CN204403153U - 一种轴承、滑轮总成、伸缩臂和起重机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种轴承、滑轮总成、伸缩臂和起重机，包括外圈；所述外圈的外壁为锥面，tga＜λ，其中：所述a为所述锥面的母线与所述轴承的中心轴线之间的夹角，所述λ为所述外圈的外壁和所述滑轮之间的静摩擦系数。本实用新型解决了滑轮易侧滑偏移的技术问题。

Description

一种轴承、滑轮总成、伸缩臂和起重机

技术领域

本实用新型涉及工程机械领域，特别是涉及一种轴承、滑轮总成、伸缩臂和起重机。

背景技术

伸缩臂是移动式起重机的最主要的工作部件，其中伸缩式起重臂，即伸缩臂，是其中最常见的一种(如图1所示)。随着大吨位起重机向千吨级发展，伸缩臂1’的吊重量要求越来越高。受卷扬马达排量及钢丝绳长度的限制，在伸缩臂1’的长工况(“长工况”指的是主臂长度比较大的工况，例如主臂全伸100m，当臂长在80m以上时就算长臂长工况)下，钢丝绳起升倍率低，单绳拉力大，对位于伸缩臂1’的末节臂臂头的滑轮(比如：伸缩臂1’的末节臂臂头上方的导向滑轮2’及下方的吊重滑轮3’)的承载能力、特别是抗侧载能力有了更高的要求。在现有条件下，滑轮与配合轴承因侧载所产生的侧滑偏移时有发生。

图2示出的是现有滑轮总成在伸缩臂1’的安装示意图，图3示出的是现有吊重滑轮典型安装示意图。如图2、图3所示，起升钢丝绳经导向滑轮2’，缠绕于吊重滑轮3’。当吊装重物时，导向滑轮2’与吊重滑轮3’承受的轴向载荷方向相反。

由图4可以看出，现有滑轮总成包括滑轮4’、轴承5’和挡板6’，其中，轴承5’的宽度小于滑轮4’的宽度，通过过盈装配完成内嵌于滑轮4’。轴承5’的两侧轴向位移通过挡板6’加以约束，挡板6’利用螺钉7’直接紧固于滑轮4’。在正常吊重时，滑轮4’侧载完全由挡板6’的螺钉7’承担。这就使得起升钢丝绳长时间重载工作时，螺钉7’易滑丝造成滑轮4’与轴承5’脱落，引发安全事故。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种改进后的轴承、滑轮总成、伸缩臂和起重机，其解决了滑轮易侧滑偏移的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种轴承，包括外圈；所述外圈的外壁为锥面，tga＜λ，其中：所述a为所述锥面的母线与所述轴承的中心轴线之间的夹角，所述λ为所述外圈的外壁和所述滑轮之间的静摩擦系数。

进一步地，所述a＜20°。

进一步地，所述a的范围为10°～15°。

进一步地，所述外圈的外壁两端具有轴肩。

进一步地，所述轴肩设置有螺纹结构。

进一步地，还包括具有圆柱中心通孔的内圈，其外壁周向具有外圈滚槽，该外圈滚槽与所述外圈的内壁的内圈滚槽共同形成供滚动体自由滑动的滚道，所述滚道的长度方向与所述轴承的中心轴线平行。

本实用新型还提供一种滑轮总成，包括滑轮和轴承，所述滑轮和所述轴承之间为过盈配合；所述轴承为上述各实施例中的轴承，所述滑轮的内圈设置成与所述轴承中的外圈的外壁相适配的锥面。

进一步地，还包括止动件，其设置于所述外圈两端的轴肩，所述止动件外侧的端面与所述滑轮的端面平齐。

进一步地，所述止动件为止动环，所述止动环与所述外圈两端的所述轴肩螺纹连接。

进一步地，所述止动件为弹性挡圈。

本实用新型还提供一种伸缩臂，包括位于所述伸缩臂末节臂头上方的导向滑轮和下方的吊重滑轮，所述导向滑轮和吊重滑轮为上述各实施例中的滑轮总成。

本实用新型还提供一种起重机，其包括上述各实施例中的滑轮总成。

基于上述技术方案，本实用新型的优点是：

由于本实用新型将轴承的外圈的外壁设置成锥面，侧载工况下可以通过滑轮与轴承相结合的整体锥面承担侧向载荷，保证滑轮与轴承之间不发生侧滑，同时使锥面的母线与轴承的中心轴线之间的夹角a和外圈的外壁和滑轮之间的静摩擦系数λ满足tga＜λ，因此非侧载工况下滑轮与轴承可以实现摩擦自锁，不发生侧滑，因此在上述两个条件均满足的情况下，无论是非侧载工况，还是侧载工况，都能够保证滑轮总成在使用过程中部发生侧滑偏移，提高了安全性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中伸缩臂的结构示意图；

图2为图1中滑轮总成在伸缩臂上的安装示意图；

图3为图1中吊重滑轮典型安装示意图；

图4为图1中滑轮总成的分解示意图；

图5为本实用新型所提供的滑轮总成一实施例的分解示意图；

图6为图5中轴承的剖面示意图；

图7为图5中滑轮的剖面示意图；

图8a-8c为图5中轴承和滑轮在非侧载工况下的受力分析示意图；

图9a-9c为图5中轴承和滑轮在侧载工况下的受力分析示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图6所示，本实用新型所提供的轴承1包括外圈11和内圈12，其中：外圈11在内壁周向具有由圆柱面形成的内圈滚槽13，内圈12在外壁周向具有由圆柱面形成的外圈滚槽14，内圈滚槽13和外圈滚槽14共同形成供滚动体(图中未示出)自由滑动的滚道A，滚道A的长度方向与轴承1的中心轴线O平行。内圈12具有圆柱中心通孔，用于配合转轴4(如图3所示的转轴4)使用。

外圈11的外壁采用的是锥面B，外圈11的外壁的锥面B可通过各种方法得到，比如通过数控精车，只要可以保证尺寸精度及表面粗糙度满足行规使用要求即可。

如图8a-8c所示，滑轮2所受到的外力包括由钢丝绳5施加的竖直向下的压力F、锥面B对滑轮2施加的垂直于锥面B向上的支持力F1以及锥面B与滑轮2之间的平行于锥面B的母线的摩擦力Fs，在滑轮2受力平衡状态下，可以得出：

公式1：Fs＝F*sina；

公式2：F1＝F*cosa；

公式3：Fs＜f；

公式4：f＝F1*λ；

上述各公式中，a为锥面B的母线与轴承1的中心轴线O之间的夹角，λ为外圈11的外壁和滑轮2之间的静摩擦系数。

结合上述各式，F1*tga＝Fs＜f＝F1*λ，得到tga＜λ。

由上述受力分析可知，当满足tga＜λ时，即Fs＜f永远成立的情况下，无论由钢丝绳5施加的竖直向下的压力F的数值多大，滑轮2与轴承1都存在摩擦力，因此能够实现自锁，不会出现侧滑。

需要说明的是，轴承1安装使用时，轴承1在图6中的左侧，即锥面B的收缩端始终与钢丝绳5施加的侧载方向相对，因此，该侧载的方向在水平方向上的分力的方向指向轴承1在图6中的右侧，即锥面B的扩张端。

如图9a-9c所示，滑轮2所受到的外力包括由钢丝绳5施加的侧载、锥面B对滑轮2施加的垂直于锥面B向上的支持力F1以及锥面B与滑轮2之间的平行于锥面B的母线的摩擦力Fs。其中，由钢丝绳5施加的侧载可以分解成图9b示出的竖直向下的F和水平方向上的侧向力F'。在侧向力F'大于F*tga的情况下，随着钢丝绳5施加的侧载的增大，滑轮2与轴承2的锥面B之间的配合越来越紧，滑轮2自身结构张力在水平方向的分力足以抵消侧向力F'，因此滑轮2与轴承1相结合的整体锥面能够承担侧向载荷，从而保证了滑轮2与轴承1之间不发生侧滑。

由此可见，锥面B的母线与轴承1的中心轴线O之间的夹角a满足tga＜λ时，可以保证滑轮2与轴承1在非侧载工况下能实现摩擦自锁，不侧向滑移；还能够使滑轮2与轴承1在侧载工况下，滑轮2与轴承1相结合的整体锥面承担侧向载荷，保证了滑轮2与轴承1之间不发生侧滑，进而大幅提高结构的安全性能。

本实施例中，轴承1采用的材料是高碳铬轴承钢GCr15，滑轮2采用的材料是MC尼龙，此时滑轮2与轴承1之间的静摩擦系数λ为0.37。若要求tga＜0.37，则a＜20°。当然，为了保证轴承1和滑轮2之间的锥度配合效果，a的范围控制在10～15°较为适宜。

上述实施例中，外圈11的外壁两端具有轴肩15，通过在轴肩15设置有螺纹结构，可以使该轴承1的整体与外界连接件实现螺纹连接，使用方便快捷，而且加工工艺简单。

如图5和图7所示，本实施例中的滑轮总成包括滑轮2和轴承，滑轮2和轴承之间为过盈配合，从而可以保证滑轮2与轴承之间无法发生相对转动。其中，所述轴承采用的是上述各实施例中的轴承，滑轮2的内圈21设置成与所述轴承中的外圈11的外壁相适配的锥面。本实用新型中的滑轮2与轴承之间采用锥面配合形式，上文已经对二者在非侧载工况和侧载工况的滑轮2与轴承1之间不发生侧滑进行了说明，在此不再赘述。

上述实施例中，滑轮总成还可以包括止动件3，其设置于外圈11两端的轴肩15，外圈11的锥面的宽度M略小于滑轮2的宽度L，保证外圈11两端的止动件3紧固后仍能与滑轮紧密贴合，以所述轴承的端面与滑轮2的端面平齐为宜。通过止动件3，可以防止滑轮2与轴承之间的侧向滑动，大幅提高整个系统安全性。

上述实施例中，止动件3可以采用由金属材料制成的止动环，该止动环与外圈11两端的轴肩15螺纹连接。滑轮2与轴承1的装配过程中，图6中左侧(锥面B的收缩端)的止动环通过螺纹连接拧紧在轴肩15上后，其对滑轮2施加向右的预紧力；与之相同地，图6中右侧(锥面B的扩张端)的止动环通过螺纹连接拧紧在轴肩15上后，其对滑轮2施加向左的预紧力。因此，当锥面B的两端的止动环均拧紧后，当滑轮2相对轴承1呈现侧滑趋势时，止动环将为滑轮2提供反向阻力，防止侧滑产生，起二重防护作用。

当然，止动件3也可以采用弹性挡圈，此时需要在轴肩15上开设环形卡槽(图中未示出)，弹性挡圈直接卡设在轴肩15上的环形卡槽内，弹性挡圈可以采用标准件，材质可以选用比如弹簧钢等。由于轴肩15上的环形卡槽的宽度大于弹性挡圈的厚度，因此装配后弹性挡圈与滑轮2不相接触，弹性挡圈无法为滑轮2和轴承1提供预紧，但可作为滑轮2紧固的二重防护结构。

本实用新型还提供一种伸缩臂，其包括位于所述伸缩臂末节臂头上方的导向滑轮和下方的吊重滑轮，并且，所述导向滑轮和吊重滑轮为上述各实施例中的滑轮总成。所述伸缩臂的其它部分均为现有技术，在此不再赘述。

本实用新型还提供一种起重机，其包括上述各实施例中的滑轮总成，所述起重机的其它部分均为现有技术，在此不再展开描述。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (12)

1.一种轴承，包括外圈；其特征在于：所述外圈的外壁为锥面，tga＜λ，其中：所述a为所述锥面的母线与所述轴承的中心轴线之间的夹角，所述λ为所述外圈的外壁和所述滑轮之间的静摩擦系数。

2.如权利要求1所述的轴承，其特征在于：所述a＜20°。

3.如权利要求1所述的轴承，其特征在于：所述a的范围为10°～15°。

4.如权利要求1所述的轴承，其特征在于：所述外圈的外壁两端具有轴肩。

5.如权利要求4所述的轴承，其特征在于：所述轴肩设置有螺纹结构。

6.如权利要求1至5中任一项所述的轴承，其特征在于：还包括具有圆柱中心通孔的内圈，其外壁周向具有外圈滚槽，该外圈滚槽与所述外圈的内壁的内圈滚槽共同形成供滚动体自由滑动的滚道，所述滚道的长度方向与所述轴承的中心轴线平行。

7.一种滑轮总成，包括滑轮和轴承，所述滑轮和所述轴承之间为过盈配合；其特征在于：所述轴承为如权利要求1至6中任一项所述的轴承，所述滑轮的内圈设置成与所述轴承中的外圈的外壁相适配的锥面。

8.如权利要求7所述的滑轮总成，其特征在于：还包括止动件，其设置于所述外圈两端的轴肩，所述止动件外侧的端面与所述滑轮的端面平齐。

9.如权利要求8所述的滑轮总成，其特征在于：所述止动件为止动环，所述止动环与所述外圈两端的所述轴肩螺纹连接。

10.如权利要求8所述的滑轮总成，其特征在于：所述止动件为弹性挡圈。

11.一种伸缩臂，包括位于所述伸缩臂末节臂头上方的导向滑轮和下方的吊重滑轮，其特征在于：所述导向滑轮和吊重滑轮为如权利要求7至10中任一项所述的滑轮总成。

12.一种起重机，其特征在于：包括如权利要求7至10中任一项所述的滑轮总成。