圈本体之间设置缓冲装置2，也即，将套圈滚道1从主轴承外圈的主体结构分离出来后，为缓冲装置2的设置提供了安装可能性及安装空间；缓冲装置2的设置使得套圈滚道1成为浮动滚道，在盾构机主轴承受到巨大的外来冲击力时，缓冲装置2能够对套圈滚道1起到缓冲作用，这大幅度提高了应用该盾构机主轴承外圈的盾构机主轴承的抗冲击性能，使盾构机主轴承在外来冲击力作用下不容易产生损坏，提高了盾构机施工的安全性和可靠性。

可以理解的是，为了使套圈滚道1的滚道面11能够承受盾构机主轴承的滚子的作用力，确保滚子平稳运行，同时避免因滚道面11太粗糙而使滚子与滚道面11产生较大的碰撞，造成滚子和滚道面11产生损坏，套圈滚道1的滚道面11需要具有较小的粗糙度和较大的淬硬层深度。

具体地，本领域技术人员可以参照现有技术中对常规一体式盾构机主轴承外圈的滚道加工要求，来设计套圈滚道1的滚道面11的粗糙度和淬硬层深度等参数。

另外，考虑到套圈滚道1结构的简单及便于实现性，作为一种优选方案，套圈滚道1设有用于与缓冲装置2贴合接触的缓冲面13。

也即，该优选方案中，套圈滚道1通过缓冲面13与缓冲装置2相抵触，避免在套圈滚道1上设置专门用于与缓冲装置2连接的连接结构。

需要说明的是，缓冲面13除了与缓冲装置2接触，以起到缓冲作用外，缓冲面13还作为套圈滚道1的安装基准，来保证套圈滚道1的位置度，因此，为了避免在滚子运行时由于滚道面11安装不平引起受力变化，导致盾构机主轴承无法正常运行或是对滚子和滚道面11产生损坏等现象，需要同时保证缓冲面13的粗糙度满足一定的要求。

综合考虑滚道面11与缓冲面13的作用以及加工的方便性，作为一种优选方案，滚道面11的粗糙度大于缓冲面13的粗糙度；和/或，滚道面11的硬度大于缓冲面13的硬度。

考虑到套圈滚道1结构的简单性，作为一种优选方案，滚道面11与缓冲面13平行设置，如图2所示。

另外，需要说明的是，考虑到滚子在滚道面11上运动的平稳性，在加工制造套圈滚道1时，需要使套圈滚道1具有较小的壁厚误差，避免套圈滚道1的厚度出现较大的波动，本领域技术人员可以根据实际需要来设定套圈滚道1的壁厚误差。

进一步地，本发明对缓冲装置2的具体设置方式不做限定，可以将缓冲装置2安装在外圈本体上，使缓冲装置2与外圈本体连接。

另外，为了防止在外力作用下，导致套圈滚道1的安装位置发生变化，对盾构机主轴承的运行产生影响，在上述实施例的基础之上，套圈滚道1设有限位凹槽，外圈本体设有用于插入限位凹槽内并与限位凹槽滑动配合的限位件，以限定套圈滚道1沿轴向的浮动范围。

可以理解的是，限位凹槽沿轴向的宽度大于限位件沿轴向的宽度，以确保套圈滚道1在缓冲装置2的作用下的浮动。其中，轴向是指套圈滚道1的轴线方向。

也就是说，本实施例通过限位件与限位凹槽的配合，来限定套圈滚道1的轴向位置，限位凹槽和限位件沿轴向的宽度，限定了套圈滚道1沿轴向的浮动范围。

在上述实施例的基础之上，限位凹槽为设于套圈滚道1外侧壁的环形凹槽12。

也即，限位凹槽沿套圈滚道1的周向整圈设置，径向内凹于套圈滚道1外侧壁的表面。

考虑到限位件的具体结构的实现，在上述实施例的基础之上，外圈本体设有螺塞孔51，限位件为与螺塞孔51配合的螺塞。

也就是说，本实施例通过与螺塞孔51配合的螺塞，来对套圈滚道1进行限位。

本实施例对螺塞孔51的具体数量不做限定，作为一种优选方案，在上述实施例的基础之上，螺塞孔51的数量为四个，四个螺塞孔51沿外圈本体的周向均匀分布。

也即，装配后，四个螺塞分别插入限位凹槽内，本实施例通过四个螺塞来限定套圈滚道1的位置，防止套圈滚道1的位置发生较大的变动。

除了上述盾构机主轴承外圈，本发明还提供一种盾构机主轴承，该盾构机主轴承包括内圈3、第一外圈4、第二外圈5、主推力滚子6以及辅推力滚子7等，主推力滚子6设于内圈3与第一外圈4之间，辅推力滚子7设于内圈3与第二外圈5之间。

需要说明的是，本实施例中的内圈3、第一外圈4、第二外圈5、主推力滚子6以及辅推力滚子7的主体结构分别与现有技术中常规盾构机主轴承的主轴承内齿圈、主轴承外圈、主轴承第二外圈、主推力滚子以及辅推力滚子的结构对应相同，本文不再赘述。

本实施例的重点在于，第二外圈5为上述实施例公开的盾构机主轴承外圈，以缓冲盾构机主轴承的受力，使盾构机主轴承具有较好的抗冲击性，使盾构机主轴承在外来冲击力作用下不容易产生损坏，提高盾构机施工的安全性和可靠性。

如图1所示，第二外圈5为上述实施例公开的盾构机主轴承外圈，也即，第二外圈5的结构与上文所述盾构机主轴承外圈的结构相同。

另外，盾构机主轴承的其它各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。例如，主推力滚子6通过主推力保持架61设置在内圈3与第一外圈4之间；辅推力滚子7通过辅推力保持架71设置在内圈3与第二外圈5之间；内圈3与第二外圈5之间还设有径向滚子8，径向滚子8通过径向保持架81设于内圈3与第二外圈5之间；内圈3与第一外圈4之间以及内圈3与第二外圈5之间均设有密封圈9等。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的盾构机主轴承及其外圈进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种盾构机主轴承外圈，其特征在于，包括外圈本体和套圈滚道(1)，所述套圈滚道(1)设有用于与主轴承的滚子配合接触的滚道面(11)，所述外圈本体和所述套圈滚道(1)为分体结构，两者之间设有用于缓冲所述套圈滚道(1)受力的缓冲装置(2)；

所述套圈滚道(1)设有限位凹槽，所述外圈本体设有用于与所述限位凹槽滑动配合的限位件，以限定所述套圈滚道(1)沿轴向的浮动范围；所述限位凹槽为设于所述套圈滚道(1)外侧壁的环形凹槽(12)；所述外圈本体设有螺塞孔(51)，所述限位件为与所述螺塞孔(51)配合的螺塞。

2.根据权利要求1所述的盾构机主轴承外圈，其特征在于，所述螺塞孔(51)的数量为四个，四个所述螺塞孔(51)沿所述外圈本体的周向均匀分布。

3.根据权利要求1或2所述的盾构机主轴承外圈，其特征在于，所述套圈滚道(1)设有用于与所述缓冲装置(2)贴合接触的缓冲面(13)。

4.根据权利要求3所述的盾构机主轴承外圈，其特征在于，所述滚道面(11)与所述缓冲面(13)平行设置。

5.根据权利要求4所述的盾构机主轴承外圈，其特征在于，所述滚道面(11)的粗糙度和/或硬度大于所述缓冲面(13)的粗糙度和/或硬度。

6.一种盾构机主轴承，包括内圈(3)、第一外圈(4)和第二外圈(5)，所述内圈(3)与所述第一外圈(4)之间设有主推力滚子(6)，所述内圈(3)与所述第二外圈(5)之间设有辅推力滚子(7)，其特征在于，所述第二外圈(5)为权利要求1-5任一项所述的盾构机主轴承外圈。

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