滾子軸承的制作方法

滾子軸承的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于支承諸如軸的可轉動部件的滾子軸承(10)。描述一種用于支承可轉動圓形截面部件的雙列式滾子軸承(10)，所述滾子軸承(10)包括：內圈(11)，所述內圈包括一對內座圈(12,13)；外圈(17)，所述外圈包括一對外座圈(18,19)；兩列滾子(22,23)，所述兩列滾子安裝在所述內座圈與外座圈之間，每列滾子與所述內圈和外圈內的相應座圈滾動配合，夾持圈裝置(26)，其圍繞并夾持所述內圈(11)；至少所述內圈(11)和所述夾持圈裝置(26)各包括兩個大致半圓部分，相關的半圓部分安裝在一起以提供用于圍繞所述可轉動部件的圓形部件；以及所述夾持圈裝置(26)在所述內圈(11)的所述軸向相對兩側之間的大致中間位置處圍繞并夾持所述內圈(11)。
【專利說明】滾子軸承
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于支承諸如軸的可轉動部件的滾子軸承。
[0002]發明背景
[0003]雙列式滾子軸承通常包括內圈、外圈和安裝在其間的兩列滾子，內圈包括一對面向外的滾道或支承表面，外圈包括一對面向內的滾道，兩列滾子與外圈和內圈上的相應滾道配合，滾子通常安裝在保持架內。在分體式軸承中，各部件(內圈和外圈以及保持架)沿軸向平面(或大致軸向，它們可能如圖4所示處于小角度)分開，從而從可轉動部件簡單地可移除而無需復雜且耗時地將軸承和可轉動部件軸向脫開。為了使內圈隨著可轉動部件轉動，內圈的兩個半圓部分借助于兩個夾持圈夾持在可轉動部件周圍，這兩個夾持圈軸向圍繞內圈的相對兩端。
[0004]在具有單列滾子的圓柱滾子軸承中，在滾子的端部與滾子引導唇的相鄰面之間承載推力載荷。這是難以潤滑的滑動接觸，且因此推力載荷承載能力相比其它軸承類型相對低，尤其是在高軸速時。
[0005]雙列軸承能夠支承較高推力載荷。雙列式軸承包括雙列球形承載件(其中設有兩列或兩圈滾子，內座圈呈凸球形，而外座圈呈凹球形)以及雙列錐形軸承(其中每排滾子具有反向傾斜的錐形滾子和相應形狀的內和外座圈)。在這些布置中的每種布置中，滾子的軸線(以及實際上是滾子與座圈之間的接觸線)并不與軸承軸線平行，這使得能夠更好地吸收軸向推力(其通過滾子與滾道之間的接觸而吸收)。滾子軸線與軸承軸線之間的角度越大，吸收軸向推力的能力越大，且因此允許該角度增加的構造在技術上是有利的。
[0006]在夾持圈的通常構造中，內圈的兩個半圓部分借助于圍繞內圈的軸向上相對兩側的兩個夾持圈而夾持在可轉動部件周圍，兩個夾持圈在兩個半圓部分的最薄處作用在兩個半圓部分上。在夾持圈作用的位置增加厚度會是有用的。

【發明內容】

[0007]根據第一方面，本發明提供一種用于支承可轉動圓形截面部件的雙列式滾子軸承，所述滾子軸承包括:
[0008]內圈，該內圈包括一對內座圈；
[0009]外圈，該外圈包括一對外座圈；
[0010]兩列滾子，該兩列滾子安裝在內座圈與外座圈之間，每列滾子與內圈和外圈內的相應座圈滾動配合，
[0011]夾持圈裝置，該夾持圈裝置圍繞并夾持所述內圈；
[0012]至少所述內圈和所述夾持圈裝置分別包括兩個大致半圓部分，相關的半圓部分安裝在一起，以提供用于圍繞可轉動部件的圓形部件；以及
[0013]所述夾持圈裝置在內圈的軸向相對兩側之間的大致中間位置處圍繞并夾持所述內圈。
[0014]較佳地，所述夾持圈裝置包括單個圈。較佳地，所述內圈包括用于安裝夾持圈的座架。
[0015]所述軸承較佳地是錐形軸承或球面軸承。在錐形軸承的情況下，內圈的其內設有所述座架的部分一般比內圈的軸向相對兩側厚。
[0016]此外，在所述軸承是錐形軸承或球面軸承的情況下，滾子軸線與軸承軸線不平行。在球面軸承的情況下，當兩列軸承之間的距離增加時，軸承軸線與滾子軸線之間的角度增力口，從而允許吸收更多軸向推力。在兩列滾子之間使用夾持圈增加該距離，且因此增加滾子軸線與軸承軸線之間的角度。
[0017]對于雙列式錐形或某些球面軸承，有必要提供引導表面以保持錐形軸承并吸收推力，錐形滾子由于其形狀而在它們滾動時被推壓而軸向運動。該引導表面通常由內圈上的側表面形式的唇部所提供。
[0018]但在本發明的優選布置中，在夾持圈上設置引導表面以與滾子的相關端部配合，從而防止滾子的不適當軸向運動。
[0019]在本發明的又一較佳實施例中，在雙列式滾子軸承中提供錐形滾子，其中兩組滾子的較大直徑端彼此相鄰。
[0020]在又一較佳實施例中，內圈包括大致圓柱形內表面以與軸的外周表面配合，從而將內圈夾持到軸，在將內圈夾持到軸之如，所述大致圓柱形內表面在內圈的軸向相對兩側之間的大致中間比遠離中間處具有更大直徑。
[0021]這樣，通過預先確定從內圈的中間點到相對兩側的直徑變化(即，改變圓柱形表面的輪廓)，可以在內圈夾緊到軸上時減少或消除內圈與軸之間沿軸的長度的壓力差，或提供所需的壓力分布。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]現將參照附圖描述構成本發明較佳實施例的雙列式滾子軸承的各種布置，附圖中:
[0023]圖1是根據本發明第一較佳實施例的第一錐形滾子軸承的軸向剖視圖，
[0024]圖2是根據本發明第二較佳實施例的第二錐形滾子軸承的軸向剖視圖，
[0025]圖3是根據本發明第三較佳實施例的第一球形滾子軸承的軸向剖視圖，
[0026]圖4是根據本發明第四較佳實施例的第二錐形滾子軸承的軸向剖視圖，
[0027]圖5是圖4的軸承的剖切立體圖；
[0028]圖6是根據本發明第五較佳實施例的第三錐形滾子軸承的軸向剖視圖，
[0029]圖7是圖6的軸承的剖切立體圖；
[0030]圖8是滾子軸承的第二布置(球形滾子軸承，但該原理適用于錐形軸承)的示意圖，該圖示出軸和內圈和夾持圈在緊固之前的部分軸向剖視圖，并具體以放大形式示出內圈的大致圓柱形內表面的形狀；以及
[0031]圖9是圖8的布置的示意圖，其中夾持圈緊固并組裝了軸承的其余部分。
[0032]本發明的優選實施例的描述
[0033]參照圖1，示出根據本發明的錐形滾子軸承10。內圈11包括各包括支承表面16的兩個座圈或滾道12、13。兩個滾道12、13相對于軸承10的軸線14以相反角度設置，即它們具有相反的錐度。[0034]還設有外圈17，外圈17具有相對于軸線14呈與滾道12、13類似(但不相同)的相反角度的兩個座圈或滾道18、19。在內圈11與外圈17之間安裝有一對圓形保持架24，每個保持架24安裝并排兩列20、21滾子22、23中相應的一列，滾子22安裝在滾道12與18之間，而滾子23安裝在滾道13與19之間。各滾子成略圓錐形。滾道12和18以及滾子23的錐頂點相同，并位于軸承軸線上，且滾道12和18以及滾子23的錐頂點相同且也位于軸承軸線上，兩個頂點在軸承10的相對兩側位于軸線上。
[0035]座架15大致設置在內圈11的軸向相對兩側的中間，其中安置有夾持圈26，夾持圈26用于將內圈夾持到由軸承10支承的可轉動部件。可轉動部件通常是軸25，且內圈11夾持成隨著軸25轉動。
[0036]夾持圈26由兩個半圓部分37、38形成，兩個半圓部分37、38通過切向穿過兩個半圓部分(參見圖5和7)的諸如螺釘或螺母和螺栓51、52的連接裝置連接在一起。
[0037]內圈11呈兩個半圓形圈部31、32的形式，在內圈11的直徑相對兩側上設有切口或裂口 33、34，且切口或裂口 33的線與軸線14成角度。類似地，由具有類似切口 33、34的直徑相對切口的兩個半圓形圈部提供外圈17。成角度的切口 33、34相對于軸承10的軸線的角度較佳地在6°至30°之間或6°至20°之間。切口或切口 33、34形成半圓形圈部31,32的端表面33、34。雖然內圈和外圈通常制成一體件，且然后切割成兩個半圓部分，但也能分開制造半圓件。在附圖中，切口 33、34是相對于軸線14成角度的直切口，但它們可呈“V”形或者甚至呈截頭“V”形，該V形具有在夾持圈26下方平行于軸線14延伸的中心部，以對于給定切口角度減少座圈的環繞。
[0038]通過提供呈兩個半圓形半部的內座圈11和外座圈17、保持架24和夾持圈26，無需將軸與軸承10軸向脫開即可拆除軸承組件。
[0039]在圖1中會看出，夾持圈26呈矩形截面。座圈18、19的內側壁抵抗滾子22、23的軸向推力或運動。還應指出，每列滾子20、21的較大直徑端部(示出為41、42)靠近內圈11的軸向相對兩側43、44之間的中點彼此相鄰。
[0040]使用時，拆卸開的夾持圈26和內圈以如下方式配裝在一起。
[0041]將內圈11夾持在軸25周圍以隨著軸轉動。兩個半圓形內圈部31、32與配合在座架15內的夾持圈26的兩個半圓部端對端地一起圍繞軸25放置。夾持圈的半圓部31、32通過螺栓51、52螺栓連接在一起(在圖4至7中示出)。當內圈部最初配裝到正確尺寸的軸時，在切口 33、34處有約0.5mm的間隙。內圈11與軸之間的夾持力取決于當擰緊到規定扭矩時夾持圈螺栓51、52內引起的負載。該系統可在內圈11與軸之間產生相當于整體軸承的收縮配合的過盈程度。
[0042]如上所述，提供的錐形滾子軸承不僅為轉動軸提供適當的徑向負載支承承載，而且吸收軸相對于軸承的軸向負載。已經參照附圖描述了包括反向斜率的兩列滾子的軸承，該軸承因此可吸收相反方向的軸向負載。
[0043]因為作用在錐形滾子上的力趨于跨越滾道、沿其軸線遠離圓錐的窄端移動，在座圈12、13的一側上需要保持唇部(由內側壁39形成)以將滾子保持在位。在所示設計中，唇部在內圈11上，但也可放置在外圈17上。如將指出的，滾子具有成型(即拱形)端面，以便于滑動接觸的潤滑。
[0044]現在參照圖2，圖2示出類似于圖1的錐形滾子軸承。但在該情況下，應指出，夾持圈26不是矩形橫截面，而是具有從軸向相對各面突出的唇部46、47。提供這些唇部46、47來代替內側壁39的保持結構。換言之，滾子22、24的軸向推力和運動受到相鄰唇部46、47的抵抗。
[0045]圖3示出類似于圖2的布置，但代替錐形滾子軸承布置，提供一種球面軸承。此外，一對保持架24由安裝兩列20、21滾子的單個保持架21代替。外座圈18、19由單個球形座圈19提供，其在軸承的相對兩側之間的中間對中在軸線14上的點49上。
[0046]滾子22、23大致類似于圖2布置，但其外表面與球形外座圈19匹配，即滾子與外座圈19的接觸線與該座圈的表面匹配。內座圈12、13形狀做成與滾子22、23的外表面滾動地配合。這種布置是公知的，并允許軸25相對于軸承搖動或對準。
[0047]通過在兩列20、21之間插入單個夾持圈而不是在軸承的相反兩側有兩個夾持圈而將兩列20、21進一步間隔開，有效地增加了滾子的軸線與軸承的軸線之間的角度，以由此增加軸承的推力吸收能力。
[0048]再次，在該布置中，夾持圈26的橫截面與圖2的類似，包含唇部46、47，這些唇部抵抗兩列滾子22、23朝向彼此的軸向推力或運動。
[0049]圖4示出類似于圖3的替代球形滾子軸承的視圖。在該具體視圖中，截面剖過夾持圈26的螺栓51、52所穿過的部分。在該實施例中，每個滾子關于其中間長度對稱，即滾子的兩端具有相同直徑。內座圈的形狀適于進行調整。不像圖3的軸承，滾子與滾道之間滾動接觸處的力沒有使滾子軸向移動的顯著傾向，所以不必提供用于滾子的引導唇部。
[0050]圖5是圖4的軸承的剖切立體圖，更清楚示出安裝兩列滾子22、23的保持架24的形式。如圖4清楚示出，在該布置中，保持架24包括周向突出唇部48。該唇部48與外座圈19配合，以保持保持架24正確對準。
[0051]圖6和7示出本發明另一實施例的類似于圖4和5的視圖，其基本上與圖4和5的實施例相同，除了保持架24不包括周向突出唇部48并且跨在兩列滾子22、23上以外。
[0052]圖8和9示出滾子軸承的第二布置a (球形滾子軸承，但原理適用于錐形軸承)的部分剖視圖。圖8示出軸25和內圈11以及夾持圈26在緊固之前的部分軸向剖視圖，且具體以放大形式示出內圈11的大致圓柱形內表面10的形狀。該形狀通過圓柱形內表面10的直徑變化來提供，該圓柱形內表面10在內圈的軸向相對兩側之間的大致中間比遠離中間處具有較大直徑。因此，直徑從中點減小。內圈11的孔是凹形的，從而當內圈緊固時，在該圈的中部與軸25接觸之前，由內圈11在滾道12和13下的各部分在軸25上施加較高壓力。
[0053]預先計算凹入程度，以使得一旦夾持圈26完全緊固，內圈11的中部就牢固地安置到軸25。
[0054]圖9是圖8的布置的示意圖，其中夾持圈26緊固并組裝了軸承的滾子和外圈。
[0055]圖1至7的布置的優點之一是在較厚的中部處夾持內圈11提供內圈11與軸25之間的更好接觸。但，壓力會仍然更大且，該圈將趨于在夾持圈26下抓持到更大程度，且希望在沿內圈11與軸25之間的軸向接觸長度的所有點處提供更均勻的壓力。圖8和9提供這一點。
[0056]從圖8應指出內圈11的孔是略凹入的，即，內圈將會在其兩端處與軸25接觸，但在夾持圈26的緊固之前在中心處仍保持略超出軸之外。內圈11的孔包括大致圓柱形內表面10以與軸25的外周表面配合，從而在夾持圈26的緊固之前將內圈11夾持到軸，大致圓柱形內表面10在內圈11的軸向相對兩側之間的大致中間比與遠離中間處具有更大直徑。將夾持圈26緊固使內圈11略扭曲，以使得內表面10變為圓柱形以與軸的外表面匹配。
[0057]這樣，在設計與制造期間，通過選擇從內圈11的中間點到相反兩側的直徑變化(即改變圓柱形表面的輪廓)，可以在內圈11夾緊到軸上時減少或消除內圈11與軸25之間沿軸的長度的壓力差，或實際上提供所需的壓力分布。
[0058]這樣，可在內圈11的寬度上獲得軸25與內圈11之間更均勻的壓力。
[0059]內圈11與軸25之間界面的詳細有限元模擬表明，即使內圈11的孔的簡單凹形輪廓也提供所需效果，但其它輪廓可適當地用在各種環境中。
[0060]當夾持圈26被緊固時，內圈11的外部特征(最顯著的是滾子軌道)也扭曲，所以它們的幾何形狀需要進行調整，從而一旦內圈被夾緊和安裝就進行校正。
[0061]總之，具有內置夾持圈26的軸承的優點之一是其在最厚部分夾持內圈，且從而推壓內圈與軸25緊密接觸。圖8和9的布置增加滾子軌道下方內圈與軸之間的接觸壓力。
[0062]本發明并不限于前述實例的細節。
【權利要求】
1.一種用于支承可轉動圓形截面部件的雙列式滾子軸承，所述滾子軸承包括: 內圈，所述內圈包括一對內座圈； 外圈,所述外圈包括一對外座圈； 兩列滾子，所述兩列滾子安裝在所述內座圈與外座圈之間，每列滾子與所述內圈和外圈內的相應座圈滾動配合， 夾持圈裝置，所述夾持圈裝置圍繞并夾持所述內圈； 至少所述內圈和所述夾持圈裝置分別包括兩個大致半圓部分，相關的半圓部分安裝在一起，以提供用于圍繞所述可轉動部件的圓形部件；以及 所述夾持圈裝置在所述內圈的所述軸向相對兩側之間的大致中間位置處圍繞并夾持所述內圈。
2.如權利要求1所述的雙列式滾子軸承，其特征在于，所述夾持圈裝置包括單個圈。
3.如權利要求1或2所述的雙列式滾子軸承，其特征在于，所述內圈包括用于安裝所述夾持圈的座架。
4.如權利要求1至3中任一項所述的雙列式滾子軸承，其特征在于，所述軸承是錐形軸承。
5.如權利要求4所述的雙列式滾子軸承，其特征在于，所述內圈的在其內設有所述座架的部分比所述內圈的軸向相對兩側厚。
6.如權利要求4或5所述的雙列式滾子軸承，其特征在于，所述兩組滾子的較大直徑端彼此相鄰。
7.如權利要求1至3中任一項所述的雙列式滾子軸承，其特征在于，所述軸承是球面軸承。
8.如權利要求1至7中任一項所述的雙列式滾子軸承，其特征在于，所述滾子軸線與所述軸承的軸線不平行。
9.如權利要求1至8中任一項所述的雙列式滾子軸承，其特征在于，在所述夾持圈上設有引導表面，以與所述滾子的相關端部配合，從而防止所述滾子的不適當軸向運動。
10.如權利要求1至9中任一項所述的雙列式滾子軸承，其特征在于，所述內圈包括大致圓柱形內表面以與所述軸的外周表面配合，從而將所述內圈夾持到所述軸，在所述內圈夾持到所述軸之前，所述大致圓柱形內表面的直徑在所述內圈的軸向相對兩側之間的大致中間比遠離該中間處大。
11.如權利要求9所述的雙列式滾子軸承，其特征在于，所述大致圓柱形內表面的從所述內圈的中間點到相對兩側的直徑變化選擇成當所述內圈夾持到所述軸時減少或消除所述內圈與所述軸之間沿所述軸的長度的壓力差。
【文檔編號】F16C19/38GK103998799SQ201280059650
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年10月2日 優先權日:2011年10月5日
【發明者】M·卡斯珀 申請人:庫珀軸承有限公司