CN216343407U

CN216343407U - 一种分体式齿圈轴承

Info

Publication number: CN216343407U
Application number: CN202123011621.4U
Authority: CN
Inventors: 王小刚; 李建斌; 程永龙; 陈全征; 张军顺; 户攀攀
Original assignee: China Railway Engineering Equipment Group Co Ltd CREG
Current assignee: China Railway Engineering Equipment Group Co Ltd CREG
Priority date: 2021-12-02
Filing date: 2021-12-02
Publication date: 2022-04-19
Anticipated expiration: 2031-12-02

Abstract

本实用新型提供了一种分体式齿圈轴承，该分体式齿圈轴承包括：外圈、内圈和齿圈，所述内圈设置于所述外圈内，并且所述内圈与所述齿圈可拆卸地固接到一起；所述内圈的上端面与所述外圈之间设有主推力滚子，所述内圈的外径与所述外圈之间设有径向滚子，所述内圈的下端面与所述外圈之间设有反推滚子。通过本实用新型，缓解了盾构机主轴承的修复难度大，修复周期长的技术问题。

Description

一种分体式齿圈轴承

技术领域

本实用新型涉及机械运动部件的技术领域，尤其涉及一种分体式齿圈轴承。

背景技术

目前，盾构机主轴承主要是由内圈、外圈、滚动体和保持器构成，其中内圈或者外圈带齿，带齿的内圈或外圈称作带齿套圈，带齿套圈不仅具有三个滚道面，也具有齿轮，是盾构机主轴承的主要工作传动部件。盾构机主轴承主要失效形式为滚道疲劳剥落、压坑、滚动体剥落以及齿根裂纹等，其中，滚道剥落及齿根裂纹是导致主轴承失效的两种主要形式，在滚道剥落或齿根裂纹出现时，需要对主轴承进行修复或者更换。

主轴承带齿套圈滚道缺陷轻微时，一般选择修复带齿套圈；滚道缺陷较为严重时，通常需要更换整个带齿套圈。

齿根裂纹出现时往往是难以修复的，这意味着整个轴承报废或者需拆卸轴承更换整个带齿套圈。更换带齿套圈严重影响工期进行，更换报废轴承又造成较大的资源浪费及成本提升；

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种分体式齿圈轴承，以缓解盾构机主轴承的修复难度大，修复周期长的技术问题。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本实用新型提供一种分体式齿圈轴承，包括：外圈、内圈和齿圈，所述内圈设置于所述外圈内，并且所述内圈与所述齿圈可拆卸地固接到一起；

所述内圈的上端面与所述外圈之间设有主推力滚子，所述内圈的外径与所述外圈之间设有径向滚子，所述内圈的下端面与所述外圈之间设有反推滚子。

在优选的实施方式中，所述齿圈的截面呈L型台阶状，所述内圈设置于所述齿圈与所述外圈之间。

在优选的实施方式中，所述反推滚子的反推保持器套设于所述齿圈外。

在优选的实施方式中，所述内圈呈圆环形。

在优选的实施方式中，所述内圈与所述齿圈通过轴向螺栓固接。

在优选的实施方式中，所述齿圈设有轴向的顶丝孔。

在优选的实施方式中，所述外圈包括轴向分布的第一外圈和第二外圈，所述主推力滚子设置于所述第一外圈与所述内圈之间，所述反推滚子设置于所述第二外圈与所述内圈之间。

在优选的实施方式中，所述第一外圈与所述第二外圈通过螺栓紧固。

在优选的实施方式中，所述内圈的材质采用轴承钢，所述齿圈的材质采用20CrMnTi、20CrMnTo或18CrNiMo7-6。

在优选的实施方式中，所述齿圈包括多个绕所述轴承的轴线圆周分布的剖分段。

本实用新型的特点及优点是：

该分体式齿圈轴承中，内圈与齿圈为分体式结构，可以实现在出现齿根裂纹时，更换齿圈，且无需拆分整个轴承，便于快速修复轴承；在滚道出现剥落或压坑时，更换或修复内圈，内圈上不存在齿，修复的加工难度较低。

该分体式齿圈轴承可以作为盾构机主轴承，在轴承齿圈出现裂纹时，只需要更换齿圈；在内圈出现缺陷时，只修复或更换内圈即可，节约工期时间，减少维护成本；齿圈和内圈单个修复加工难度较小，生产周期短，能够大大缩短修复工期，减少盾构机的修复成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本实用新型提供的一种分体式齿圈轴承的结构示意图；

图2为图1中的A处的局部放大图；

图3为本实用新型提供的一种分体式齿圈轴承的一圆周位置的局部剖视图；

图4为本实用新型提供的一种分体式齿圈轴承的另一圆周位置的局部剖视图；

图5为本实用新型提供的一种分体式齿圈轴承的另一圆周位置的局部剖视图；

图6为本实用新型提供的一种分体式齿圈轴承中的内圈与齿圈的局部剖视图。

附图标号说明：

10、外圈；11、第一外圈；12、第二外圈；13、挡圈；

20、内圈；21、内圈的上端面；22、内圈的下端面；23、内圈的外径；24、内圈的内径；

30、齿圈；31、第一环部；32、第二环部；

41、主推力滚子；42、主推力保持器；

51、径向滚子；52、径向保持器；

61、反推滚子；62、反推保持器；

71、定位销；72、内六角堵丝；

81、轴向螺栓；82、顶丝孔。

具体实施方式

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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种分体式齿圈轴承，如图1-图3所示，包括：外圈10、内圈20和齿圈30，内圈20设置于外圈10内，并且内圈20与齿圈30可拆卸地固接到一起；内圈的上端面21与外圈10之间设有主推力滚子41，内圈的外径23与外圈10之间设有径向滚子51，内圈的下端面22与外圈10之间设有反推滚子61。

该分体式齿圈轴承中，内圈20与齿圈30为分体式结构，可以实现在出现齿根裂纹时，更换齿圈30，且无需拆分整个轴承，便于快速修复轴承；在滚道出现剥落或压坑时，更换或修复内圈20，内圈20上不存在齿，修复的加工难度较低。

该分体式齿圈轴承可以作为盾构机主轴承，在轴承齿圈30出现裂纹时，只需要更换齿圈30；在内圈20出现缺陷时，只修复或更换内圈20即可，节约工期时间，减少维护成本；齿圈30和内圈20单个修复加工难度较小，生产周期短，能够大大缩短修复工期，减少盾构机的修复成本。

如图3-图6所示，主推力滚子41安装于主推力保持器42中，径向滚子51安装于径向保持器52中，反推力滚子安装于反推力保持器中。

在一实施方式中，齿圈30的截面呈L型台阶状，内圈20设置于齿圈30与外圈10之间。具体地，齿圈30具有第一环部31和第二环部32，第一环部31与第二环部32为一体结构，第二环部32包围第一环部31，内圈20套设于第一环部31外，并且第二环部32的上端面与内圈的下端面22贴合，如图4和图6所示，第一环部31和第二环部32形成L型台阶状，齿圈30的外侧形成凹槽，内圈20设置于该凹槽中。内圈20和齿圈30是可分离结构，凹槽的底壁与内圈的下端面22为内圈20和齿圈30之间的配合面，并且，内圈的内径24与凹槽的侧壁也构造成为内圈20和齿圈30之间的配合面，相应增加齿圈30的刚性，同时保证齿圈30和内圈20的同心度。

进一步地，反推滚子61的反推保持器62套设于齿圈30外，反推滚子61的滚动面与内圈20和第二外圈12相配合，齿圈30对反推保持器62的位置起到限定作用。

进一步地，内圈20呈圆环形，如图3和图6所示，内圈20的断面大体呈矩形，内圈20通过齿圈30进行定位，内圈20的形状比较规则，方便装卸，内圈20上不存在齿，修复的加工难度较低。

内圈20与齿圈30之间可以采用间隙配合。如图4所示，齿圈30和内圈20之间设置定位销71定位，保证齿圈30与内圈20的同心度，定位销71既可以实现内圈20和齿圈30的定位，又能够保证内圈20和齿圈30的同心度，另外也能阻止内圈20和齿圈30产生周向旋转，保证驱动齿轮与齿圈30啮合平稳。

定位销71的顶部设有内六角堵丝72，内六角堵丝72安装在齿圈30上，使用螺纹胶有效的预防定位销71松动脱出。

内圈20与齿圈30可以通过螺栓联接，实现两者的紧固。在一实施方式中，如图3所示，内圈20与第二环部32通过轴向螺栓81固接，保证套圈与齿圈30的传动牢固性。轴向螺栓81可以使用有螺纹胶，能够有效的保证轴向螺栓81不松动。

在一实施方式中，齿圈30设有轴向的顶丝孔82，如图5所示，顶丝与顶丝孔82配合，可以实现内圈20和齿圈30的分离。顶丝孔82设有堵丝，可以有效预防异物进入顶丝孔82内部。

如图1和图2所示，顶丝孔82、轴向螺栓81、定位销71沿圆周方向分布。在一实施方式中，多个顶丝孔82沿圆周均布，多个轴向螺栓81沿圆周均布，多个定位销71沿圆周均布。

如图3所示，外圈10包括轴向分布的第一外圈11和第二外圈12，第一外圈11和第二外圈12通过螺栓紧固，主推力滚子41和径向滚子51均设置于第一外圈11与内圈20之间，反推滚子61设置于第二外圈12与内圈20之间。第一外圈11的内径连接有挡圈13，挡圈13与第二外圈12通过螺栓固接。第二外圈12的内径与齿圈30的外径之间具有一定的间隙。

齿圈30和内圈20可以选用同样的材质。

在另一实施方式中，内圈20与齿圈30使用不同的材质，内圈20采用轴承钢材质，齿圈30使用性能优于轴承钢的材质，这样在能够保证轴承质量的同时，也能够有效增加齿圈30的性能，更好地满足齿轮使用要求。优选地，内圈20的材质采用轴承钢，齿圈30的材质采用20CrMnTi、20CrMnTo或18CrNiMo7-6。

内圈20的材质可以选用42CrMo。

在一实施方式中，齿圈30包括多个绕轴承的轴线圆周分布的剖分段，齿圈30为分体结构，当其中一剖分段出现问题时，只更换对应的剖分段。进一步地，齿圈30包括4段或6段剖分段，各个剖分段分别通过螺栓固接于内圈20，从而使各个剖分段联接到一起。

作为另一种实施方式，内圈的内径24的至少一部分为第一锥面，齿圈30的外径的至少一部分为与第一锥面相配合的第二锥面，第一锥面与第二锥面贴合到一起，对齿圈30和内圈20进行定位。内圈20与齿圈30可以通过定位销71进一步定位，并通过螺栓联接。

作为另一种实施方式，该分体式齿圈轴承与外部结构联接时，直接用螺栓把内圈20和齿圈30以及外部结构联接起来。

齿圈30和内圈20如果做成一体式的结构，在用料的经济性、装配的便捷性以及传动的牢固性等方面，具有一定的优势。该分体式齿圈轴承应用于盾构机，作为盾构机主轴承，发明人发现，齿圈30和套圈如果做成一体式的结构，存在一些弊端：齿圈30出现齿根裂纹的原因很多，如淬火应力集中、驱动力矩过大、机加工、安装精度等；在滚道出现损伤需要修复时，齿的存在就为滚道的修复增加了加工难度；在齿根出现裂纹时，整个齿圈30甚至轴承就要报废，造成了很大的浪费。

因为盾构机的特殊性，在主轴承齿根出现裂纹时往往是选择报废或者更换齿圈30。两种方式成本都较高且工期较长。选择报废，需要重新购置轴承，新制造周期较长；修复轴承需要对轴承进行拆解分析，然后再测绘修复，更换齿圈30，达到成品要求，这些过程会严重影响工期，增加成本。

该分体式齿圈轴承为三排圆柱滚子组合轴承，不仅可以用于盾构机，也可以用于顶管机、风电主机、港口起重机或堆取料机等领域。

本实用新型提供的轴承中，内圈20和齿圈30为分体式结构，各自出现的缺陷只需要对有缺陷的部位进行修复或更换即可。该分体式齿圈轴承具有以下优点：(1)内圈20如果出现缺陷，只需要将内圈20拆出，并且内圈20结构较为简单，修复便捷；如果齿圈30出现齿根裂纹，则只需要更换齿圈30即可，齿圈30结构相对简单，加工难度小，用料少，制造成本较低，有利于缩短修复工期，降低修复成本，提升产品性能；(2)齿圈30和内圈20通过轴向螺栓81联接，能够有效保证整个套圈的传动牢固性；定位销71可以保证齿圈30和内圈20的同心度和装配精度，提高安装的便利性；齿圈30上设置顶丝孔82，在更换齿圈30时，保证更换的便利性；(3)齿圈30的材质与内圈20的材质可以不同，既能够保证轴承质量的同时，也能够有效增加齿圈30的性能，最大程度的发挥各种材质的性能。

以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。

Claims

1.一种分体式齿圈轴承，其特征在于，包括：外圈、内圈和齿圈，所述内圈设置于所述外圈内，并且所述内圈与所述齿圈可拆卸地固接到一起；

2.根据权利要求1所述的分体式齿圈轴承，其特征在于，所述齿圈的截面呈L型台阶状，所述内圈设置于所述齿圈与所述外圈之间。

3.根据权利要求2所述的分体式齿圈轴承，其特征在于，所述反推滚子的反推保持器套设于所述齿圈外。

4.根据权利要求3所述的分体式齿圈轴承，其特征在于，所述内圈呈圆环形。

5.根据权利要求2所述的分体式齿圈轴承，其特征在于，所述内圈与所述齿圈通过轴向螺栓固接。

6.根据权利要求2所述的分体式齿圈轴承，其特征在于，所述齿圈设有轴向的顶丝孔。

7.根据权利要求1所述的分体式齿圈轴承，其特征在于，所述外圈包括轴向分布的第一外圈和第二外圈，所述主推力滚子设置于所述第一外圈与所述内圈之间，所述反推滚子设置于所述第二外圈与所述内圈之间。

8.根据权利要求7所述的分体式齿圈轴承，其特征在于，所述第一外圈与所述第二外圈通过螺栓紧固。

9.根据权利要求1所述的分体式齿圈轴承，其特征在于，所述内圈的材质采用轴承钢，所述齿圈的材质采用20CrMnTi、20CrMnTo或18CrNiMo7-6。

10.根据权利要求1所述的分体式齿圈轴承，其特征在于，所述齿圈包括多个绕所述分体式齿圈轴承的轴线圆周分布的剖分段。