CN113217536A - 有弹簧系统的滚动轴承和测量滚动轴承的轴向间隙的方法 - Google Patents

Abstract

滚动轴承包括：第一圈(10)；第二圈(12)；至少一列轴向滚动元件(20)，配置在所述圈之间；至少一个止推环(24)，在轴向上介于轴向滚动元件(20)与第一圈(10)之间并且界定用于轴向滚动元件的滚道(32)；以及至少一个弹簧系统(42)，用于在轴向上将止推环(24)推抵轴向滚动元件(20)。弹簧系统(42)设置有推压构件(44)和至少一个弹簧元件(48)，推压构件(44)容纳在第一圈的通孔(46)中，至少一个弹簧元件(48)施加对推压构件(44)施力以抵着止推环(24)的轴向力。弹簧系统(42)的推压构件(44)设置有可从滚动轴承的外部进入的螺纹孔(50)。

Description

有弹簧系统的滚动轴承和测量滚动轴承的轴向间隙的方法

技术领域

本发明涉及轴承领域。

本发明特别涉及大直径(轴承)领域，所述大直径(轴承)具有绕着在轴向方向上延伸(running)的旋转轴线同心地配置的内圈和外圈。

背景技术

这种大直径滚动轴承可以用于例如隧道掘进机(/隧道钻机)(tunnel boringmachine)、采矿采掘机(mining extraction machine)或风力涡轮机中。

大直径滚动轴承包括两个同心(/同轴)(concentric)的内圈和外圈以及配置在圈之间的至少一列滚动元件(诸如，滚子)。滚动轴承还可以设置有止推环(/推力环)(thrustring)，止推环被弹簧系统施力抵着(urged against)滚子，以消除存在于滚动轴承组件中的轴向间隙(/轴向游隙)(axial clearance)，尤其是限制操作(/工作/运行)期间的振动冲击。这种系统由EP-B1-2851575已知。

然而，对于在该专利文献中公开的弹簧系统，由于通过弹簧系统消除了轴承的初始轴向间隙，因此不可能在不拆卸(/不拆除)环(/圈)(rings)的情况下测量该间隙。

发明内容

本发明的一个目的是克服该缺点。

本发明涉及一种滚动轴承，所述滚动轴承包括：第一圈(first ring)；第二圈；至少一列轴向滚动元件，配置在所述圈(rings)之间；至少一个止推环(/推力环)(thrustring)，在轴向上介于所述轴向滚动元件与所述第一圈之间，并且界定用于所述轴向滚动元件的滚道；以及至少一个弹簧系统，用于在轴向上将所述止推环推抵(push against)所述轴向滚动元件。

所述弹簧系统设置有推压构件(pushing member)和至少一个弹簧元件，推压构件容纳在第一圈的通孔(/贯通孔)(through-hole)中，至少一个弹簧元件施加对推压构件施力(/驱策推压构件)以抵着止推环(urging the pushing member against the thrustring)的轴向力。

根据总体特征，所述弹簧系统的推压构件设置有可从滚动轴承的外部进入(/接近/访问)(accessible)的螺纹孔。

术语“轴向滚动元件”应理解为指的是适于适应(/调节)(accommodate)轴向载荷的滚动元件。

由于本发明，可以通过(多个)弹簧系统的所述弹簧元件的轴向压缩，在轴向滚动元件与止推环之间无压力的情况下测量滚动轴承内部的轴向间隙(/轴向游隙)(axialclearance)。

接合在推压构件的螺纹孔内部的螺丝(screw)可用于在轴向上压缩所述弹簧元件，并且用于在轴向滚动元件与止推环的滚道之间产生轴向间隙。因此，可以在不拆卸环(/圈)(rings)的情况下测量轴承的初始轴向间隙。

优选的是，第一圈的通孔从第一圈的前表面在轴向上(/轴向地/沿轴向)(axially)延伸。

在一个实施方式中，所述弹簧系统的推压构件可以包括：活塞，在轴向上与止推环接触；以及杆，所述弹簧元件绕着所述杆安装，并且所述杆设置有螺纹孔。

在一个实施方式中，所述滚动轴承还包括配置在第一圈与第二圈之间的至少一列径向滚动元件。所述第二圈可以包括突出鼻部，所述突出鼻部接合到第一圈的环形槽中，并且设置有界定用于所述径向滚动元件的滚道的轴向表面。术语“径向滚动元件”应理解为指的是适于适应径向载荷的滚动元件。

在一个实施方式中，滚动轴承包括至少两列轴向滚动元件，所述至少两列轴向滚动元件在轴向上布置在第二圈的鼻部的两侧(each side)。

本发明还涉及一种用于测量如先前所限定的滚动轴承的轴向间隙的方法，所述方法包括以下步骤：

-a)通过使用接合到所述推压构件的螺纹孔中的螺丝来压缩所述弹簧系统的所述弹簧元件，直到所述止推环在轴向上支承抵靠(bears against)所述第一圈，以在所述止推环与所述轴向滚动元件之间产生轴向间隙，以及

-b)测量所产生的轴向间隙的值。

该方法还可以包括在步骤b)之后的以下步骤：从所述推压构件的螺纹孔移除所述螺丝。

附图说明

通过研究通过非限制性示例给出并且通过附图示出的具体实施方式的详细描述，将更好地理解本发明及其优点，在附图中：

图1是根据本发明的第一示例的滚动轴承的局部截面，

图2是图1的详细视图，

图3是处于压缩状态的图1的滚动轴承的详细视图，以及

图4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所示的滚动轴承是包括第一圈10和第二圈12的大直径滚动轴承(large-diameter rolling bearing)。在所示出的示例中，第一圈10是外圈，而第二圈12是内圈。在该示例中，内圈12是旋转圈，并且外圈10是非旋转圈。滚动轴承例如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。

外圈10和内圈12是同心的(/同轴的)(concentric)并且沿着轴承旋转轴线(未示出)在轴向上延伸，轴向旋转轴线在轴向方向上延伸(run)。圈10、12是实心型(/固体式)(solid type)的。

外圈10形成为分离式圈(split ring)，并且包括在轴向方向上相对于彼此堆叠的第一圈14和第二圈16。外圈的第一圈14和第二圈16中的每个设置有多个对准的通孔(through-hole)(未示出)，以通过装配螺栓接合。

在所示出的示例中，滚动轴承包括：两列轴向滚子18、20，配置在外圈10与内圈12之间以形成轴向推力；以及一列径向滚子22，配置在所述圈之间以形成径向推力。

如稍后将描述的，滚动轴承还包括止推环(/推力环)(thrust ring)24，止推环24在轴向上安装在轴向滚子20的列与外圈10之间。这种止推环24可以被称为“弹性环”。

一列的滚子18、20、22彼此相同。每个滚子18、20、22包括圆柱形外滚动表面。每个滚子22的旋转轴线平行于轴承的轴线并且垂直于滚子18、20中的每个的轴线。在所示出的示例中，滚子18的轴向长度大于滚子20的轴向长度。作为另一种选择，滚子18的轴向长度可以小于或者可以等于滚子20的轴向长度。

滚子18在轴向上配置在形成在内圈12上的环形径向滚道26与形成在外圈10上的环形径向滚道28之间。滚道26、28在轴向方向上彼此面对。

滚子20在轴向上配置在形成在内圈12上的环形径向滚道30与形成在止推环24上的环形径向滚道32之间。滚道30、32在轴向上彼此面对。成列的滚子(/滚子的列)18和成列的滚子20在轴向方向上彼此间隔开。

滚子22在径向上配置在形成在内圈12上的环形轴向滚道34与形成在外圈10上的环形轴向滚道36之间。滚道34、36在径向方向上彼此面对。成列的滚子22在径向上相对于成列的滚子18、20向外偏移(/向外错开)(offset)。成列的滚子22在轴向上定位在成列的滚子18与成列的滚子20之间。

外圈10包括环形槽(/环形凹槽)(annular groove)38，环形槽38在径向方向上向内朝向内圈12开口。外圈10包括阶梯式(/台阶式)(stepped)圆柱形内表面或孔10a，槽38由阶梯式圆柱形内表面或孔10a形成。外圈10还包括在径向上与孔10a相对(/背对)的圆柱形外表面10b。外圈10还包括在轴向上界定所述圈的孔10a和外表面10b的两个相对(/背对)(opposite)的径向前面或径向前表面(frontal surfaces)10c、10d。前表面10c、10d界定外圈10的轴向厚度。

内圈12包括环形突出鼻部(nose)40，环形突出鼻部40接合到外圈的环形槽38中。鼻部40在径向上向外延伸。突出鼻部40从内圈的圆柱形外表面在径向上突出。

成列的滚子(/滚子的列/滚子列)18、20在轴向上配置在内圈的鼻部40与外圈的槽38之间。成列的滚子18、20布置在内圈的鼻部40的两侧。径向滚道26、30定位在鼻部40上。径向滚道28定位在外圈的槽38上。径向滚道32定位在止推环24上。

成列的滚子22在径向上配置在内圈的鼻部40与外圈的槽38之间。轴向滚道34、36分别定位在鼻部40和槽38上。鼻部40的圆柱形外表面界定轴向滚道34。槽38的轴向底部界定轴向滚道36。轴向滚道36在径向上面对鼻部40的圆柱形外表面，轴向滚道34形成到鼻部40的圆柱形外表面上。

在所示出的示例中，内圈12制成一个部分(/一件式)(one part)。作为另一种选择，内圈12可以在轴向方向上划分为固定在一起的至少两个单独的部分。在另一变型中，鼻部40可以与内圈的主要部分(main part)分开地制成。

如前面所提及的，外圈10在轴向方向上划分为两个单独的部分，即，第一圈14和第二圈16。第一圈14和第二圈16一起界定槽38。

如前面所提及的，止推环24在轴向上安装在轴向滚子20与外圈10之间。止推环24在轴向上介于轴向滚子20与外圈10之间。止推环24绕着内圈12安装。止推环24安装在外圈的槽38内部。止推环24可相对于外圈10和内圈12自由地平移(in translation)运动。止推环24设置有两个相对的径向前表面24a、24b，径向前表面24a、24b在轴向上界定所述(止推)环的厚度。止推环的前表面24b界定径向滚道32。径向滚道32与每个滚子20的外滚动表面接触。止推环的前表面24a保持与外圈10在轴向上间隔开，尤其是保持与槽38的径向肩部(shoulder)38a在轴向上间隔开。

滚动轴承还包括多个弹簧系统42，多个弹簧系统42用于在轴向上将止推环24推抵轴向滚子20。弹簧系统42安装在外圈10上。弹簧系统42绕着止推环24的圆周(/外周/周向)(circumference)分布。优选地，弹簧系统42相对于彼此等角度地间隔开。弹簧系统42彼此相同。由于弹簧系统42是相同的，因此这里将描述它们中的仅一个。

如图2中更清楚地示出的，弹簧系统42设置有推压构件(pushing member)44，推压构件44接合在形成于外圈10的通孔46内部。推压构件44与止推环24轴向接触。推压构件44包括活塞(piston)44a，活塞44a于在轴向上与滚子20相对的一侧、在轴向上接触抵着止推环24。活塞44a在轴向上接触抵着止推环的前表面24a。推压构件44还包括杆44b，杆44b使活塞44a于在轴向上与滚子20相对的一侧在轴向上延伸。优选地，推压构件44制成一个部件。

外圈的通孔46在轴向上延伸。通孔46从外圈的前表面10c在轴向上延伸并且在槽38上开口(/敞开)。通孔46在轴向上面对止推环24。推压构件44相对于外圈的槽的径向肩部38a在轴向上突出。

在所示出的示例中，通孔46包括：第一部分(未标记)，从外圈的前表面10c延伸；以及第二部分(未标记)，从第一部分在轴向上延伸，在外圈的槽38上开口(/敞开)并且具有更大的直径。推压构件44的活塞44a安装在通孔46的第二部分内部。杆44b在通孔46的第二部分和第一部分内部延伸。

弹簧系统42还设置有弹性垫圈(elastic washer)48，弹性垫圈48在推压构件44上施加轴向预应力永久力(/轴向预压恒力)(axial pre-stressing permanent force)，以确保止推环24与滚子24之间的轴向接触。垫圈48绕着推压构件44的杆44b安装。垫圈48在轴向上布置在推压构件的活塞44a与径向肩部之间，径向肩部设置在通孔46的第一部分与第二部分之间。

在所示出的示例中，弹性垫圈48是贝氏垫圈(Belleville washers)。作为另一种选择，可以设置其他预应力元件(/预压元件)(例如，压缩弹簧)来在止推环24上施加永久轴向力。在所示出的示例中，第一平垫圈(未标记)在轴向上介于弹簧垫圈48与外圈10之间，并且第二平垫圈(未标记)在轴向上介于弹簧垫圈48与推压构件44之间。作为另一种选择，可以不配备(/不预知)(not foresee)这种平垫圈。

弹簧系统的推压构件44设置有在轴向上朝向外部取向的螺纹孔50。螺纹孔50在轴向上朝向外圈的前表面10c取向。螺纹孔50可从滚动轴承10的外部进入(/接近)(accessible)。螺纹孔50设置在推压构件的杆44b上。螺纹孔50在轴向上延伸。螺纹孔50从杆44b的前表面在轴向上延伸，杆44b的前表面在轴向上朝向外圈的前表面10c取向。

在使用时，由每个弹簧系统42施加的轴向力允许(/使得)将止推环24推压到轴向滚子20上并且消除滚动轴承组件中存在的轴向间隙。止推环24通过弹簧系统的垫圈48在轴向上预载荷(/预加载/预紧)(preloaded)。滚动轴承的初始轴向间隙被消除。外圈10与内圈12之间不存在轴向相对位移的可能性。

每个弹簧系统的推压构件44的螺纹孔50被设置为允许在滚动轴承10内部测量轴向间隙。

如图3所示，每个弹簧系统42还包括临时螺丝(screw)52，临时螺丝52在相关联的通孔46内部延伸，并且接合在设置于相关联的推压构件44上的螺纹孔50内部。螺丝52设置有与螺纹孔50接合的螺纹部52a。螺丝52设置有在轴向上定位在外圈10的外部的螺丝头52b。螺丝头52b在轴向上以插入垫圈54的方式支撑抵靠外圈的前表面10c。作为另一种选择，螺丝的螺丝头52b可以抵靠通孔46的径向肩部、定位在所述孔内部。

螺丝52用于在轴向上压缩位于弹簧系统的推压构件44与第一圈10之间的垫圈48，直到止推环24在轴向上支撑抵靠外圈10(如图3所示)。止推环的前表面24a在轴向上与外圈10接触。这里，在所示出的示例中，止推环的前表面24a在轴向上与外圈的槽的径向肩部38a接触。

在止推环24与轴向滚子20之间产生轴向间隙56。轴向间隙56产生在止推环的滚道32与轴向滚子20之间。

因此，可以测量滚动轴承内部的轴向间隙的值。

在测量轴向间隙之后，使临时螺丝52从推压构件44的螺纹孔50脱离(/断开接合)(disengage)。由(在轴向上对推压构件44施力以抵着止推环24)垫圈48施加的轴向力在轴向上将止推环推抵滚子20。轴向间隙56被消除。

在所示出的示例中，止推环24在轴向上设置在外圈10与成列的轴向滚子(/轴向滚子的列)20之间。作为另一种选择或作为组合，滚动轴承可以设置有在轴向上布置在外圈10与成列的轴向滚子18之间的止推环，并且设置有与针对止推环24描述的弹簧系统类似的关联弹簧系统。

另外，如前面所提及的，在该示例中，滚动轴承的第一圈是固定(的)外圈10，而第二圈是旋转(的)内圈12。

作为替代方案，可以提供其中第一圈形成固定内圈10并且第二圈形成旋转外圈12的相反的配置。在该示例中，止推环24在轴向上安装在成列的轴向滚子20与内圈10之间。这里，弹簧系统42安装在内圈10上。弹簧系统42与先前在第一示例中描述的弹簧系统类似。

在所描述的示例中，滚动轴承设置有三列滚动元件。作为另一种选择，滚动轴承可以包括仅一列滚动元件、或者两列滚动元件、或者四列或更多列滚动元件。在所示出的示例中，滚动元件是滚子。滚动轴承可以包括其他类型的滚动元件，例如，球。

Claims (10)

1.一种滚动轴承，包括：第一圈(10)；第二圈(12)；至少一列轴向滚动元件(20)，配置在所述圈之间；至少一个止推环(24)，在轴向上介于所述轴向滚动元件(20)与所述第一圈(10)之间，并且界定用于所述轴向滚动元件的滚道(32)；以及至少一个弹簧系统(42)，用于在轴向上将所述止推环(24)推抵所述轴向滚动元件(20)，所述弹簧系统(42)设置有推压构件(44)和至少一个弹簧元件(48)，所述推压构件(44)容纳在所述第一圈的通孔(46)中，所述至少一个弹簧元件(48)施加对所述推压构件(44)施力以抵着所述止推环(24)的轴向力，其特征在于，所述弹簧系统(42)的推压构件(44)设置有能够从所述滚动轴承的外部进入的螺纹孔(50)。

2.根据权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于，所述弹簧系统(42)还包括螺丝(52)，所述螺丝(52)在所述第一圈的通孔(46)内部延伸，并且在所述螺丝的安装位置接合在所述推压构件(44)的螺纹孔(50)内部。

3.根据权利要求2所述的滚动轴承，其特征在于，在所述螺丝(52)的安装位置，所述螺丝的螺丝头(52b)与所述第一圈(10)的外表面接触。

4.根据前述权利要求中任一项所述的滚动轴承，其特征在于，所述第一圈的通孔(46)从所述第一圈的前表面(10c)在轴向上延伸。

5.根据前述权利要求中任一项所述的滚动轴承，其特征在于，所述弹簧系统的推压构件(44)包括：活塞(44a)，在轴向上与所述止推环(24)接触；以及杆(44b)，所述弹簧元件(48)绕着所述杆安装，并且所述杆(44b)设置有所述螺纹孔(50)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的滚动轴承，其特征在于，所述滚动轴承还包括配置在所述第一圈(10)与所述第二圈(12)之间的至少一列径向滚动元件(22)。

7.根据权利要求6所述的滚动轴承，其特征在于，所述第二圈(12)包括突出鼻部(40)，所述突出鼻部(40)接合到所述第一圈的环形槽(38)中，并且设置有界定用于所述径向滚动元件(22)的滚道的轴向表面。

8.根据权利要求7所述的滚动轴承，其特征在于，所述滚动轴承包括至少两列轴向滚动元件(20、18)，所述至少两列轴向滚动元件(20、18)在轴向上布置在所述第二圈的鼻部(40)的两侧。

9.一种用于测量根据前述权利要求中任一项所述的滚动轴承的轴向间隙的方法，所述方法包括以下步骤：

a)通过使用接合到所述推压构件(44)的螺纹孔(50)中的螺丝(52)来压缩所述弹簧系统的所述弹簧元件(48)，直到所述止推环(24)在轴向上支承抵靠所述第一圈(10)，以在所述止推环与所述轴向滚动元件(20)的列之间产生轴向间隙(56)；以及

b)测量所产生的轴向间隙(56)的值。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在步骤b)之后的以下步骤：从所述推压构件(44)的螺纹孔(50)移除所述螺丝(52)。

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