CN214499763U - 一种具有抗震功能的大型推力球轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有抗震功能的大型推力球轴承，该推力球轴承包括内部布置润滑油道的轴圈、滚道两侧布置环状支撑的座圈、按360°圆周均匀分布在节圆上的分块轮式保持器、作为固定支撑同座圈固定连接的基础限位环、润滑孔和布置在环状支撑上侧与轴圈接触位置的密封环；所述分块轮式保持器包括若干个分体保持架隔板、球式滚动体、结构型式为深沟球轴承的支撑轮式轴承、固定安装在分体保持架隔板的轴孔内的支撑轴。本实用新型利用限位环的固定支撑、分块轮式保持器，可实现抵抗地震载荷、低转速、重轴向载荷、可靠性要求高的回转副连接，应用于能源等领域的低转速重型机械装备。

Description

一种具有抗震功能的大型推力球轴承

技术领域

本实用新型涉及机械设计技术领域，特别是涉及一种具有抗震功能的大型推力球轴承。

背景技术

推力球轴承由上下座圈和保持器组件组成，用于承受轴向载荷，被广泛应用于支承机械设备。然而，传统的推力球轴承因为球体配置较大，所以球体与轴圈和底圈的滚道接触面比较大。在轴承工作过程中，球体与滚道间的摩擦力比较大、噪音大、震动也比较剧烈，因此该种轴承不适合应用与对精密度要求比较高的设备中。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种具有抗震功能的大型推力球轴承，在座圈内设置了大型推力球轴承的封闭润滑油路，结合限位环的固定支撑、分块轮式保持器，利用限位环的固定支撑、分块轮式保持器，在横向载荷作用下通过限位环固定轴圈移动量，采用分块轮式保持器实现滚动体爬坡后自动调心，可有效提高轴承的精度和承载能力，使大型推力球轴承具有轴向承载大、抗震和高寿命等优点。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种具有抗震功能的大型推力球轴承，包括内部布置润滑油道的轴圈 (1)、滚道两侧布置环状支撑的座圈(2)、按360°圆周均匀分布在节圆上的分块轮式保持器、作为固定支撑同座圈(2)固定连接的基础限位环(7)、能够添加润滑油的润滑孔(8)和布置在环状支撑上侧与轴圈(1)接触位置的密封环(9)；

其中，所述分块轮式保持器包括若干个在座圈(2)上沿节圆进行圆周滚动的分体保持架隔板(3)、设置在分体保持架隔板(3)上的若干个球式滚动体(4)、若干组结构型式为深沟球轴承的支撑轮式轴承(5)、若干个固定安装在分体保持架隔板(3)的轴孔内的支撑轴(6)；基础限位环(7)和座圈(2)均为回转体，基础限位环(7)和座圈(2)之间存在环装限位间距，在地震载荷作用下推力球轴承轴圈通过基础限位环进行径向位移的限制。

进一步地，所述轴圈(1)和座圈(2)调质后的硬度为57～62HRC。

进一步地，所述轴圈(1)和座圈(2)的滚道表面硬化采用表面感应淬火工艺。

进一步地，所述球式滚动体(4)采用全淬火工艺，要求调质后的硬度不小于60HRC，球式滚动体(4)的硬度比轴圈(1)和座圈(2)的硬度大1～ 2HRC。

进一步地，所述支撑轴(6)采用冷装或轴端增加卡环的方式固定安装在分体保持架隔板(3)的轴孔内。

进一步地，所述支撑轮式轴承(5)通过液氮冷装的方式同支撑轴(6) 的内圈过盈配合。

本实用新型的优点和积极效果：

1、本实用新型针对低速、重载荷等极端工况的轴向回转副，在座圈上设置了大型推力球轴承的封闭润滑油路，结合限位环的固定支撑、分块轮式保持器，利用限位环的固定支撑、分块轮式保持器，在横向载荷作用下通过限位环固定轴圈移动量，采用分块轮式保持器实现滚动体爬坡后自动调心，可有效提高轴承的精度和承载能力，使大型推力球轴承具有轴向承载大、抗震和高寿命等优点。

2、本实用新型利用限位环的固定支撑、分块轮式保持器，可实现低转速、重轴向载荷、可靠性要求高的回转副连接,可抵抗地震载荷，应用于能源等低转速重型机械装备。

3、本实用新型中的保持器为分块轮式保持器，分块以及轮式结构，避免了传统环状一体结构的保持器在轴承工作过程中震动较大，甚至因震动而导致断裂的问题，使得大型推力球轴承具备抗震功能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中的一种具有抗震功能的大型推力球轴承结构示意图；

图2为本实用新型实施例中的一种具有抗震功能的大型推力球轴承分块轮式保持器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中的一种具有抗震功能的大型推力球轴承设计方法流程图；

其中，1、轴圈，2、座圈，3、分体保持架隔板，4、球式滚动体，5、支撑轮式轴承，6、支撑轴，7、限位环，8、润滑孔，9、密封环。

具体实施方式

本实用新型是针对现有技术中开放式结构的大型推力球轴承无法形成闭式油路润滑，无法抵抗地震载荷，低速、重载荷等极端工况的轴向回转副而研发的一种具有抗震功能的大型推力球轴承。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。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，都应当属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，其示出了本实用新型实施例中的一种具有抗震功能的大型推力球轴承，包括内部布置润滑油道的轴圈1、滚道两侧布置环状支撑的座圈2、按360°圆周均匀分布在节圆上的分块轮式保持器、作为固定支撑同座圈2固定连接的基础限位环7、能够添加润滑油的润滑孔8和布置在环状支撑上侧与轴圈1接触位置的密封环9；所述分块轮式保持器包括若干个在座圈2上沿节圆进行圆周滚动的分体保持架隔板3、设置在分体保持架隔板3上的若干个球式滚动体4、若干组结构型式为深沟球轴承的支撑轮式轴承 5、若干个固定安装在分体保持架隔板3的轴孔内的支撑轴6；基础限位环7 和座圈2均为回转体，基础限位环7和座圈2之间存在环装限位间距。

具体的，分体保持架隔板3的个数依据实际轴承的大小以及分体保持架隔板3尺寸的大小而确定；如图2所示，设置在分体保持架隔板3上的球式滚动体4一般设置为9个，中间设置5个，在支撑轮式轴承5的两侧各设置 2个；支撑轮式轴承5设置为2组，支撑轴6的个数与支撑轮式轴承5的组数相对应，设置为2个。

所述轴圈1和座圈2调质后的硬度为57～62HRC。

所述轴圈1和座圈2的滚道表面硬化采用表面感应淬火工艺。

所述球式滚动体4采用全淬火工艺，要求调质后的硬度不小于60HRC，球式滚动体4的硬度比轴圈1和座圈2的硬度大1～2HRC。

所述支撑轴6采用冷装或轴端增加卡环的方式固定安装在分体保持架隔板3的轴孔内。

所述支撑轮式轴承5通过液氮冷装的方式同支撑轴6的内圈过盈配合。

所述轴圈1、座圈2、分体保持架隔板3、球式滚动体4、支撑轮式轴承 5、支撑轴6的的材质为合金钢；为避免长期静置扩散，轴圈1、座圈2与球式滚动体4也可以选择不同材质。

如图3所示，其示出了一种具有抗震功能的大型推力球轴承的设计方法，上述结构的具有润滑系统的大型推力球轴承可以按照该设计方法进行设计，轴承设计系统包括主要参数优化模块和尺寸计算模块；具体设计步骤如下：

步骤A：输入轴承的外形尺寸，外形尺寸包括轴承轴圈和座圈的最大外径Dmax以及轴承轴圈和座圈的最小内径dmin；

步骤B：确定优化目标函数；目标函数为额定动载荷C_a，额定动载荷C_a的具体计算公式为C_a＝3.647b_mf_cZ^2/3D_W ^1.4，

其中b_m为系数，取值1.3；f_c为额定动载荷系数，Z为滚动体数，D_w为滚动体直径。

步骤C：输入优化约束条件；输入优化约束条件具体的步骤为：

(C1)输入球式滚动体(4)的球径D_w，Kmin(Dmax-dmin)＜D_w＜ Kmin(Dmax-dmin),Kmin＝0.26,Kmax＝0.42；

(C2)输入轴承节圆直径D_wp，D_wp＝0.5(Dmax+dmin)；

(C3)输入球式滚动体(4)间距ε1，ε1＝6～12mm；

(C4)输入相邻保持架之间间距ε2，ε2＝12mm；

其中，Z为滚动体数，D_w为滚动体直径，D_wp为节圆直径。

步骤D：计算轴承静安全系数K_s，K_s＝C_oa/P_oa，其中为C_oa为额定静载荷， P_oa为当量静载荷；具体计算见GB/T4662；

步骤E：计算轴承名义疲劳寿命L_10h，具体见GB/T6391，(滚压轴承的疲劳寿命要远大于这个值)，并要求额定动载荷/当量动载荷＞2.4；

步骤F：轴承细节尺寸计算；轴承细节尺寸计算包括；

(F1)轴圈1沟道曲率半径ri＝0.54D_w，D_w为滚动体直径；

(F2)轴圈1、座圈2沟道中心直径di＝D_wp；

(F3)轴圈1沟底高度h_e＝0.5(T-D_w)，T为轴承高度；座圈2沟底高度 h_i；

(F4)轴圈1高度b＝h_i+0.1D_w，座圈2高度c＝h_e+0.1D_w；

(F5)轴圈1沟道高度g_i＝b-h_i，座圈2沟道高度g_e＝c-h_i。

步骤G：判断轴承结构是否满足紧固件、分块轮式保持器圆周运动的结构要求，若不满足条件则返回步骤A修改轴承外形尺寸。

综上所述，本实用新型针对低速、重载荷等极端工况的轴向回转副，在座圈上设置了大型推力球轴承的封闭润滑油路，结合限位环的固定支撑、分块轮式保持器，利用限位环的固定支撑、分块轮式保持器，在横向载荷作用下通过限位环固定轴圈移动量，采用分块轮式保持器实现滚动体爬坡后自动调心，可有效提高轴承的精度和承载能力，使大型推力球轴承具有轴向承载大、抗震和高寿命等优点；本实用新型的轴承设计系统包括参数优化模块和尺寸计算模块，可便捷实现低速重载大型大型推力球轴承参数设计，轴承参数优化模块以额定动载荷、额定静载荷为目标函数，以滚动体直径、滚动体间距、最小轴向载荷等为约束条件，采用智能优化算法进行轴承参数的确定。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种具有抗震功能的大型推力球轴承，其特征在于：包括内部布置润滑油道的轴圈(1)、滚道两侧布置环状支撑的座圈(2)、按360°圆周均匀分布在节圆上的分块轮式保持器、作为固定支撑同座圈(2)固定连接的基础限位环(7)、能够添加润滑油的润滑孔(8)和布置在环状支撑上侧与轴圈(1)接触位置的密封环(9)；

其中，所述分块轮式保持器包括若干个在座圈(2)上沿节圆进行圆周滚动的分体保持架隔板(3)、设置在分体保持架隔板(3)上的若干个球式滚动体(4)、若干组结构型式为深沟球轴承的支撑轮式轴承(5)、若干个固定安装在分体保持架隔板(3)的轴孔内的支撑轴(6)；基础限位环(7)和座圈(2)均为回转体，基础限位环(7)和座圈(2)之间存在环装限位间距，在地震载荷作用下推力球轴承轴圈通过基础限位环进行径向位移的限制。

2.根据权利要求1所述的一种具有抗震功能的大型推力球轴承，其特征在于：所述轴圈(1)和座圈(2)调质后的硬度为57～62HRC。

3.根据权利要求1所述的一种具有抗震功能的大型推力球轴承，其特征在于：所述轴圈(1)和座圈(2)的滚道表面硬化采用表面感应淬火工艺。

4.根据权利要求1所述的一种具有抗震功能的大型推力球轴承，其特征在于：所述球式滚动体(4)采用全淬火工艺，要求调质后的硬度不小于60HRC，球式滚动体(4)的硬度比轴圈(1)和座圈(2)的硬度大1～2HRC。

5.根据权利要求1所述的一种具有抗震功能的大型推力球轴承，其特征在于：所述支撑轴(6)采用冷装或轴端增加卡环的方式固定安装在分体保持架隔板(3)的轴孔内。

6.根据权利要求1所述的一种具有抗震功能的大型推力球轴承，其特征在于：所述支撑轮式轴承(5)通过液氮冷装的方式同支撑轴(6)的内圈过盈配合。

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