CN116164034A - 滚动轴承，特别是大直径滚动轴承 - Google Patents

Abstract

一种滚动轴承包括：第一圈(10)和第二圈(12)，能够相对于彼此同心地旋转；至少一列径向滚动元件(22)，在径向上介于所述圈的滚道(40、42)之间；以及至少一列轴向滚动元件(18)，在轴向上介于所述圈的滚道(40、42)之间。所述滚动轴承还在轴向两侧包括至少一列滚动元件(24、26)，所述至少一列滚动元件(24、26)在径向上介于所述第一圈的滚道(52、62)与所述第二圈的滚道(54、64)之间。

Description

滚动轴承，特别是大直径滚动轴承

技术领域

本发明涉及轴承领域。

本发明特别涉及大直径滚动轴承的领域，所述大直径滚动轴承可以适应(/调节)(accommodate)轴向负载(/载荷)和径向负载，并且具有绕着在轴向方向上延伸(running)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(/隧道钻机)(tunnel boringmachine)、采矿挖掘机(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轴承组件，轴承组件包括两列轴向滚子和一列径向滚子。这种滚动轴承通常在轴向上和在径向上均承载常常相对较强的负载。

根据滚子轴承的使用，可能会出现相当大的倾斜力矩，这可能会导致轴承的变形，特别是旋转圈的变形，在一些情况下，导致圈局部分离。事实上，在滚子轴承的旋转圈与固定圈之间可能会产生径向间隙。

发明内容

本发明的一个目的是克服该缺点。

本发明涉及一种滚动轴承，所述滚动轴承包括：第一圈和第二圈，能够相对于彼此同心地(/同轴的)(concentric)旋转；至少一列径向滚动元件，在径向上介于所述圈的滚道之间；以及至少一列轴向滚动元件，在轴向上介于所述圈的滚道之间。

术语“轴向滚动元件”被理解为表示用于仅适应(/调节)(accommodate)轴向载荷的滚动元件，而术语“径向滚动元件”被理解为表示用于仅适应径向载荷的滚动元件。

根据一般(/总体性)(general)特征，所述滚动轴承还在轴向两侧(/轴向每一侧)(axially on each side)包括至少一列滚动元件，至少一列滚动元件在径向上介于第一圈的滚道与第二圈的滚道之间。

利用这种配置，如果倾斜力矩(tilting moment)沿顺时针或逆时针方向作用在滚动轴承上，则这些列滚动元件防止第二圈相对于第一圈的角位移。另外，这些列滚动元件提高了滚动轴承的刚性。

滚动轴承可以包括：至少第一列滚动元件，在轴向上配置在所述一列轴向滚动元件与第一圈的第一前表面(frontal face)和第二圈的第一前表面之间；以及至少第二列滚动元件，在轴向上位于所述一列径向滚动元件与第一圈的相对第二前表面和第二圈的相对第二前表面之间。

在一个实施方式中，滚动轴承还包括至少一附加列轴向滚动元件，该至少一附加列轴向滚动元件在轴向上介于第一圈的滚道与第二圈的滚道之间，一列轴向滚动元件和附加列轴向滚动元件在轴向方向上彼此间隔开。

所述第二列滚动元件可以在轴向上位于所述附加列轴向滚动元件与第一圈的相对第二前表面和第二圈的相对第二前表面之间。

在一个实施方式中，第二圈可以包括突出鼻部，突出鼻部接合到第一圈的环形槽中并且设置有轴向圆柱形表面，所述第二圈的滚道形成到轴向圆柱形表面上。在这种情况下，如果滚动轴承包括所述附加列轴向滚动元件，则所述附加列轴向滚动元件和所述一列轴向滚动元件在轴向上布置在第二圈的突出鼻部的两侧(/每一侧)(on each side)。

在一个实施方式中，每列滚动元件相对于所述一列轴向滚动元件在与所述一列径向滚动元件相反的一侧在径向上偏移。

每列滚动元件可以包括径向圆柱形滚子。

每列滚动元件可以在轴向上位于第一圈的肩部与第二圈的肩部之间。在一个实施方式中，第一圈设置有至少一个塞子(/插塞)(plug)，塞子延伸到形成在所述第一圈上的孔口(orifice)中，并且设置有与第一圈的径向肩部中的一个径向肩部齐平的端面。

附图说明

通过研究由非限制性示例给出并由附图示出的具体实施方式的详细描述，将更好地理解本发明及其优点，在附图中：

图1是根据本发明的示例的滚动轴承的截面，

图2和图3是图1的详细视图，

图4是根据本发明的另一示例的滚动轴承的局部截面，以及

图5是图4的局部分解立体图。

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(large-diameter rolling bearing)。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，并且内圈10是非旋转圈。滚动轴承可以例如用在隧道掘进机(/隧道钻机)(tunnel boring machine)、风力涡轮机、大型海上起重机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(/同轴的)(concentric)，并且沿着在轴向方向上延伸(run)的轴承旋转轴线(未示出)在轴向上延伸。圈10、12是实心型(/固体式)(solid type)的。

内圈10形成为分离式圈(/分开式圈)(split ring)，并且包括在轴向方向上相对于彼此堆叠的第一圈14和第二圈16。内圈的第一圈14和第二圈16中的每一者设置有多个对准的通孔(/对齐的贯通孔)(未示出)，以通过装配螺栓接合(joined)。

在所示出的示例中，滚动轴承包括：第一列轴向滚子18和第二列轴向滚子20，配置在内圈10与外圈12之间以形成轴向推力(/止推)(thrust)；以及一列径向滚子22，配置所述圈之间以形成径向推力。

如稍后将描述的，滚动轴承还在两侧包括配置在内圈10与外圈12之间的一列径向滚子24和一列径向滚子26。

一列的滚子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相对的前端表面(frontal end faces)。

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、20的轴线。在所示出的示例中，滚子18的轴向长度大于滚子20中的轴向长度。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中的轴向长度。作为另一种选择，一列滚子18可以由两列叠置(superimposed)的滚子代替。

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32与形成在外圈12上的环形径向滚道34之间。滚道32、34在轴向方向上彼此面对。每个轴向滚子18的滚动表面与滚道32、34轴向接触。

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36与形成在外圈12上的环形径向滚道38之间。滚道36、38在轴向上彼此面对。每个轴向滚子20的滚动表面与滚道36、38轴向接触。成列的轴向滚子18与成列的轴向滚子20在轴向方向上彼此间隔开。

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40与形成在外圈12上的环形轴向滚道42之间。滚道40、42在径向方向上彼此面对。成列的径向滚子22相对于成列的轴向滚子列18、20在径向上向内偏移。每个径向滚子22的滚动表面与滚道40、42径向接触。成列的径向滚子列22在轴向上位于成列的轴向滚子18、20之间。

内圈10包括环形槽44，环形槽44在径向方向上向外朝向外圈12开口。内圈10包括阶梯式(/台阶式)(stepped)圆柱形外表面10a，槽44从该阶梯式圆柱形外表面10a形成。如前所述，内圈10在轴向方向上分成两个单独部分(即，第一圈14和第二圈16)。第一圈14和第二圈16一起界定槽44。

内圈10包括外表面10a。内圈10还包括在径向上与外表面10a相对的圆柱形内孔10b。内圈10还包括在轴向上界定外表面10a和孔10b的两个相对(/背对)的第一前表面10c和第二前表面10d。

外圈12包括环形突出鼻部46，环形突出鼻部46接合到内圈的环形槽44中。鼻部46在径向上向内延伸。鼻部46从外圈的阶梯式内表面或孔12a在径向上突出。

外圈12还包括在径向上与孔12a相对的圆柱形外表面12b。在所示出的示例中，外表面12b设置有齿轮齿(/轮齿)(gear teeth)(未示出)。外圈12还包括在轴向上界定外表面12b和孔12a的两个相对的第一前表面12c和第二前表面12d。

在所示出的示例中，外圈12被制成一个部分(/一件式)(one part)。作为另一种选择，外圈12可以形成为固定在一起的至少两个单独部分。

成列的轴向滚子18、成列的轴向滚子20在轴向上配置在外圈的鼻部46与内圈的槽44之间。成列的轴向滚子18、成列的轴向滚子20布置在鼻部46的两侧。径向滚道34、38位于鼻部46上。径向滚道32、36位于槽44上。

成列的径向滚子22在径向上配置在外圈的鼻部46与内圈的槽44之间。轴向滚道40、42分别位于槽44和鼻部46上。鼻部46的圆柱形内表面或孔界定轴向滚道42。槽44的轴向底部界定轴向滚道40。轴向滚道40在径向上面对鼻部46的圆柱形内孔，轴向滚道42形成到鼻部46的圆柱形内孔上。

滚动轴承还包括保持架48、50，用于保持轴向滚子18、20在周向方向上间隔开。每个保持架48、50是分段的，并且由在周向方向上相对于彼此邻接的多个连续的保持架段形成。每个保持架48、50形成为分离式保持架。在该示例中，滚动轴承不包括用于径向滚子22的这种保持架。径向滚子22在周向方向上彼此接触。

如前所述，滚动轴承包括配置在内圈10与外圈12之间的第一列径向滚子24和第二列径向滚子26。

一列的滚子24、26彼此相同。每个滚子24、26包括圆柱形外滚动表面。每个滚子24、26还包括界定外滚动表面的两个相对的前端表面。每个滚子24、26的旋转轴线平行于轴承的轴线并且平行于滚子22的轴线。

径向滚子24在轴向上配置在轴向滚子列18与内圈的前表面10c和外圈的前表面12c之间。成列的径向滚子24相对于成列的轴向滚子18、20在径向上向外偏移。

径向滚子24在径向上介于形成在内圈10上的环形轴向滚道52与形成在外圈12上的环形轴向滚道54之间。滚道52、54在径向方向上彼此面对。滚道52形成在内圈的外表面10a上。滚道52相对于用于滚子18的径向滚道32在轴向上向外偏移。滚道54形成在外圈的内孔12a上。每个径向滚子24的滚动表面与滚道52、54径向接触。径向滚子24在周向方向上彼此接触。因此，径向滚子24的滚动表面在周向方向上彼此接触。

径向滚子24在轴向上位于形成在内圈10上的径向肩部56与形成在外圈12上的径向肩部58之间。肩部56、58在轴向方向上彼此面对。每个肩部56、58是直的(/直线的)(straight)，并且被布置为垂直于对应的滚道52、54。每个肩部56、58从对应的滚道52、54在径向上延伸。滚子24的端面可以支承抵着肩部56、58。

内圈的滚道52和肩部56与外圈的滚道54和肩部58一起限定环形空间，径向滚子24容纳在该环形空间。

径向滚子26在轴向上配置在成列的轴向滚子20与内圈的前表面10d和外圈的前表面12d之间。成列的径向滚子26相对于成列的轴向滚子18、20在径向上向外偏移。在所示出的示例中，成列的径向滚子26相对于成列径向滚子24在径向上向内偏移。作为另一种选择，成列的径向滚子26可以相对于成列的径向滚子24在径向上向外偏移，或者可以关于滚动轴承的径向平面与成列的径向滚子24对称。

径向滚子26在径向上介于形成在内圈10上的环形轴向滚道62与形成在外圈12上的环形轴向滚道64之间。滚道62、64在径向方向上彼此面对。滚道62形成在内圈的外表面10a上。滚道62相对于用于滚子20的径向滚道36在轴向上向外偏移。滚道64形成在外圈的内孔12a上。每个径向滚子26的滚动表面与滚道62、64径向接触。径向滚子26在周向方向上彼此接触。因此，径向滚子26的滚动表面在周向方向上彼此接触。

径向滚子26在轴向上位于形成在内圈10上的径向肩部66与形成在外圈12上的径向肩部68之间。肩部66、68在轴向方向上彼此面对。每个肩部66、68是直的并且被布置为垂直于对应的滚道62、64。每个肩部66、68从对应的滚道62、64在径向上延伸。滚子26的端面可以支承抵着肩部56、58。

内圈的滚道62和肩部66与外圈的滚道64和肩部68一起限定环形空间，径向滚子26容纳在该环形空间内。

研究图1的截面，如果倾斜力矩沿顺时针方向作用在滚动轴承上，则位于图1的上侧的滚子26和位于下侧的滚子24防止外圈12相对于内圈10的角位移。如果倾斜力矩沿逆时针方向作用在滚动轴承上，则位于图1的上侧的滚子24和位于下侧的滚子26防止外圈12相对于内圈10的角位移。

如图2更清楚地示出的，在外圈的孔12a上在该孔与前表面12c之间的接合区域(junction zone)中设置有倒角70。可以预见，倒角70的形状使得在组装期间外圈12更容易地安装在内圈的第一圈14上。

类似地，如图3更清楚地示出的，在内圈的外表面10a上在滚道36与滚道62之间的接合区域中设置有倒角72。可以预见，倒角72的形状使得在组装期间内圈的第二圈16更容易地安装在外圈12内。

滚动轴承可以如下安装。在第一步骤中，将已经设置有成列的滚子24、成列的滚子18的内圈的第一圈14安装在外圈内。然后，在第二步骤中，将成列的滚子22安装在内圈的第一圈14上，并且将成列的滚子20、成列的滚子26安装在外圈上。最后，在第三步骤中，将内圈的第二圈16以与第一圈14轴向接触的方式安装在外圈12内。

图4和图5所示出的示例(其中相同的部件被赋予相同的附图标记)与第一示例的不同之处在于，滚动轴承还包括塞子(/插塞)(plug)80，塞子80固定到内圈10以便于安装成列径向滚子24。在所示出的示例中，塞子80固定到内圈的第一圈14。在内圈的外表面10a和前表面10c上形成有孔口(orifice)82，并且孔口82由塞子80封闭。孔口82从前表面10c在轴向上延伸并且在内圈的径向肩部56(图1)上开口。

塞子80可拆卸地(/可移除地)固定到内圈10，在此通过旋拧拆卸地固定到内圈10。塞子80设置有径向端面80a，该径向端面80a与内圈的径向肩部56齐平，以防止表面不连续。孔口82能够将径向滚子24引入轴承内。

利用具有孔口82的这种设计，在内圈的外表面10a上在滚道36与滚道62之间的接合区域中不设置倒角(如第一示例中的情况那样)。

滚动轴承可以如下安装。在第一步骤中，将已经设置有成列的滚子26、成列的滚子20的内圈的第二圈16安装在外圈内。然后，在第二步骤中，将成列的滚子22安装在内圈的第二圈16上，将成列的滚子18安装在外圈上，并且将内圈的第一圈14以与第二圈16轴向接触的方式安装在外圈10内。

然后，在第三步骤中，通过孔口82将成列的滚子24引入在内圈10与外圈12之间。最后，在第四步骤中，将塞子80固定到内圈10。

在所示出的示例中，内圈10包括仅一个孔口82和一个相关联的塞子80，用于引入滚子24。作为另一种选择，内圈10可以包括在周向方向上间隔开的多个孔口和相关联的塞子，用于引入滚子24。在另一变型中，还可以在内圈的第一圈14和第二圈16两者上设置塞子，用于引入滚子24、26。

另外，如前所述，在所示出的该示例中，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，可以提供其中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，形成在外圈上的槽在径向上向内开口，并且内圈的鼻部在径向上向外延伸。

在所示出的示例中，滚动轴承设置有在轴向上位于成列的径向滚子24、成列的径向滚子26之间的三列滚动元件18、20、22。作为另一种选择，滚动轴承可以包括在轴向上位于成列的径向滚子24、成列的径向滚子26之间的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、22是滚子。滚动轴承可以包括其他类型的滚动元件18和22，例如，球。

在所示出的示例中，滚动轴承在轴向两侧设置有一列径向滚子24和一列径向滚子26。作为另一种选择，滚动轴承可以在轴向两侧设置有更多列的径向滚子。在所示出的示例中，滚动元件24、26是滚子。滚动轴承可以包括其他类型的滚动元件24、26，例如，球。

Claims (10)

1.一种滚动轴承，包括：第一圈(10)和第二圈(12)，能够相对于彼此同心旋转；至少一列径向滚动元件(22)，在径向上介于所述圈的滚道(40、42)之间；以及至少一列轴向滚动元件(18)，在轴向上介于所述圈的滚道(32、34)之间，其特征在于，所述滚动轴承还在轴向两侧包括至少一列滚动元件(24、26)，所述至少一列滚动元件(24、26)在径向上介于所述第一圈的滚道(52、62)与所述第二圈的滚道(54、64)之间。

2.根据权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于，包括：至少第一列滚动元件(24)，在轴向上配置在所述列轴向滚动元件(18)与所述第一圈的第一前表面(10c)和所述第二圈的第一前表面(12c)之间；以及至少第二列滚动元件(26)，在轴向上位于所述列径向滚动元件(22)与所述第一圈的相对第二前表面(10d)和所述第二圈的相对第二前表面(12d)之间。

3.根据权利要求1或2所述的滚动轴承，其特征在于，还包括至少一附加列轴向滚动元件(20)，所述至少一附加列轴向滚动元件(20)在轴向上介于所述第一圈的滚道(36)与所述第二圈的滚道(38)之间，所述列轴向滚动元件(18)和所述附加列轴向滚动元件(20)在轴向方向上彼此间隔开。

4.根据从属于权利要求2的权利要求3所述的滚动轴承，其特征在于，所述第二列滚动元件(26)在轴向上位于所述附加列轴向滚动元件(20)与所述第一圈的相对第二前表面(10d)和所述第二圈的相对第二前表面(12d)之间。

5.根据前述权利要求中任一项所述的滚动轴承，其特征在于，所述第二圈(12)包括突出鼻部(46)，所述突出鼻部(46)接合到所述第一圈的环形槽(44)中并且设置有轴向圆柱形表面，所述第二圈的滚道(42)形成到所述轴向圆柱形表面上。

6.根据从属于权利要求3或4的权利要求5所述的滚动轴承，其特征在于，所述列轴向滚动元件(18)和所述附加列轴向滚动元件(20)在轴向上布置在所述第二圈的突出鼻部(46)的两侧。

7.根据前述权利要求中任一项所述的滚动轴承，其特征在于，每列滚动元件(24、26)相对于所述列轴向滚动元件(18)在与所述列径向滚动元件(22)相反的一侧在径向上偏移。

8.根据前述权利要求中任一项所述的滚动轴承，其特征在于，每列滚动元件(24、26)包括径向圆柱形滚子。

9.根据前述权利要求中任一项所述的滚动轴承，其特征在于，每列滚动元件(24、26)在轴向上位于所述第一圈的肩部(56、66)和所述第二圈的肩部(58、68)之间。

10.根据权利要求9所述的滚动轴承，其特征在于，所述第一圈(10)设置有至少一个塞子(80)，所述至少一个塞子(80)延伸到形成在所述第一圈上的孔口(82)中，并且设置有与所述第一圈的径向肩部(56、66)中的一个径向肩部齐平的端面(80a)。

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