對于改良載荷能力的雙排錐形滾子推力軸承的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的交叉引用 本申請要求于2013年6月26日提交的題為"Double Row Tapered Roller Thrust Bearing for Improved Loading Capacity" 的申請號為 61/839, 451 的美國臨時專利申請 的權益，其整體上通過引用并入此文中。
技術領域
[0002] 本公開涉及雙排推力軸承；以及更確切地指具有載荷能力增加而沒有伴隨的軸承 尺寸增加的雙排錐形滾子推力軸承。
【背景技術】
[0003] 在機械系統中對于功率密度增加的需求通常需要滾動元件軸承來支撐增加的載 荷，同時占據同樣的空間(在一些情況下，甚至占據更小的空間)。例如，在油氣行業中，在頂 部驅動組件上的推力載荷已經增加了 20% ;而且與此同時，對于支撐軸承的封裝尺寸保持 不變。如此做使能避免驅動系統的重新設計。由于這種和相似的情形，軸承制造者現在對 于滿足此新需求面臨挑戰，其需要研發具有改良載荷承載能力同時仍裝配在與具有較小載 荷承載能力的先前軸承一樣的空間內的新軸承。
[0004] 推力滾子軸承比其相似的球軸承具有更大的軸向載荷承載能力。此外，錐形滾子 推力軸承通常比圓柱狀推力軸承更受偏愛，這是因為在滾子本體（即滾動元件）和其滾道接 觸之間大致是純滾動運動。此純滾動運動來自于如圖1所示的所謂的"頂點上"設計。在頂 點上設計中，滾動元件(滾子）R的直徑朝向單排推力滾動軸承組件BA的頂點A逐漸縮小。 隨著滾子R和其滾道W之間的接觸區域移動越接近軸承的軸線X，這引起有效的接觸半徑 減小。這反過來對于軸承載荷承載能力具有負面影響。本公開是針對克服單排推力錐形滾 子軸承的此缺陷的新型設計。先前已經有試圖增加雙排推力軸承組件的載荷承載能力。例 如，見日本專利公開2007270968A，其利用針形滾子和錐形滾子兩者。
【發明內容】
[0005] 本公開針對雙排推力軸承組件，其與僅能夠支撐較小載荷的單排推力軸承組件占 據相同的空間封裝。該組件包括具有內錐形滾道和外錐形滾道的底板、具有平滾道的頂板 和一組同樣成形的內滾子和一組同樣成形的外滾子。該組件可進一步包括來分開形成該組 內滾子的滾子的內保持架和來分開形成該組外滾子的滾子的外保持架。當該軸承完全組裝 好時，各個內滾子和外滾子的頂點指向該軸承的軸線上的同一點。
[0006] 使用相對于多個滾子的尺寸和形狀的各個關系來最大化軸承組件的載荷承載能 力。
[0007]與單排推力軸承組件的載荷承載能力相比，雖然雙排推力軸承組件與單排推力軸 承組件占據相同的封裝，但是根據本公開制造的軸承組件具有增加的載荷承載能力。
[0008] 結果是，為了支撐軸承組件所經受的更大的載荷不需要將其制造得更大。
[0009] 其它目的和特征中的部分將是顯而易見的，且部分將在后文中指出。
【附圖說明】
[0010] 圖1是現有技術的單排推力軸承組件的截面圖。
[0011] 圖2是本公開的雙排推力軸承組件的分解的透視圖。
[0012]圖3是雙排推力軸承組件的橫截面視圖。
[0013] 圖4是組件的內保持架的透視圖。
[0014] 圖5是組件的外保持架的透視圖。
[0015]圖6是與圖3類似并且顯示使用來最大化雙排推力軸承組件的載荷承載能力的各 個參數的橫截面視圖。
【具體實施方式】
[0016] 下列詳細描述以示例的方式且并不以限制性的方式說明本發明。此說明使本領域 技術人員能清楚地制造和使用本發明，并且描述了本發明的若干實施例、改裝、變型、替代 和使用，包括目前被認為是實施本發明的最佳模式。額外地，應該理解到本發明在其應用中 不被限于下列說明中所闡述的或者附圖中所呈現的部件的構造和布置細節。本發明能夠具 有其它實施例，且能夠以各種方式實踐或實施。而且，將會理解到此文中所使用的措詞和術 語是為了說明的目的，且不應該被視為限制性的。
[0017] 參照圖2和圖3,雙排錐形滾子推力軸承的實施例通常以10標示。軸承10包括分 別具有內錐形滾道12和外錐形滾道13的底板11、具有平滾道15的頂板14、一組同樣成形 的內滾子或滾動元件16和一組同樣成形的外滾子或滾動元件17。內滾子組和外滾子組同 心地布置在組件10中。內滾子16通過環形內保持架18 (見圖4)被分隔開，且布置在內滾 道12上。外滾子17通過環形外保持架19 (見圖5)被分隔開，且布置在外滾道13上。
[0018] 內滾子和外滾子16、17是每個滾子均具有錐形本體的錐形滾子。每個滾子的大端 部在直徑上大于其小端部，每個滾子的外端部分別是球形的外端部16s、17s(見圖3)。底板 11包括內肋20和外肋21。如圖2中所示，內肋20具有錐形面20f，每個內滾子16的球形 滾子端部位于該錐形面20f上。如圖2中所示，外肋21具有錐形肋面21f，每個外滾子17 的球形滾子端部位于該錐形肋面21f上。內滾子16和外滾子17兩者均具有中心孔(分別 地16h和17h，見圖3)用于分別接納從相應的內保持架和外保持架18、19延伸的圓柱狀銷 23 和 25。
[0019] 如圖4中所示，內保持架18具有座圈22,其帶有從座圈的外表面22〇徑向向外延 伸的多個銷軸23。每個銷軸23與內滾子16在滾子的小的內端部處相匹配。如圖5中所 示，外保持架19具有座圈24,其帶有從座圈的內表面24i徑向向內延伸的多個銷軸25。每 個銷軸5與外滾子17在滾子的大端部處相匹配。
[0020] 如圖6中所示的，當軸承10完全組裝好時，內滾子16和外滾子17的頂點大致指 向軸承的軸線X上的同一點A。
[0021] 參照圖6的右半邊，為了最大化軸承10的載荷承載能力，推薦下列關系：
【主權項】
1. 一種雙排推力軸承組件，其包括： 底板，其具有內錐形滾道和外錐形滾道； 頂板，其具有平滾道； 各組內滾子和外滾子，其中所述內滾子的最大直徑不小于所述外滾子的最大直徑；W及 當軸承完全組裝好時，所述內