CN1302956C - 一种推力轴承 - Google Patents

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Abstract

一种推力轴承和一种装配推力轴承的方法，该轴承包括：一外壳，其具有一大致为圆形的底座，其中一圆柱形侧壁和一中心柱从该底座向上直立；一外球，其放置在该外壳上且其至少部分位于该外壳中；一内球，其安装在该中心柱上，其中该外球夹在该内球和该外壳之间。

Description

一种推力轴承
技术领域
本发明涉及一种推力轴承，特别是一种用作有轨电车和轻轨的联接轴承的推力轴承。
背景技术
一种用于联接在有轨电车或类似轻轨车辆的车架和转向架之间的推力轴承(联接轴承)的常规结构如附图1所示。该轴承的一部分固定在车架上，另一部分固定在车架下方的转向架上，以允许转向架相对车架枢转和转动。这种型式的联接轴承1包括一个基本上为圆柱形的外壳2，该外壳具有一个圆形底座3，其具有围绕该圆形底座3等间隔布置的诸如安装孔之类的定位件，用于将该外壳2安装到转向架上。在图1所示的实例中，围绕圆形底座3的周边等间隔布置有8个安装孔4。外壳2优选由合金钢制成。
一个球面插件(insert)5固定在外壳2的内壁并放置在圆形底座3上。该球面插件5还具有一个球面支承面形式的承重面。润滑槽通过外壳2和球面插件5对该承重面6进行润滑。该球面插件5由基于尼龙，PETP，PE或PP的工程塑料制成。
一个外球7放置在该球面插件5上，该外球7的外球面支承面具有与球面插件5的承重面相同的半径。该外球7可转动地安装在该球面插件5上，并且还能相对外壳2作滚动和俯仰运动。该外球7具有一个内球面支承面9。该外球优选由抗腐蚀钢制成。一个环形弹性密封件18安装在该外壳的圆柱形侧壁的顶端，并与该外球的外支承面密封接触。
一具有一外球面支承面的内球10布置在外球7内位于该外球7的内支承面9上，从而将该外球7夹在(但并不接触)内球10和球面插件5之间。该内球10的外支承面的半径与该外球7的内支承面的半径相对应。
该外球7围绕其边缘等间隔地布置有8个固定孔。该固定孔11可允许该外球7固定地安装在有轨电车或类似车辆的车架上。
该圆形底座3上具有一中心孔12，其容纳一贯穿螺栓13。所述外球也具有一中心孔14，这样螺栓13就容易穿过该外球。事实上，外球7的中心孔14以一个间隙距离与螺栓13和内套筒15隔开，该内套筒15围绕该螺栓13滑动配合，该间隙距离允许该外球7相对外壳2作滚动和俯仰运动。
优选地，穿过外球7的中心孔14具有一接触面16，其可与内套筒15的外表面结合，以作为端部止挡。
优选地，内套筒制成为冷拔无缝钢管。该内套筒同时还作为一分隔件，将内球10与外壳的圆形底座3隔开一预定的距离，该距离大致等于内球10和球面插件5之间间隔的距离。
螺栓13同样以滑动配合接合的方式穿过内球10的中心孔17，螺栓的端部突出穿过内球10。螺母20拧在该螺栓13上。该螺母20具有容纳埋头螺钉22的螺纹孔21。该埋头螺钉22可以拧紧在螺栓13上，从而将螺母20锁定在螺栓13上。
螺栓13的头部同样固定在圆形底座3上。两个螺纹盲孔在中心孔12直径相对的两侧布置在该圆形底座3上。两个通孔24布置在该螺栓头上。一个锁紧螺钉25通过每个通孔进入螺纹孔中并拧紧，以将该螺栓头锁定在圆形底座3上。
上述常规的联接轴承在结构上太过复杂，其具有10个部件：外壳，球面插件，外球，内球，密封件，螺栓，内套筒，螺母，埋头螺钉以及螺栓头锁紧螺钉。
在将该联接轴承1安装在车架或转向架上或从车架或转向架上拆下的时候，需要进入到有轨电车的底下。很明显，如果离地距离很小，从底下接近联接装置的要求是非常令人不舒服的。
螺母20、埋头螺钉22以及锁紧螺钉25在结构上有可能会松掉或断裂，并且，如果这种情况发生的话，螺母可能会从螺栓上脱开，且螺栓可能会穿过联接轴承掉到轨道上。并且，螺栓从组件上脱落将意味着车架和转向架可能会变得很容易就分开-发生碰撞事故的时候特别需要避免这种情况发生。
发明内容
本发明的目的是提供一种克服上述讨论的轴承结构中存在的缺陷和问题的推力轴承。
因此，本发明的一方面提供一种推力轴承，其包括：一外壳，其具有一大致为圆形的底座，其中一圆柱形侧壁和一中心柱从该底座向上直立，该中心柱与该外壳形成为一体；一外球，其承座在该外壳上且至少部分位于该外壳中；一内球，其安装在该中心柱上，其中该外球夹在该内球和该外壳之间。
优选地，该外球具有一外支承面和一内支承面，并且该内球具有一外支承面，该内球的外支承面和该外球的内支承面相互邻接，而该外球的外支承面邻接着该外壳的一支承面。
适宜地，该外壳的支承面是该外壳的一球面插件的一支承面。
优选地，该球面插件为自润滑衬套。
或者，该球面插件为被润滑的衬套。
优选地，该外球为环形，其具有内外支承球面以及带有一倒角面的中心孔。
适宜地，该中心柱的外表面和该外球的倒角面一起形成了一限制外球相对外壳的角位移的端部止挡。
优选地，该外球的倒角面和该中心柱的外表面在邻接的时候相互平行。
优选地，该内球为一被截去的半球形状，其具有2个大致为圆形的平行面。
适宜地，该内球具有一个凹进部分，在该凹进部分容纳着该中心柱的顶部。
优选地，该中心柱终止成一个大致为圆柱形的顶部。
优选地，在该中心柱上布置有多个螺纹孔，并且相应数量的孔布置成穿过该内球，每个孔都与一个相应的螺纹孔对准，每个孔与螺纹孔都固定有一个锁紧螺钉，以将该内球安装在该中心柱上。
适宜地，该或每个锁紧螺钉都埋入到该内球中。
优选地，该中心柱具有为截头圆锥状的主体。
优选地，该柱与该外壳一体形成。
适宜地，在该外壳上设有至少一个固定件，用于将该外壳安装到第一元件上，并且其中在该外球上设有至少一个固定件，用于将该外球安装到第二元件上。
优选地，该第一元件与车辆的车架相连，且该第二元件与该车辆的转向架相连。
优选地，该轴承将该车架联接到该转向架上，以允许该转向架在该车架下作枢转和转动运动。
本发明的另一方面提供一种装配推力轴承的方法，包括如下步骤：提供一具有大致为圆形的底座的外壳，且一个圆柱形侧壁和一个整体形成的中心柱从该底座上向上直立；将一外球放置在该外壳上且使其至少部分位于该外壳中；将一内球安装在该中心柱上，以将该外球夹在该内球和该外壳之间；以及将该内球固定在该中心柱上。
附图说明
为了使本发明更易于理解，下面将参照附图以示例的方式对本发明的实施例进行说明，其中：
图1显示的是用作车架和转向架之间的联接轴承的一种常规型式的推力轴承的横截面图；
图2显示的是本发明的实施例的一种推力轴承的横截面图。
具体实施方式
参见图2，本发明的推力轴承100包括一外壳101，一球面插件102，一外球103和一固定在外壳101的一个部分上的内球104。
与附图1所示的常规结构的外壳2一样，外壳101基本上为圆柱形并具有一个圆形底座105。该圆形底座105的外周边等间隔地布置有8个固定孔106，外壳101可以通过它们固定在车架上。
与图1中的外壳2不同，本发明的联接轴承的外壳101没有中心孔12，而是具有一整体形成的中心柱107，其从圆形底座105向上竖立，突出到由外壳101的圆柱形侧壁所限定的圆柱形空腔中。该中心柱107大致为截头圆锥体并终止成一个圆柱形部分108。该中心柱107大致与外壳101的圆柱形侧壁的高度相同。
球面插件102固定安装在外壳101的侧壁的内表面上，同时也固定安装在圆形底座105的内表面上。
球面插件102具有一个球面形的承重面109，该球面插件优选由带有PTFE或其它润滑添加剂的PETP之类的工程塑料制成。该球面插件102也可以为润滑衬套或热塑性塑料衬套。
外球103为一圆环，其具有内球面支承面和外球面支承面。外球103放置在由球面插件102提供的一个球面凸肩109上。该外球103具有一个外球面支承面110和一个内球面支承面111，且该外球大致形成为被截去的半球圆环。该圆环的中心孔优选具有一斜切面(chamfered surface)112。
内球104具有一个外球面支承面113，并大致形成为被截去的半球形状，其具有两个大致为圆形且平行的平面。该内球104在较小的圆形表面上具有一圆柱形的凹进部分，柱107的圆柱形部分108放置在该凹进部分中，从而使得外球103夹在内球104和外壳101的球面插件102之间。
在图2所示的实例中，5个等间隔地布置在内球104上的孔114与布置在柱107上的5个螺纹孔115对准。锁紧螺钉116穿过内球104的孔114拧紧到柱107上的螺纹孔115中。优选地，锁紧螺钉116埋入到内球104的主体中，使得内球104的上表面是平的。
外球103围绕其边缘布置有一系列等间隔的孔118，优选为8个，用于将该外球103固定到有轨电车或类似车辆的车架上。
在柱107的截头圆锥壁和外球103的斜切面112之间有一个间隙，以使外球103相对外壳101可作倾斜(pitch)和滚动运动。优选地，斜切面112和柱107的面布置成这样，以使当它们在相对运动达到最大程度而相互接触时，外球103的斜切面112和柱107的面相互平行，使得它们相互以最大的共同表面面积相接触，并并提供限制联接轴承角运动的有效止挡。
应注意，装配之后，外球必需能够相对外壳101自由转动。
一排出孔117设置成穿过圆形底座105，以使任何聚集在围绕柱107周围空隙中的流体从该排出孔中排出。优选地，该球面插件102为自润滑球面插件。
通过使用本发明的联接轴承结构，免除了图1中所示的常规结构中的螺栓13和螺母20，因此具备了优点并解决了问题。具体来说，因为在装配或拆卸联接的时候，只需要进入到联接轴承100的一侧，即进入到包含有锁紧螺钉116和内球104的车架一侧，所以进行装配和拆卸联接的时候不必进入到转向架的下方，因而减少了装配时间，并使得装配更加方便。另外，通过去除中心螺栓，同样也免除了中心螺栓13可能会从联接装置中掉落到轨道上的缺陷。并且，因为柱107与圆形底座105形成为一体并包括外壳101的一部分，所以也降低了轴承的两半分开的可能性。因此，即便所有的5个锁紧螺钉116都松开了，柱107仍然会在轴承的两个部分之间提供约束(pinion)。
另外，通过在结构中去除螺母和螺栓，轴承的整体外形高度也降低了。不仅轴承的高度不再由于螺母的高度而增加，而且也不再需要考虑螺栓头的高度。因此，本发明的实施例也提供了一种外形高度低的联接轴承的方案。这种外形高度低的联接轴承对于低底盘的有轨电车特别有用，其可以从路面上方便地进入，而不需要在停靠站修建站台。
优选地，如上所述，本发明的轴承具有一个自润滑支承面。但是，通过在本发明的轴承的外壳和插件中以图1所示的方式设置润滑槽和油脂孔，也可以很方便的使用润滑支承面。
在本说明中，“包括”的意思是“包含或由......组成”，而“包括着”的意思是“包含着或由......组成着”。

Claims (18)

1、一种推力轴承，包括：
一外壳，其具有一个大致为圆形的底座，其中一圆柱形侧壁和一中心柱从该底座向上直立，该中心柱与该外壳形成为一体；
一外球，其承座在该外壳上且至少部分位于该外壳中；和
一内球，其安装在该中心柱上，其中该外球夹在该内球和该外壳之间。
2、根据权利要求1所述的推力轴承，其特征在于，该外球具有一外支承面和一内支承面，并且该内球具有一外支承面，该内球的外支承面和该外球的内支承面相互邻接，而该外球的外支承面邻接着该外壳的一支承面。
3、根据权利要求2所述的推力轴承，其特征在于，该外壳的支承面是该外壳的一球面插件的支承面。
4、根据权利要求3所述的推力轴承，其特征在于，该球面插件为自润滑衬套。
5、根据权利要求3所述的推力轴承，其特征在于，该球面插件为被润滑的衬套。
6、根据前述任意权利要求之一所述的推力轴承，其特征在于，该外球为环形，其具有内球面支承面和外球面支承面以及带有一斜切面的中心孔。
7、根据权利要求6所述的推力轴承，其特征在于，该中心柱的外表面和该外球的斜切面一起形成了一限制该外球相对外壳的角位移的端部止挡。
8、根据权利要求7所述的推力轴承，其特征在于，该外球的斜切面和该中心柱的外表面在邻接时相互平行。
9、根据权利要求1-5中任意一项所述的推力轴承，其特征在于，该内球为一被截去的半球形状，其具有2个大致为圆形且平行的面。
10、根据权利要求1-5中任意一项所述的推力轴承，其特征在于，该内球具有一凹进部分，该凹进部分中容纳着该中心柱的顶部。
11、根据权利要求1-5中任意一项所述的推力轴承，其特征在于，该中心柱终止成一大致为圆柱形的顶部。
12、根据权利要求1-5中任意一项所述的推力轴承，其特征在于，在该中心柱上布置有多个螺纹孔，并且在内球上设有相应数量的孔通过该内球，每个孔都与一个相应的螺纹孔对准，每个孔与螺纹孔中都固定有一个锁紧螺钉，以将该内球安装在该中心柱上。
13、根据权利要求12所述的推力轴承，其特征在于，每个锁紧螺钉都埋入到该内球中。
14、根据权利要求1-5中任意一项所述的推力轴承，其特征在于，该中心柱具有为截头圆锥状的主体。
15、根据权利要求1-5中任意一项所述的推力轴承，其特征在于，在该外壳上设有至少一个固定件，用于将该外壳安装到一第一元件上，并且在该外球上设有至少一个固定件，用于将该外球安装到一第二元件上。
16、根据权利要求15所述的推力轴承，其特征在于，该第一元件与车辆的车架相连，该第二元件与该车辆的转向架相连。
17、根据权利要求16所述的推力轴承，其特征在于，该轴承将该车架联接到该转向架上，以允许该转向架在该车架下作枢转和转动运动。
18、一种装配推力轴承的方法，包括如下步骤：提供一具有一大致为圆形底座的外壳，且一圆柱形侧壁和一整体形成的中心柱从该底座上向上直立；将一外球承座在该外壳上且使其至少部分地位于该外壳中；将一内球安装在该中心柱上，以将该外球夹在该内球和该外壳之间；以及将该内球固定在该中心柱上。
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