CN113294431B - 一种串联组配的推力轴承组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种串联组配的推力轴承组。串联组配的推力轴承组，包括：推力轴承，串联布置有至少四联；隔圈组件，设置在相邻两联推力轴承之间，以将推力轴承分隔成至少两个子轴承组，各子轴承组的推力轴承的数量小于或等于三联；隔圈组件包括外隔圈和内隔圈，外隔圈与推力轴承的轴承外圈对应，内隔圈与推力轴承的轴承内圈对应；在推力轴承的轴承内圈需承受外部轴向力时，外隔圈的高度小于内隔圈的高度；在推力轴承的轴承外圈需承受外部轴向力时，外隔圈的高度大于内隔圈的高度。这样设计，使得参与组配的所有推力轴承共同承担轴向力，从而起到外部轴向力在各推力轴承上的分配，提高各推力轴承的受力均匀性，有效提升推力轴承的使用寿命。

Description

一种串联组配的推力轴承组

技术领域

本发明涉及一种串联组配的推力轴承组。

背景技术

轴承组配可以提升整个轴系的刚性及承载能力，轴承组配的方式有多种，其中以串联组配最为关键。串联组配方式的目的在于使参与组配的各轴承同时分担轴向力，减小每联轴承的受力，从而提升其寿命。

目前，对于三联以上的推力轴承的串联组配，通常前三联推力轴承受主要的作用力，串联的第四联及以上推力轴承通常不受力或受力较小，造成第四联及以上的推力轴承无法分担作用力或分担的作用力较小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种串联组配的推力轴承组，以解决现有技术中三联以上的推力轴承串联组配后，造成第四联及以上的推力轴承无法分担作用力或分担作用力较小的技术问题。

为实现上述目的，本发明串联组配的推力轴承组的技术方案是：

串联组配的推力轴承组，包括：

推力轴承，串联布置有至少四联；

隔圈组件，设置在相邻两联推力轴承之间，以将推力轴承分隔成至少两个子轴承组，各子轴承组的推力轴承的数量小于或等于三联；

隔圈组件包括外隔圈和内隔圈，外隔圈与推力轴承的轴承外圈对应，内隔圈与推力轴承的轴承内圈对应；

在推力轴承的轴承内圈需承受外部轴向力时，外隔圈的高度小于内隔圈的高度；在推力轴承的轴承外圈需承受外部轴向力时，外隔圈的高度大于内隔圈的高度。

有益效果是：通过上述设计，在外部轴向力的作用下，首先，高度较高的隔圈受力，高度较低的隔圈不受力，轴向力利用轴承内圈/轴承外圈、高度较高的隔圈由受力的一端向非受力的一端传递，此时，末端的轴承组优先受力。在末端的轴承组受力变形后，高度较低的隔圈开始受力，轴向力利用轴承外圈/轴承内圈、高度较低的隔圈由非受力的一端向受力的一端传递，此时，首端轴承组开始受力，进而参与组配的所有推力轴承共同承担轴向力，从而起到外部轴向力在各推力轴承上的分配，提高各推力轴承的受力均匀性，有效提升推力轴承的使用寿命。

进一步的，所有的推力轴承均为推力球轴承。

进一步的，内、外隔圈高度差的计算公式为：

式中，F_a为外部轴向力；m为外部轴向力的系数；n为相应隔圈组件下方的子轴承组的推力轴承联数；D_w为轴承内部的滚动体直径；Z为单联轴承内部的滚动体个数；α为轴承接触角。

有益效果是：利用上述公式，能够得出内、外隔圈的理想高度差H，以保证轴向力的有效传递，进而保证各推力轴承受力的均匀性。

进一步的，在外隔圈的高度小于内隔圈的高度时，内隔圈的厚度大于外隔圈的厚度；在外隔圈的高度大于内隔圈的高度时，内隔圈的厚度小于外隔圈的厚度。

有益效果是：这样设计，对于高度较大的隔圈，其厚度也较大，保证高度较大的隔圈的强度，高度较大的隔圈的使用寿命。

进一步的，所述推力轴承串联有3N联，N为整数且大于1，隔圈组件将推力轴承分成N个子轴承组，各子轴承组的推力轴承的数量为三联。

有益效果是：这样设计，在保证轴向力传递的同时，能够减少隔圈组件的数量。

进一步的，所述外隔圈和内隔圈的材质相同。

进一步的，所述外隔圈和内隔圈均为钢隔圈。

有益效果是：钢隔圈的刚度相对较大，在传递轴向力时不易发生变形，保证轴向力的稳定传递。

进一步的，所述外隔圈的厚度小于推力轴承的轴承外圈的厚度，内隔圈的厚度小于推力轴承的轴承内圈的厚度。

有益效果是：这样设计，在两个隔圈传递轴向力的同时，节省制作两个隔圈的材料，降低制作成本。

附图说明

图1为本发明串联组配的推力轴承组的实施例1的结构示意图；

图中：1、推力轴承；2、轴承内圈；3、轴承外圈；4、外隔圈；5、内隔圈；6、上轴承组；7、下轴承组。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“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。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，术语“上”、“下”是基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示所指的装置或部件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明串联组配的推力轴承组的实施例1：

如图1所示，串联组配的推力轴承组包括推力轴承1和隔圈组件，推力轴承1沿上下方向串联布置有至少四联，隔圈组件设置在相邻两联推力轴承1之间，以在推力轴承组受到轴向力时，保证各推力轴承1均匀受力。

本实施例中，推力轴承1串联有3N联，其中，N为整数且大于1，本实施例中的N为2，即推力轴承1串联布置有六联，隔圈组件设置在第三联和第四联推力轴承1之间，以将推力轴承1分隔成两个子轴承组，两个子轴承组分别为上轴承组6和下轴承组7，其中，上、下轴承组所包含的推力轴承1的数量均为三联。在其他实施例中，N可以为3，此时，需要至少两个隔圈组件，以使得各子轴承组的推力轴承的数量小于或等于三联。

如图1所示，隔圈组件包括外隔圈4和内隔圈5，外隔圈4与推力轴承1的轴承外圈3对应，内隔圈5与推力轴承1的轴承内圈2对应。应当说明的是，装配时，内隔圈5由轴限位，外隔圈4由壳体限位。

本实施例中，外隔圈4和内隔圈5具有一定的高度差。具体的，推力轴承1的轴承内圈2承受外部的轴向力，外隔圈4的高度小于内隔圈5的高度，内隔圈5的厚度大于外隔圈4的厚度，同时，外隔圈4的厚度小于推力轴承1的轴承外圈3的厚度，内隔圈5的厚度小于推力轴承1的轴承内圈2的厚度。

本实施例中，外隔圈4和内隔圈5的材质相同，两个隔圈均为钢隔圈。在其他实施例中，两个隔圈可以均为铁隔圈，或者两个隔圈中的其中一个为钢隔圈，另一个为铁隔圈。

本实施例中，所有的推力轴承1均为推力球轴承。内隔圈5和外隔圈4高度差的计算公式为：

式中，F_a为外部轴向力；m为外部轴向力的系数(1/4≤m≤1/2)；n为隔圈组件下方的下轴承组的推力轴承联数；D_w为轴承内部的滚动体直径；Z为单联轴承内部的滚动体个数；α为轴承接触角。

例如，取F_a＝6000N，m＝1/3，n＝3，D_w＝7.144mm，Z＝12，α＝60°，则内隔圈5和外隔圈4的高度差H为0.005mm。其中，m取1/3，n取3，即将1/3F_a先由隔圈组件下方的3个推力轴承1分担，然后再由全部的推力轴承1分担剩下的2/3F_a。

这样设计，在外部轴向力F_a的作用下，首先，内隔圈5的上端面与第三联推力轴承1的轴承内圈2的下端面接触，内隔圈5的下端面与第四联推力轴承1的轴承内圈2的上端面接触，此时，外隔圈4不受力；轴向力通过上轴承组6的各轴承内圈2、内隔圈5直接作用到下轴承组7上，此时，下轴承组优先受力。

在下轴承组7受力变形后，外隔圈4开始受力，外隔圈4的上端面与第三联推力轴承1的轴承外圈3的下端面接触，外隔圈4的下端面与第四联推力轴承1的轴承外圈3的上端面接触，下轴承组7的各轴承外圈3将轴向力通过外隔圈4传递至上轴承组6的各轴承外圈3，此时，上轴承组6开始受力，进而参与组配的所有推力轴承1共同承担轴向力，从而起到外部轴向力在各推力轴承1上的分配，提高各推力轴承1的受力均匀性，有效提升推力轴承1的使用寿命。

本发明串联组配的推力轴承组的实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，推力轴承1的轴承内圈2承受外部轴向力，外隔圈4的高度小于内隔圈5的高度。本实施例中，推力轴承的轴承外圈承受外部轴向力，外隔圈的高度大于内隔圈的高度。

本发明串联组配的推力轴承组的实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，推力轴承1均为推力球轴承。本实施例中，推力轴承均为推力滚子轴承。在其他实施例中，可以使所有推力轴承的一部分为推力球轴承，另一部分为推力滚子轴承。

本发明串联组配的推力轴承组的实施例4：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，外隔圈4的高度小于内隔圈5的高度，且外隔圈4的厚度小于内隔圈5的厚度。本实施例中，基于外隔圈的高度小于内隔圈的高度的情况下，内隔圈的厚度等于外隔圈的厚度。

本发明串联组配的推力轴承组的实施例5：

本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，推力轴承1串联有3N联，其中，N为整数且大于1，本实施例中的N为2，即推力轴承1串联有六联，隔圈组件将推力轴承1分成两个子轴承组，各子轴承组的推力轴承1的数量为三联。本实施例中，推力轴承1串联有N联，N为整数且大于3，例如，N为4，则可在第三联和第四联之间设置隔圈组件，当然，也可以在第二联和第三联之间设置隔圈组件。

在其他实施例中，推力轴承1串联有N联，N为整数且大于3，例如，N可以为8，此时，需要设置两组隔圈组件，并将推力轴承组分成三个子轴承组，一组隔圈组件设置在第三联和第四联之间，另一组隔圈组件设置在第六联和第七联之间，即三个子轴承组分别为三联、三联、两联；或者一组隔圈组件设置在第二联和第三联之间，另一组隔圈组件设置在第五联和第六联之间，即三个子轴承组分别为两联、三联、三联。当然，也可设置三组以上的隔圈组件，无论怎样设置隔圈组件的数量或位置，只要保证各子轴承组的推力轴承的数量小于或等于三联即可。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.串联组配的推力轴承组，其特征在于，包括：

推力轴承(1)，串联布置有至少四联；

隔圈组件，设置在相邻两联推力轴承(1)之间，以将推力轴承(1)分隔成至少两个子轴承组，各子轴承组的推力轴承(1)的数量小于或等于三联；

隔圈组件包括外隔圈(4)和内隔圈(5)，外隔圈(4)与推力轴承(1)的轴承外圈(3)对应，内隔圈(5)与推力轴承(1)的轴承内圈(2)对应；

在推力轴承(1)的轴承内圈(2)需承受外部轴向力时，外隔圈(4)的高度小于内隔圈(5)的高度，定义外部轴向力的方向向下，相邻两个轴承组一个为上轴承组，一个为下轴承组，当下轴承组受力变形后，外隔圈(4)开始受力；在推力轴承(1)的轴承外圈(3)需承受外部轴向力时，外隔圈(4)的高度大于内隔圈(5)的高度，定义外部轴向力的方向向下，相邻两个轴承组一个为上轴承组，一个为下轴承组，当下轴承组受力变形后，内隔圈(5)开始受力。

2.根据权利要求1所述的串联组配的推力轴承组，其特征在于，所有的推力轴承(1)均为推力球轴承。

3.根据权利要求2所述的串联组配的推力轴承组，其特征在于，内、外隔圈高度差的计算公式为：

式中，Fa为外部轴向力；m为外部轴向力的系数；n为相应隔圈组件下方的子轴承组的推力轴承联数；Dw为轴承内部的滚动体直径；Z为单联轴承内部的滚动体个数；α为轴承接触角。

4.根据权利要求1或2或3所述的串联组配的推力轴承组，其特征在于，在外隔圈(4)的高度小于内隔圈(5)的高度时，内隔圈(5)的厚度大于外隔圈(4)的厚度；在外隔圈(4)的高度大于内隔圈(5)的高度时，内隔圈(5)的厚度小于外隔圈(4)的厚度。

5.根据权利要求1或2或3所述的串联组配的推力轴承组，其特征在于，所述推力轴承(1)串联有3N联，N为整数且大于1，隔圈组件将推力轴承(1)分成N个子轴承组，各子轴承组的推力轴承(1)的数量为三联。

6.根据权利要求1或2或3所述的串联组配的推力轴承组，其特征在于，所述外隔圈(4)和内隔圈(5)的材质相同。

7.根据权利要求6所述的串联组配的推力轴承组，其特征在于，所述外隔圈(4)和内隔圈(5)均为钢隔圈。

8.根据权利要求1或2或3所述的串联组配的推力轴承组，其特征在于，所述外隔圈(4)的厚度小于推力轴承(1)的轴承外圈(3)的厚度，内隔圈(5)的厚度小于推力轴承(1)的轴承内圈(2)的厚度。

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