齿轮传动的轴承单元制造技术

本发明专利技术涉及一种齿轮传动的轴承单元，包括壳体(110)、驱动齿轮(120和滚动元件轴承，所述滚动元件轴承包括：外构件(130)，其设置有用于与所述驱动齿轮的齿啮合的齿(135)、内构件(141、142)和设置在所述内构件与外构件之间的至少一排滚动元件(151、152)。在所述单元的一轴向侧，所述壳体连接至所述内构件并且包围所述外构件。在相对的轴向侧，在所述外构件的径向内表面与所述内构件的径向外表面之间有第一径向间隙。此外，第二径向间隙存在于所述外构件的径向外表面与所述壳体的径向内表面之间。根据本发明专利技术，所述第一和第二径向间隙由第一和第二密封件(180、190)密封，每个密封件包括抵靠着相应第一和第二径向定向的配合端面(137、138)的第一(181、191)和第二(182、192)径向密封唇。此外，所述单元采用润滑脂进行润滑，该润滑脂包括钙基稠化剂或者包括钙盐添加剂，并且所述外构件上的齿(135)由已经经受将氮扩散到该齿的表面中的硬化处理的轴承级钢制成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】齿轮传动的轴承单元
本专利技术涉及一种齿轮传动的轴承单元，其用于可旋转地支撑回转负载。
技术介绍
这种齿轮传动的轴承单元的示例公开在US2004/0244521中。该单元包括带齿的 连接元件和无齿的连接元件，在它们之间布置的是一排或多排滚动元件。该单元还包括壳 体和蜗轮或正齿轮，用于驱动带齿的连接元件。壳体的一部分连接至无齿的连接元件并且 轴向地包围在一侧的带齿的连接元件。壳体的另一部分径向地包围带齿的连接元件。该单 元采用润滑脂进行润滑，并且包括密封圈，用于密封壳体与带齿的连接元件之间的间隙和 带齿的连接元件与无齿的连接元件之间的进一步间隙。密封圈设计成允许润滑脂在该单元 填充有新的润滑脂时通过密封圈逃逸。 因此，公开在上述US申请中的单元设计成便于再润滑。对于市售的齿轮传动的轴 承单元的所规定的再润滑间隔通常在几个月的级别。采用新鲜的润滑脂再填充单元是一个 耗时的过程，导致高的维护成本，特别是当许多这样的单元都位于一个位置时。 因此，存在改进的余地。
技术实现思路
本专利技术的目的是限定一种齿轮传动的轴承单元，其不需要再润滑并且在其寿命期 间是免维护的。根据本专利技术，这以两种主要方式实现： 首先，所述单元设置有改进的密封，从而使得实际上不存在设置在该单元内的润 滑脂的任何泄漏。 其次，润滑脂具有的组分（与该单元的接触表面的材料特性相组合）使得在该单 元的使用寿命期间能够实现低摩擦且无磨损的操作。 具体地，本专利技术涉及一种齿轮传动的轴承单元，其包括壳体、驱动齿轮和滚动元件 轴承，所述滚动元件轴承包括：外构件，其设置有用于与所述驱动齿轮的齿啮合的齿，内构 件和设置在所述内构件与外构件之间的至少一排滚动元件。在所述单元的一轴向侧，在所 述外构件的径向内表面与所述内构件的径向外表面之间有第一径向间隙。此外，第二径向 间隙存在于所述外构件的径向外表面与所述壳体的径向内表面之间。所述单元至少部分地 填充有润滑脂，其通过设置在所述第一径向间隙中的第一密封件并通过设置在所述第二径 向间隙中的第二密封件被保持在所述单元内。根据本专利技术，所述第一和第二密封件中的至 少一个且优选的是两者包括抵靠着相对径向定向的配合端面（counterface)的第一和第 二径向密封唇。此外，所述润滑脂包括钙基稠化剂或者包括钙盐添加剂，且所述外构件上的 齿轮齿由已经经受将氮扩散到齿轮齿表面中的硬化处理的轴承级的钢制成。 所述齿轮传动的轴承单元具有经历滚动接触的轴承表面和经历滑动接触的齿轮 表面。该单元通常被设计成用于较慢的旋转速度（〈〇. lrpm)，这意味着磨损可能是系统故障 的原因，而不是疲劳。在齿轮表面中，滑动磨损预计是主要的失效机理，而在轴承表面中，微 动磨损预计是主要的失效机理。在根据本专利技术的单元中，通过形成在这些表面上的反应层， 轴承表面和齿轮表面都被防止磨损。反应层包括来自润滑脂的钙，其被认为引发反应。反 应层形成保护所述单元中接触表面的耐用分离层。 反应层还提供了在这些接触之间的低摩擦，并且本专利技术人已经发现，当外构件的 齿被氮化或者经受将氮扩散到齿表面中的另一处理时，特别低的摩擦可以实现在齿轮的滑 动接触中。铁素体氮碳共渗是合适处理的另一示例。此外，当驱动齿轮（通常是蜗轮）的 齿由硬化轴承钢制成时，齿轮接触中的摩擦可以被进一步减少。在有利的实施例中，驱动齿 轮的齿也经受将氮扩散到齿表面中的处理。 结合改进的密封，提供齿轮传动的轴承单元，其实际上是免维护的。 在用于本专利技术的单元中的每个密封件中，所述第一和第二唇轴向地间隔开，从而 第一唇被限定为位于比第二唇更接近该单元的径向中心线。第一唇因此将被称为内唇，第 二唇将被称为外唇。外唇暴露于外部环境，这意味着内密封唇与外部环境隔离。其结果是， 内唇不暴露于例如太阳光的老化效应，并且可以很长的时期保持最佳的密封功能。双唇密 封件的另一优点是，该密封件可为双重功能进行优化。具体地，外唇可适于阻止湿气和微粒 污染物进入该单元，而内密封唇适于将润滑剂保持在单元内。 优选的润滑脂包括复合磺酸钙稠化剂。这类润滑脂的示例是SKF润滑脂LGHB2 和LGWM2。还可以使用锂基润滑脂，其包括例如氢氧化钙添加剂，比如来自SKF的 LGAF3E。 润滑脂还可以设置在每个密封件的外唇与内唇之间。润滑脂可以是润滑齿轮和轴 承的相同类型的润滑脂，或者可以是专门选择成润滑密封接触并尽量减少唇磨损的不同润 滑脂。将润滑脂设置在所述密封唇之间的另一优点是，润滑脂本身作为密封剂。泄漏和污 染物侵入因此得以进一步减少，且再润滑间隔时间得以进一步延长。 在本专利技术的有利的进一步发展中，每个密封件的内唇在朝向所述单元的径向中心 线的方向上朝向相对的配合端面延伸，而外唇在相反的方向上朝向配合端面延伸。换句话 说，内唇朝向径向中心线向内倾斜，外密封唇远离径向中心线向外倾斜。此发展的优点是， 每个唇在现行压力条件下压靠着配合端面，从而提高密封的双重功能。在该单元内，压力积 聚趋于发生。当此压力作用在向内倾斜的内唇上时，该唇被压向配合端面，从而提高其防止 润滑剂泄漏的能力。在该单元外，作用在向外倾斜的外唇上的压力促使该唇朝向配合端面， 这增强了外唇防止污染物进入的能力。润滑脂寿命因此得以延长。 在更进一步的发展中，每个密封件适合有助于该单元内的温度控制。长的再润滑 间隔不仅通过防止泄漏而且还通过确保润滑脂保持处于良好的条件达很长的时间周期而 得以实现。润滑脂寿命可以通过保持润滑脂的温度尽可能低而得以延长。因此，在一示例 中，至少外唇的外表面是热反射性的。例如，外表面可以设置有热反射性涂层，或者可以仅 具有在吸收热方面相对较差的颜色，比如白色或银色。当根据本专利技术的单元在室外使用时， 例如支撑太阳能电池板阵列，密封件因此有助于防止太阳光线提高单元内部的温度。在进 一步的示例中，外唇的外表面是不光滑的。这相对于光滑表面来说增加了密封件的表面积， 其有利于朝向外部环境的热传递。 在更进一步的发展中，该单元的壳体同样适于防止单元内部的温度上升和/或适 于促进至环境的热传递。 除了第一和第二唇之外，用于本专利技术单元中的每个密封件具有连接部分。适当地， 该连接部分与密封件的其余部分一体地形成，从而使密封件可以仅通过模制操作而被制 造。因此，密封件优选由弹性材料比如合成橡胶或弹性聚氨酯制成。 在优选的实施例中，每个密封件关于径向中心线基本上是对称的，从而所述内外 唇从该连接部分的中央部分延伸。 在一示例中，所述连接部分是环形的，并且安装到设置在与配合端面相对的圆柱 形表面上的凹槽中。 在进一步的示例中，所述连接部分具有U形横截面。因此，突起设置在与配合端面 径向相对的表面上，从而U形部分的臂包围该突起。在有利的实施例中，突出部设置在壳体 的径向内表面上。这允许更少的材料用于所述壳体，并且还创建少量的附加空间用于辅助 部件。 在本专利技术的一实施例中，用于一密封件的第一配合端面设置在外构件的内圆柱形 表面上，用于另一密封件的第二配合端面设置在外构件的外圆柱形表面上。可替代地，所述 第一配合端面可以设置在内构件的外圆柱形表面上。前述的表面形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
齿轮传动的轴承单元(100)，其包括壳体(110)、驱动齿轮(120)和滚动元件轴承，所述滚动元件轴承包括：外构件(130)，其设置有用于与所述驱动齿轮的齿啮合的齿(135)、内构件(141、142)和设置在所述内构件与外构件之间的一排或多排滚动元件(151、152)，从而在所述单元的一轴向侧，第一径向间隙存在于外构件(130)的径向内表面与所述内构件的径向外表面之间；以及第二径向间隙存在于外构件(130)的径向外表面与壳体(110)的径向内表面之间，单元(100)至少部分地填充有润滑脂，其通过设置在所述第一径向间隙中的第一密封件(180)并通过设置在所述第二径向间隙中的第二密封件(190)被保持在所述单元内，其特征在于，‑所述第一和第二密封件(180、190)之一包括抵靠着径向定向的配合端面(137、138)的第一径向唇(181、191)和第二径向唇(182、192)；并且在于，‑所述润滑脂包括钙基稠化剂或者包括钙盐添加剂；并且在于，‑外构件(130)上的齿(135)由已经经受将氮扩散到齿(135)的表面中的硬化处理的轴承级钢制成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.20 EP PCT/EP2012/0508611. 齿轮传动的轴承单元（100)，其包括壳体（110)、驱动齿轮（120)和滚动元件轴承，所 述滚动元件轴承包括： 外构件（130)，其设置有用于与所述驱动齿轮的齿啮合的齿（135)、内构件（141、142) 和设置在所述内构件与外构件之间的一排或多排滚动元件（151、152)，从而在所述单元的 一轴向侧， 第一径向间隙存在于外构件（130)的径向内表面与所述内构件的径向外表面之间；以 及 第二径向间隙存在于外构件（130)的径向外表面与壳体（110)的径向内表面之间， 单元（100)至少部分地填充有润滑脂，其通过设置在所述第一径向间隙中的第一密封 件（180)并通过设置在所述第二径向间隙中的第二密封件（190)被保持在所述单元内， 其特征在于， -所述第一和第二密封件（180U90)之一包括抵靠着径向定向的配合端面（137U38) 的第一径向唇（181、191)和第二径向唇（182、192);并且在于， -所述润滑脂包括钙基稠化剂或者包括钙盐添加剂；并且在于， -外构件（130)上的齿（135)由已经经受将氮扩散到齿（135)的表面中的硬化处理的 轴承级钢制成。2. 根据权利要求1所述的齿轮传动的轴承单元，其中，所述第一唇（181U91)比第二 唇（182U92)更接近所述单元的径向中心线（105)，并且其中，所述第一唇朝向所述径向中 心线延伸，而所述第二唇远离所述径向中心线延伸。3. 根据权利要求2所述的齿轮传动的轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：ND哈亚克，C科夫勒，K维林，R帕萨里布，
申请(专利权)人：SKF公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE