CN113294432A - 一种推力轴承组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种推力轴承组。推力轴承组包括：推力轴承，串联布置有至少四联；隔圈组件，设置在任意相邻两联推力轴承之间；隔圈组件包括外隔圈和内隔圈，外隔圈和内隔圈的高度相同，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承受外部轴向力时，外隔圈的刚度小于内隔圈的刚度；在推力轴承的轴承外圈承受外部轴向力时，外隔圈的刚度大于内隔圈的刚度。由于在相邻两联推力轴承之间增加了存在刚度差的隔圈组件，使得最先受力的轴承至最后受力的轴承的刚度系数逐渐增加，使得参与分担外部轴向力的轴承数量明显增加，从而使得串联组配轴承的受力更加均匀，降低每联轴承的受力，提升轴承的使用寿命。

Description

一种推力轴承组

技术领域

本发明涉及一种推力轴承组。

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，对于多联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推力轴承组，以解决现有技术中多联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，本发明推力轴承组的技术方案是：

推力轴承组，包括：

推力轴承，串联布置有至少四联；

隔圈组件，设置在任意相邻两联推力轴承之间；

隔圈组件包括外隔圈和内隔圈，外隔圈和内隔圈的高度相同，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承受外部轴向力时，外隔圈的刚度小于内隔圈的刚度；在推力轴承的轴承外圈承受外部轴向力时，外隔圈的刚度大于内隔圈的刚度。

有益效果是：在外部轴向力由作用点开始向下逐步传递时，各串联组配轴承开始分担这一外部轴向力，即自上而下开始逐步受力，由于在任意相邻两联推力轴承之间增加了存在刚度差的隔圈组件，使得最先受力的轴承至最后受力的轴承的刚度系数逐渐增加，这样设计，使得参与分担外部轴向力的轴承数量明显增加，从而使得串联组配轴承的受力更加均匀，降低每联轴承的受力，提升轴承的使用寿命。

进一步的，所述外隔圈和内隔圈的材质相同，在外隔圈的刚度小于内隔圈的刚度时，内隔圈的厚度大于外隔圈的厚度；在外隔圈的刚度大于内隔圈的刚度时，内隔圈的厚度小于外隔圈的厚度。

有益效果是：这样设计，只需考虑内、外隔圈的厚度，即可得出两个隔圈中哪个刚度大，哪个刚度小，保证正确安装。

进一步的，所述外隔圈和内隔圈均为钢隔圈或铝隔圈或铜隔圈。

有益效果是：钢、铝或铜为制作轴承常用的材料，将内外隔圈设计成钢隔圈或铝隔圈或铜隔圈，能够与轴承材料一致，保证整个轴承组的材料一致性。

进一步的，所述外隔圈和内隔圈的材质不同，在外隔圈的刚度小于内隔圈的刚度时，内隔圈的弹性模量大于外隔圈的弹性模量；在外隔圈的刚度大于内隔圈的刚度时，内隔圈的弹性模量小于外隔圈的弹性模量。

有益效果是：这样设计，只需观察内、外隔圈的材质，即可得出两个隔圈中哪个刚度大，哪个刚度小，保证正确安装。

进一步的，在内隔圈的弹性模量大于外隔圈的弹性模量时，内隔圈为钢隔圈，外隔圈为铝隔圈或铜隔圈；在内隔圈的弹性模量小于外隔圈的弹性模量时，内隔圈为铝隔圈或铜隔圈，外隔圈为钢隔圈。

进一步的，所述外隔圈和内隔圈的厚度相同。

有益效果是：将外隔圈和内隔圈的厚度设计的相同，能够进一步保证钢隔圈的刚度大于铝隔圈或铜隔圈的刚度。

进一步的，所有的推力轴承均为推力球轴承。

进一步的，所述外隔圈的厚度小于所述轴承外圈的厚度，内隔圈的厚度小于所述轴承内圈的厚度。

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为本发明推力轴承组的结构示意图；

图2为图1中未设置隔圈组件时的简化模型图；

图3为图1中设置隔圈组件时的简化模型图；

图中：1、轴承内圈；2、轴承外圈；3、外隔圈；4、内隔圈；5、一号轴承；6、二号轴承；7、三号轴承；8、四号轴承；9、五号轴承。

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。

本发明推力轴承组的实施例1：

如图1所示，推力轴承组包括推力轴承，推力轴承串联布置有五联，由上到下依次为一号轴承5、二号轴承6、三号轴承7、四号轴承8以及五号轴承9；其中，任意相邻两联推力轴承之间设有隔圈组件。

以一号轴承5和二号轴承6之间的隔圈组件为例，隔圈组件包括外隔圈3和内隔圈4，外隔圈3和内隔圈4的高度相同；外隔圈3处于一号轴承5的轴承外圈2和二号轴承6的轴承外圈2之间，以使得外隔圈3对应一号轴承5和二号轴承6的轴承外圈2设置；内隔圈4处于一号轴承5的轴承内圈1和二号轴承6的轴承内圈1之间，以使得内隔圈4对应一号轴承5和二号轴承6的轴承内圈1设置。应当说明的是，在装配时，内隔圈4套设在轴上，以通过轴定位，外隔圈3由壳体定位。

本实施例中，一号轴承5的轴承内圈1承受外部轴向力F，则要求外隔圈3的刚度小于内隔圈4的刚度，以使得外部轴向力F能够分散到各推力轴承上。具体的，外隔圈3和内隔圈4的材质相同，优选的，两个隔圈均为钢隔圈，且外隔圈3的厚度小于内隔圈4的厚度，以使外隔圈3与轴承外圈2的接触面积小于内隔圈4与轴承内圈1的接触面积，进而使外隔圈3的刚度小于内隔圈4的刚度。在其他实施例中，外隔圈和内隔圈可以均为铝隔圈或铜隔圈。

如图1所示，所有的推力轴承均为推力球轴承，且外隔圈3的厚度小于推力轴承的轴承外圈2的厚度，内隔圈4的厚度小于推力轴承的轴承内圈1的厚度，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。

本实施例中，外部轴向力F由作用点开始向下逐步传递，与此同时，各串联组配轴承也开始分担这一外部轴向力，自上而下开始逐步受力。

根据力学原理，每个推力轴承可以简化为一根弹簧，其刚度系数记做K_i，当图1中未设置隔圈组件时，整个轴系的简化模型为图2所示，可以看到，该轴系的刚度系数等于各轴承刚度系数之和，当轴系中只有一联轴承时，该轴系的刚度系数为K_i，当轴系中有两联轴承参与组配受力时，该轴系的刚度系数为2K_i。整个轴系的刚度系数随着参与组配轴承数量的增加而增加，这种组配方式所造成的结果是：通常前三联轴承组配后的刚度已经足够大，使得三联之后的轴承无法分担或分担很小的外部轴向力F，因此，造成四联以上的组配轴承无法达到良好的组配效果。

本实施例中，当图1中设置隔圈组件时，存在刚度差的内隔圈4和外隔圈3也可简化为一根弹簧，其刚度系数记做K_j，整个轴系的简化模型如图3所示。各轴承处的刚度系数如下：

一号轴承5处的刚度系数K₁为：1/K₁=1/K_i+4/K_j

二号轴承6处的刚度系数K₂为：1/K₂=1/K_i+3/K_j

三号轴承7处的刚度系数K₃为：1/K₃=1/K_i+2/K_j

四号轴承8处的刚度系数K₄为：1/K₄=1/K_i+1/K_j

五号轴承9处的刚度系数K₅为：K₅=K_i

整个轴系的刚度系数K=K₁+K₂+K₃+K₄+K₅

显然，增加存在刚度差的内隔圈4和外隔圈3之后，一号轴承5至五号轴承9的刚度系数逐渐增加，其中，一号轴承5处的刚度系数最差，五号轴承9处的刚度系数最高；当达到轴系所需的某一刚度系数时，参与分担外部轴向力的轴承数量明显增加，从而使得串联组配轴承的受力更加的均匀，降低每联轴承的受力，提升轴承的使用寿命。

本发明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，一号轴承5的轴承内圈1承受外部轴向力，要求外隔圈3的刚度小于内隔圈4的刚度，以使得外部轴向力能够分散到各推力轴承上。本实施例中，一号轴承的轴承外圈承受外部轴向力，要求外隔圈的刚度大于内隔圈的刚度，以使得外部轴向力能够分散到各推力轴承上。

本发明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，外隔圈3和内隔圈4的材质相同，且两个隔圈均为钢隔圈。本实施例中，外隔圈和内隔圈的材质不同，如内隔圈为钢隔圈，外隔圈为铝隔圈，使得内隔圈的弹性模量大于外隔圈的弹性模量。

本发明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3和内隔圈4的材质相同，如两个隔圈均为钢隔圈，且外隔圈3的厚度小于内隔圈4的厚度，以使得外隔圈3的刚度小于内隔圈4的刚度。本实施例中，外隔圈和内隔圈的材质不同，如内隔圈为钢隔圈，外隔圈为铝隔圈，内隔圈的弹性模量大于外隔圈的弹性模量，以使得外隔圈的刚度小于内隔圈的刚度；其中，外隔圈和内隔圈的厚度相同。

本发明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。

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.推力轴承组，其特征在于，包括：

推力轴承，串联布置有至少四联；

隔圈组件，设置在任意相邻两联推力轴承之间；

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

在推力轴承的轴承内圈（1）承受外部轴向力时，外隔圈（3）的刚度小于内隔圈（4）的刚度；在推力轴承的轴承外圈（2）承受外部轴向力时，外隔圈（3）的刚度大于内隔圈（4）的刚度。

2.根据权利要求1所述的推力轴承组，其特征在于，所述外隔圈（3）和内隔圈（4）的材质相同，在外隔圈（3）的刚度小于内隔圈（4）的刚度时，内隔圈（4）的厚度大于外隔圈（3）的厚度；在外隔圈（3）的刚度大于内隔圈（4）的刚度时，内隔圈（4）的厚度小于外隔圈（3）的厚度。

3.根据权利要求2所述的推力轴承组，其特征在于，所述外隔圈（3）和内隔圈（4）均为钢隔圈或铝隔圈或铜隔圈。

4.根据权利要求1所述的推力轴承组，其特征在于，所述外隔圈（3）和内隔圈（4）的材质不同，在外隔圈（3）的刚度小于内隔圈（4）的刚度时，内隔圈（4）的弹性模量大于外隔圈（3）的弹性模量；在外隔圈（3）的刚度大于内隔圈（4）的刚度时，内隔圈（4）的弹性模量小于外隔圈（3）的弹性模量。

5.根据权利要求4所述的推力轴承组，其特征在于，在内隔圈（4）的弹性模量大于外隔圈（3）的弹性模量时，内隔圈（4）为钢隔圈，外隔圈（3）为铝隔圈或铜隔圈；在内隔圈（4）的弹性模量小于外隔圈（3）的弹性模量时，内隔圈（4）为铝隔圈或铜隔圈，外隔圈（3）为钢隔圈。

6.根据权利要求4所述的推力轴承组，其特征在于，所述外隔圈（3）和内隔圈（4）的厚度相同。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的推力轴承组，其特征在于，所有的推力轴承均为推力球轴承。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的推力轴承组，其特征在于，所述外隔圈（3）的厚度小于所述轴承外圈（2）的厚度，内隔圈（4）的厚度小于所述轴承内圈（1）的厚度。

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