CN113339411B - 一种掘进机主轴承及其轴向保持架和径向保持架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掘进机主轴承及其轴向保持架和径向保持架，包括第一环形主体，第一环形主体上设置多个第一滚子，每个第一滚子的轴线与第一环形主体的轴线相交，多个第一滚子组成环形与第一环形主体同心，第一环形主体的外圆壁上固定有第一保持架引导块，第一环形主体的内圆壁上固定有第二保持架引导块，第一环形主体的一侧的环形面上固定有第一保持架支腿，第一环形主体的另一侧的环形面上固定有第二保持架支腿，第一环形主体的材质为钢，第一保持架引导块、第二保持架引导块、第一保持架支腿和第二保持架支腿的材质均为铜合金。能够实现在减少制造成本的前提下，降低保持架对套圈上滚道面和挡边面产生的损坏。

Description

一种掘进机主轴承及其轴向保持架和径向保持架

技术领域

本发明涉及机械工程中的保持架技术领域，尤其涉及一种掘进机主轴承及其轴向保持架和径向保持架。

背景技术

掘进机是一种专用于隧道掘进施工的工程机械，能够完成掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业，是集机、电、液、光、气等系统为一体的工厂化流水线式作业的隧道施工装备。随着铁路隧道、公路隧道、水利隧道、城市地铁等地下工程和基础设施建设的需要，掘进机在世界范围内得到了快速发展。

掘进机主轴承是掘进机的关键部件，位于掘进机的主驱动系统上，起到支承及传递运动与载荷的作用，由于掘进机掘进工况恶劣和不确定性，该主轴承需承受重载荷和交变载荷，为保证掘进机施工的安全性和可靠性，对主轴承的材料、热处理、结构、刚度、强度、寿命和可靠性都提出了严苛的要求。其中主轴承保持架作为主轴承的关键部件，其结构和性能是影响主轴承性能和可靠性的关键因素。

主轴承主要由套圈、保持架和滚子组成，滚子嵌入保持架内，而保持架则安装在套圈内部与套圈上的滚道面和挡边面相接触。在主轴承的运行过程中保持架与滚道面和挡边面之间产生摩擦，易对主轴承滚道面产生损坏，造成滚道面上金属材料脱落等问题，使主轴承运行卡顿造成工作失效。

为了降低以上故障发生的几率，增加主轴承运行的安全性和可靠性，在主轴承中普遍采用全铜结构的保持架，但是全铜结构保持架的生产制造成本较高，且对铜合金的铸造、加工提出更高的要求。

因此，如何提供一种掘进机主轴承轴向保持架，以实现在减少制造成本的前提下，在主轴承运行过程中，降低保持架对套圈上的滚道面和挡边面产生的损坏，防止金属脱落和主轴承运行卡顿的发生，避免造成轴承损坏，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种掘进机主轴承轴向保持架，以实现在减少制造成本的前提下，在主轴承运行过程中，降低保持架对套圈上的滚道面和挡边面产生的损坏，防止金属脱落和主轴承运行卡顿的发生，避免造成轴承损坏。本发明的另一目的在于提供一种掘进机主轴承径向保持架。本发明的另一目的在于提供一种采用上述掘进机主轴承轴向保持架和掘进机主轴承径向保持架的掘进机主轴承。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种掘进机主轴承轴向保持架，包括第一环形主体，所述第一环形主体上设置多个第一滚子，每个所述第一滚子的轴线与所述第一环形主体的轴线相交，

所述第一环形主体的外圆壁上固定有第一保持架引导块，所述第一环形主体的内圆壁上固定有第二保持架引导块，所述第一环形主体的一侧的环形面上固定有第一保持架支腿，所述第一环形主体的另一侧的环形面上固定有第二保持架支腿，

所述第一环形主体的材质为钢，

所述第一保持架引导块、所述第二保持架引导块、所述第一保持架支腿和所述第二保持架支腿的材质均为铜合金。

优选的，多个所述第一滚子组成环形与所述第一环形主体同心。

优选的，上述第一环形主体为钢板制成，所述第一保持架引导块、所述第二保持架引导块、所述第一保持架支腿和所述第二保持架支腿均为铜合金块。

优选的，上述第一环形主体的外圆壁上焊接固定有所述第一保持架引导块，

所述第一环形主体的内圆壁上焊接固定有所述第二保持架引导块，

所述第一环形主体的一侧的环形面上焊接固定有所述第一保持架支腿，

所述第一环形主体的另一侧的环形面上焊接固定所述有第二保持架支腿。

优选的，上述多个第一滚子呈等夹角均匀设置。

本发明还提供一种掘进机主轴承径向保持架，包括第二环形主体，所述第二环形主体上设置多个第二滚子，每个所述第二滚子的轴线与所述第二环形主体的轴线平行，

所述第二环形主体的外圆壁上固定有第一径向保持架引导块，所述第二环形主体的内圆壁上固定有第二径向保持架引导块，

所述第二环形主体的材质为钢，

所述第一径向保持架引导块、所述第二径向保持架引导块的材质均为铜合金。

优选的，上述第二环形主体为钢板制成，所述第一径向保持架引导块、所述第二径向保持架引导块均为铜合金块。

优选的，上述第二环形主体的外圆壁上焊接固定有所述第一径向保持架引导块，

所述第二环形主体的内圆壁上焊接固定有所述第二径向保持架引导块。

优选的，上述多个第二滚子呈等夹角均匀设置，多个所述第二滚子组成环形与所述第二环形主体同心。

本发明还提供一种掘进机主轴承，包括套圈和内置在所述套圈中的主推轴向保持架、径向保持架和辅推轴向保持架，所述主推轴向保持架为如上述任意一项所述的掘进机主轴承轴向保持架，

所述径向保持架为如上述任意一项所述的掘进机主轴承径向保持架，

所述辅推轴向保持架为如上述任意一项所述的掘进机主轴承轴向保持架。

本发明提供的掘进机主轴承轴向保持架，包括第一环形主体，所述第一环形主体上设置多个第一滚子，每个所述第一滚子的轴线与所述第一环形主体的轴线相交，所述第一环形主体的外圆壁上固定有第一保持架引导块，所述第一环形主体的内圆壁上固定有第二保持架引导块，所述第一环形主体的一侧的环形面上固定有第一保持架支腿，所述第一环形主体的另一侧的环形面上固定有第二保持架支腿，所述第一环形主体的材质为钢，所述第一保持架引导块、所述第二保持架引导块、所述第一保持架支腿和所述第二保持架支腿的材质均为铜合金。

采用钢作为主体材料，接触部位采用铜合金，即支腿固定在第一环形主体上且位于保持架滚子安装孔之间的横梁上，与套圈上的滚道面相接触，起到承受保持架与滚道面之间磨损的作用，引导块固定在第一环形主体上且位于保持架的内外径面上与套圈上的挡边面相接触，起到承受保持架与挡边面之间磨损的作用。从而实现在减少制造成本的前提下，在主轴承运行过程中，降低保持架对套圈上的滚道面和挡边面产生的损坏，防止金属脱落和主轴承运行卡顿的发生，避免造成轴承损坏。

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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的掘进机主轴承的部分结构示意图；

图2为本发明实施例提供的掘进机主轴承轴向保持架的结构示意图；

图3为图2的A-A剖视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的掘进机主轴承径向保持架的结构示意图；

图5为图4的B-B剖视结构示意图。

上图1-5中：

主推轴向保持架1、径向保持架2、辅推轴向保持架3、第一环形主体4、第一滚子5、第一保持架引导块6、第二保持架引导块7、第一保持架支腿8、第二保持架支腿9、第一径向保持架引导块10、第二径向保持架引导块11、第二环形主体12、第二滚子13。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1至图5，图1为本发明实施例提供的掘进机主轴承的部分结构示意图；图2为本发明实施例提供的掘进机主轴承轴向保持架的结构示意图；

图3为图2的A-A剖视结构示意图；图4为本发明实施例提供的掘进机主轴承径向保持架的结构示意图；图5为图4的B-B剖视结构示意图。

本发明实施例提供的掘进机主轴承轴向保持架，包括第一环形主体4，第一环形主体4上设置多个第一滚子5，每个第一滚子5的轴线与第一环形主体4的轴线相交，第一环形主体4的外圆壁上固定有第一保持架引导块6，第一环形主体4的内圆壁上固定有第二保持架引导块7，第一环形主体4的一侧的环形面上固定有第一保持架支腿8，第一环形主体4的另一侧的环形面上固定有第二保持架支腿9，第一环形主体4的材质为钢，第一保持架引导块6、第二保持架引导块7、第一保持架支腿8和第二保持架支腿9的材质均为铜合金，具体的，可以为青铜或者镍铝青铜。

采用钢作为主体材料，接触部位采用铜合金，即支腿固定在第一环形主体4上且位于保持架滚子安装孔之间的横梁上，横梁宽度因此而略宽，与套圈上的滚道面相接触，起到承受保持架与滚道面之间磨损的作用，引导块固定在第一环形主体4上且位于保持架的内外径面上与套圈上的挡边面相接触，起到承受保持架与挡边面之间磨损的作用。从而实现在减少制造成本的前提下，在主轴承运行过程中，降低保持架对套圈上的滚道面和挡边面产生的损坏，防止金属脱落和主轴承运行卡顿的发生，避免造成轴承损坏。

其中，多个第一滚子5组成环形与第一环形主体4同心，当然，也可以是第一滚子5在兜孔内歪斜，理想情况下以同心为优选。

具体的，第一环形主体4为钢板制成，第一保持架引导块6、第二保持架引导块7、第一保持架支腿8和第二保持架支腿9均为铜合金块。

具体的，第一环形主体4的外圆壁上焊接固定有第一保持架引导块6，第一环形主体4的内圆壁上焊接固定有第二保持架引导块7，第一环形主体4的一侧的环形面上焊接固定有第一保持架支腿8，第一环形主体4的另一侧的环形面上焊接固定有第二保持架支腿9。

多个第一滚子5呈等夹角均匀设置。当然，在当前掘进机分段式结构下，对应于不同段本体的滚子也并非均匀分布，仅同一段本体中放置的滚子可视作均匀设置。

本发明实施例还提供一种掘进机主轴承径向保持架，包括第二环形主体12，第二环形主体12上设置多个第二滚子13，每个第二滚子13的轴线与第二环形主体12的轴线平行，第二环形主体12的外圆壁上固定有第一径向保持架引导块10，第二环形主体12的内圆壁上固定有第二径向保持架引导块11，第二环形主体12的材质为钢，第一径向保持架引导块10、第二径向保持架引导块11的材质均为铜合金。

采用钢作为主体材料，接触部位采用铜合金，即引导块起到承受磨损的作用。从而实现在减少制造成本的前提下，在主轴承运行过程中，降低保持架对套圈上的滚道面和挡边面产生的损坏，防止金属脱落和主轴承运行卡顿的发生，避免造成轴承损坏。

考虑到主轴承的结构，径向保持架与主推力保持架和辅推力保持架不同，并不需要支腿。

具体的，第二环形主体12为钢板制成，第一径向保持架引导块10、第二径向保持架引导块11均为铜合金块。

具体的，第二环形主体12的外圆壁上焊接固定有第一径向保持架引导块10，第二环形主体12的内圆壁上焊接固定有第二径向保持架引导块11。

多个第二滚子13呈等夹角均匀设置。当然，在当前掘进机分段式结构下，对应于不同段本体的滚子也并非均匀分布，仅同一段本体中放置的滚子可视作均匀设置。

其中，多个第二滚子13组成环形与第二环形主体12同心，当然，也可以是第二滚子13在兜孔内歪斜，理想情况下以同心为优选。

本发明实施例还提供一种掘进机主轴承，包括套圈和内置在套圈中的主推轴向保持架1、径向保持架2和辅推轴向保持架3，主推轴向保持架1为如上述任意一项实施例所述的掘进机主轴承轴向保持架，

径向保持架2为如上述任意一项实施例所述的掘进机主轴承径向保持架，

辅推轴向保持架3为如上述任意一项实施例所述的掘进机主轴承轴向保持架。

本发明实施例提供的掘进机主轴承轴向保持架，掘进机主轴承径向保持架等，能够降低主轴承保持架的制造成本，提高保持架的承载性能，是一种钢焊铜结构的保持架。

本发明实施例提供的钢焊铜保持架，由保持架主体和焊接在保持架主体上的铜合金块组成，保持架主体采用钢材料确保保持架的承载能力；在保持架主体与套圈的接触面上焊接铜合金块，铜合金耐磨性较好，改善保持架的摩擦环境，降低主轴承运行过程中由于磨损产生破坏的几率。

本发明实施例提供的掘进机主轴承轴向保持架，掘进机主轴承径向保持架，均为一种钢焊铜结构的保持架，相比全铜保持架，该保持架的主体采用强度较大的钢材料，以此维持该保持架的承载能力，而在保持架与套圈的接触面上焊接一定数量的铜合金块，使得保持架与套圈之间的接触类型仍为钢与铜接触。

本发明实施例提供的掘进机主轴承轴向保持架，如图2和图3所示，主要由主推保持架主体、保持架支腿和保持架引导块组成，其中，主推保持架主体即第一环形主体4，保持架支腿为第一保持架支腿8和第二保持架支腿9，保持架引导块为第一保持架引导块6和第二保持架引导块7。

主推保持架主体由钢板制成，而保持架支腿和保持架引导块由铜合金块制成，保持架支腿和保持架引导块焊接在主推保持架主体上。

本发明实施例中的辅推轴向保持架3结构与主推轴向保持架1相似。

径向保持架2的结构如图4和图5所示，由径向保持架主体和径向保持架引导块组成，径向保持架主体为第二环形主体12，径向保持架引导块为第一径向保持架引导块10和第二径向保持架引导块11。

径向保持架主体由钢板制成，径向保持架引导块由铜合金块制成，径向保持架引导块焊接在径向保持架主体上。

本发明实施例提供的掘进机主轴承，在减少了主轴承运行过程中套圈内滚道面和挡边面磨损的同时，大幅度降低了主轴承保持架的生产成本。在保持架的实际制造加工中，考虑到钢焊铜保持架的实用性和工艺性，需要对保持架上焊接的支腿和引导块的数量、体积、位置进行综合考虑，在满足保持架上焊接部分耐磨性要求的条件下，防止由于焊接工艺步骤对保持架的整体结构造成影响和破坏，无法得到符合结构要求的保持架。

主轴承钢焊铜结构保持架中保持架的段数、支腿和引导块的数量、支腿和引导块的结构尺寸和支腿和引导块的位置可以根据实际情况进行调整，并不限于实施例所示的情况。凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

本发明实施例提供的掘进机主轴承的保持架的优点包括：

1、采用钢材料作为保持架的主体，保证主轴承的承载能力。

2、使得套圈与保持架的接触环境为钢与铜之间摩擦，减少了主轴承运行过程中，保持架对套圈的磨损和破坏，增加主轴承运行的安全性和可靠性，增加主轴承的使用寿命。

3、相比相同结构尺寸的全铜保持架，钢焊铜保持架可以大幅度降低保持架的生产成本，降低主轴承的制造成本。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种掘进机主轴承轴向保持架，其特征在于，包括第一环形主体，所述第一环形主体上设置多个第一滚子，每个所述第一滚子的轴线与所述第一环形主体的轴线相交，

所述第一环形主体的外圆壁上固定有第一保持架引导块，所述第一环形主体的内圆壁上固定有第二保持架引导块，所述第一环形主体的一侧的环形面上固定有第一保持架支腿，所述第一环形主体的另一侧的环形面上固定有第二保持架支腿，

所述第一环形主体的材质为钢，

所述第一保持架引导块、所述第二保持架引导块、所述第一保持架支腿和所述第二保持架支腿的材质均为铜合金；

所述第一环形主体为钢板制成，所述第一保持架引导块、所述第二保持架引导块、所述第一保持架支腿和所述第二保持架支腿均为铜合金块。

2.根据权利要求1所述的掘进机主轴承轴向保持架，其特征在于，多个所述第一滚子组成环形与所述第一环形主体同心。

3.根据权利要求1所述的掘进机主轴承轴向保持架，其特征在于，所述第一环形主体的外圆壁上焊接固定有所述第一保持架引导块，

所述第一环形主体的内圆壁上焊接固定有所述第二保持架引导块，

所述第一环形主体的一侧的环形面上焊接固定有所述第一保持架支腿，

所述第一环形主体的另一侧的环形面上焊接固定所述有第二保持架支腿。

4.根据权利要求1所述的掘进机主轴承轴向保持架，其特征在于，所述多个第一滚子呈等夹角均匀设置。

5.一种掘进机主轴承径向保持架，其特征在于，包括第二环形主体，所述第二环形主体上设置多个第二滚子，每个所述第二滚子的轴线与所述第二环形主体的轴线平行，

所述第二环形主体的外圆壁上固定有第一径向保持架引导块，所述第二环形主体的内圆壁上固定有第二径向保持架引导块，

所述第二环形主体的材质为钢，

所述第一径向保持架引导块、所述第二径向保持架引导块的材质均为铜合金；

所述第二环形主体为钢板制成，所述第一径向保持架引导块、所述第二径向保持架引导块均为铜合金块。

6.根据权利要求5所述的掘进机主轴承径向保持架，其特征在于，所述第二环形主体的外圆壁上焊接固定有所述第一径向保持架引导块，

所述第二环形主体的内圆壁上焊接固定有所述第二径向保持架引导块。

7.根据权利要求5所述的掘进机主轴承径向保持架，其特征在于，所述多个第二滚子呈等夹角均匀设置，

多个所述第二滚子组成环形与所述第二环形主体同心。

8.一种掘进机主轴承，包括套圈和内置在所述套圈中的主推轴向保持架、径向保持架和辅推轴向保持架，其特征在于，所述主推轴向保持架为如上述权利要求1-4任意一项所述的掘进机主轴承轴向保持架，

所述径向保持架为如上述权利要求5-7任意一项所述的掘进机主轴承径向保持架，

所述辅推轴向保持架为如上述权利要求1-4任意一项所述的掘进机主轴承轴向保持架。

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