CN1263962C - 轴颈轴承和推力垫组件 - Google Patents

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Abstract

一种用来将一齿轮可转动地安装和轴向地固定在一轴上的装置,该装置包括:一固定在齿轮的一孔内的衬套;一容纳和固定在轴上的套筒,该套筒被包围和支承在衬套内,以便于转动;一推力环,它固定在齿轮的一侧上的轴上并从其径向地伸出;以及,在齿轮的该侧上的保持装置,用来形成一圆形通道,该环形推力环轴向地限制在圆形通道内,保持装置包括成对的轴向地间隔的环形板,环形板构造和布置成接触推力环的相对面,该环形板的其中一个固定在齿轮的该侧,而环形板的其中另一个承载在固定于齿轮的该侧上的圆形轴环上。根据本发明,套筒轴承在啮合和脱开的操作模式中对齿轮提供径向支承。当齿轮固定于其支承轴时,推力环吸收处于静力状态下的轴向荷载。

Description

轴颈轴承和推力垫组件
技术领域
本发明总的涉及轧钢厂的驱动系列型的重型齿轮箱,其中,使用离合器来交替地啮合和脱开齿轮和其对应的支承轴,具体涉及用来将齿轮安装在轴上的轴承组件。
背景技术
在上述类型的结构中,当齿轮脱开时,它们相对于其支承轴可自由转动,或称之为“自由轮”。然而,当处于啮合模式时,齿轮与其支承轴固定,并承受由提供给其它齿轮或接受于其它齿轮的驱动力带来的轴向荷载。
以前,一直使用滚子推力轴承来将齿轮安装在其对应的支承轴上。当它们处于脱开和自由转动状态时,滚子推力轴承理想地适于支承齿轮。然而,现已确定,当齿轮处于与其支承轴固定的啮合模式时,轴承因此处于静力状态,施加在齿轮上的轴向荷载使轴承的滚子元件和轴承座圈在互相摩擦接触的区域承受加速的局部磨损。这种局部磨损最终形成超过许用公差的间隙而造成振动,因此必须使设备停车,更换过早磨损的轴承。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种能克服上述问题的用来将一齿轮可转动地安装和轴向地固定在一轴上的装置。
为此,本发明提供了一种用来将一齿轮可转动地安装和轴向地固定在一轴上的装置,该装置包括:
一固定在齿轮的一孔内的衬套;
一容纳和固定在轴上的套筒,该套筒被包围和支承在衬套内,以便于转动;
一推力环,它固定在齿轮的一侧上的轴上并从其径向地伸出;以及,
在齿轮的该侧上的保持装置,用来形成一圆形通道,该环形推力环轴向地限制在圆形通道内,保持装置包括成对的轴向地间隔的环形板,环形板构造和布置成接触推力环的相对面,该环形板的其中一个固定在齿轮的该侧,而环形板的其中另一个承载在固定于齿轮的该侧上的圆形轴环上。
根据本发明,传统的滚子推力轴承被套筒轴承和推力环组件的组合结构取代。套筒轴承在啮合和脱开的操作模式中对齿轮提供径向支承。当齿轮固定于其支承轴时,推力环吸收处于静力状态下的轴向荷载。
附图说明
现将参照附图,较详细地描述本发明的这些和其它的特征和优点。
图1是用于轧钢厂重型齿轮箱的截面图;
图2是图1所示的齿轮箱一部分的放大的视图;
图3A和3B是沿图2的线3A-3A和3B-3B截取的局部截面图;
图4是表示其中一个支承板的支承表面的正视图;
图5是图4所示的支承板的放大比例的局部侧视图;
图6和7是分别类似于图4和5的视图,示出了支承板的另一实施例;以及
图8是尺寸夸大的示意图,示出了衬套的突出的内部结构。
具体实施方式
首先参照图1,2,3A和3B,一轧钢厂的齿轮箱指示为10。齿轮箱包括一具有底部12和盖子16的外壳。轴18安装在箱内的轴承20和22之间,以绕轴线“A”转动。轴的一端突出外壳外,以与轧机减速器连接(未示出)。
齿轮24,26承载在轴上的轴环28的放大直径的相对端上。诸齿具有不同的直径和齿数,因此,能啮合齿轮箱(未示出)内的其它匹配的齿轮,以适应不同的驱动比。
齿轮24,26各装有具有齿32的离合器轴环30,它们可转动地与轴环28上的外花键34对齐。套筒36内部花键37安装在轴环28上。套筒36在中性位置和啮合位置之间轴向地变换,中性位置如图1所示和图2和图3A的上部分,在啮合位置处,内部花键37与齿轮24,26上的离合器轴环30的一个或另一个齿32啮合。图2和图3B的下部示出变换到一啮合位置的套筒36。
因此,当离合器套筒位于中性位置时,齿轮24和26与轴18脱开,从而处于自由转动模式。当套筒36变换到与一个齿轮的离合齿32啮合时,该齿与轴啮合,以使另一个齿保持在自由转动的模式。
齿轮24,26安装在轴18上,以使套筒轴承和推力环组件以镜像方式组合。因此,描述将参照齿轮26的安装来进行,应该予以理解的是,同样的描述适用于另一齿轮24的安装。
如图2所示,齿轮26借助于一通常指示为40的套筒轴承进行安装和轴颈支承,以相对于轴18转动。齿轮26还借助于一通常指示为42的推力环组件,轴向地固定在轴上。
套筒轴承40包括一接纳在轴18上的套筒44。套筒具有由一中心槽44c分隔的成对的支承表面44a,44b,它们被支承而在衬套46a,46b内转动,衬套46a,46b容纳在齿轮26的阶梯形孔内。
较佳地,如图8示意地所示,衬套46a,46b的内部在圆周上间隔地突出在45处。当齿轮处于自由转动模式时,该突出的衬套结构角向地提供润滑压力递增的间隔区域,这有助于轴承的稳定。
套筒44的一端邻接轴上的肩部48,而一推力环50借助于螺纹连接在轴上的螺母52而推压套筒的另一端。
推力环组件42包括推力环50和一通过螺钉56固定在齿轮26的齿腹上的轴环54。推力环50保持在环形支承板58a,58b之间,并用螺钉60分别固定在齿轮26的外齿腹和轴环54的内表面上。推力环50的相对面形成第一环形支承面,而板58a,58b的相对面形成第二环形支承面。
通过中心延伸通过轴18的一通道62引入液体润滑剂。在轴上的支通道64和套筒44上的径向孔66,将润滑剂提供给槽44c。润滑剂从槽44c冒出而润滑套筒轴承表面44a,44b和轴环46a,46b之间的交界面,然后沿朝向肩部48的方向和沿相反方向逸出进入在推力环50的一侧的圆形通道68内。
轴上的另外支通道70将润滑剂引向套筒44的内部槽72内。槽72通向推力环的圆形通道74内。从这里,润滑剂通过槽76被提供到推力环50的相对侧。
提供给推力环相对侧的润滑剂用来润滑由推力环50的相对面形成的第一支承表面和由支承板58a,58b的相对表面形成的第二支承表面之间的交界面。
环形支承板58a,58b的第二支承表面互相成镜面对称布置。另参照图4和5,由图可见,各个第二支承表面构造成有多个沿圆周隔开的斜面78,其布置成与相邻的推力环50的第一支承表面共同作用,以在其间形成楔形的穴。每个斜面78周向地从一端的凹口82向相对端的平面84延伸。采用这种结构,在自由转动的模式中,推力环50和环形板58a,58b之间沿图5中的箭头所示的方向的相对转动,将形成润滑剂压力提高的角向地隔开的区域,这将有利地减少摩擦引起的磨损。即使齿轮啮合时,也存在类似的情况。因为,尽管其相关的第一和第二支承表面互相固定地转动,但它们仍一致地相对于液体润滑剂转动。
作为对以镜像方式布置的第二支承表面提供两个支承板58a,58b的另一选择方案,如图6和7所示,可设置一修改的板58c,用于推力环50的相对侧面。支承板58c的第二支承表面构造成有相对倾斜的斜面78’,78″,其布置成与相邻的推力环50的支承表面共同作用,以在其间形成楔形的穴80’,80″。斜面78’,78″周向地由平面84间隔开,它们从平面84向凹口82下降。斜面78’和其相关的穴80’用来在环50的一侧上角向地形成润滑剂压力提高的间隔区域,而斜面78″和其相关的穴80″同样用来在环50的相对一侧上形成相同的效果。
根据以上所述,本技术领域的技术人员现将理解到,套筒轴承40在自由转动的模式中,有效地操作而可转动地支承齿轮24,26,并且推力环组件42被有效地润滑而最大程度地减小摩擦磨损。当诸齿轮中的一个或其它齿轮可转动地固定到轴上时,其套筒轴承提供持续的静力径向支承,而轴向荷载被相关的在其整个周向上起作用的推力环组件42吸收。
本技术领域的技术人员另外还认识到,在支承组件内,随着转动速度的增加,产生的热量也增加。然而,增加的转动速度形成增加的通过径向通道64,70流向它们对应的润滑点的润滑剂,因此,最终的操作就在于,在大范围的操作速度内,保持基本恒定的和许可的轴承温度。

Claims (12)

1.一种用来将一齿轮可转动地安装和轴向地固定在一轴上的装置,所述装置包括:
一固定在所述齿轮的一孔内的衬套;
一容纳和固定在所述轴上的套筒,所述套筒被包围和支承在所述衬套内,以便于转动;
一推力环,它固定在所述齿轮的一侧上的所述轴上并从其径向地伸出;以及,
在所述齿轮的所述一侧上的保持装置,用来形成一圆形通道,所述环形推力环轴向地限制在圆形通道内,所述保持装置包括成对的轴向地间隔的环形板,环形板构造和布置成接触所述推力环的相对面,所述环形板的其中一个固定在所述齿轮的所述一侧,而所述环形板的其中另一个承载在固定于所述齿轮的所述一侧上的圆形轴环上。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,还包括用来在所述套筒和所述衬套之间引入一液体润滑剂的装置,并将润滑剂引入到由所述保持装置形成的圆形通道内。
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述推力环具有相对地面向的环形第一支承表面,第一支承表面轴向地限制在所述保持装置上的环形第二支承表面之间。
4.如权利要求3所述的装置,其特征在于,还包括用来在所述第一和第二支承表面之间引入一液体润滑剂的装置。
5.如权利要求4所述的装置,其特征在于,所述第一和第二支承表面这样构造和布置:通过将引入在所述第一和第二支承表面之间的润滑剂分配到多个角向地隔开的压力提高的区域,来响应所述推力环和保持装置之间的相对转动。
6.如权利要求4所述的装置,其特征在于,所述第一和第二支承表面呈环形,并布置成相对的成对,其中,每一对的支承表面的其中一个构造有多个周向地间隔的斜面,它们与每一对的支承表面的其中的另一个共同作用,以在其间形成周向地间隔的楔形穴。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,每个所述斜面周向地从在一端的凹口延伸到在相对端的平面,以使连续的斜面被相邻设置的凹口和平面互相隔离开。
8.如权利要求6所述的装置,其特征在于,每个所述斜面周向地从在一端的一平面延伸到在相对端的一凹口。
9.如权利要求8所述的装置,其特征在于,连续的斜面相对地倾斜,每个从一平面向下延伸到一凹口。
10.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述衬套的内部构造有内部的周向间隔的突起。
11.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述套筒具有一外部的轴颈表面,它被一圆形槽划分成两个周向间隔的部分,以及一用来通过所述轴提供润滑剂进入所述槽的导管装置,以将润滑剂分配到所述轴颈表面的轴向地间隔的部分和所述衬套的内部之间。
12.如权利要求11所述的装置,其特征在于,所述导管装置另外可操作地将润滑剂从所述交界面的其中一个提供到所述的圆形通道。
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