CN114810818A - 具有保持架引导法兰的滚动轴承 - Google Patents

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Abstract

一种轴承，包括第一圈(10)、第二圈(12)以及设置在所述第一、第二圈(10、12)的轴向和径向滚道(36、34、28、26)之间的至少一列径向和轴向滚动体(22、18)。所述第二圈(12)包括接合在第一圈(10)环形凹陷(38)中的突出的鼻部(40)，所述鼻部(40)设置有第二圈(12)的轴向滚道(34)和径向滚道(26)。所述轴承还包括用于保持所述列的轴向滚动体(18)的至少一个保持架(42)和用于在径向上引导和保持所述保持架(42)的至少一个法兰(44)。所述法兰(44)在轴向上抵靠第二圈(12)的平坦表面(12d1)。所述轴承还包括将所述法兰(44)固定到第二圈(12)的多个固定螺丝(50)，所述固定螺丝(50)在轴向上延伸穿过所述法兰(44)。

Description

具有保持架引导法兰的滚动轴承
技术领域
本发明涉及滚动轴承领域。
本发明尤其涉及具有围绕轴向走势的旋转轴线同心设置的内圈和外圈的大直径滚动轴承领域。
这种大直径滚动轴承，例如，可以使用在隧道掘进机、采矿机或者风力涡轮机中。
背景技术
一种大直径滚动轴承，包括两个同心的内、外圈，以及设置在所述内、外圈之间的至少两列轴向滚子和径向滚子。轴向和径向滚子列被设置在形成于内圈或外圈中被命名为“鼻部圈”的鼻部(nose)与形成在内圈或外圈中另外一个圈上的凹陷(/凹槽/槽)(groove)之间。所述滚动轴承还包括用于保持轴向滚子列的至少一个保持架。例如，可以参考EP-B1-2 851 575。
在具体设计中，引导保持架的法兰(/凸缘)(flange)被固定在限定所述凹陷的外圈或者内圈上。如果是内圈形成(/限定了)所述的凹陷，那么所述法兰在径向上被安装为接触抵靠(contact against)内圈的外圆柱面。作为另一种选择，如果是外圈形成所述的凹陷，那么所述法兰在径向上被安装为接触抵靠在外圈的圆柱形内孔中。
多个固定螺丝被用于将所述法兰固定在内圈或者外圈上。所述螺丝在圆周方向上间隔分布(/在周向上间隔开)。各螺丝在径向上均(延伸)穿过所述法兰，接合(engaged)在形成于内圈的外圆柱面上(或者外圈的圆柱形内孔内)的螺纹孔中。
无论在哪一种情况下，有一些固定螺丝可能会在运行过程中在滚动受振动影响时，在介于法兰与内圈或者外圈之间的圆柱形交界面处发生断裂。螺丝的断裂部分可能会落入相关机器的传动系统(/齿轮系统)(gearing system)中，造成重大的损失。
发明内容
本发明的一个目的在于克服这种缺陷。
本发明涉及一种滚动轴承，包括第一圈、第二圈、设置在所述第一和第二圈的轴向滾道之间的至少一列径向滚动体(/滚动元件)(rolling elements)和设置在所述第一和第二圈的径向滚道之间的至少一列轴向滚动体。
所述“轴向滚动体”应被理解为意指适于承载(accommodate)轴向载荷的滚动体。所述“径向滚动体”应被理解为意指适于承载径向载荷的滚动体。
所述第二圈包括适配(/接合)(engaged)在第一圈的环形凹陷(groove)中的突出的鼻部(/头部)(nose)。所述鼻部设置有第二圈的所述轴向滚道和所述径向滚道。
所述滚动轴承还包括用于保持所述列的轴向滚动体的至少一个保持架。所述滚动轴承还包括用于在径向上引导和保持所述保持架的至少一处法兰(/凸缘)(flange)。
根据第一一般特征，所述法兰在轴向上抵靠第二圈的平坦表面(/平坦面/平面)(flat surface)。
根据第二一般特征，滚动轴承还包括用于将所述法兰固定在第二圈上的多根固定螺丝。
根据第三一般特征，所述固定螺丝在轴向上穿过(/延伸穿过)(extend through)所述法兰。
利用这种设计，由于引导法兰与第二圈的前表面(/端面)(frontal face)之间具有平坦的接触面，所以螺丝断裂的风险被大幅度降低。所述引导法兰与第二圈之间没有间隙。
所述凹陷中可设置第一圈的所述轴向滚道和所述径向滚道。
每一根固定螺丝都可以接合(engaged)在自第二圈的所述平坦表面沿轴向延伸的螺纹孔内。
在优选情况下，第二圈的所述平坦表面在径向上延伸。作为另一种选择，第二圈的所述平坦表面也可以具有其他形状。例如，第二圈的所述平坦表面可以倾斜延伸。
在一种实施方式中，第二圈上设置有在轴向上限定第二圈的轴向厚度的反向前表面(/端面)(frontal faces)。第二圈在轴向上抵靠所述法兰的所述平坦表面就形成在这些前表面(/端面)中的一个上。
第二圈的所述前表面(/端面)可以具有阶梯形状，可以设置有第一表面和在轴向上相对于所述第一表面向外偏移的第二表面。第二圈在轴向上抵靠所述法兰的所述平坦表面就由所述的第一表面形成。
作为一种替代技术方案，第二圈的所述前表面(/端面)可以在单独一个径向平面内延伸。
在一种具有优势的实施方式中，所述法兰包括至少一个根部，所述根部接合(engaged)在第二圈的一个沟槽(groove)中。这限制了径向上的剪切效应，从而提高轴承的寿命。
所述法兰的根部可以具有环形形状。作为另一种选择，所述法兰可以包括在周向上间隔开(优选规则分布(/等距分布))的多个根部。
所述沟槽可以自第二圈的所述平坦表面沿轴向延伸。所述沟槽可以具有环形的形状。
在另外一种实施方式中，所述法兰也可以不设置有所述的根部。
具有优势的是，第一圈包括在轴向上至少部分面对所述法兰和固定螺丝的至少一个保持肩部，所述保持肩部隔(/隔着/相对于)(with regard to)所述列的轴向滚动体在轴向上位于第二圈的对侧。
所述肩部能够在作用于滚动轴承上的振动致使最初固定在第二圈上的螺丝脱离或者断裂的情况下，将这些螺丝保持和阻挡在法兰内部。
为此目的，所述法兰与第一圈所述保持肩部之间的轴向间隙尺寸优选小于各固定螺丝在轴向上突出于第二圈所述平坦表面、接触所述法兰的长度。
第一圈的所述肩部可以具有环形形状。作为另一种选择，第一圈可以包括在周向上间隔开的多个保持肩部，其中每个肩部都面对一个固定螺丝。
在一种实施方式中，第一圈可包括在轴向上彼此叠靠(stacked)的至少一个支撑圈和保持圈，第一圈的径向滚道就设置在所述支撑圈上。在这种情况下，支撑圈上可设置有所述保持肩部。
在另外一种实施方式中，所述第一圈可以不设置有所述肩部。
在一种实施方式中，所述滚动轴承包括设置在第二圈的所述鼻部的轴向两侧的至少两列轴向滚动体。
在一种实施方式中，所述第一圈为外圈，所述第二圈为内圈。作为另一种选择，所述第一圈可以为内圈，而所述第二圈可以为外圈。
附图说明
以下以非限制性示例和图示的方式给出本发明的具体实施方式。通过研究这些具体实施方式的详细说明，本发明及其优势将会被更好地理解。在附图中：
图1为根据本发明的第一示例的滚动轴承的局部截面图；以及
图2为图1的细节图。
具体实施方式
图1所示的滚动轴承是一种大直径滚动轴承，包括第一圈10和第二圈12。在图示的示例中，第一圈10为外圈，第二圈12为内圈。在本示例中，内圈12为转动圈，外圈10为非转动圈。所述滚动轴承例如可被用于隧道掘进机、风力发电机或者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，并且沿着沿轴向走势的轴承旋转轴线(未显示)在轴向上延伸。在图示的实施例中，轴承圈10、12是那种坚实的(/实心的)类型(solid type)。
外圈10形成为分离圈，包括在轴向上相对于彼此叠靠(/堆叠)(stacked)的第一支撑圈14和第二保持圈16。外圈的各支撑圈和保持圈14、16上设置有多个对齐的通孔(未标示)，以便通过适配的螺栓而连接。
在图示的示例中，滚动轴承包括布置在内、外圈12和10之间以形成轴向止推(axial thrust)的三列轴向滚子18、19、20和布置在所述内、外圈之间以形成径向止推的一列径向滚子22。
在图示的实施例中，滚动轴承还包括在轴向上安装在所述列的轴向滚子20与外圈10之间的止推圈(/推力圈)(thrust ring)24。该止推圈24可以被命名为“弹性圈”。止推圈24在轴向上介于所述列的轴向滚子20与外圈的保持圈16之间。滚动轴承还包括多个弹簧系统(未显示)，用以在轴向上将止推圈24推抵在轴向滚子20上。所述弹簧系统被安装在外圈的保持圈16上。作为另一种选择，滚动轴承可以不设置这种保持圈24和弹簧系统。
同列的滚子18、19、20、22彼此相同。各滚子18、19、20、22均包括圆柱形的外滚面(/外滚动表面)。各滚子22的旋转轴线平行于轴承的轴线，并垂直于各滚子18、19、20的轴线。在图示的示例中，所述列的滚子18叠靠(superimposed)在所述列的滚子19上。作为另一种选择，两列滚子18、19也可以由一列滚子代替。
滚子18、19在轴向上被设置在分别形成于内、外圈12和10上的环形径向滚道26、28之间。径向滚道28形成在外圈的支撑圈14上。滚道26、28在轴向上彼此面对。
滚子20在轴向上被设置在分别形成于内圈12和止推圈24上的环形径向滚道30、32之间。滚道30、32在轴向上彼此面对。所述列的滚子18、19与所述列的滚子20在轴向上彼此间隔开。
滚子22在径向上被设置在分别形成于内、外圈12和10上的环形轴向滚道34、36之间。轴向滚道36形成在外圈的支撑圈14上。滚道34、36在径向上彼此面对。所述列的滚子22在径向上相对于所述列的滚子18、19、20偏向外侧(offset outwards)。所述列的滚子(/滚子列)22在轴向上的位置介于所述列的滚子18、19与20之间。
外圈10包括在径向上开口向内、朝向内圈12的环形凹陷(/环形凹槽/环形槽)(annular groove)38。外圈10包括阶梯状的内圆柱形表面或者内孔10a，由此形成所述的环形凹陷38。
内圈12包括适配(/接合)(engaged)在外圈的环形凹陷38中的环形突出鼻部(nose)40。所述鼻部40在径向上向外扩展(extends)。所述鼻部40从内圈的外圆柱面12a在径向上(/径向地)(radially)突出。
内圈12还包括在径向上与外圆柱面12a反向的内圆柱孔(以下亦简称“内孔”)12b。在图示的示例中，内圈的内孔12b上设置有齿轮齿(未标示)。内圈12还包括在轴向上限定外圆柱面12a和内孔12b的两个相反向的径向前表面(/两个径向走势的反向端面)12c、12d。所述前表面12c、12d限定内圈的轴向厚度。如将在稍后描述的，前表面12d具有阶梯形状。
所述列的滚子18、19、20在轴向上被设置在内圈的鼻部40与外圈的凹陷38之间。所述列的滚子18、19被布置在鼻部40的一侧，所述列的滚子20被布置在(鼻部40的)另一侧。
径向滚道26位于鼻部40上。鼻部的第一径向侧翼(flank)40a限定径向滚道26。与第一径向侧翼40a反向的鼻部的第二径向侧翼40b限定径向滚道30。鼻部的反向设置的第一和第二侧翼40a、40b在轴向上限定所述鼻部。径向滚道28位于外圈的凹陷38上。径向滚道32位于止推圈24上。
所述列的滚子22在径向上布置在内圈的鼻部40与外圈的凹陷38之间。轴向滚道34、36分别位于鼻部40和凹陷38上。鼻部40的外圆柱面限定轴向滚道34。凹陷38的轴向底部限定轴向滚道36。轴向滚道36在径向上面对鼻部40的其上形成了轴向滚道34的外圆柱面。鼻部40的所述外圆柱面与内圈12的外圆柱面12a在径向上错开(offset)。结果，轴向滚道34与外圆柱面12a在径向上也错开。鼻部40的外圆柱面在轴向上在所述鼻部的反向设置的径向侧翼40a、40b之间延伸。
在图示的示例中，内圈12一体构成。作为另一种选择，内圈12可以在轴向上被分为固定在一起的至少两个独立部件(/单独部件/分开的部件)(separate parts)。在另一变型中，鼻部40可以在内圈主体部之外被单独制造(/与内圈主体部分开制造)。
如之前所述，外圈10在轴向上被分为两个独立部件：支撑圈14和保持圈16。支撑圈14和保持圈16共同限定凹陷38。
滚动轴承还包括用于在周向上保持轴向滚子18、19间隔开的保持架42。如后文描述，滚动轴承还包括用于在径向上引导和保持保持架42的环形法兰(/凸缘)(flange)44。
保持架42保持轴向滚子18、19之间规则的(/均等的)(regular)周向间隔。保持架42被容纳在在轴向上限定在内圈12与外圈10之间和在径向上限定在外圈10与法兰44之间的环形空间内。各轴向滚子18、19均被保持架42保持。
保持架42限定出各自被构造为容纳一个轴向滚子18和一个轴向滚子19的多个兜孔(/腔格)(pockets)。如之前所述，在图示的示例中，滚动轴承包括两列叠靠在一起的滚子18、19。作为另一种选择，滚动轴承可以只包括布置在滚道26、28之间的一列滚子。在这种情况下，保持架的各兜孔仅容纳一个轴向滚子。
保持架42也可以在周向上分段，并由多个连续的保持架分段形成。保持架42例如可以由诸如钢、铜之类的金属制成，或者由塑料材料制成。
类似地，滚动轴承还包括分别用于保持滚子20、22在周向上间隔开的保持架46、48。
如之前所述，法兰44被设置为用于在径向上引导保持架42而且还用于保持保持架。法兰44固定于内圈12。法兰44垂直于内、外圈的滚道26、28延伸。
在图示的示例中，法兰44在径向上相对于保持架42偏向内侧。保持架42与法兰44之间设置有微小的径向间隙(未标示)。保持架42围绕法兰44安装。保持架42能够相对于法兰44自由旋转运动。
法兰44在轴向上抵靠内圈的前表面12d。如前文所述，在图示的示例中，前表面12d具有阶梯形状。前表面12d设置有在轴向上被法兰44抵靠的第一径向平坦表面12d1和在轴向上相对于所述第一表面12d1向外偏移的第二径向平坦表面12d2。前表面12d的第一和第二表面12d1、12d2之间延伸有轴向壁。作为另一种选择，可以在内圈上设置在滚动轴承的一个单一径向平面中延伸的整个平坦前表面12d。
滚动轴承包括多个将法兰44固定到内圈12的固定螺丝50。所述螺丝50在周向上(优选规则地(/均等地)(regularly))间隔开。所述螺丝50在轴向上(/轴向地/沿轴向)延伸穿过法兰44。
如图2更为清楚地显示，各螺丝50都接合在内圈12的螺纹孔52中。各螺纹孔52从内圈的前表面12d的第一平坦表面12d1沿轴向延伸。各螺丝50在形成在法兰44中的通孔54内轴向地延伸。相应地，法兰44包括在周向上间隔开的多个通孔54。各通孔54均沿轴向延伸。各螺丝50的头部在轴向上抵靠法兰44。
法兰44设置有环形的根部56，根部56接合在形成在内圈的前表面12d的第一平坦表面12d1上的环形沟槽(/环形槽)(annular groove)58内。所述沟槽58从第一平坦表面12d1轴向地延伸。所述沟槽58在轴向上开口向外。所述根部56在径向上抵靠沟槽58的在径向上限定所述沟槽58的侧壁(/壁)(wall)。
法兰44包括外圆柱面44a，外圆柱面44a形成可支承(/承载)(bear)保持架42的引导面。法兰44还包括与所述外圆柱面44a径向相反的内圆柱孔44b。法兰44还包括在轴向上限定外圆柱面44a和内孔44b的两个反向的径向前表面(/两个径向走势的反向端面)44c、44d。所述前表面44c、44d限定外法兰44的轴向厚度。
法兰的前表面44c是平的，在轴向上抵靠内圈的前表面12d的第一平坦表面12d1。根部56在轴向上相对于法兰的前表面44c突出。根部56还在径向上相对于法兰的外表面44a向外突出。
各通孔54均在法兰的前表面44c和前表面44d上开口。在图示的示例中，各螺丝50均被容纳在法兰44内。作为另一种选择，螺丝50可以在轴向上相对于法兰的前表面44d略微突出。
法兰44具有环形形状。法兰44形成为套筒。法兰44可以一体构成。作为另一种选择，法兰44可以在周向上分段。法兰44例如可以由钢、铜之类的金属制成，或者由塑料材料制成。
在图示的示例中，外圈10包括在径向上向内延伸、在轴向上部分面对法兰44的环形肩部60。所述肩部60接续(extends)外圈的内孔。外圈的支撑圈14包括所述肩部60。这里，肩部60与支撑圈14形成为一体。
肩部60相对于滚子18在轴向上位于内圈12的对侧。肩部60在轴向上部分面对法兰的前表面44d。肩部60在轴向上部分面对各螺丝50。更准确地讲，肩部60在轴向上部分面对各螺丝50的头部。这里，法兰44与肩部60之间设置有小的轴向间隙62。
肩部60能够在施加于滚动轴承的振动致使一根或者多根螺丝50脱离或者断裂的情况下，将这些螺丝保持或者阻挡在法兰44内。在图示的示例中，轴向间隙62是小的，例如，小于1cm。作为另一种选择，可以在保持该间隙的尺寸小于螺丝50在轴向上相对于内圈的前表面12d的第一平坦表面12d1突出的长度的情况下提供更大的轴向间隙。
此外，如之前所述，在本示例中，滚动轴承的第一圈为固定的外圈10，第二圈为转动的内圈12。
作为另一种选择，也可以提供相反的设置，由第一圈形成固定的内圈，由第二圈形成转动的外圈。
在这种情况下，外圈设置有在径向上向内延伸的突出的鼻部40。凹陷38形成在内圈上，并在径向上开口朝外。鼻部40适配(/接合)(engaged)在凹陷38中。在这样的实施例中，引导法兰44被固定在外圈上。法兰在径向上相对于保持架42偏向外侧。法兰围绕保持架42装配。法兰的内孔形成支承保持架42的引导面。法兰，如之前描述的图示实施例那样，被固定到外圈。采用这种相反的设置，如果滚动轴承设置有保持肩部60，那么该肩部被设置在内圈的支撑圈14上。
在以上描述的示例中，滚动轴承设置有四列滚动体。作为另一种选择，滚动轴承可以只包括两列滚动体或者三列滚动体，抑或五列或更多列的滚动体。在图示的示例中，滚动体为滚子。滚动轴承也可以包括其他类型的滚动体，例如，球。

Claims (10)

1.一种滚动轴承，包括第一圈(10)、第二圈(12)、布置在设置在所述第一、第二圈上的轴向滚道(36、34)之间的至少一列径向滚动体(22)、以及布置在设置在所述第一、第二圈上的径向滚道(28、26)之间的至少一列轴向滚动体(18)，所述第二圈(12)包括接合在所述第一圈(10)的环形凹陷(38)中的突出的鼻部(40)，所述鼻部(40)设置有所述第二圈(12)的轴向滚道(34)和径向滚道(26)，所述滚动轴承还包括用于保持所述至少一列轴向滚动体(18)的至少一个保持架(42)和用于在径向上引导和保持所述保持架(42)的至少一个法兰(44)，其特征在于，所述法兰(44)在轴向上抵靠所述第二圈(12)的平坦表面(12d1)，所述滚动轴承还包括用于将所述法兰(44)国定到所述第二圈(12)的多个固定螺丝(50)，所述固定螺丝(50)在轴向上延伸穿过所述法兰(44)。
2.根据权利要求1所述的滚动轴承，特征在于，各固定螺丝(50)都接合在自所述第二圈(12)的平坦表面(12d1)沿轴向延伸的螺纹孔(52)内。
3.根据权利要求1或2所述的滚动轴承，其特征在于，所述第二圈(12)的平坦表面(12d1)在径向上延伸。
4.根据前述权利要求中任意一项所述的滚动轴承，其特征在于，所述第二圈(12)设置有在轴向上限定其轴向厚度的反向前表面(12c、12d)，所述第二圈在轴向上抵靠所述法兰(44)的所述平坦表面(12d1)就形成在这些前表面(12c、12d)中的一个上。
5.根据前述权利要求中任意一项所述的滚动轴承，其特征在于，所述法兰(44)包括接合在所述第二圈(12)的沟槽(58)中的至少一个根部(56)。
6.根据权利要求5所述的滚动轴承，其特征在于，所述沟槽(58)在轴向上自所述第二圈(12)的平坦表面(12d1)延伸。
7.根据前述权利要求中任意一项所述的滚动轴承，其特征在于，所述第一圈(10)包括在轴向上至少部分面对所述法兰(44)和固定螺丝(50)的至少一个保持肩部(60)，所述保持肩部(60)在轴向上隔所述列的轴向滚动体(18)位于所述第二圈(12)的对侧。
8.根据权利要求7所述的滚动轴承，其特征在于，设置在所述法兰(44)与所述保持肩部(60)之间的轴向间隙(62)尺寸小于各固定螺丝(50)在轴向上相对于所述第二圈(12)的平坦表面(12d1)突出的长度。
9.根据前述权利要求中任意一项所述的滚动轴承，其特征在于，所述第一圈(10)包括在轴向上相对于彼此叠靠的至少一个支撑圈(14)和至少一个保持圈(16)，所述第一圈(10)的径向滚道(28)就设置在所述支撑圈(14)上。
10.根据从属于权利要求8或7的权利要求9所述的滚动轴承，其特征在于，所述支撑圈(14)设置有所述保持肩部(60)。
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