具有至少一个分段圈的轴承的制作方法

1.本发明涉及轴承领域。


背景技术：

2.本发明尤其涉及大直径滚动轴承的领域，大直径滚动轴承可以容纳轴向载荷和径向载荷，并且具有绕着沿轴向方向延伸的旋转轴线同心地配置的内圈和外圈。
3.这种大直径滚动轴承可以被用在例如隧道掘进机、采矿采掘机或风力涡轮机中。大直径滚动轴承也可以被用在诸如雷达或坦克(/烧焦)(chars)的防御领域中。
4.大直径滚动轴承通常包括两个同心的内圈和外圈，以及在径向上介于所述圈之间的至少一列滚动元件，诸如滚子。
5.在一些应用领域中，滚动轴承与形成为分离式圈(split-rings)的内圈和外圈一起被输送，从而允许在相应的机器上的运输和/或组装。在这种情况下，内圈和外圈中的每个被分为多个连续的周向圈段(circumferential ring segments)。
6.因此，在输送之后，圈段(/圈分段)(ring segments)必须连接在一起以组装每个分离式圈。
7.然而，在组装期间，圈段可能在径向方向上不对准。在这种情况下，滚动轴承的组装过程被中断，直到圈段被拆卸然后重新对准。
8.该调节步骤可能是费力的，可能中断组装过程并导致整个滚动轴承的成本增加。
9.本发明的一个目的是克服这些缺点。


技术实现要素：

10.本发明涉及一种包括能够相对于彼此同心地旋转的外圈和内圈的轴承，内圈和外圈中的至少一者被分为多个连续的周向圈段(ring segments)。
11.根据总体(/一般)特征，对于所述分离式圈的相邻的连续圈段的每对面对端(each pair of facing ends)，所述面对端中的一者包括至少一个突起，所述至少一个突起与相关联的圈段一体地形成并且突出到形成在另一个面对端上的互补形状的凹部中，以使所述一对面对端在径向方向上对准(align)。
12.利用这种配置，分离式圈的圈段可以在组装期间在径向方向上容易且完美地对准。这种突起和凹部的使用便于组装，并且避免在圈段的对准不完美的情况下拆卸分离式圈。可以降低总成本并且可以便于该过程。
13.有利地，所述突起在周向方向上从所述面对端延伸。
14.优选地，所述突起在径向方向上由两个侧向截头锥形面(lateral frustoconical faces)界定。这使得便于分离式圈的圈段的组装。
15.所述突起可以包括连接到所述侧向截头锥形面并且在径向上延伸的平坦外面(flat outer face)。
16.在一个实施方式中，所述分离式圈的每对相邻的连续圈段利用至少一个固定板固
定在一起，所述固定板布置在分别设置在所述圈段的正面上的第一槽和第二槽内，所述固定板被设定为至少相对于所述圈段中的每个圈段的形成所述第一槽或所述第二槽的面后缩(set back)或者所述固定板至少与所述圈段中的每个圈段的形成所述第一槽或所述第二槽的面齐平(flush)。
17.因此，固定板不相对于每个圈段的设置有第一槽或第二槽的该正面突起。因此，轴承的整体尺寸不增加。
18.优选地，所述固定板被设定为相对于所述分离式圈后缩，或者所述固定板与所述分离式圈齐平。
19.有利地，边缘半径(edge radius)设置在所述突起的每个截头锥形面与所述面对端之间以及设置在每个截头锥形面与平坦外面之间，并且边缘半径设置在所述凹部的每个截头锥形面与所述另一面对端之间以及设置在每个截头锥形面与所述凹部的平坦内底部之间。
20.有利地，轴承还包括延伸穿过所述固定板的至少第一对准构件和第二对准构件，第一对准构件突出到形成在所述圈段中的一个圈段的厚度中的凹部中，并且第二对准构件突出到形成在所述圈段中的另一个圈段的厚度中的凹部中。
21.因此，所述分离式圈的圈段可以在重新组装期间(例如在运输之后)相对于其在制造期间的初始位置容易且完美地对准。插入凹部中的对准构件的使用便于重新组装过程。
22.优选地，所述第一对准构件和所述第二对准构件被设定为相对于所述固定板的外表面后缩，或者所述第一对准构件和所述第二对准构件与所述固定板的外表面齐平，所述固定板的外表面位于与所述圈段的第一槽和第二槽相对的一侧。例如，第一对准构件和第二对准构件中的每个可以包括销。
23.在一个实施方式中，轴承还包括延伸穿过所述固定板的至少一个第一固定螺丝和至少一个第二固定螺丝。所述第一固定螺丝接合在形成于所述圈段中的一个圈段上的螺纹孔内，并且所述第二固定螺丝接合在形成于所述圈段中的另一个圈段上的螺纹孔内。螺纹孔可以从相关联的槽的底部形成。
24.第一固定螺丝和第二固定螺丝与第一对准构件和第二对准构件不同。
25.优选地，所述第一固定螺丝和所述第二固定螺丝的螺丝头被设定为相对于所述固定板的外表面后缩，或者所述第一固定螺丝和所述第二固定螺丝的螺丝头与所述固定板的外表面齐平，所述固定板的外表面位于与所述圈段的第一槽和第二槽相对的一侧。
26.在一个实施方式中，所述分离式圈的每对相邻的连续圈段可以利用附加的固定板固定在一起，所述附加的固定板布置在第三槽和第四槽内，所述第三槽和第四槽设置在所述圈段的与第一槽和第二槽形成在其上的正面相对的正面上，所述附加的固定板被设定为至少相对于这些正面后缩，或者所述附加的固定板至少与这些正面(frontal faces)齐平。
27.另外，固定板(或多个固定板)可以由诸如钢的刚性材料制成。这改进了轴承的刚性。
附图说明
28.通过研究通过非限制性示例给出并由附图示出的具体实施方式的详细描述，将更好地理解本发明及其优点，在附图中：
[0029]-图1是根据本发明的第一示例的滚动轴承的局部截面，
[0030]-图2是图1的滚动轴承的外圈的透视图，
[0031]-图3是图2的详细视图，
[0032]-图4是图3的分解透视图，
[0033]-图5是具有固定板的图2至图4的外圈的局部分解图，以及
[0034]-图6是根据本发明的第二示例的滚动轴承的外圈的详细透视图。
具体实施方式
[0035]
如图1所示的滚动轴承是包括外圈10和内圈12的大直径滚动轴承。滚动轴承可以例如用在隧道掘进机(tunnel boring machine)、风力涡轮机或使用大直径滚动轴承的任何其他应用中。
[0036]
外圈10和内圈12是同心的并且在轴向上沿着轴承旋转轴线(未示出)延伸，轴承旋转轴线(未示出)在轴向方向上延伸。圈10、12是实心类型的。
[0037]
外圈10形成为分离式圈(split-ring)，并且包括在轴向方向上相对于彼此堆叠的第一圈14和第二圈16。外圈的第一圈14和第二圈16中的每个设置有多个对准的通孔(未示出)，从而通过装配螺栓接合。
[0038]
如稍后将描述的，外圈14在周向方向上也形成为分离式圈。
[0039]
在所示出的示例中，滚动轴承包括三列轴向滚子18、20、22和一列径向滚子24，三列轴向滚子18、20、22配置在外圈10与内圈12之间以形成轴向推力(/止推)(thrust)，所述一列径向滚子24配置在所述圈之间以形成径向推力(/止推)。
[0040]
一列的滚子18至24彼此相同。每个滚子24的旋转轴线平行于轴承的轴线并且垂直于滚子18、20和22中的每个滚子或滚子18、20和22的轴线。在所示出的示例中，成列的滚子18叠在成列的滚子20上。在所示出的示例中，滚子24的直径小于滚子18至22的直径。
[0041]
内圈12包括接合到外圈的环形槽28中的环形突出鼻26。鼻26在径向上向外延伸。槽28在径向方向上朝向内圈12向内开口。
[0042]
内圈12还包括内圆柱形孔12a和在径向上与孔12a相对的阶梯状外圆柱形表面12b。突出鼻26在径向上从外圆柱形表面12b突出。内圈12还包括两个相对的径向正面12c、12d，两个相对的径向正面12c、12d在轴向上界定孔12a和外圆柱形表面12b。
[0043]
成列的滚子18至22在轴向上配置在内圈的鼻26与外圈的槽28之间。成列的滚子18、20和成列的滚子22布置在内圈的鼻26的两侧。
[0044]
滚子24在径向上配置在形成于鼻26与槽28上的滚道之间。成列的滚子24在径向上相对于成列的滚子18至22向外偏移。成列的滚子24在轴向上位于成列的滚子18至22之间。
[0045]
外圈10包括内阶梯状圆柱形表面或孔10a，槽28从内阶梯圆柱形表面或孔10a形成。外圈10还包括在径向上与孔10a相对的外圆柱形表面10b。外圈10还包括两个相对的径向正面10c、10d，两个相对的径向正面10c、10d在轴向上界定所述圈的孔10a和外表面10b。
[0046]
如前所述，外圈10在周向方向上被分开。外圈的第一圈14和第二圈16中的每个是分段的。由于两个圈14、16的设计是相似的，因此这里将仅描述圈14。
[0047]
如图2所示，外圈的第一圈14由两个连续的周向圈段30、32形成。作为另一种选择，第一圈14可以包括至少三个连续的周向圈段。
[0048]
外圈的第一圈14的每个圈段30、32设置有第一端30a、32a和第二端30b、32b，第一端30a、32a和第二端30b、32b在周向方向上界定所述圈段。每个圈段30、32的第一端30a、32a和第二端30b、32b在周向方向上相对。
[0049]
在所示出的示例中，圈段30、32的第一端30a、32a彼此面对并且在周向方向上邻接。类似地，圈段30、32的第二端30b、32b也彼此面对并且在周向方向上邻接。第一端30a、32a形成第一对面对端，并且第二端30b、32b形成圈段30、32的第二对面对端。
[0050]
形成第一圈14的圈段30、32可以彼此相同。每个圈段30、32的外圆柱形表面部分地界定外圈的外表面10b。每个圈段30、32的正面中的一个正面部分地界定外圈的正面10d。
[0051]
如图3和图4中更清楚地示出的，圈段30的第一端30a包括突起34，突起34向外突出到形成在圈段32的第一端32a上的互补形状的凹部36中。突起34与圈段30一体地制成。突起34在周向方向上从第一端30a延伸。突起34在轴向上沿着第一端30a延伸。这里，突起34在轴向上沿着第一端30a的整个长度延伸。
[0052]
突起34设置有两个相对的侧向截头锥形面34a、34b，两个相对的侧向截头锥形面34a、34b沿径向方向、在轴向上界定所述突起。截头锥形面34a、34b在周向方向上从第一端30a向外倾斜地延伸。在所示出的示例中，每个截头锥形面34a、34b利用尖锐边缘连接到第一端30a。截头锥形面34a、34b朝向彼此倾斜地延伸。
[0053]
突起34还设置有连接到截头锥形面34a、34b的平坦外面(outer face)34c。外面34c在径向上延伸。外面34c在周向方向上相对于圈段30的第一端30a偏移。在所示出的示例中，每个截头锥形面34a、34b利用尖锐边缘(/锋锐边缘)(sharp edge)连接到外面34c。
[0054]
形成在圈段32的第一端32a上的凹部36的形状与圈段30的第一端30a的突起34的形状互补。凹部36在周向方向上从第一端32a向内延伸。凹部36在轴向上沿着第一端32a延伸。这里，凹部36在轴向上沿着第一端32a的整个长度延伸。
[0055]
凹部36设置有两个相对的侧向截头锥形面36a、36b，两个相对的侧向截头锥形面36a、36b沿径向方向、在轴向上界定所述凹部。截头锥形面36a、36b在周向方向上从第一端32a向内倾斜地延伸。在所示出的示例中，每个截头锥形36a、36b利用尖锐边缘连接到第一端32a。截头锥形面36a、36b朝向彼此倾斜地延伸。
[0056]
凹部36还设置有连接到截头锥形面36a、36b的平坦内底部36c。内底部36c在径向上延伸。内底部36c在周向方向上相对于圈段32的第一端32a偏移。在所示出的示例中，每个截头锥形面36a、36b利用尖锐边缘连接到内底部36c。
[0057]
形成在圈段30的第一端30a上的突起34位于形成在圈段32的第一端32a上的凹部36内。突起34完全容纳在凹部36内。突起的截头锥形面34a、34b分别与凹部36的截头锥形面34a、34b接触。突起的外面34c与凹部的内底部36c接触。
[0058]
再次参照图2，圈段32的第二端32b包括突起34，突起34向外突出到形成在圈段30的第二端30b上的凹部(未标记)中，从而在径向上使圈段20的这些第二端30b、32b对准。圈段32的第二端32b的突起34和圈段30的第二端30b的凹部分别与先前描述的圈段30的第一端30a的突起34和圈段32的第一端32a的凹部36相同。
[0059]
有利地，圈段30、32的第一端30a、32a和第二端30b、32b通过电侵蚀(/电蚀)切割工艺(electro-erosion cutting process)形成。
[0060]
在所示出的示例中，外圈10还设置有两对固定板40、42，以将连续的圈段30、32固
定在一起。每对固定板40、42将两个连续圈段30、32的每对面对端部固定在一起。在图5上，仅一对固定板40、42是可见的。成对的固定板40、42的数量等于连续的周向圈段30、32的数量。
[0061]
这里将描述一对固定板40、42的安装，应当理解，其他对固定板40、42的安装是相同的。
[0062]
为了将固定板40安装在外圈上，第一槽44和第二槽46分别形成在外圈的第一圈14的圈段30、32上。
[0063]
槽44、46设置在圈段30、32的部分地界定外圈的正面10d的正面上。槽44在周向方向上在第一端30a上开口。槽46在周向方向上在第一端32a上开口。槽46在周向方向上面对槽44。在所示出的示例中，槽46与槽44相同。作为另一种选择，槽44、46可以具有不同的形状和/或尺寸。
[0064]
如稍后将描述的，固定板40完全容纳在圈段30、32的槽44、46内。固定板40在径向上抵着槽44、46的底部安装。
[0065]
滚动轴承还包括第一螺丝48和第二螺丝50，以将固定板40固定在圈段30、32的槽44、46内。在所示出的示例中，滚动轴承包括两个第一螺丝48和两个第二螺丝50。作为另一种选择，可以预见不同数量的第一螺丝48和第二螺丝50。
[0066]
第一螺丝48中的每个延伸穿过固定板40并且接合在从槽44的底部形成的螺纹孔52内。每个螺纹孔52在轴向上延伸到圈段30的厚度中。第一螺丝48将固定板40固定到圈段30上。
[0067]
类似地，第二螺丝50中的每个延伸穿过固定板40并且接合在从槽46的底部形成的螺纹孔54内。每个螺纹孔54在轴向上延伸到圈段32的厚度中。第二螺丝50将固定板40固定到圈段32上。
[0068]
滚动轴承还包括第一销56和第二销58，第一销56和第二销58延伸穿过固定板40并且分别突出到形成在圈段30、32上的第一凹部60和第二凹部62中。第一凹部60从槽44的底部形成。第二凹部62从槽46的底部形成。第一凹部60和第二凹部62在轴向上延伸。
[0069]
每个销56、58完全容纳在固定板40和相关联的凹部60、62内。每个销56、58通过任何适当的方式(例如通过压配(press-fitting))固定在相关联的凹部60、62内。
[0070]
如前所述，固定板40完全容纳在外圈的第一圈的圈段30、32的槽44、46内。换句话说，固定板40相对于圈段30、32不突出。在所示出的示例中，固定板的外表面40a与圈段30、32的部分地界定外圈的正面10d的正面齐平。
[0071]
滚动轴承的整体尺寸不被固定板40增加。为了不增加滚动轴承的整体尺寸，在所示示例中，销56、58和螺丝48、50的螺丝头也被设定为相对于固定板的外表面40a后缩(/后退)(set back)。
[0072]
类似于固定板40，为了将固定板42安装在外圈上，第三槽64和第四槽66分别形成在圈段30、32的与第一槽44和第二槽46形成在其上的正面相对的正面上。
[0073]
槽64在周向方向上在第一端30a上开口。槽66在周向方向上在第一端32a上开口。槽66在周向方向上面对槽64。在所示出的示例中，槽66与槽64相同。作为另一种选择，槽64、66可以具有不同的形状和/或尺寸。
[0074]
固定板42完全容纳在圈段30、32的槽64、66内。固定板42在径向上抵着(against)
槽64、66的底部安装。
[0075]
滚动轴承还包括第一螺丝68和第二螺丝70，以将固定板42固定在圈段30、32的槽64、66内。在所示出的示例中，滚动轴承包括两个第一螺丝68和两个第二螺丝70。作为另一种选择，可以预见不同数量的第一螺丝68和第二螺丝70。
[0076]
第一螺丝68中的每个延伸穿过固定板42并且接合在从槽64的底部形成的螺纹孔(不可见)内。每个螺纹孔在轴向上延伸到圈段30的厚度中。第一螺丝68将固定板42固定到圈段30上。
[0077]
类似地，第二螺丝70中的每个延伸穿过固定板42并且接合在从槽66的底部形成的螺纹孔(不可见)内。每个螺纹孔在轴向上延伸到圈段32的厚度中。第二螺丝70将固定板42固定到圈段32上。
[0078]
滚动轴承还包括第一销72和第二销74，第一销72和第二销74延伸穿过固定板42并且分别突出到形成在圈段30、32上的第一凹部(不可见)和第二凹部(不可见)中。第一凹部从槽64的底部形成。第二凹部从槽66的底部形成。第一凹部60和第二凹部62在轴向上延伸。
[0079]
每个销72、74完全容纳在固定板42和相关联的凹部内。每个销72、74通过任何适当的方式(例如通过压配)固定在相关联的凹部内。
[0080]
如前所述，固定板42完全容纳在外圈的第一圈的圈段30、32的槽64、66内。换句话说，固定板42相对于圈段30、32不突出。固定板的外表面与圈段30、32的槽64、66形成在其上的正面齐平。在所示出的示例中，销72、74和螺丝68、70的螺丝头被设定为相对于固定板的外表面40a后缩。
[0081]
图6所示的示例(其中相同的部件被赋予相同的附图标记)与第一示例的不同之处在于，边缘半径设置在突起的每个截头锥形面34a、34b与第一端30a之间，并且还设置在每个截头锥形面34a、34b与外面34c之间。类似地，边缘半径设置在凹部的每个截头锥形面36a、36b与第一端32a之间，并且还设置在每个截头锥形面36a、36b与内底部36c之间。边缘半径可以相等。
[0082]
这种倒角便于圈段30、32的组装，尤其在这些圈段变形的情况下。
[0083]
在所示出的示例中，外圈10在轴向方向上形成为分离式圈。作为另一种选择，根据滚动轴承的设计，外圈10在轴向方向上可以不是分段的，而是仅在周向方向上是分段的。
[0084]
在先前描述的示例中，外圈10仅在周向方向上是分段的。作为另一种选择或作为组合，内圈也可以形成为包括至少两个连续的周向圈段的分离式圈。
[0085]
在所描述的示例中，滚动轴承设置有三列滚动元件。作为另一种选择，滚动轴承可以仅包括一列滚动元件，或者两列滚动元件，或者四列或更多列滚动元件。在所示出的示例中，滚动元件是滚子。滚动轴承可以包括其他类型的滚动元件，例如球。在另一变型中，轴承也可以是不具有滚动元件的滑动轴承。

技术特征：
1.一种轴承，包括能够相对于彼此同心地旋转的外圈(10)和内圈(12)，所述内圈和所述外圈中的至少一者被分为多个连续的周向圈段(30、32)，其特征在于，对于所述分离式圈的相邻的连续圈段(30、32)的每对面对端(30a、30b)，所述面对端中的一个面对端包括至少一个突起(34)，所述至少一个突起(34)是与相关联的圈段一体地制成的并且突出到形成在另一个面对端上的互补形状的凹部(36)中，以使所述一对面对端在径向方向上对准。2.根据权利要求1所述的轴承，其特征在于，所述突起(34)在周向方向上从所述面对端延伸。3.根据权利要求1或2所述的轴承，其特征在于，所述突起(34)在径向方向上由两个侧向截头锥形面(34a、34b)界定。4.根据权利要求3所述的轴承，其特征在于，所述突起(34)包括平坦外面(34c)，所述平坦外面(34c)连接到所述侧向截头锥形面(34a、34b)并且在径向上延伸。5.根据权利要求4所述的轴承，其特征在于，在所述突起的每个截头锥形面(34a、34b)与所述面对端之间以及在每个截头锥形面(34a、34b)与所述平坦外面(34c)之间设置边缘半径，并且，在所述凹部的每个截头锥形面(36a、36b)与所述另一面对端之间以及在所述凹部的每个截头锥形面(36a、36b)与平坦内底部(36c)之间设置边缘半径。6.根据前述权利要求中任一项所述的轴承，其特征在于，所述分离式圈的每对相邻的连续圈段(30、32)与至少一个固定板(40)固定在一起，所述固定板(40)布置在分别设置在所述圈段的正面上的第一槽(44)和第二槽(46)内，所述固定板(40)被设定为至少相对于所述圈段中的每个圈段的形成所述第一槽(44)或所述第二槽(46)的面后缩，或者所述固定板(40)至少与所述圈段中的每个圈段的形成所述第一槽(44)或所述第二槽(46)的面齐平。7.根据权利要求6所述的轴承，其特征在于，还包括延伸穿过所述固定板(40)的至少第一对准构件(56)和第二对准构件(58)，所述第一对准构件(56)突出到形成在所述圈段中的一个圈段的厚度中的凹部(60)中，所述第二对准构件(58)突出到形成在所述圈段中的另一个圈段的厚度中的凹部(62)中。8.根据权利要求6或7所述的轴承，其特征在于，还包括延伸穿过所述固定板(40)的至少一个第一固定螺丝(48)和至少一个第二固定螺丝(50)，所述第一固定螺丝(48)接合在形成在所述圈段中的一个圈段上的螺纹孔(52)内，所述第二固定螺丝(50)接合在形成在所述圈段中的另一个圈段上的螺纹孔(54)内。9.根据从属于权利要求7的权利要求8所述的轴承，其特征在于，所述第一对准构件(56)和所述第二对准构件(58)以及所述第一固定螺丝(48)和所述第二固定螺丝(50)的螺丝头被设定为相对于所述固定板(40)的外表面(40a)后缩，或者所述第一对准构件(56)和所述第二对准构件(58)以及所述第一固定螺丝(48)和所述第二固定螺丝(50)的螺丝头与所述固定板(40)的外表面(40a)齐平，所述固定板(40)的外表面(40a)位于与所述圈段的所述第一槽(44)和所述第二槽(46)相对的一侧。10.根据权利要求6至9中任一项所述的轴承，其特征在于，所述分离式圈的每对相邻的连续圈段(30、32)与附加的固定板(42)固定在一起，所述附加的固定板(42)布置在设置在所述圈段的正面上的第三槽(64)和第四槽(66)内，所述圈段的正面与所述第一槽(44)和所述第二槽(46)形成在其上的正面相对，所述附加的固定板(42)被设定为至少相对于这些正面后缩，或者所述附加的固定板(42)至少与这些正面齐平。

技术总结
一种轴承，包括能够相对于彼此同心地旋转的外圈和内圈，内圈和外圈中的至少一者被分为多个连续的周向圈段(30、32)。对于所述分离式圈的相邻的连续圈段(30、32)的每对面对端(30a、30b)，所述面对端中的一个面对端包括至少一个突起(34)，至少一个突起(34)是与相关联的圈段一体地制成的并且突出到形成在另一个面对端上的互补形状的凹部(36)中，以使所述一对面对端在径向方向上对准。对面对端在径向方向上对准。对面对端在径向方向上对准。


技术研发人员：布鲁诺
受保护的技术使用者：斯凯孚公司
技术研发日：2022.07.28
技术公布日：2023/2/9