JP2017057951A - Double row self-aligning roller bearing - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、左右2列のころに不均等な荷重が負荷される用途、例えば風力発電装置や産業機械の主軸を支持する軸受等に適用される複列自動調心ころ軸受に関する。 The present invention relates to a double-row self-aligning roller bearing applied to an application in which uneven loads are applied to the left and right two-row rollers, for example, a bearing that supports a main shaft of a wind power generator or an industrial machine.
風力発電装置の主軸を支持する軸受には、ブレードやロータヘッドの自重によるラジアル荷重の他に、風力によるアキシアル荷重が作用する。軸受が複列自動調心ころ軸受である場合、左右2列のころのうち、主に一方の列のころだけがアキシアル荷重を受ける。つまり、一方の列のころがラジアル荷重とアキシアル荷重の両方を受けるのに対し、他方の列のころはほぼラジアル荷重だけを受ける。ラジアル荷重に比べて一方向のアキシアル荷重が大きいため、アキシアル荷重を受ける列のころは、アキシアル荷重を殆ど受けない列のころと比べて、表面損傷や摩耗が生じやすく、転がり寿命が短い。このアキシアル荷重を受ける列のころの転がり寿命により、軸受全体の実質寿命が決定される。 In addition to the radial load caused by the weight of the blade and the rotor head, an axial load caused by wind force acts on the bearing that supports the main shaft of the wind power generator. When the bearing is a double-row self-aligning roller bearing, only one of the two rows of left and right rollers mainly receives an axial load. That is, one row of rollers receives both a radial load and an axial load, while the other row of rollers receives only a radial load. Since the axial load in one direction is larger than the radial load, the roller in the row subjected to the axial load is more likely to cause surface damage and wear and has a shorter rolling life than the roller in the row not subjected to the axial load. The actual life of the entire bearing is determined by the rolling life of the rollers in the row subjected to this axial load.
単に軸受の寿命を向上させるだけであれば、サイズの大きな軸受を用いて軸受全体の負荷容量を大きくすればよいが、その場合、アキシアル荷重を殆ど受けない列のころだけが負荷容量や転がり寿命につき余裕を持つこととなり、設計上の無駄が多い。 To simply improve the life of the bearing, it is only necessary to increase the load capacity of the entire bearing using a large-sized bearing, but in that case, only the roller in a row that receives almost no axial load has the load capacity and rolling life. There is a lot of design waste.
そこで、例えば図5に示すように、内輪2と外輪3との間に介在する左右各列のころ4,5の長さL1,L2を互いに異ならせることで、アキシアル荷重を受ける列のころ5の負荷容量を、アキシアル荷重を殆ど受けない列のころ4の負荷容量よりも大きくすることが提案されている(特許文献1)。左右各列のころ4,5の負荷容量を適切に設定することにより、左右各列のころ4,5の転がり寿命がほぼ同じになり、軸受全体の実質寿命を向上させることができる。
Therefore, for example, as shown in FIG. 5, the lengths L1 and L2 of the left and right rows of
図5に示す特許文献1に記載の複列自動調心ころ軸受1は、内輪2の外周面の中間部に、左右各列のころ4,5を案内する中つば8が設けられている。中つば8は、ころ4,5の誘起スラスト荷重に耐えうる強度を確保するために、ある程度の幅方向の肉厚が必要である。そのため、軸受の限られた幅寸法内では、ころ4,5の長さL1,L2をあまり長くすることができず、軸受全体の負荷容量を思うように高められないという課題がある。
The double-row self-aligning roller bearing 1 described in
前記中つば8は、左右各列のころ4,5が非対称ころである場合に、ころ4,5の誘起スラスト荷重を受けるために設けられることから、ころ4,5を対称ころにして誘起スラスト荷重が発生しないようにすれば、中つば8を無くすことができることに着目した。中つば8が無ければ、ころ4,5の長さL1,L2を長くして、軸受全体の負荷容量を高めることができる。なお、「非対称ころ」とは、図6に誇張して示すように、最大径の位置がころ長さの中央から外れたころのことであり、「対称ころ」は、最大径の位置がころ長さの中央に位置するころのことである。
The
しかし、ころ4,5の長さL1,L2を長くすると、左右のころ4,5が接近するため、ころ4,5を保持する保持器10L,10R(図5)の各円環部11の幅方向の肉厚を薄くしなければならない。円環部11から柱部12が一方向に延びた櫛状の保持器10L,10Rを用いる場合、円環部11の幅方向の肉厚が薄いと、保持器10L,10Rが強度不足となり、ころ4,5を安定して保持できない可能性がある。
However, when the lengths L1 and L2 of the
この発明の目的は、左右のころ列に互いに大きさが異なる荷重が作用する用途で用いるのに適し、保持器の強度不足を招くことなく、大きな負荷容量の確保および長寿命化を図ることができる複列自動調心ころ軸受を提供することである。 The object of the present invention is suitable for use in applications in which loads of different magnitudes act on the left and right roller rows, ensuring a large load capacity and extending the life without causing a lack of strength of the cage. It is to provide a double-row self-aligning roller bearing capable.
この発明の複列自動調心ころ軸受は、内輪と外輪との間に左右2列にころが介在し、前記外輪の軌道面が球面状であり、前記左右2列のころは、左列のころと右列のころの長さが互いに異なり、かつ前記左列のころおよび前記右列のころの両方を保持する保持器を有し、この保持器は、前記左列のころと前記右列のころ間に配置される円環部と、この円環部から幅方向の左右両側にそれぞれ延びる複数の柱部とを有し、左側に延びる柱部間に前記左列のころが保持され、右側に延びる柱部間に前記右列のころが保持される一体型の保持器であることを特徴とする。 In the double-row self-aligning roller bearing according to the present invention, rollers are interposed in two right and left rows between the inner ring and the outer ring, the raceway surface of the outer ring is spherical, and the left and right two-row rollers are arranged in the left row. The rollers and the right row rollers have different lengths, and have a cage that holds both the left row roller and the right row roller, and the cage includes the left row roller and the right row roller. An annular portion disposed between the rollers, and a plurality of column portions extending from the annular portion to the left and right sides in the width direction, and the left row of rollers is held between the column portions extending to the left side, It is an integrated type retainer in which the right row rollers are held between pillars extending to the right.
この構成によると、左列のころと右列のころの長さを互いに異ならせることにより、長さの長いころが長さの短いころよりも、大きな負荷容量を持つようになる。複列自動調心ころ軸受を、左右の列に互いに大きさが異なる荷重が作用する用途に用いる場合、左右両列のころを比較して大きな荷重を受ける列のころは、長さの長いころとし、かつ比較して小さな荷重を受ける列のころは、長さが短いころとする。これにより、左右各列のころが持つ負荷容量に応じた比率で荷重を分担させることができる。その結果、左右各列のころの面圧が均等になる。これにより、軸受全体で大きな負荷容量を確保すると共に、軸受全体の実質寿命を向上させることができる。 According to this configuration, by making the lengths of the left row roller and the right row roller different from each other, the longer roller has a larger load capacity than the shorter roller. When using double row self-aligning roller bearings in applications where different loads are applied to the left and right rows, the roller in the row that receives a large load compared to the left and right rows of rollers is a long roller. In addition, the rollers in a row that receive a small load in comparison are rollers having a short length. Thereby, a load can be shared by the ratio according to the load capacity which the roller of each right and left row has. As a result, the surface pressures of the rollers in the left and right rows are equalized. As a result, a large load capacity can be ensured in the entire bearing, and the substantial life of the entire bearing can be improved.
軸受全体の負荷容量を大きくするために、内外輪の幅を変えずに左右のころの長さを長くした場合、左右のころが接近する。この接近した左右のころ間に、保持器の円環部が配置される。保持器を左列のころおよび右列のころを保持する一体型にし、円環部を左右両列に共用させるようにしたため、左右のころが接近していても、左列用の保持器および右列用の保持器の各円環部が左右のころ間に並ぶ構成と比べて、円環部の幅方向の肉厚を十分に確保することができる。このため、保持器の強度不足が避けられ、保持器によりころを安定して保持できる。前述したように、左右各列のころが持つ負荷容量に応じた比率で荷重を分担させることで、左右各列のころの面圧が均等になるため、一体型の保持器で左右各列のころを保持しても、保持器により各ころを円滑に駆動することができる。 In order to increase the load capacity of the entire bearing, if the length of the left and right rollers is increased without changing the width of the inner and outer rings, the left and right rollers approach each other. An annular portion of the cage is disposed between the close left and right rollers. Since the cage is an integrated type that holds the left and right rows of rollers, and the annular part is shared by both the left and right rows, even if the left and right rollers are close, Compared to the configuration in which the annular portions of the cage for the right row are arranged between the left and right rollers, a sufficient thickness in the width direction of the annular portion can be secured. For this reason, insufficient strength of the cage is avoided, and the rollers can be stably held by the cage. As described above, by sharing the load at a ratio according to the load capacity of each of the left and right rows of rollers, the surface pressure of the left and right rows of rollers becomes equal, so the integrated retainer Even if the rollers are held, the rollers can be driven smoothly by the cage.
この発明において、前記左右2列のころは、最大径の位置がころ長さの中央に位置する対称ころであり、前記内輪の外周面における前記左列のころと前記右列のころ間の部分に中つばが存在しない構成であっても良い。
左右のころを対称ころとすることにより、ころの誘起スラスト荷重の発生がなくなり、中つばを無くすことができる。中つばが存在しないと、中つばが存在する場合と比較してころの長さを長くすることができ、軸受全体の負荷容量を向上させられる。
In this invention, the left and right two rows of rollers are symmetrical rollers having a maximum diameter located at the center of the roller length, and a portion between the left row rollers and the right row rollers on the outer peripheral surface of the inner ring. A configuration in which there is no middle brim may be used.
By making the left and right rollers symmetrical, the generation of induced thrust load on the rollers is eliminated, and the middle collar can be eliminated. When the middle collar is not present, the length of the roller can be increased as compared with the case where the middle collar is present, and the load capacity of the entire bearing can be improved.
この発明において、前記内輪と前記保持器との間に、これら内輪および保持器に対し自由回転し前記左右2列のころを案内する案内輪が設けられていても良い。
案内輪を設けることで、中つばが無くても、ころのスキューを抑えることができる。非対称ころに比べ対称ころはころ長さが長いため、中つばを設けようとすると幅方向の肉厚が薄くなり、製作中等に破損が発生しやすいが、案内輪であればそのリスクがない。
In the present invention, a guide wheel that freely rotates with respect to the inner ring and the cage and guides the left and right rows of rollers may be provided between the inner ring and the cage.
By providing the guide ring, the skew of the rollers can be suppressed even if there is no middle collar. Symmetrical rollers have a longer roller length than asymmetrical rollers. Therefore, if an intermediate collar is provided, the thickness in the width direction is reduced, and damage is likely to occur during production.
この複列自動調心ころ軸受は、風力発電装置の主軸の支持に適する。
風力発電装置の主軸を支持する複列自動調心ころ軸受には、ブレードやロータヘッドの自重によるラジアル荷重、および風力によるアキシアル荷重が作用し、左右の列に互いに大きさが異なる荷重が作用する。すなわち、片方の列はラジアル荷重とアキシアル荷重の両方を受け、もう片方の列は殆どラジアル荷重だけを受ける。その場合、アキシアル荷重を受ける列のころは、長さの長いころとし、殆どラジアル荷重だけを受ける列のころは、長さの短いころとすることで、左右各列のころの面圧をほぼ均等にすることができる。
This double row self-aligning roller bearing is suitable for supporting the main shaft of the wind power generator.
Double row spherical roller bearings that support the main shaft of a wind turbine generator are subject to radial loads due to the weight of the blades and rotor head, and axial loads due to wind force, and loads of different magnitudes on the left and right rows. . That is, one row receives both radial and axial loads, while the other row receives almost only radial loads. In that case, the roller in the row that receives the axial load is a long roller, and the roller in the row that receives only the radial load is a short roller. Can be even.
この発明の複列自動調心ころ軸受は、内輪と外輪との間に左右2列にころが介在し、前記外輪の軌道面が球面状であり、前記左右2列のころは外周面が前記外輪の軌道面に沿う断面形状であって、前記左右2列のころは、左列のころと右列のころの長さが互いに異なり、かつ前記左列のころおよび前記右列のころの両方を保持する保持器を有し、この保持器は、前記左列のころと前記右列のころ間に配置される円環部と、この円環部から幅方向の左右両側にそれぞれ延びる複数の柱部とを有し、左側に延びる柱部間に前記左列のころが保持され、右側に延びる柱部間に前記右列のころが保持される一体型の保持器であるため、左右のころ列に互いに大きさが異なる荷重が作用する用途で用いるのに適し、保持器の強度不足を招くことなく、大きな負荷容量の確保および長寿命化を図ることができる。 In the double-row self-aligning roller bearing according to the present invention, rollers are interposed in two right and left rows between the inner ring and the outer ring, the raceway surface of the outer ring is spherical, and the outer circumferential surface of the left and right two-row rollers is the outer surface. The cross-sectional shape along the raceway surface of the outer ring, wherein the left and right rows of rollers have different lengths of the left row and right row rollers, and both the left row roller and the right row roller The retainer includes an annular portion disposed between the left row roller and the right row roller, and a plurality of each extending from the annular portion to the left and right sides in the width direction. The left row rollers are held between the column portions extending to the left side, and the right row rollers are held between the column portions extending to the right side. Suitable for applications where loads of different magnitudes are applied to the roller train, large without causing insufficient cage strength. Can be ensured and the life of the Do load capacity.
この発明の一実施形態を図1と共に説明する。
この複列自動調心ころ軸受1は、内輪2と外輪3との間に幅方向に並ぶ左右2列にころ4,5を介在させてある。外輪3の軌道面3aは球面状であり、左右各列のころ4,5は外周面が外輪3の軌道面3aに沿う断面形状である。言い換えると、ころ4,5の外周面は、外輪3の軌道面3aに沿った円弧を中心線C1,C2回りに回転させた回転曲面である。内輪2には、左右各列のころ4,5の外周面に沿う断面形状の複列の軌道面2a,2bが形成されている。内輪2の外周面の両端には、つば6,7がそれぞれ設けられている。内輪2の外周面の中央部、すなわち左列のころ4と右列のころ5間の部分に中つばが存在しない。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In this double-row self-aligning roller bearing 1,
左右各列のころ4,5は、いずれも最大径D1max,D2maxの位置がころ長さの中央A1,A2に位置する対称ころである。対称ころからなるころ4,5は、誘起スラスト荷重が発生しない。このため、前記中つばでころ4,5を支える必要がなく、中つばを無くすことができる。
The
左列のころ4と右列のころ5は、中心線C1,C2に沿った長さL1,L2が互いに異なり、かつ接触角θ1,θ2が互いに異なっている。この場合、長さL2の長いころ5の接触角θ2の方が、長さL1の短いころ4の接触角θ1よりも大きく設定されている。この実施形態では、左右各列のころ4,5の最大径D1max,D2maxが同じとされている。
The
左右各列のころ4,5は、それぞれ保持器10により保持されている。図2の展開断面図に示すように、保持器10は、左右各列のころ4,5間に位置する円環部11から左右両側に複数の柱部12a,12bが延びた櫛状であって、左側の柱部12a間のポケットに左列のころ4が保持され、右側の柱部12b間のポケットに右列のころ5が保持される。つまり、この保持器10は、左右の列のころ4,5を保持する一体型の保持器である。このような一体型の保持器10は、左列用の保持器および右列用の保持器の各円環部が左右のころ4,5間に並ぶ構成と比べて、円環部11の幅方向の肉厚を広くとれるため強度が高いという利点がある。
The
また、左右のころ列間における内輪2と保持器10との間に、左右各列のころ4,5の端面に当接してこれらのころ4,5を案内する案内輪13が設けられている。案内輪13は、ころ4,5、内輪2、および保持器10のいずれに対しても自由回転するように設けられている。このような案内輪13を設けることで、内輪2の外周面の中央部に中つばが無くても、ころ4,5のスキューを抑えることができる。
Further, a
この構成の複列自動調心ころ軸受1は、左右のころ列に互いに大きさが異なる荷重が作用する用途、例えば片方のころ列にアキシアル荷重とラジアル荷重とを受け、もう片方のころ列には殆どラジアル荷重のみを受けるような用途に用いられる。具体的には、風力発電装置の主軸支持軸受等に用いられる。
The double-row self-aligning
上記用途で用いる場合、アキシアル荷重を受ける列のころは、長さL2の長い右列のころ5とし、かつアキシアル荷重を殆ど受けない列のころは、長さL1の短い左列のころ4とする。また、アキシアル荷重を受ける右列のころ5の接触角θ2を、アキシアル荷重を殆ど受けない左列のころ4の接触角θ1よりも大きくする。これにより、負荷容量の大きな長さL1の長いころ5がアキシアル荷重とラジアル荷重の両方を受け、負荷容量の小さな長さL1の短いころ4はほぼラジアル荷重のみを受けることとなる。
When used in the above-mentioned application, the roller in the row that receives the axial load is the
ころ4,5の長さL1,L2を適切に設定することにより、左右各列のころ4,5が持つ負荷容量に応じた比率で荷重を分担させることができる。その結果、左右各列のころ4,5の面圧が均等になる。これにより、軸受全体で大きな負荷容量を確保すると共に、軸受全体の実質寿命を向上させることができる。
By appropriately setting the lengths L1 and L2 of the
また、図1の複列自動調心ころ軸受1は、ころ4,5を対称ころにして中つばを無くしたことにより、ころ4,5の長さを長くして、軸受全体の負荷容量をより一層高めることが可能となっている。なお、ころ4,5は非対称ころとしても良い。その場合、ころ4,5の誘起スラスト荷重が発生するので、内輪2に中つばを設ける必要がある。
Further, the double-row self-aligning
図1の複列自動調心ころ軸受1のように、軸受全体の負荷容量を大きくするために、左右のころ4,5の長さL1,L2を長くした場合、保持器10の円環部11が配置される左右のころ4,5間の距離が近くなる。しかし、保持器10を左列のころ4および右列のころ5を保持する一体型にすることで、円環部11の幅方向の肉厚を十分に確保することができ、保持器10の強度不足を避けられる。このため、保持器10によりころ4,5を安定して保持できる。前述したように、左右各列のころ4,5が持つ負荷容量に応じた比率で荷重を分担させることで、左右各列のころ4,5の面圧が均等になるため、一体型の保持器10で左右各列のころ4,5を保持しても、保持器10により各ころ4,5を円滑に駆動することができる。
When the lengths L1 and L2 of the left and
図3、図4は、風力発電装置の主軸支持装置の一例を示す。支持台21上に旋回座軸受22(図4)を介してナセル23のケーシング23aが水平旋回自在に設置されている。ナセル23のケーシング23a内には、軸受ハウジング24に設置された主軸支持軸受25を介して主軸26が回転自在に設置され、主軸26のケーシング23a外に突出した部分に、旋回翼となるブレード27が取り付けられている。主軸26の他端は、増速機28に接続され、増速機28の出力軸が発電機29のロータ軸に結合されている。ナセル23は、旋回用モータ30により、減速機31を介して任意の角度に旋回させられる。
3 and 4 show an example of the spindle support device of the wind turbine generator. A
主軸支持軸受25は、図示の例では2個並べて設置してあるが、1個であっても良い。この主軸支持軸受25に、前記各実施形態のうちのいずれかの複列自動調心ころ軸受1が用いられる。その場合、ブレード27から遠い方の列にラジアル荷重とアキシアル荷重の両方がかかるので、ブレード27から遠い方の列のころとして、接触角θ2が大きく、かつ長さL2の長いころ5を用いる。ブレード27に近い方の列には主としてラジアル荷重のみがかかるので、ブレード27に近い方の列のころとして、接触角θ1が小さく、かつ長さL1の短いころ4を用いる。
In the illustrated example, two main
以上、実施例に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 As mentioned above, although the form for implementing this invention based on the Example was demonstrated, embodiment disclosed here is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1…複列自動調心ころ軸受
2…内輪
3…外輪
3a…軌道面
4,5…ころ
10…保持器
11…円環部
12a,12b…柱部
13…案内輪
26…主軸
A1,A2…ころ長さの中央
D1max,D2max…最大径
L1,L2…ころ長さ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記左右2列のころは、左列のころと右列のころの長さが互いに異なり、かつ前記左列のころおよび前記右列のころの両方を保持する保持器を有し、この保持器は、前記左列のころと前記右列のころ間に配置される円環部と、この円環部から幅方向の左右両側にそれぞれ延びる複数の柱部とを有し、左側に延びる柱部間に前記左列のころが保持され、右側に延びる柱部間に前記右列のころが保持される一体型の保持器であることを特徴とする複列自動調心ころ軸受。 Two rows of rollers are interposed between the inner ring and the outer ring, the outer ring raceway surface is spherical, and the left and right two rows of rollers have an outer circumferential surface having a cross-sectional shape along the outer raceway surface. Self-aligning roller bearing,
The left and right two rows of rollers have a cage in which the lengths of the left and right rows of rollers are different from each other and hold both the left and right rows of rollers. Has a ring portion disposed between the left row roller and the right row roller, and a plurality of column portions extending from the ring portion to the left and right sides in the width direction, and extending to the left side. A double-row self-aligning roller bearing, characterized in that the roller in the left row is held in between, and the roller in the right row is held between pillars extending to the right.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180827 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190514 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20191203 |