CN111894973A - 一种铜保持架结构的双列圆锥滚子轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明主要涉及一种铜保持架结构的双列圆锥滚子轴承。两列圆锥滚子尺寸不同，接触角不同。A列占据了轴承内的大部分空间，具有更大尺寸滚子、更大接触角。轴承使用车制铜保持架，两列保持架形状不同，A列由内外圈一起引导。本发明转盘轴承占用空间小，圆锥形滚子可承受多种载荷，铜制保持架尺寸精度高，且引导良好，可适用于大载荷高转速场合。

Description

一种铜保持架结构的双列圆锥滚子轴承
技术领域
本发明属于轴承技术领域，主要涉及一种铜保持架结构的双列圆锥滚子轴承，主要应用于石油机械回转转盘。
背景技术
转盘轴承广泛使用于大型、特大型装备上；如专利CN 102003458A介绍了一种CT机转盘轴承，专利CN103062224B介绍了一种风电转盘轴承，专利CN 101699085介绍了一种大型天体观测设备的转盘轴承，专利CN 109322909A介绍了一种航空雷达底座支撑用转盘轴承，以上转盘轴承的共同点为轴承内的滚动体均为钢球；专利CN 208534980U、CN104632883、CN109253162A、CN104196879A等公开的转盘轴承的共同点为轴承内的滚动体均是圆柱滚子；另外还有球柱联合、交叉圆柱等结构，不在列举；均是以钢球或圆柱滚子为滚动体，圆柱滚子比钢球类型的转盘轴承能承受更大的载荷但转速低，钢球类型转盘轴承转速高但承载低。
在通用径向双列圆锥滚子轴承领域，专利CN 208534979 U公开了一种可承受非均衡载荷的双列圆锥滚子轴承，使用了一列直径小长度大滚子和一列直径大长度小的滚子，主要解决了径向力偏载的问题；专利号CN 202628805U公开了一种汽车轮毂用双列圆锥滚子轴承，外圈设置了止动挡边实现轴向精确定位，专利CN202579666U也为相同结构；以上双列圆锥滚子轴承虽然两列采用了尺寸不同的滚子，但均是主要应用于径向旋转的场合，在轴承设计、制造阶段使用的是传统径向轴承方法，轴承内部保持架为冲压钢板或支柱焊接，且轴承的整体尺寸偏小；不能直接用于大型转盘轴承。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种铜保持架结构的双列圆锥滚子轴承。
本发明采用如下技术方案来实现上述目的：
一种铜保持架结构的双列圆锥滚子轴承，双列圆锥滚子轴承具有双滚道外圈；所述的双滚道外圈具有A列外圈滚道、B列外圈滚道；所述的A列外圈滚道的接触角α A ≥30°，B列外圈滚道的接触角α B ≤10°，A列外圈滚道的长度大于B列外圈滚道的长度，A列外圈滚道将承受设备重力、轴向力和倾覆力矩；B列外圈滚道承受反方向较小轴向力；所述的双滚道外圈上设置有两个与双滚道外圈吻配的内圈：A列内圈、B列内圈；所述A列内圈的直径大于B列内圈的直径；所述的A列内圈与所对应的双滚道外圈之间设置有用以放置A列圆锥滚子的A列保持架；所述B列内圈与所对应的双滚道外圈之间设置有用以放置B列圆锥滚子的B列保持架；A列圆锥滚子的直径、长度、宽度均大于B列圆锥滚子的直径、长度，即DwA＞DwB、LA＞LB、BA＞BB；A列圆锥滚子、B列圆锥滚子的小头相对，大头向外；A列圆锥滚子的锥角大于等于2°，B列圆锥滚子的锥角小于等于1°。
所述的双滚道外圈的高度C小于轴承总高度T；双滚道外圈的底部端面上均布若干配合螺栓孔。
所述的A列保持架，为车制铜加工件；所述A列保持架具有位于A列内圈、B列内圈的水平部分，水平部分的两端分别向A列内圈的一侧弯折的倾斜部分；所述倾斜部分的一端与所述的水平部分一体，另一端弯折后水平设置，并在其端头具有向外圈上端面一侧凸出的端面凸起；所述的水平部分、位于水平部分两端的倾斜部分共同构成呈S型的A列保持架，A列保持架的一端由外圈端面引导，另一端由A列内圈的挡边引导；所述的A列保持架具有位于滚子中部的兜孔梁；所述的A列保持架的倾斜角度与内外圈滚道之间的A列圆锥滚子角度相同。
所述A列保持架上具有沿圆周均布的兜孔，兜孔内表面为不带任何弧度的平直表面；相邻两个兜孔之间设置有用以凿印锁滚子的凹槽，凹槽边缘距兜孔边缘小于5mm。
所述的B列保持架，为车制铜加工件；所述B列保持架具有位于A列内圈、B列内圈的水平部分，水平部分的两端分别向B列内圈的一侧弯折的倾斜部分；所述倾斜部分的一端与所述的水平部分一体，另一端竖直设置，所述的水平部分、位于水平部分两端的倾斜部分共同构成呈碗状的B列保持架,所述的B列保持架具有位于滚子中部的兜孔梁；所述的B列保持架的倾斜角度与内外圈滚道之间的B列圆锥滚子角度相同。
所述B列保持架上具有沿圆周均布的兜孔，兜孔内表面为不带任何弧度的平直表面；相邻两个兜孔之间设置有用以凿印锁滚子的凹槽，凹槽边缘距兜孔边缘小于5mm。
所述的A列保持架和B列保持架在轴承内部程间隙ε≥5mm，用以避免轴承运行中两列保持架接触。
所述的A列内圈、B列内圈均具有大挡边和小挡边；所述的大挡边具有用以引导保持架的斜边；A列圆锥滚子、B列圆锥滚子分布于所对应的大挡边与小挡边之间。
所述A列内圈的直径大于B列内圈的直径，即dA＞dB。
本发明提供的一种铜保持架结构的双列圆锥滚子轴承，区别于常规钢球或圆柱滚子转盘轴承，使用两列尺寸不同、接触角不同的圆锥滚子作为滚动体；特殊设计和加工的车制铜保持架比传统钢制冲压保持架具有更高的尺寸精度，可允许轴承的运行速度更高。与传统轴承中保持架由内圈或外圈单个引导不同，A列保持架由内、外圈一起引导。
附图说明
图1是本发明的双列圆锥滚子轴承。
图2是本发明的A列细节示意图。
图3是本发明的A列保持架。
图4是本发明的A列保持架、滚子、内圈组件。
图5是本发明的B列细节示意图。
图6是本发明保持架凿印前的示意图。
图7是本发明保持架凿印后的示意图。
图中：1、双列滚道外圈，2、A列保持架，3、A列圆锥滚子，4、A列内圈，5、B列内圈；6、B列圆锥滚子，7、B列保持架。C –双列外圈高度，T–轴承整体高度，α A –A列外圈滚道接触角，α B –B列外圈滚道接触角，DwA –A列圆锥滚子直径，DwB –B列圆锥滚子直径，LA-A列圆锥滚子长度，LB-B列圆锥滚子长度，BA-A列内圈高度，dA-A列内圈内径，BB-B列内圈宽度，dB-B列内圈内径，ε–双列保持架间隙。
具体实施方式
结合附图对本发明加以说明。
如图1所示，所述的双列圆锥滚子轴承由双列滚道外圈1、A列保持架2、A列圆锥滚子3、A列内圈4、B列内圈5、B列圆锥滚子6和B列保持架7组成。所述A列内圈4和B列内圈5之间没有中隔圈。所述双列滚道外圈1高度C小于轴承整体高度T；所述的双列滚道外圈1在B列一侧的端面上均匀分布若干螺栓孔1a。所述的A列保持架2与B列保持架7之间存在间隙ε≥5mm。避免轴承运行过程中两保持架接触。因安装轴尺寸缘故，内圈直径dA＞dB。
A、B两列构成了双列圆锥滚子轴承。其中A列圆锥滚子3尺寸整体大于B列圆锥滚子6，A、B列圆锥滚子的小头相对，大头向外。A列圆锥滚子的锥角大于等于2°，B列圆锥滚子的锥角小于等于1°。且A列外圈滚道为较大接触角，B列外圈滚道为较小接触角。由此双列滚道外圈的两列滚道不相同，A列滚道长度大于B列， A列内圈4高度大于B列内圈5高度。所以存在关系：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
通过以上设置，轴承较多空间分配给A列，使A列具有大接触角、大尺寸圆锥滚子，可承受较大载荷和倾覆力矩，B列为小接触角、小尺寸圆锥滚子，仅承受反方向较小的载荷。工作中，轴承平放，B列位于下方，螺栓孔1a与设备连接，A列位于上方，A列主要承受设备重力、轴向载荷和倾覆力矩。
如图2所示，所述的A列圆锥滚子3位于外圈滚道1b和A列内圈4的滚道4a之间，并安装在A列保持架2的兜孔内。所述的A列保持架的倾斜角度与内外圈滚道之间的圆锥滚子角度相同，即图中θ1=θA，使保持架兜孔梁2c位于圆锥滚子3正中间。所述A列保持架类似“S”型，其中端部凸起2a面与外圈1c面、顶部2b面与内圈大挡边3a面、底部2d面与内圈小挡边3b面分别设置很小间隙，间隙量在0.2~1mm。起到引导保持架的作用。同时2a面可以限制保持架的轴向移动。所述内圈3的大挡边需要加工斜面3a，与保持架配合。
如图3所示，与常规圆锥滚子轴承用冲压钢保持架不同的是，所述A列保持架2为车制铜加工件，保证了各表面尺寸的精准度。所述A列保持架2圆周均布若干兜孔2e，兜孔四角有退刀槽2f，兜孔内表面均为平直表面，不带任何弧度。两个兜孔2e之间的外表面加工一定深度的凹槽2g。凹槽深度2~5mm，用于凿印锁滚子。凹槽2g边缘距兜孔边缘小于5mm；保持架梁外表面有凹槽，组配内圈和滚子后，凹槽两侧凿印以锁住滚子，使内圈、滚子和保持架形成不分离组件；这样就可以设定保持架兜孔形状为直兜孔，减少兜孔加工难度。外圈端面的引导面还阻止了保持架的轴向移动。
如图4所示，A列圆锥滚子3装入兜孔2e及A列内圈4后，用“一”字型工具，如螺丝刀，敲击形成凿印2h，从而锁住滚子。由此组成圆锥滚子、内圈和保持架组件。在装配、运输等环节，轴承不散套。
如图5所示，所述的B列圆锥滚子3位于外圈滚道1d和B列内圈5的滚道5a之间，并安装在B列保持架7的兜孔内。所述的B列保持架的倾斜角度与内外圈滚道之间的圆锥滚子角度相同，即图中θ2=θB，使保持架兜孔梁7b位于圆锥滚子6正中间。所述B列保持架底部拌斜面7a面与内圈大挡边圈5b面、顶部7c面与内圈小挡边5d面分别设置很小间隙，间隙量在0.2~1mm。起到引导保持架的作用。所述内圈3的大挡边需要加工斜面5c，与保持架配合。
所述B列保持架7也是车制铜加工件。除了外形与A列不同外，也具有圆周均布若干兜孔，兜孔四角有退刀槽，兜孔内表面均为平直表面，不带任何弧度。两个兜孔之间的外表面加工一定深度的凹槽。凹槽深度2~5mm，用于凿印锁滚子。
A、B列保持架凿印示意图如图6、图7所示。
A、B列的铜保持架加工精度高，引导设置合理，铜制材料适用与高速轴承。该实施例的某石油机械转盘轴承转速为350r/min，A列轴承额定动载荷1400KN，额定静载荷3800KN，运行良好。
未详述部分为现有技术。

Claims (9)

1.一种铜保持架结构的双列圆锥滚子轴承，双列圆锥滚子轴承具有双滚道外圈；其特征在于：所述的双滚道外圈具有A列外圈滚道、B列外圈滚道；所述的A列外圈滚道的接触角α A ≥30°，B列外圈滚道的接触角α B ≤10°，A列外圈滚道的长度大于B列外圈滚道的长度，A列外圈滚道将承受设备重力、轴向力和倾覆力矩；B列外圈滚道承受反方向较小轴向力；所述的双滚道外圈上设置有两个与双滚道外圈吻配的内圈：A列内圈、B列内圈；所述A列内圈的直径大于B列内圈的直径；所述的A列内圈与所对应的双滚道外圈之间设置有用以放置A列圆锥滚子的A列保持架；所述B列内圈与所对应的双滚道外圈之间设置有用以放置B列圆锥滚子的B列保持架；A列圆锥滚子的直径、长度、宽度均大于B列圆锥滚子的直径、长度，即DwA＞DwB、LA＞LB、BA＞BB；A列圆锥滚子、B列圆锥滚子的小头相对，大头向外；A列圆锥滚子的锥角大于等于2°，B列圆锥滚子的锥角小于等于1°。
2.如权利要求1所述的一种铜保持架结构的双列圆锥滚子轴承，其特征在于：所述的双滚道外圈的高度C小于轴承总高度T；双滚道外圈的底部端面上均布若干配合螺栓孔。
3.如权利要求1所述的一种铜保持架结构的双列圆锥滚子轴承，其特征在于：所述的A列保持架，为车制铜加工件；所述A列保持架具有位于A列内圈、B列内圈的水平部分，水平部分的两端分别向A列内圈的一侧弯折的倾斜部分；所述倾斜部分的一端与所述的水平部分一体，另一端弯折后水平设置，并在其端头具有向外圈上端面一侧凸出的端面凸起；所述的水平部分、位于水平部分两端的倾斜部分共同构成呈S型的A列保持架，A列保持架的一端由外圈端面引导，另一端由A列内圈的挡边引导；所述的A列保持架具有位于滚子中部的兜孔梁；所述的A列保持架的倾斜角度与内外圈滚道之间的A列圆锥滚子角度相同。
4.如权利要求1所述的一种铜保持架结构的双列圆锥滚子轴承，其特征在于：所述A列保持架上具有沿圆周均布的兜孔，兜孔内表面为不带任何弧度的平直表面；相邻两个兜孔之间设置有用以凿印锁滚子的凹槽，凹槽边缘距兜孔边缘小于5mm。
5.如权利要求1所述的一种铜保持架结构的双列圆锥滚子轴承，其特征在于：所述的B列保持架，为车制铜加工件；所述B列保持架具有位于A列内圈、B列内圈的水平部分，水平部分的两端分别向B列内圈的一侧弯折的倾斜部分；所述倾斜部分的一端与所述的水平部分一体，另一端竖直设置，所述的水平部分、位于水平部分两端的倾斜部分共同构成呈碗状的B列保持架,所述的B列保持架具有位于滚子中部的兜孔梁；所述的B列保持架的倾斜角度与内外圈滚道之间的B列圆锥滚子角度相同。
6.如权利要求1所述的一种铜保持架结构的双列圆锥滚子轴承，其特征在于：所述B列保持架上具有沿圆周均布的兜孔，兜孔内表面为不带任何弧度的平直表面；相邻两个兜孔之间设置有用以凿印锁滚子的凹槽，凹槽边缘距兜孔边缘小于5mm。
7.如权利要求1所述的一种铜保持架结构的双列圆锥滚子轴承，其特征在于：所述的A列保持架和B列保持架在轴承内部程间隙ε≥5mm，用以避免轴承运行中两列保持架接触。
8.如权利要求1所述的一种铜保持架结构的双列圆锥滚子轴承，其特征在于：所述的A列内圈、B列内圈均具有大挡边和小挡边；所述的大挡边具有用以引导保持架的斜边；A列圆锥滚子、B列圆锥滚子分布于所对应的大大挡边与小挡边之间。
9.如权利要求1所述的一种铜保持架结构的双列圆锥滚子轴承，其特征在于：所述A列内圈的直径大于B列内圈的直径，即dA＞dB。
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