CN114198399A - 用于滚动轴承、尤其是大直径滚动轴承的保持架分段 - Google Patents

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Abstract

一种用于滚动轴承的保持架分段，所述保持架分段包括至少两个腔格(54)和两个相对的抵接部分(62、64)，所述每个腔格(54)被构造为接纳至少一个滚子，所述两个相对的抵接部分(62、64)在周向方向上界定所述保持架分段。每个抵接部分(62、64)设置有具有圆柱形分段形状的凹形外抵接面(62a、64a)。

Description

用于滚动轴承、尤其是大直径滚动轴承的保持架分段
技术领域
本发明涉及轴承领域。
本发明尤其涉及大直径滚动轴承的领域，大直径滚动轴承可以适应轴向载荷和径向载荷，并且具有绕着沿轴向方向延伸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(tunnel boring machine)、采矿采掘机(mining extraction machine)、大型海上起重机或风力涡轮机中。
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，这种滚动轴承在轴向和径向上均被施加载荷，这种滚动轴承往往具有相对较强的载荷。
对于这种大直径滚动轴承，已知使用分段式保持架(segmented cage)来接纳接触滚子。分段式保持架包括多个连续的保持架分段(cage segment)，所述多个连续的保持架分段在周向方向上一个相对于另一个邻接，并且每个保持架分段被构造为接纳至少两个接触滚子。
另外，根据滚子轴承的使用，可能产生相当大的力，这可能导致轴承的变形，尤其是旋转圈的变形，在一些情况下导致圈局部分离。事实上，可以在滚子轴承的旋转圈与固定圈之间创建径向间隙。
为了克服该缺点，专利EP-B1-2092204中公开的滚动轴承包括相对的两列径向圆柱形滚子和相对的两列轴向圆柱形滚子，相对的两列径向圆柱形滚子和相对的两列轴向圆柱形滚子以围绕旋转圈的鼻部圈(nose ring)的方式布置。
然而，这种滚子轴承的径向尺寸需要相当大的安装空间。另外，安装四列圆柱形滚子也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。
本发明涉及一种用于滚动轴承的保持架分段，所述保持架分段包括至少两个腔格(/兜孔)(pockets)和两个相对的抵接部分，所述每个腔格被构造为接纳至少一个滚子，所述两个相对的抵接部分在周向方向上界定所述保持架分段。
根据一般(/总体性)(general)特征，每个抵接部分设置有具有圆柱形分段形状的凹形外抵接面。
利用这种设计，在安装到相关联的滚动轴承中的安装位置中，径向滚子可以在周向上介于两个连续的界定用于轴向滚子的腔格的保持架分段之间。
术语“轴向滚子”被理解为意指仅适于适应(accommodate)轴向载荷的滚子，而术语“径向滚子”被理解为意指仅适于适应径向载荷的滚子。
利用至少一个径向滚子的这种配置，滚动轴承的径向变形以及在相关联的滚动轴承的内圈与外圈之间在径向方向上的间隙开口受到限制。
在具有所述径向滚子和所述轴向滚子两者的列中实现两个功能。
另外，相对于包括两列径向圆柱形滚子的传统滚动轴承，用于形成具有相关联的滚动轴承的新设计的圈的部件的数量是有限的。所需的安装空间减小，并且所述相关联的滚动轴承的设计紧凑。组装步骤的数量也减少。
所述保持架分段可以包括内圆柱形部分和外圆柱形部分，所述内圆柱形部分和所述外圆柱形部分在周向方向上延伸并且在径向方向上界定所述保持架分段，所述内圆柱形部分和所述外圆柱形部分具有面向彼此并且形成用于每个腔格的所述滚子的端面的支承表面的内接触表面。
优选的是，所述每个抵接面的圆柱形分段的轴线垂直于每个腔格的所述滚子的轴线延伸。
每个抵接面的圆柱形分段的轴线可以相对于所述抵接面在周向方向上向外偏移。优选的是，所述抵接面的圆柱形分段的轴线彼此平行。所述抵接面可以相对于穿过所述保持架分段的中心的径向平面对称。
本发明还涉及一种滚动轴承，所述滚动轴承包括第一圈、第二圈、在径向上介于所述圈的轴向滚道之间的至少一列径向滚动元件、在轴向上介于所述圈的径向滚道之间并在径向上位于所述圈的轴向引导面之间的至少一列轴向滚子以及用于保持所述列轴向滚子并包括多个连续的如前所述的周向保持架分段的至少一个分段式保持架。所述保持架分段的每个腔格接纳至少一个轴向滚子。
所述滚动轴承还包括一个径向滚子，所述径向滚子在周向上介于分段式保持架的每个保持架分段的每个抵接面与相邻保持架分段的面对的抵接面之间。所述径向滚子在径向上介于所述圈的轴向引导面之间
所述第二圈可以包括突出的鼻部，所述突出的鼻部接合到所述第一圈的环形槽中并且设置有轴向圆柱形表面，所述第二圈的轴向滚道形成在所述轴向圆柱形表面上。
在一个实施方式中，所述滚动轴承还包括在轴向上介于所述第一圈的径向滚道与所述第二圈的径向滚道之间的至少一附加列的轴向滚动元件。所述列轴向滚子和所述附加列的轴向滚动元件可以在轴向上布置在所述第二圈的突出鼻部的两侧。
所述列轴向滚动元件和所述列径向滚动元件可以包括圆柱形滚子。
附图说明
通过研究通过非限制性示例给出并由附图示出的具体实施例的详细描述，将更好地理解本发明及其优点，在附图中：
-图1和图2是根据本发明的示例的滚动轴承的局部截面，
-图3是图1和图2的滚动轴承的分段式保持架和滚子的局部透视图，以及
-图4是图3的分段式保持架的保持架分段的透视图。
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。在所示出的示例中，第一圈10是内圈，而第二圈12是外圈。在该示例中，外圈12是旋转圈，内圈10是非旋转圈。滚动轴承可以例如用在隧道掘进机、风力涡轮机、大型海上起重机(offshorecrane)或使用大直径滚动轴承的任何其他应用中。
内圈10和外圈12是同心的并且沿着在轴向方向上延伸的轴承旋转轴线(未示出)在轴向上延伸。圈10、圈12是实心类型的(solid type)。
内圈10形成为分离式圈，并且包括在轴向方向上一者相对于另一者堆叠的第一圈14和第二圈16。内圈的第一圈14和第二圈16中的每个圈设置有多个对准的通孔(未示出)，从而通过装配螺栓而被接合。
在所示出的示例中，滚动轴承包括两列轴向滚子18、20和一列径向滚子22，两列轴向滚子18、20配置在内圈10与外圈12之间以形成轴向推力，一列径向滚子22配置在内圈10与外圈12之间以形成径向推力。
如稍后将描述的，滚动轴承还包括在周向上布置在成列的轴向滚子20之间的径向滚子24(图2)。
成列的滚子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18、20、22还包括界定外滚动表面的两个背对的前端面。
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、滚子20中的每个滚子的轴线。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可以等于滚子20的轴向长度。
轴向滚子18在轴向上介于形成在内圈10上的环形径向滚道26和形成在外圈12上的环形径向滚道28之间。滚道26、滚道28在轴向方向上面向彼此。
轴向滚子20在轴向上介于形成在内圈10上的环形径向滚道30和形成在外圈12上的环形径向滚道32之间。滚道30、滚道32在轴向上面向彼此。成列的轴向滚子18、20在轴向方向上彼此间隔开。轴向滚子20在径向上位于形成在内圈10上的环形轴向引导面34和形成在外圈12上的环形轴向引导面36之间。引导面34、引导面36在径向方向上面向彼此。每个引导面30、32是直的并且布置为垂直于对应的滚道30、滚道32。
内圈的滚道30和引导面34与外圈的滚道32和引导面36一起限定环形空间，在环形空间内部容纳有轴向滚子20。每个轴向滚子20的滚动表面与滚道30、滚道32轴向接触。
径向滚子22在径向上介于形成在内圈10上的环形轴向滚道38和形成在外圈12上的环形轴向滚道40之间。滚道38、滚道40在径向方向上面向彼此。成列的径向滚子22相对于成列的轴向滚子18、20在径向上向内偏移。成列的径向滚子22在轴向上位于成列的轴向滚子18、成列的轴向滚子20之间。
内圈10包括在径向方向上朝向外圈12向外开口的环形槽42。内圈10包括外台阶式圆柱形表面(/外阶梯式圆柱形表面)10a，槽42由外台阶式圆柱形表面10a形成。
外圈12包括接合到内圈的环形槽42中的环形突出鼻部(nose)44。鼻部44在径向上向内延伸。突出鼻部44从外圈的内圆柱形表面或孔在径向上突出。
成列的轴向滚子18、20在轴向上配置在外圈的鼻部44与内圈的槽42之间。成列的轴向滚子18、20布置在鼻部44的两侧。径向滚道28、径向滚道32位于鼻部44上。径向滚道26、径向滚道30位于内圈的槽42上。
成列的径向滚子22在径向上配置在外圈的鼻部44与内圈的槽42之间。轴向滚道38、轴向滚道40分别位于槽42和鼻部44上。鼻部44的内圆柱形表面或孔界定轴向滚道40。槽42的轴向底部界定轴向滚道38。轴向滚道38在径向上面对鼻部44的内圆柱形孔，轴向滚道40形成在该内圆柱形孔上。
在所示出的示例中，外圈12被制成一体件(/一个部件)。作为另一种选择，外圈12可以在轴向方向上分成固定在一起的至少两个单独的部件。如前所述，内圈10在轴向方向上分成两个单独的部件，即，第一圈14和第二圈16。第一圈14和第二圈16一起界定槽42。
滚动轴承还包括保持架50，保持架50用于保持在周向方向上间隔开的轴向滚子20。保持架50在轴向滚子20之间保持规则的周向间隔。保持架50容纳在由内圈的滚道30和引导面34以及外圈的滚道32和引导面36限定的环形空间内。由可以支承抵靠(bearagainst)引导面34、36、32的保持架50保持每个轴向滚子20。
如图3所示，保持架50是分段的，并且由多个连续的保持架分段52形成。保持架50形成为分离式的保持架(split cage)。径向滚子24在周向上介于分段式保持架的每对两个相邻的保持架分段52之间。每个径向滚子24在一侧抵接保持架分段52中的一个保持架分段，并且在另一侧抵接相邻的保持架分段52。
分段式保持架的每个保持架分段52界定多个腔格54，每个腔格54构造为接纳一个轴向滚子20。有利的是，每个保持架分段52可以制成一体件，例如可以由金属(诸如，钢、黄铜)或塑料材料制成一体件。在所示出的示例中，保持架分段52彼此相同。
如在图4中更清楚地示出的，每个保持架分段52设置有内圆柱形部分56和相对的外圆柱形部分58，内圆柱形部分56和外圆柱形部分58在周向方向上延伸。内圆柱形部分56和外圆柱形部分58在径向方向上界定保持架分段。
内圆柱形部分56包括朝向外圈的引导面36(图1)在径向上向内取向的外表面(未标记)。外圆柱形部分58包括朝向内圈的引导面34(图1)向外取向的相对的外表面(未标记)。这些外表面在径向方向上界定保持架分段36。在安装到滚动轴承中的安装位置中，内圆柱形部分56的外表面部分地界定分段式保持架的孔，并且外圆柱形部分58的外表面部分地界定所述保持架的外表面。
每个保持架分段的内圆柱形部分56和外圆柱形部分58具有内接触表面56a和内接触表面58a，内接触表面56a和内接触表面58a面向彼此并且形成用于每个腔格的相关联的滚子20(图3)的端面的支承表面(bearing surfaces)。接触表面56a和接触表面58a之间的间隔基本上等于滚子20的长度。
为了界定连续的腔格54，每个保持架分段52包括多个缘部分(rim portion)50，多个缘部分50在内圆柱形部分56与外圆柱形部分58之间在径向上延伸并且连接到所述部分。
在所示出的示例中，每个保持架分段52包括三个腔格54。作为另一种选择，每个保持架分段52可以包括不同数量的腔格。优选的是，每个保持架分段52设置有至少两个腔格54。
分段式保持架的每个保持架分段52还包括两个相对的抵接部分62、64，两个相对的抵接部分62、64在周向方向上界定保持架分段，并且每个抵接部分均包括外抵接面62a、64a。
再次参照图3，每个径向滚子24在周向上介于一个保持架分段52的外抵接面62a与相邻的保持架分段52的外抵接面64a之间。每个保持架分段52的每个外抵接面62a、64a形成用于相关联的径向滚子24的局部滚道。每个保持架分段的抵接面62a、64a相对于穿过所述保持架分段的中心的径向平面对称。
如图4所示，每个抵接面62a、64a具有凹形形式，凹形形式具有圆柱形分段的形状。每个抵接面62a、64a的曲率半径略大于相关联的径向滚子24的半径。每个保持架分段的每个抵接面62a、64a的圆柱形分段的轴线垂直于所述保持架分段的每个腔格54的相关联的轴向滚子的轴线延伸。每个抵接面62a、64a的圆柱形分段的轴线与相关联的径向滚子24的轴线同轴。每个保持架分段的抵接面62a的圆柱形分段的轴线与所述保持架分段的每个抵接面64a的圆柱形分段的轴线彼此平行。每个抵接面62a、64a的圆柱形分段的轴线相对于所述抵接面在周向方向上向外偏移(offset)。
径向滚子24彼此相同。每个径向滚子24包括圆柱形外滚动表面。每个径向滚子24的旋转轴线平行于轴承的轴线并且垂直于轴向滚子18、20中的每个轴向滚子的轴线。
参照图2，径向滚子24在径向上介于内圈的轴向引导面34与外圈的轴向引导面36之间。每个径向滚子24的滚动表面与轴向引导面34、轴向引导面36径向接触。径向滚子24在轴向上位于内圈的径向滚道30与外圈的径向滚道32之间。
滚动轴承还包括保持架70，保持架70用于保持在周向方向上间隔开的轴向滚子18。保持架70是分段的，并且由多个连续的保持架分段72形成，多个连续的保持架分段72在周向方向上一个相对于另一个邻接。保持架70形成为分离式的保持架。
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10，而第二圈是外圈12。
作为替代方案，可以提供第一圈形成外圈并且第二圈形成内圈的相反配置。在这种情况下，形成在内圈上的槽在径向上向内开口，并且外圈的鼻部在径向上向外延伸。
在所描述的示例中，滚动轴承设置有包括三列滚动元件的滚动轴承。作为另一种选择，滚动轴承可以包括仅两列滚动元件，或者四列或更多列滚动元件。在所示出的示例中，滚动元件18、滚动元件22是滚子。滚动轴承可以包括其他类型的滚动元件18和滚动元件22，例如球。

Claims (10)

1.一种用于滚动轴承的保持架分段，所述保持架分段包括至少两个腔格(54)和两个相对的抵接部分(62、64)，所述至少两个腔格(54)均被构造为接纳至少一个滚子(20)，所述两个相对的抵接部分(62、64)在周向方向上界定所述保持架分段，其特征在于，每个抵接部分(62、64)设置有具有圆柱形分段形状的凹形外抵接面(62a、64a)。
2.根据权利要求1所述的保持架分段，其特征在于，所述保持架分段包括内圆柱形部分(56)和外圆柱形部分(58)，所述内圆柱形部分(56)和所述外圆柱形部分(58)在周向方向上延伸并且在径向方向上界定所述保持架分段，所述内圆柱形部分(56)和所述外圆柱形部分(58)具有面向彼此并且形成每个腔格(54)的所述滚子(20)的端面用的支承表面的内接触表面(56a、58a)。
3.根据权利要求1或2所述的保持架分段，其特征在于，每个抵接面(62a、64a)的圆柱形分段的轴线垂直于每个腔格(54)的所述滚子(20)的轴线延伸。
4.根据前述权利要求中任一项所述的保持架分段，其特征在于，每个抵接面(62a，64a)的圆柱形分段的轴线相对于所述抵接面在周向方向上向外偏移。
5.根据前述权利要求中任一项所述的保持架分段，其特征在于，所述抵接面(62a，64a)的圆柱形分段的轴线彼此平行。
6.根据前述权利要求中任一项所述的保持架分段，其特征在于，所述抵接面(62a，64a)相对于穿过所述保持架分段的中心的径向平面对称。
7.一种滚动轴承，包括第一圈(10)、第二圈(12)、在径向上介于所述圈的轴向滚道(38、40)之间的至少一列径向滚动元件(22)、在轴向上介于所述圈的径向滚道(30、32)之间并且在径向上位于所述圈的轴向引导面(34、36)之间的至少一列轴向滚子(20)以及用于保持成列的所述轴向滚子(20)并且包括多个连续的根据前述权利要求中任一项所述的周向保持架分段(52)的至少一个分段式保持架(50)，所述保持架分段的每个腔格(54)接纳至少一个轴向滚子(20)，所述滚动轴承还包括一个径向滚子(24)，所述径向滚子(24)在周向上介于所述分段式保持架的每个保持架分段(52)的每个抵接面(62a、64a)与相邻保持架分段(52)的面对的抵接面(62a、64a)之间，所述径向滚子(24)在径向上介于所述圈的轴向引导面(34、36)之间。
8.根据权利要求7所述的滚动轴承，其特征在于，所述第二圈(12)包括突出鼻部(44)，所述突出鼻部(44)接合到所述第一圈的环形槽(42)中并且设置有轴向圆柱形表面，所述第二圈的轴向滚道(40)形成在所述轴向圆柱形表面上。
9.根据权利要求7或8所述的滚动轴承，其特征在于，所述滚动轴承还包括至少一附加列的轴向滚动元件(18)，所述至少一附加列的轴向滚动元件(18)在轴向上介于所述第一圈的径向滚道(26)与所述第二圈的径向滚道(28)之间。
10.根据从属于权利要求8的权利要求9所述的滚动轴承，其特征在于，成列的所述轴向滚子(20)和所述附加列的轴向滚动元件(18)在轴向上布置在所述第二圈的突出鼻部(44)的两侧。
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