CN111853053A - 滚动轴承，尤其是大直径滚动轴承 - Google Patents

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Abstract

一种滚动轴承包括：内圈(12)和外圈(14)，绕着沿轴向方向延伸的旋转轴线X‑X’同心地配置；至少第一轴向轴承(16)和第二轴向轴承(18)，均在轴向上布置在所述内圈与所述外圈之间并且分别具有至少一列滚动元件(16a、18a)，所述第一轴向轴承(16)和所述第二轴向轴承(18)在轴向方向上彼此间隔开。所述滚动轴承还包括仅一个径向轴承(20)，所述径向轴承(20)在径向上布置在所述内圈与所述外圈之间并且具有至少一列滚动元件(20a)。所述径向轴承20布置在位于所述内圈(12)上的外滚道(36)与位于所述外圈(14)的内滚道(38)之间。

Description

滚动轴承，尤其是大直径滚动轴承
技术领域
本发明涉及滚动轴承领域，该滚动轴承用于吸收轴向力和径向力并且具有绕着沿轴向方向延伸的旋转轴线同心地(/同轴地)配置的内圈和外圈。
更特别地，本发明涉及大直径滚动轴承领域，尤其是用在隧道掘进机中的大直径滚动轴承，或者涉及诸如雷达、烧炭(/烧焦)(chars)的防卫设备或挖掘机应用领域。大直径滚动轴承还可以用于将转子叶片安装在风力涡轮机上。
背景技术
大直径滚动轴承通常包括两个同心的内圈和外圈以及包括两列轴向滚子和一列径向滚子的轴承组件。通常地，这种滚动轴承往往在轴向和径向两个方向上均负载相对较强的载荷。
取决于滚动轴承的使用(/用途)，可能会产生相当大的力，这可能导致轴承(尤其是旋转圈)变形，从而在一些情况下导致圈局部分离。实际中，可能在滚动轴承的旋转圈与固定圈之间产生径向间隙。
为了克服该缺点，在专利EP-B1-2307745中公开的滚动轴承包括在径向上布置在内圈与外圈之间的径向轴承以及在轴向上布置在内圈与外圈之间的轴向滚子轴承和组合径向-轴向滚子轴承。
然而，这种滚动轴承不能承载高轴向载荷和高倾斜力矩。
还可以参考专利EP-B1-2092204中公开的滚动轴承，该滚动轴承被开发为实现更均匀的力分布并且抵消圈的变形。该滚动轴承包括两个相对的径向轴承和两个相对的轴向轴承，其以围绕外圈的鼻圈的方式布置。
然而，这种滚动轴承的径向尺寸需要相当大的安装空间。另外，四个轴承的安装还需要大量的组装步骤。
发明内容
本发明的一个目的在于克服这些缺点。
本发明的特别目的在于提供一种滚动轴承，其能够吸收轴向载荷和径向载荷，并且能够支持在高径向载荷下可能发生的径向变形。
在一个实施方式中，所述滚动轴承包括：内圈和外圈，绕着沿轴向方向延伸(running)的旋转轴线同心地配置；至少第一轴向轴承和第二轴向轴承，均在轴向上布置在所述内圈与所述外圈之间，所述第一轴向轴承和所述第二轴向轴承在轴向方向上彼此间隔开。所述第一轴向轴承和所述第二轴向轴承分别具有至少一列滚动元件。
所述滚动轴承还包括仅一个径向轴承，所述径向轴承在径向上布置在所述内圈与所述外圈之间，并且具有至少一列滚动元件。
根据本发明的总体特征，所述径向轴承布置在位于所述内圈上的外滚道与位于所述外圈上的内滚道之间。
术语“轴向轴承”被理解为是指适于适应轴向载荷的轴承，而术语“径向轴承”被理解为是指适于适应径向载荷的轴承。
利用这种具有径向轴承的配置，限制了滚动轴承的径向变形以及内圈与外圈之间在径向方向上的间隙开口。
除此之外，利用两个轴向轴承，滚动轴承能够承载高轴向载荷和高倾斜力矩。
另外，对于包括在径向上布置在内圈与外圈之间的两个径向轴承的滚动轴承而言，利用滚动轴承的上述新设计，限制了用于形成圈的部件的数量。降低了所需的安装空间，并且滚动轴承的设计是紧凑的。
所述径向轴承可以在径向上相对于所述第一轴向轴承和所述第二轴向轴承偏移。优选地，所述径向轴承在轴向上位于所述第一轴向轴承与所述第二轴向轴承之间。因此，所述径向轴承在轴向方向上不会突出超过所述第一轴向轴承和所述第二轴向轴承。由于这种配置，在轴向方向上，针对径向轴承的配置而言不存在额外的空间要求。
在一个实施方式中，所述内圈和所述外圈中的一个圈包括在径向方向上朝向另一个圈开口的环形槽，并且所述另一个圈的突出鼻部位于所述环形槽中。
所述第一轴向轴承和所述第二轴向轴承可以在轴向上布置在所述另一个圈的突出鼻部的两侧。所述第一轴向轴承和所述第二轴向轴承可以在轴向上均布置在所述另一个圈的突出鼻部与所述一个圈的槽(环形槽)之间。
在特别的实施方式中，所述另一个圈的突出鼻部和所述一个圈分别具有突起，所述突起相应地在径向方向上在彼此后面接合(engage behind one another)，用于所述径向轴承的外滚道和内滚道位于所述突起上。特别地，至少所述另一个圈的突起呈具有径向部分和轴向部分的L形(状)。所述轴向部分可以从所述径向部分的自由端延伸。
在一个实施方式中，包括所述槽(环形槽)的所述一个圈在轴向方向上至少分成固定在一起的支撑部分和保持部分，用于所述径向轴承的外滚道或内滚道位于所述支撑部分上。所述第一轴向轴承可以在轴向上布置在所述支撑部分与所述另一个圈之间。所述第二轴向轴承可以在轴向上布置在所述保持部分与所述另一个圈之间。所述一个圈的支撑部分和保持部分可以一起界定所述环形槽。
滚动轴承的所述一个圈可以是内圈，所述另一个圈可以是外圈。作为另一种选择，所述一个圈可以是外圈，所述另一个圈可以是内圈。
所述第一轴向轴承和所述第二轴向轴承以及所述径向轴承分别包括至少一列滚动元件，滚动元件例如为圆柱形滚子。作为另一种选择，还可以考虑使用其他类型的滚动元件，例如球。优选地，所述第一轴向轴承、所述第二轴向轴承和所述径向轴承分别包括仅一列滚动元件。作为另一种选择，所述第一轴向轴承、所述第二轴向轴承和所述径向轴承中的至少一者可以包括至少两列滚动元件。
在一个实施方式中，所述滚动轴承仅包括在轴向上布置在所述内圈与所述外圈之间的所述第一轴向轴承和所述第二轴向轴承。
所述轴向轴承和所述径向轴承的滚动元件可以配置在保持架中，例如，配置在由塑料、钢等制成的保持架中。所述保持架可以是分段式的(segmented)或者制成一体件(/以一个部件制成)。作为另一种选择，所述滚动轴承可以包括在周向上布置在所述滚动元件之间的多个间隔件。
位于内圈和外圈上的用于轴向轴承和径向轴承的滚道可以直接形成在所述圈上。所述滚道可以是被硬化的。
作为另一种选择，位于内圈和外圈上的滚道可以由固定到所述圈的单独部件形成。
附图说明
通过研究以非限制性示例给出并且由附图示出的具体实施方式的详细描述，将较好地理解本发明及其优点，在附图上：
-图1是根据本发明的第一示例的滚动轴承的局部截面，以及
-图2是根据本发明的第二示例的滚动轴承的局部截面。
具体实施方式
如图1所示，滚动轴承10是包括第一圈12和第二圈14的大直径滚动轴承。在示出的示例中，第一圈12是滚动轴承的内圈，而第二圈14是外圈。例如，滚动轴承10可以用在隧道掘进机(tunnel boring machine)、风力涡轮机或使用大直径滚动轴承的任何其他应用中。
内圈12和外圈14是同心的，并且在轴向上沿着沿轴向方向延伸的轴承旋转轴线X-X’延伸。
滚动轴承10还包括在轴向上配置在内圈12与外圈14之间的第一轴向轴承16和第二轴向轴承18以及在径向上配置在内圈12与外圈14之间的径向轴承20。
内圈12包括在径向方向上朝向外圈14向外开口的环形槽22。内圈12包括外圆柱表面12a，槽22从外圆柱表面12a形成。内圈12还包括两个背对(/相对)的径向正(frontal)表面12b、12c，两个背对的径向正表面12b、12c在轴向上界定所述圈的外表面12a。
外圈14包括接合到内圈的环形槽22中的环形的突出的突出部(/凸耳)(lobe)或鼻部(nose)24。鼻部24在径向上向内延伸。
第一轴向轴承16和第二轴向轴承18在轴向上配置在外圈的鼻部24与内圈的槽22之间。径向轴承20在轴向上配置在外圈的鼻部24与内圈的槽22之间。
第一轴向轴承16和第二轴向轴承18在轴向方向上彼此间隔开。第一轴向轴承16和第二轴向轴承18布置在外圈的鼻部24的两侧。轴向轴承16、18的旋转轴线相对彼此平行并且垂直于滚子轴承10的旋转轴线X-X’。
在示出的示例中，轴向轴承16包括具有旋转轴线16b的轴向圆柱形滚子16a的列，轴向轴承18包括具有旋转轴线18b的轴向圆柱形滚子18a的列，旋转轴线16b、18b垂直于滚动轴承10的旋转轴线X-X’。轴向滚子16a、18a在位于内圈的槽22上和外圈的鼻部24上的滚道上滚动。
槽的第一侧面(flank)22a和鼻部24的在轴向上面对所述第一侧面22a的第一侧面24a界定(/限定)用于轴向滚子16a的滚道。槽的第二侧面22b和鼻部的在轴向上面对所述第二侧面22b的第二侧面24b界定(/限定)用于轴向滚子18a的滚道。相对的第一侧面22a和第二侧面22b在轴向上界定内圈的槽22。类似地，在此，相对的第一侧面24a和第二侧面24b在轴向上界定外圈的鼻部24。第一轴向轴承16和第二轴向轴承18与突出的鼻部24的相对的侧面24a、24b接触。
在示出的示例中，第一轴向轴承的滚子16a的轴向长度大于第二轴向轴承的滚子18a的轴向长度。作为另一种选择，滚子16a的轴向长度可以小于或可以等于滚子18a的轴向长度。
外圈的鼻部24设置有向内延伸的环形突起26。突起26具有L形。突起26包括从鼻部24在径向上向内延伸的径向部分26a和从径向部分的小直径边缘延伸的自由轴向部分26b。
在示出的示例中，外圈14被制成为一体件(/以一个部件或部分制成)。作为另一种选择，外圈14可以在轴向方向上分成固定在一起的至少两个分开的部分。在另一变型中，鼻部24可以与外圈的主要部分分开地制成。在示出的示例中，外圈14上设置有齿。
内圈12在轴向方向上分成两个分开的部分，即，固定在一起的支撑部分28和保持部分30。支撑部分28和保持部分30在轴向上支撑抵靠彼此。在示出的示例中，在支撑部分28和保持部分30上设置有允许通过螺栓来紧固这两个部分的通道孔32。
内圈的支撑部分28和保持部分30一起界定(/限定)槽22。在内圈12上界定(/限定)用于轴向轴承16的滚道的第一侧面22a位于支撑部分28上。在内圈12上界定(/限定)用于轴向轴承18的滚道的第二侧面22b位于保持部分30上。
内圈的支撑部分28包括环形轴向突起34，环形轴向突起34在轴向上朝向保持部分30延伸，而在轴向上与保持部分30保持距离(/保持分开)。突起34在轴向上面对外圈的突起26的径向部分26a。突起34在径向上包围突起26的轴向部分26b。突起34和突起26的轴向部分26b在彼此后面接合并且在径向方向上间隔开。突起26的径向部分26a在轴向上布置在支撑部分28与保持部分30之间。
在内圈的突起34与外圈的鼻部24的突起26之间，配置有径向轴承20。更确切地，径向轴承20在径向上配置在突起34与突起26的轴向部分26b之间。
内圈的突起34界定用于径向轴承20的外滚道36。外圈的突起26的轴向部分26b界定用于所述径向轴承的内滚道38。突起34的孔界定外滚道36。突起的轴向部分26b的外表面限定内滚道38。外滚道36在径向上面对内滚道38。径向轴承20在径向上布置在界定于内圈12上的外滚道36与界定于外圈14上的内滚道38之间。
径向轴承20的旋转轴线与滚动轴承10的旋转轴线X-X’同轴。在示出的示例中，径向轴承20包括径向圆柱形滚子20a的列，径向圆柱形滚子20a具有平行于旋转轴线X-X’的旋转轴线20b。径向滚子20a在位于内圈和外圈上的外滚道36与内滚道38上滚动。
径向轴承20在径向上相对于第一轴向轴承16和第二轴向轴承18向内偏移。径向轴承20在轴向上位于第一轴向轴承16与第二轴向轴承18之间。
另外，如前所述，在该示出的示例中，滚动轴承的第一圈是内圈12，而第二圈是外圈14。
作为可选方案，如图2所示，可以提供相反的配置，其中第一圈形成外圈12，第二圈形成内圈14，其中相同的部分被赋予相同的附图标记。在该第二示例中，形成在外圈12上的槽22在径向上向内开口，并且内圈的鼻部24在径向上向外延伸。
内圈的突起26的轴向部分26b界定用于径向轴承20的外滚道36。外圈的突起34界定用于径向轴承20的内滚道38。更确切地，突起的轴向部分26b的孔界定外滚道36。突起34的外表面界定内滚道38。在该实施方式中，用于径向轴承的外滚道36仍然位于内圈12上，用于径向轴承的内滚道38位于外圈14上。径向轴承20在径向上相对于第一轴向轴承16和第二轴向轴承18向外偏移。

Claims (10)

1.一种滚动轴承，包括：
-内圈(12)和外圈(14)，绕着沿轴向方向延伸的旋转轴线(X-X’)同心地配置，
-至少第一轴向轴承(16)和第二轴向轴承(18)，均在轴向上布置在所述内圈与所述外圈之间并且分别具有至少一列滚动元件(16a、18a)，所述第一轴向轴承(16)和所述第二轴向轴承(18)在轴向方向上彼此间隔开，以及
-仅一个径向轴承(20)，在径向上布置在所述内圈与所述外圈之间并且具有至少一列滚动元件(20a)，其特征在于，所述径向轴承(20)布置在位于所述内圈(12)上的外滚道(36)与位于所述外圈(14)上的内滚道(38)之间。
2.根据权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于，所述径向轴承(20)在径向上相对于所述第一轴向轴承(16)和所述第二轴向轴承(18)偏移。
3.根据权利要求1或2所述的滚动轴承，其特征在于，所述径向轴承(20)在轴向上位于所述第一轴向轴承(16)与所述第二轴向轴承(18)之间。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的滚动轴承，其特征在于，所述内圈和所述外圈中的一个圈(12)包括在径向方向上朝向另一个圈(14)开口的环形槽(22)，所述另一个圈(14)的突出鼻部(24)位于所述环形槽(22)中。
5.根据权利要求4所述的滚动轴承，其特征在于，所述第一轴向轴承(16)和所述第二轴向轴承(18)在轴向上布置在所述另一个圈(14)的突出鼻部(24)的两侧。
6.根据权利要求4或5所述的滚动轴承，其特征在于，所述第一轴向轴承(16)和所述第二轴向轴承(18)在轴向上均布置在所述另一个圈(14)的突出鼻部(24)与所述一个圈的槽(22)之间。
7.根据前述权利要求4至6中的任一项所述的滚动轴承，其特征在于，所述另一个圈(14)的突出鼻部(24)和所述一个圈(12)分别具有突起(26、34)，所述突起(26、34)相应地在径向方向上在彼此后面接合，用于所述径向轴承(20)的外滚道(36)和内滚道(38)位于所述突起(26、34)上。
8.根据权利要求7所述的滚动轴承，其特征在于，至少所述另一个圈(14)的突起(26)具有L形并且具有径向部分(26a)和轴向部分(26b)。
9.根据前述权利要求4至8中的任一项所述的滚动轴承，其特征在于，包括所述槽(22)的所述一个圈(12)在轴向方向上至少分成固定在一起的支撑部分(28)和保持部分(30)，用于所述径向轴承(20)的外滚道(36)或内滚道(38)位于所述支撑部分(28)上，其中，所述第一轴向轴承(16)在轴向上布置在所述支撑部分(28)与所述另一个圈(14)之间，所述第二轴向轴承(18)在轴向上布置在所述保持部分(30)与所述另一个圈(14)之间。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的滚动轴承，其特征在于，所述第一轴向轴承(16)和所述第二轴向轴承(18)以及所述径向轴承(20)分别包括仅一列圆柱形滚子。
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