[發(fā)明專利]環(huán)形推力軸承組件

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380010392.3
• 申請(qǐng)日: 2013-02-18
• 公開（公告）號(hào): CN104136790A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C.臧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: SKF公司
• 主分類號(hào): F16C23/08
• 分類號(hào): F16C23/08;F03D11/00;F16C19/38;F41A27/08
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 葛飛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及滾動(dòng)元件軸承裝置的領(lǐng)域，更具體地涉及一種用于支承和軸向定位旋轉(zhuǎn)軸比如風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸的軸承組件，該組件包括允許自調(diào)心能力結(jié)合至少部分無約束的軸向位移的環(huán)形滾子軸承裝置以及推力軸承裝置。

本發(fā)明還涉及一種制造用于支承軸的軸承組件的方法，該組件包括環(huán)形軸承裝置。

背景技術(shù)

在包括空間有限的殼體中的旋轉(zhuǎn)軸比如風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子軸的高扭矩傳遞和高載荷應(yīng)用中，旋轉(zhuǎn)軸通常由具有允許運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸自調(diào)心的球面幾何形狀的球面滾子軸承支承。通過自調(diào)心，旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸線的角度對(duì)準(zhǔn)可能相對(duì)于軸承而改變，使得軸相對(duì)于殼體的角運(yùn)動(dòng)被允許。在操作過程中，為了提供適當(dāng)?shù)牟僮鞑⑶覟榱藴p少對(duì)所連接的和/或周圍的設(shè)備比如齒輪箱等的磨損和損壞，旋轉(zhuǎn)軸的軸向運(yùn)動(dòng)必須由球面滾子軸承限制。任何過量的軸向間隙可能會(huì)大大降低應(yīng)用裝置的壽命。

為了提供球面滾子軸承的合適持久的軸向定位功能，球面滾子軸承的球面幾何形狀的大小和徑向尺寸得以增加，從而增加相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸的軸線的滾子與滾道之間的接觸角。此外，球面軸承的所需的球面幾何形狀由旋轉(zhuǎn)軸的所需的徑向尺寸而得以進(jìn)一步增加，該旋轉(zhuǎn)軸必須被設(shè)計(jì)成承受應(yīng)用的所需的扭矩水平。

因此，涉及自調(diào)心軸向定位的球面滾子軸承的已知的解決方案遭遇關(guān)于例如徑向載荷承載能力的超安全標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。另外，為了提供足夠的軸向載荷承載功能，已知的解決方案涉及帶有占據(jù)寶貴空間的大型軸承的非緊湊設(shè)計(jì)。此外，具有大型軸承尺寸的設(shè)計(jì)導(dǎo)致高材料成本和高承載量，其通過例如增加裝置的旋轉(zhuǎn)慣量而限制了運(yùn)行效率。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述及其它缺點(diǎn)，本發(fā)明的總體目的是提供一種改進(jìn)的軸承組件及用于制造該軸承組件的方法。

這些及其它目的通過在獨(dú)立權(quán)利要求中所提供的主題而得以滿足。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例列在從屬權(quán)利要求中。

根據(jù)其第一方面，本發(fā)明涉及一種用于支承軸的軸承組件，包括：環(huán)形滾子軸承裝置，其包括由環(huán)形滾子元件所形成的第一組滾動(dòng)元件，該滾子元件布置在第一排中并且介于包括第一內(nèi)滾道的內(nèi)圈與包括第一外滾道的第一外圈之間，其中，所述第一內(nèi)滾道和外滾道與所述滾子元件接觸，并且布置成與滾子元件配合，以允許內(nèi)圈與第一外圈之間的軸向及角位移。所述軸承組件還包括第一推力軸承裝置，其包括布置在第二排中的第二組滾動(dòng)元件，該滾動(dòng)元件接觸第二內(nèi)滾道和第二外滾道并且布置成與它們配合，用于支承軸向載荷和用于限制所述軸相對(duì)于第一外圈的軸向運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明是由本發(fā)明人基于以下認(rèn)識(shí)，通過形成包括具有本質(zhì)上布置成能夠并允許自調(diào)心和無約束的軸向位移的幾何設(shè)計(jì)的環(huán)形滾子軸承裝置結(jié)合用于支承軸向載荷和限制軸的軸向運(yùn)動(dòng)的推力軸承裝置的軸承單元來實(shí)現(xiàn)用于至少在第一軸向方向上可旋轉(zhuǎn)地支承并軸向定位旋轉(zhuǎn)軸的改進(jìn)的且更緊湊的軸承組件。

這種解決方案的優(yōu)點(diǎn)在于其能夠?qū)崿F(xiàn)緊湊的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)允許角度偏差、具有更緊湊的橫截面并且其可以支承增加的或相同的徑向和軸向載荷，同時(shí)減少所需的安裝空間并降低軸承裝置的重量。因此，根據(jù)本發(fā)明的解決方案節(jié)省空間、重量及生產(chǎn)成本，同時(shí)允許相同或改進(jìn)的性能。此外，該軸承裝置的旋轉(zhuǎn)慣量得以減小，從而更有效地運(yùn)作。

此外，該環(huán)形滾子軸承裝置的滾子和滾道的設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)相對(duì)的自調(diào)心及滾子與滾道之間的無約束的軸向位移，還能夠?qū)崿F(xiàn)滾子相對(duì)于滾道的自我引導(dǎo)操作。因此，在操作過程中，當(dāng)軸經(jīng)歷角度偏差而推力軸承裝置限制所述軸的軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)，環(huán)形軸承的滾子適應(yīng)相對(duì)于環(huán)形滾子裝置的滾道的位置，使得內(nèi)部載荷在滾子軸向長度和滾道的至少一部分上均勻分布。反過來，較低的內(nèi)部載荷減小軸承組件的摩擦，這導(dǎo)致布置有該軸承組件的應(yīng)用比如風(fēng)力渦輪機(jī)應(yīng)用的功率損耗的減少。此外，該解決方案的優(yōu)點(diǎn)在于，內(nèi)部載荷在環(huán)形軸承布置與推力軸承布置之間是分開的，這導(dǎo)致軸承組件的構(gòu)件之間的內(nèi)部接觸載荷得以減少。軸承組件還提高了運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)旋轉(zhuǎn)軸的軸向位移的限制，這增加了該裝置的壽命以及可操作地連接至旋轉(zhuǎn)軸的設(shè)備比如齒輪箱、發(fā)電機(jī)、渦輪機(jī)等的壽命和性能。

根據(jù)示例性實(shí)施例，每排滾動(dòng)元件可以形成一排對(duì)齊的滾動(dòng)元件，其在操作過程中繞著環(huán)形配置中的內(nèi)圈、或它們各自的內(nèi)圈并繞著軸延伸且沿周向滾動(dòng)。

根據(jù)示例性實(shí)施例，由環(huán)形滾子元件所形成的第一組滾動(dòng)元件是在軸向方向上具有凸起形狀的稍微凸形的對(duì)稱滾子，其中，所述環(huán)形滾子軸承裝置的第一內(nèi)滾道和/或外滾道是凹入的，且適于與所述第一組環(huán)形滾動(dòng)元件的凸起形狀配合，并且還在軸向方向上繞著軸承中心對(duì)稱布置。