CN114857168B - 掘进机主轴承 - Google Patents

Abstract

本发明为一种掘进机主轴承，该掘进机主轴承包括内圈和外圈，外圈能转动地套设于内圈的外侧，外圈与内圈之间设置有分离式反推滚道，分离式反推滚道的一侧滚道面与内圈之间设置有反推滚子，分离式反推滚道的另一相对侧滚道面上设置有定位盲孔，且外圈上开设有与定位盲孔相贯通的预紧力调节通孔，预紧力调节通孔与定位盲孔之间插接有浮动销柱，预紧力调节通孔内设置有可调节伸缩量的第一碟簧，通过调节第一碟簧的伸缩量控制浮动销柱和分离式反推滚道在内圈与外圈之间的轴向位置，以调节反推滚子与分离式反推滚道和内圈之间的预紧力。本发明解决了由于掘进机主轴承上的分离式反推滚道的转动易造成软带区域损坏的技术问题。

Description

掘进机主轴承

技术领域

本发明涉及隧道施工设备领域，尤其涉及一种掘进机主轴承。

背景技术

掘进机主轴承是应用于掘进机的主驱动系统上的关键部件，属于低速重载轴承，其主要用于刀盘并保证刀盘的回转运动，以便为刀盘提供驱动力，同时承受刀盘工作时所产生的反作用力。

现有技术中的掘进机主轴承主要包括主轴承内圈、主轴承外圈和滚子等，滚子设置于主轴承内圈与主轴承外圈之间，滚子直接与主轴承外圈相接触并沿着主轴承外圈上的滚道滚动。在掘进过程中由于滚道受到较大冲击载荷，易造成掘进机主轴承寿命降低。

目前，掘进机主轴承多采用带有预紧功能分离式反推滚道结构，其通过碟形弹簧预紧使滚子与滚道之间始终处于贴合接触状态，从而减小冲击载荷对滚道的影响，延长掘进机主轴承使用寿命，提高掘进机施工的可靠性。但是，掘进机主轴承上的分离式反推滚道会随轴向反推滚子滚动而发生转动，致使分离式反推滚道上的软带区域(软带区域为环形的分离式反推滚道上的一段区域，该段区域是由于分离式反推滚道采用感应淬火而形成的，为避免热处理结合处发生二次淬火故在接口处存在一段滚道区域不进行淬火处理，该段区域即为软带区域，软带区域的特点为硬度很低、不具有承载能力)进入主要的承载区域(承载区域为通常状态下，水平掘进的掘进机在上方覆土压以及刀盘自重的作用下轴承内圈相对外圈发生倾斜，此时分离式反推滚道的承载区域为其下方弧形区域，倾覆力矩越大对应承载区域越大，实际上承载区域没有明确的范围，通常情况下需要将软带区域布置在承载区域的竖直正上方或者水平方向)，造成分离式反推滚道上的软带区域的损坏而导致掘进机主轴承的失效；另外，掘进机主轴承预紧结构零部件的安装、更换和检修需将主轴承全部拆卸才可进行，操作难度大、维护成本高。

针对相关技术中由于掘进机主轴承上的分离式反推滚道的转动易造成软带区域损坏的问题，目前尚未给出有效的解决方案。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种掘进机主轴承，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种掘进机主轴承，能够对掘进机主轴承的分离式反推滚道与掘进机主轴承的外圈周向定位，提高掘进机主轴承的可靠性，延长其使用寿命。

本发明的另一目的在于提供一种掘进机主轴承，既能保证滚子与滚道之间始终处于贴合接触状态，又能够对滚子与滚道之间的预紧力进行调节，使掘进机的轴向预紧力能够适配实际工况的需求。

本发明的再一目的在于提供一种掘进机主轴承，与调节掘进机主轴承预紧力的各相关结构件易于安装、检修和更换，不需要将掘进机主轴承完全拆卸，具有更好的便捷性和经济性。

本发明的目的可采用下列方案来实现：

本发明提供了一种掘进机主轴承，所述掘进机主轴承包括内圈和外圈，所述外圈能转动地套设于所述内圈的外侧，所述外圈与所述内圈之间设置有分离式反推滚道，所述分离式反推滚道的一侧滚道面与所述内圈之间设置有反推滚子，所述分离式反推滚道的另一相对侧滚道面上设置有定位盲孔，且所述外圈上开设有与所述定位盲孔相贯通的预紧力调节通孔，所述预紧力调节通孔与所述定位盲孔之间插接有浮动销柱，所述预紧力调节通孔内设置有可调节伸缩量的第一碟簧，通过调节所述第一碟簧的伸缩量控制所述反推滚子与所述分离式反推滚道和所述内圈之间的预紧力。

在本发明的一较佳实施方式中，所述内圈上且靠近所述外圈一侧形成有环形的第一凸台；

所述外圈包括沿其轴向排布的第二外圈和第一外圈，所述第二外圈与所述第一外圈相连接，所述第二外圈上且靠近所述内圈一侧形成有环形的第二凸台，所述分离式反推滚道和所述反推滚子均位于所述第一凸台与所述第二凸台之间，所述预紧力调节通孔沿所述第二外圈的轴向设置于所述第二凸台上且贯穿所述第二凸台，所述浮动销柱插入所述定位盲孔内并与所述定位盲孔的内壁相抵接，以使所述反推滚子的两相对外壁分别与所述分离式反推滚道和所述第一凸台相接触，所述反推滚子的自转轴线方向与所述内圈的轴向相垂直，所述反推滚子沿所述掘进机主轴承周向转动的公转轴线方向与所述内圈的轴向相平行。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一碟簧的数量为多个，各所述第一碟簧沿所述外圈的轴向层叠设置，相邻两所述第一碟簧的弹性端面相抵接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述预紧力调节通孔内设置有丝堵，所述丝堵与所述预紧力调节通孔之间螺纹连接，旋拧所述丝堵在所述预紧力调节通孔内的位置，以调节所述第一碟簧的伸缩量。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一碟簧的一弹性端面与所述浮动销柱相抵接，所述第一碟簧的另一弹性端面与所述丝堵相抵接，且在所述第一碟簧与所述丝堵之间设置有支撑垫片。

在本发明的一较佳实施方式中，所述预紧力调节通孔内设置有压力应变片，所述压力应变片夹设于所述丝堵与所述支撑垫片之间。

在本发明的一较佳实施方式中，所述预紧力调节通孔内设置有盖板，所述盖板固定嵌设于所述预紧力调节通孔内，所述第一碟簧的一弹性端面与所述浮动销柱相抵接，所述第一碟簧的另一弹性端面与所述盖板相抵接，且在所述第一碟簧与所述盖板之间设置有支撑垫片，更换不同厚度的所述支撑垫片，以调节所述第一碟簧的伸缩量。

在本发明的一较佳实施方式中，所述定位盲孔内设置有第二碟簧，所述第二碟簧的一弹性端面与所述浮动销柱相抵接，所述第二碟簧的另一弹性端面与所述定位盲孔的内壁相抵接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述反推滚子的外部设置有反推保持架，所述反推保持架位于所述第二外圈与所述内圈之间。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一外圈上且靠近所述内圈一侧形成有环形的第三凸台，所述第三凸台与所述第一凸台之间设置有主推滚子，所述主推滚子的两相对外壁分别与所述第三凸台和所述第一凸台相接触，所述主推滚子的自转轴线方向与所述内圈的轴向相垂直，所述主推滚子沿所述掘进机主轴承周向转动的公转轴线方向与所述内圈的轴向相平行。

在本发明的一较佳实施方式中，所述主推滚子的外部设置有主推保持架，所述主推保持架位于所述第一外圈与所述内圈之间。

在本发明的一较佳实施方式中，所述外圈与所述内圈之间设置有径向滚子，所述径向滚子的两相对外壁分别与所述外圈和所述内圈相接触，所述径向滚子的转轴方向与所述内圈的轴向相平行。

在本发明的一较佳实施方式中，所述径向滚子的外部设置有径向保持架，所述径向保持架位于所述外圈与所述内圈之间。

由上所述，本发明的掘进机主轴承的特点及优点是：在外圈与分离式反推滚道之间设置有浮动销柱，通过浮动销柱可对分离式反推滚道与外圈之间的周向位置进行定位，在工作过程中，分离式反推滚道相对于外圈不会发生周向转动，保证分离式反推滚道上的软带区域始终位于预设的非承载区域，避免分离式反推滚道上的软带区域由于受承载力过大而损坏，有效延长掘进机主轴承的使用寿命，大幅提升掘进机主轴承的可靠性；另外，由于第一碟簧的设置，可通过调节第一碟簧的伸缩量达到对反推滚子与分离式反推滚道和内圈之间预紧力调节的目的，对预紧力的调节更加精准，使掘进机的轴向预紧力能够更好适配实际工况的需求，而且调节预紧力的各结构件易于安装、检修和更换，不需要将掘进机主轴承完全拆卸，具有更好的便捷性和经济性。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

其中：

图1：为本发明掘进机主轴承的剖面示意图。

图2：为本发明掘进机主轴承中第二外圈与分离式反推管道连接位置的局部剖视图之一。

图3：为本发明掘进机主轴承中第二外圈与分离式反推管道连接位置的局部剖视图之二。

图4：为本发明掘进机主轴承中分离式反推滚道的软带区域和承载区域的位置分布示意图。

本发明中的附图标号为：

1、内圈； 101、第一凸台；

2、外圈； 201、第二外圈；

2011、第二凸台； 202、第一外圈；

2021、第三凸台； 3、反推滚子；

4、反推保持架； 5、径向滚子；

6、径向保持架； 7、主推滚子；

8、主推保持架； 9、浮动销柱；

10、丝堵； 11、第一碟簧；

12、支撑垫片； 13、分离式反推滚道；

1301、软带区域； 1302、承载区域；

14、垫圈； 15、盖板；

16、定位盲孔； 17、预紧力调节通孔。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1至图4所示，本发明提供了一种掘进机主轴承，该掘进机主轴承包括圆环形的内圈1和圆环形的外圈2，外圈2能转动地套设于内圈1的外侧，外圈2与内圈1之间设置有分离式反推滚道13，分离式反推滚道13的一侧滚道面与内圈1之间设置有反推滚子3，分离式反推滚道13的另一相对侧滚道面上设置有定位盲孔16，且外圈2上开设有与定位盲孔16相贯通的预紧力调节通孔17，预紧力调节通孔17与定位盲孔16之间插接有浮动销柱9，预紧力调节通孔17内设置有可调节伸缩量的第一碟簧11，通过调节第一碟簧11的伸缩量以调节反推滚子3与分离式反推滚道13和内圈1之间的预紧力。

本发明在外圈2与分离式反推滚道13之间插接有浮动销柱9，通过浮动销柱9可对分离式反推滚道13与外圈2之间的周向位置进行定位，在工作过程中，分离式反推滚道13相对于外圈2不会发生周向转动，保证如图4中所示的分离式反推滚道13上的软带区域1301始终位于预设的非承载区域(即：软带区域1301始终位于承载区域1302的上方)，避免分离式反推滚道13上的软带区域1301由于受承载力过大而损坏，有效延长掘进机主轴承的使用寿命，大幅提升掘进机主轴承的可靠性；另外，由于第一碟簧11的设置，可通过调节第一碟簧11的伸缩量达到对反推滚子3与分离式反推滚道13和内圈1之间预紧力(即：掘进机的轴向预紧力)调节的目的，对预紧力的调节更加精准，使掘进机的轴向预紧力能够更好适配实际工况的需求，而且调节预紧力的各结构件(如：第一碟簧11、浮动销柱9等)易于安装、检修和更换，不需要将掘进机主轴承完全拆卸，具有更好的便捷性和经济性。

其中，内圈1可为齿圈，且内圈1与刀盘之间通过螺栓固定连接，外圈2与掘进机主体之间通过螺栓(可为高强螺栓)固定连接；当然，也可外圈2为齿圈，外圈2与刀盘之间通过螺栓固定连接，内圈1与掘进机主体相连接。

内圈1与刀盘之间通过螺栓固定连接，外圈2与掘进机主体之间通过螺栓(可为高强螺栓)固定连接，

在本发明的一个可选实施例中，如图1、图2所示，内圈1上且靠近外圈2一侧(即：内圈1的外壁上)形成有圆环形的第一凸台101；外圈2包括沿其轴向排布的第二外圈201和第一外圈202，第二外圈201与第一外圈202之间通过螺栓固定连接，第二外圈201上且靠近内圈1一侧(即：第二外圈201的内壁上)形成有圆环形的第二凸台2011，分离式反推滚道13和反推滚子3均位于第一凸台101与第二凸台2011之间，预紧力调节通孔17沿第二外圈201的轴向设置于第二凸台2011上且贯穿第二凸台2011，浮动销柱9插入定位盲孔16内并与定位盲孔16的内壁相抵接，以使反推滚子3的一侧外壁与分离式反推滚道13相接触，而反推滚子3的另一相对侧外壁与第一凸台101相接触，反推滚子3的自转轴线方向与内圈1的轴向相垂直，且反推滚子3沿掘进机主轴承周向转动的公转轴线方向与内圈1的轴向相平行。从而可通过调节第一碟簧11的伸缩量向浮动销柱9施加不同的推动力，进而通过浮动销柱9在轴向上对分离式反推滚道13施加不同的推力，达到对反推滚子3与分离式反推滚道13和内圈1之间预紧力(即：掘进机的轴向预紧力)调节的目的。

进一步的，第一碟簧11的数量可为多个，各第一碟簧11沿外圈2的轴向层叠设置，相邻两第一碟簧11的弹性端面相抵接。

在本发明的一个可选实施例中，如图1、图2所示，预紧力调节通孔17内设置有丝堵10，丝堵10与预紧力调节通孔17之间通过螺纹配合连接，第一碟簧11的一弹性端面与浮动销柱9相抵接，第一碟簧11的另一弹性端面与丝堵10相抵接，通过旋拧丝堵10在预紧力调节通孔17内的位置，以对第一碟簧11施加不同的压力，进而可对第一碟簧11的伸缩量进行调节。

进一步的，如图1、图2所示，在第一碟簧11与丝堵10之间设置有支撑垫片12，通过支撑垫片12位第一碟簧11提供良好的支撑平面，保证第一碟簧11能够稳定受压。

进一步的，预紧力调节通孔17内设置有压力应变片(未示出)，压力应变片夹设于丝堵10与支撑垫片12之间。由于丝堵10通过螺纹旋入的形成控制预紧力，会对控制预紧力的精度产生影响，因此，压力应变片的设置可实时对预紧力进行检测，保证预紧力的精准调节。

在本发明的另一个可选实施例中，如图3所示，预紧力调节通孔17内设置有盖板15(将丝堵10替换为盖板15)，盖板15嵌设于预紧力调节通孔17内并通过螺钉对盖板15进行固定，第一碟簧11的一弹性端面与浮动销柱9相抵接，第一碟簧11的另一弹性端面与盖板15相抵接，且在第一碟簧11与盖板15之间设置有支撑垫片12，该种方式不便于预紧力的调节，可通过更换不同厚度的支撑垫片12，来达到调节第一碟簧11的伸缩量的目的。

在本发明的一个可选实施例中，定位盲孔16内还可以设置有第二碟簧(未示出)，第二碟簧位于浮动销柱9与分离式反推滚道13之间，第二碟簧的一弹性端面与浮动销柱9相抵接，第二碟簧的另一弹性端面与定位盲孔16的内壁相抵接。在浮动销柱9的两侧均设置有碟簧，可提高预紧力调节的稳定性，即使单侧碟簧失效，也可对掘进机主轴承的轴向预紧力进行调节。但第二碟簧的设置需要增加定位盲孔16的深度，进而需要增加分离式反推滚道13的厚度。

进一步的，如图1、图2所示，反推滚子3的外部设置有反推保持架4，反推保持架4位于第二外圈201与内圈1之间，通过反推保持架4对反推滚子3的位置进行定位，保证反推滚子3始终位于分离式反推滚道13与第一凸台101之间。

在本发明的一个可选实施例中，如图1所示，第一外圈202上且靠近内圈1一侧(即：第一外圈202的内壁上)形成有圆环形的第三凸台2021，第三凸台2021与第一凸台101之间设置有主推滚子7，主推滚子7的一侧外壁与第三凸台2021相接触，主推滚子7的另一相对侧外壁与第一凸台101相接触，主推滚子7的自转轴线方向与内圈1的轴向相垂直，且主推滚子7沿掘进机主轴承周向转动的公转轴线方向与内圈1的轴向相平行。通过主推滚子7的设置主要用于承受掘进机主轴承的轴向力。

进一步的，如图1所示，主推滚子7的外部设置有主推保持架8，主推保持架8位于第一外圈202与内圈1之间，通过主推保持架8对主推滚子7的位置进行定位，保证主推滚子7始终位于第一外圈202的第三凸台2021与内圈1的第一凸台101之间。

在本发明的一个可选实施例中，如图1所示，外圈2与内圈1之间设置有径向滚子5，径向滚子5的一侧外壁与外圈2相接触，径向滚子5的另一相对侧外壁与内圈1相接触，径向滚子5的转轴方向与内圈1的轴向相平行。通过径向滚子5的设置保证外圈2与内圈1之间相对转动的稳定性。

进一步的，如图1所示，径向滚子5的外部设置有径向保持架6，径向保持架6位于外圈2与内圈1之间，通过径向保持架6对径向滚子5的位置进行定位，保证径向滚子5始终位于外圈2与内圈1之间。

本发明的掘进机主轴承的特点及优点是：

一、该掘进机主轴承能够对分离式反推滚道13进行周向定位，分离式反推滚道13相对于外圈2不会发生周向转动，保证分离式反推滚道13上的软带区域1301始终位于预设的非承载区域，避免分离式反推滚道13上的软带区域1301由于受承载力过大而损坏，有效延长掘进机主轴承的使用寿命，大幅提升掘进机主轴承的可靠性。

二、该掘进机主轴承中，可通过调节第一碟簧11的伸缩量达到对掘进机的轴向预紧力调节的目的，对预紧力的调节更加精准，使掘进机的轴向预紧力能够更好适配实际工况的需求。

三、该掘进机主轴承中，对预紧力进行调节的各结构件均易于安装、检修和更换，不需要将掘进机主轴承完全拆卸，具有更好的便捷性和经济性，适于推广使用。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种掘进机主轴承，其特征在于，所述掘进机主轴承包括内圈和外圈，所述外圈能转动地套设于所述内圈的外侧，所述外圈与所述内圈之间设置有分离式反推滚道，所述分离式反推滚道的一侧滚道面与所述内圈之间设置有反推滚子，所述分离式反推滚道的另一相对侧滚道面上设置有定位盲孔，且所述外圈上开设有与所述定位盲孔相贯通的预紧力调节通孔，所述预紧力调节通孔与所述定位盲孔之间插接有浮动销柱，所述预紧力调节通孔内设置有可调节伸缩量的第一碟簧，通过调节所述第一碟簧的伸缩量控制所述反推滚子与所述分离式反推滚道和所述内圈之间的预紧力，所述掘进机工作过程中，所述分离式反推滚道相对于所述外圈不发生周向转动，以使所述分离式反推滚道上的软带区域始终位于所述分离式反推滚道上承载区域的上方，避免所述分离式反推滚道上的所述软带区域由于受承载力过大而损坏，

所述预紧力调节通孔内设置有丝堵，所述丝堵与所述预紧力调节通孔之间螺纹连接，旋拧所述丝堵在所述预紧力调节通孔内的位置，以调节所述第一碟簧的伸缩量；

所述第一碟簧的一弹性端面与所述浮动销柱相抵接，所述第一碟簧的另一弹性端面与所述丝堵相抵接，且在所述第一碟簧与所述丝堵之间设置有支撑垫片；

所述预紧力调节通孔内设置有压力应变片，所述压力应变片夹设于所述丝堵与所述支撑垫片之间。

2.如权利要求1所述的掘进机主轴承，其特征在于，所述内圈上且靠近所述外圈一侧形成有环形的第一凸台；

所述外圈包括沿其轴向排布的第二外圈和第一外圈，所述第二外圈与所述第一外圈相连接，所述第二外圈上且靠近所述内圈一侧形成有环形的第二凸台，所述分离式反推滚道和所述反推滚子均位于所述第一凸台与所述第二凸台之间，所述预紧力调节通孔沿所述第二外圈的轴向设置于所述第二凸台上且贯穿所述第二凸台，所述浮动销柱插入所述定位盲孔内并与所述定位盲孔的内壁相抵接，以使所述反推滚子的两相对外壁分别与所述分离式反推滚道和所述第一凸台相接触，所述反推滚子的自转轴线方向与所述内圈的轴向相垂直，所述反推滚子沿所述掘进机主轴承周向转动的公转轴线方向与所述内圈的轴向相平行。

3.如权利要求1或2所述的掘进机主轴承，其特征在于，所述第一碟簧的数量为多个，各所述第一碟簧沿所述外圈的轴向层叠设置，相邻两所述第一碟簧的弹性端面相抵接。

4.如权利要求1或2所述的掘进机主轴承，其特征在于，所述预紧力调节通孔内设置有盖板，所述盖板固定嵌设于所述预紧力调节通孔内，所述第一碟簧的一弹性端面与所述浮动销柱相抵接，所述第一碟簧的另一弹性端面与所述盖板相抵接，且在所述第一碟簧与所述盖板之间设置有支撑垫片，更换不同厚度的所述支撑垫片，以调节所述第一碟簧的伸缩量。

5.如权利要求1所述的掘进机主轴承，其特征在于，所述定位盲孔内设置有第二碟簧，所述第二碟簧的一弹性端面与所述浮动销柱相抵接，所述第二碟簧的另一弹性端面与所述定位盲孔的内壁相抵接。

6.如权利要求2所述的掘进机主轴承，其特征在于，所述反推滚子的外部设置有反推保持架，所述反推保持架位于所述第二外圈与所述内圈之间。

7.如权利要求2所述的掘进机主轴承，其特征在于，所述第一外圈上且靠近所述内圈一侧形成有环形的第三凸台，所述第三凸台与所述第一凸台之间设置有主推滚子，所述主推滚子的两相对外壁分别与所述第三凸台和所述第一凸台相接触，所述主推滚子的自转轴线方向与所述内圈的轴向相垂直，所述主推滚子沿所述掘进机主轴承周向转动的公转轴线方向与所述内圈的轴向相平行。

8.如权利要求7所述的掘进机主轴承，其特征在于，所述主推滚子的外部设置有主推保持架，所述主推保持架位于所述第一外圈与所述内圈之间。

9.如权利要求1或2所述的掘进机主轴承，其特征在于，所述外圈与所述内圈之间设置有径向滚子，所述径向滚子的两相对外壁分别与所述外圈和所述内圈相接触，所述径向滚子的转轴方向与所述内圈的轴向相平行。

10.如权利要求9所述的掘进机主轴承，其特征在于，所述径向滚子的外部设置有径向保持架，所述径向保持架位于所述外圈与所述内圈之间。