雙列球面滾柱軸承的制作方法
【技術領域】
[0001]根據第一方面，本發明涉及一種球面滾柱軸承。更準確地說，本發明涉及一種包括位于其外圈上的圓周槽的球面滾柱軸承。
[0002]根據第二方面，本發明涉及一種風輪機轉子軸軸承裝置。
【背景技術】
[0003]滾動軸承是用在許多不同應用中的通用機械元件。存在被設計為滿足不同要求的各種滾動軸承。取決于專門應用的狀態，即負載水平、轉速、溫度等等，存在各種合適的滾動軸承。一種軸承類型為球面滾柱軸承(SRB)。該軸承被設計為承受很大的徑向負載和一些軸向負載，并且其被設計為能夠承受軸偏轉，即，軸承圈能夠相對錯位。因此，該軸承尤其適于更多要求的工業應用，諸如造紙工業中的機器、風輪機等等。
[0004]對一些SRB類型來說，外圈上存在溝槽，在該溝槽內有大量潤滑孔。溝槽被設計為盡可能窄，為了不影響軸承的承載能力。溝槽的目的是由外部接收潤滑劑以及使潤滑劑經由潤滑孔進入軸承內部。潤滑劑例如可以是油或油脂。
[0005]對包括SRB的大多數滾動軸承類型來說，存在使設計標準化的優點，因此其適用于若干不同應用中。另一方面，近年來，更多定制軸承的需要已經得到認識以更好地滿足一些客戶需要。
【發明內容】
[0006]考慮到上述內容，本發明的目的是提供一種新的改進型球面滾柱軸承設計。
[0007]這些以及其他目的可由獨立權利要求中給出的主題來實現。優選的示例性實施方式出現在從屬權利要求以及伴隨的說明書中。根據本發明的第一方面，目標已通過一種雙列球面滾柱軸承實現，其包括外圈，該外圈具有至少一個徑向內部球形座圈和徑向外部圓周表面。軸承進一步包括具有至少一個徑向外部曲面形狀座圈的內圈，設置在軸向偏移的兩個滾子列中的滾子元件，并且其中滾子設在外圈的內部座圈以及內圈的至少一個外部座圈之間。此外，每個滾子列中的滾子元件在軸承中具有標稱滾子位置，其中外圈具有位于外部圓周表面上的第一圓周槽，并且其中第一圓周槽在外部圓周表面上具有寬度X和位置，其滿足如下關系:
[0008]Li < X < L2
[0009]其中，L2在位于外圓周表面上的第一和第二軸向端點之間延伸，其中第一端點被定義為第一法向矢量和外部圓周表面之間的交點，其中第一法向矢量為至少一個內部座圈的逆向法向矢量并且開始于處在標稱滾子位置的第一滾子列中的滾子的軸向內端面的位置，以及第二端點被定義為第二法向矢量和外部圓周表面之間的交點，其中第二法向矢量為至少一個內部座圈的逆向法向矢量并且開始于處在標稱滾子位置的第二滾子列中的滾子的軸向內端面的位置。此外,L1具有L2*l/3長度，并且L1的端點與1^2的各個相應的第一和第二端點等距設置。
[0010]標稱滾子位置表示當滾子中心點沿滾柱軸承的接觸角軸線進行設置時滾子的位置。此外，滾子的轉動軸線垂直于接觸角的軸線。另外，滾子座圈與內圈座圈接觸。滾子中心點位于滾子最大直徑所限定的并且垂直于滾子轉動軸線的平面上。軸承的其中一個滾子列中的其中一個滾子的接觸角被定義為貫穿兩點的線，其中第一點為位于軸承轉動軸線上的外圈的內部座圈所限定的球面的中心點，并且其中第二點為相應內圈座圈表面的徑向中心。
[0011]在本文獻中，提到軸向方向和徑向方向并被用來解釋本發明的許多特征。除非對任一實施方式另有其它表達，軸向方向為沿著滾柱軸承的轉動軸線的方向，徑向方向為垂直于滾柱軸承的轉動軸線的方向。
[0012]發明人已經通過提供一種如獨立權利要求1中所限定的、包括位于外部圓周表面上的圓周槽的球面滾柱軸承實現，軸承性能未受影響，同時意欲與殼體接觸并裝配到殼體內的外部圓周表面部分可明顯減少。已經發現和實現的是，這種設計變化帶來若干優勢。由于外圈的安裝表面的面積有所減少，殼體內的軸承配合得到改進。減少的表面面積可減少外圈外表面上的容許誤差的風險。因此，安裝精度得到改進。此外，在具有減少安裝表面方面存在成本優勢。由于安裝精度，因為重要的是獲得該表面的高質量，為了形成這個表面的生產制造過程往往是昂貴的，尤其是費時的。通過減少這個表面的尺寸，在制造外圈的過程中的成本將減少。因此，在優選實施方式中，第一圓周槽具有寬度X，該寬度在不明顯影響軸承性能的情況下盡可能大。距離L2限定出第一圓周槽的最大可能軸向寬度而不會明顯影響滾子元件上方的區域。當軸承受到徑向力時，應力區域將形成在位于滾子和內部球形座圈之間的滾動接觸表面附近。如果第一圓周槽大于L2,那么軸承性能可被影響到減少軸承使用壽命的程度。
[0013]在本發明的實施方式中，公開了一種雙列球面滾柱軸承，其中軸向寬度X沿著第一圓周槽的圓周方向上基本不變。在另一個實施方式中，距離X在軸的圓周方向上變化。處于制造原因，優選的是具有在其軸向方向上基本不變的溝槽，以使制造成本保持最低。然而可能的優勢是利用第一圓周槽的可變軸向寬度。例如，溝槽可在軸承操作時施加負載的區域(加載區)做的更薄，而在非承載區域做的更寬。這當然對軸承安裝程序提出更高的要求，也就是說，考慮到溝槽的可變軸向寬度和負載方向而確保軸承正確安裝。
[0014]在本發明的實施方式中，公開了一種雙列球面滾柱軸承，其中外圈具有第二圓周槽，該第二圓周槽位于至少一個內部球形座圈上并且軸向位于第一和第二滾子列之間。還有利的是，在位于兩個滾子列之間的外圈的徑向內側形成溝槽。就第一圓周槽而言，通過在外圈的徑向內側形成溝槽，用于制造內部座圈的制造過程將被簡化。減少了需要加工的表面面積，這將減少生產周期。另外，通過形成溝槽，切削和拋光工具的冷卻將得到改進。例如，如果內部座圈是杯拋光的，當在將內部座圈分成兩個球形內部座圈的外圈的徑向內側上存在溝槽時，杯體過熱的風險將減少。在另一個實施方式中，第二圓周槽具有在其圓周方向上基本不變的軸向寬度。就第一圓周槽而言，由于制造原因，優選的是具有在圓周方向上包括基本不變的寬度的溝槽。在進一步實施方式中，第二圓周槽在圓周方向上具有可變的軸向寬度。同樣，就第一圓周槽而言，可能有利的是，考慮到在工作過程中軸承的加載區和非承載區，具有可變寬度。在進一步實施方式中，第二圓周槽具有與第一圓周槽的軸向寬度X基本類似的軸向寬度。基本類似的寬度在圓周方向上是不變的或者是可變的。在進一步實施方式中，第二圓周槽基本上與第一圓周槽軸向對齊。
[0015]在本發明的實施方式中，第二溝槽具有軸向寬度，其被定義為:
[0016](0.75到0.97)*(01^-2*1?1)
[0017]其中ORw為外圈的軸向寬度，仏為滾子元件的軸向長度。換句話說發明者已經實現的是，具有如上標示范圍的這種軸向延伸部的溝槽帶來成本有效的解決方案，減少硬加工工具的工具磨損，并且進一步地沒有負面影響軸承性能。在本發明的另一個實施方式中，第二溝槽具有如下軸向寬度，其中介于0.75到0.97之間范圍內的因子基本為0.8。
[0018]在本發明的另一個實施方式中，公開了一種雙列球面滾柱軸承，其中1^的第一和第二端點中的至少一個進一步地從外部圓周表面上相應的第一和第二法向矢量的交點向內成角度地偏離距離dmis，其中(1_定義為軸承的錯位極限。球面滾柱軸承具有錯位限制，其大多數情況下往往以外圈的徑向內側上的球形表面的軸向延伸部為基礎。如果軸承錯位因此滾子將部分地位于球形內表面外部，軸承性能將受到負面影響。因此，軸承錯位限制大多數情況下往往被設置為在滾子元件到達球形內部座圈表面的軸向端部時的極限。通過使至少一個端點從相應的第一和第二法向矢量和外部圓周表面的交點移開軸承的錯位極限，軸承性能將較少地受到影響，尤其是對軸承傾向于有大幅錯位的應用而言。
[0019]在本發明的另一個實施方式中，公開了一種雙列球面滾柱軸承，其中1^的第一和第二端點中的至少一個進一步地從外部圓周表面上相應的第一和第二法向矢量的交點軸向向內偏離距離daxd，其中daxd定義為內圈和外圈的相對軸向移動能力。普遍的是，由于軸承間隙存在于軸承中，球面滾柱軸承的內圈和外圈是可相對軸向移動的。這也在設計溝槽及其軸向寬度時進行補償。
[0020]在本發明的另一個實施方式中，第一個溝槽具有介于!^和“之間的軸向寬度X，其被定義為