用于将传动轴支撑在壳体中的轴承组件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于将传动轴（２）支撑在壳体（３）中的轴承组件（１），包括轴向浮动轴承（５）和一对角接触轴承（７，８），该角接触轴承（７，８）抵抗沿轴向（ＡＡ’）上的运动而定位轴（２），由此轴（２）受到径向和／或轴向载荷力（Ｆ↓［ｒａｄ］，Ｆ↓［ａｘ］），其特征在于所述壳体（３）被设成以便为每个角接触轴承（７，８）获得理想的刚度，从而在所述两轴承（７，８）之间实现载荷分担。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种用于在壳体中支撑传动轴的轴承组件。更具体地说，本专利技术涉及一种在所谓的超静定型壳体中支撑传动轴的轴承组件，包括，一方面，轴向浮动轴承(non-locating bearing)，例如NU型的滚柱轴承，这种轴承在内轴承环上没有凸缘，另一方面，一对角接触轴承，例如，一对锥形滚柱轴承，所述锥形滚柱轴承在轴向上限制所述轴的运动，由此所述轴承受径向和/或轴向载荷力。
技术介绍
已知道这样一种轴承组件，其中轴在一端被双轴向定位，而在另一端没有受到约束，这种轴承组件具有这样的优点，即，避免了由于工作期间轴的轴向热膨胀而引起的滚动元件的挤压以及轴承中的增加的张力。此外，已知道由这种轴承组件支撑的轴可以在壳体上容易地安装或拆卸，这是因为所述轴可以在不需要完全安装或拆卸所述轴承的情况下滑入或滑出所述轴向浮动轴承。因此，所述轴向浮动轴承可以被安装在距所述壳体中的、通过其将所述轴插入所述壳体的孔最远的位置上。然而，公知的上述类型的超静定型轴承组件的设计还有一些缺点，这是因为所述一对角接触轴承上的载荷力分配很不均衡，从而当轴沿第一方向转动时，一个角接触轴承承受了几乎所有的径向和轴向载荷力，而当轴沿相反方向转动时，另一个轴承承受了全部的径向和轴向载荷力。对于在大多数时间里都是沿一个方向转动，仅在很少的时间里沿相反的方向转动的被支撑的轴来说，例如对于连接到风力涡轮机转子的轴，这个缺点更加突出。换句话说，基于轴的旋转方向，该对轴承中的第一或第二角接触轴承在所述轴转动期间不承受或几乎不承受载荷力。所以，在所述轴几乎只沿一个方向旋转的情况下，所述轴上存在例如由螺旋齿轮之间的相互作用而引起的轴向载荷分量，由于存在一个大多数时间里都不承受载荷的轴承，所以关于这种轴承的成本是不合理的。此外，因为所述轴承不承受或几乎不承受负载力，因此存在所述滚动元件在所述轴承上发生打滑的风险，这就导致所述轴承的过早损坏。对于那些高速旋转的轴来说，例如风力涡轮机传动箱中的高速轴，不承受相当大的载荷，这就更可能导致滚动元件打滑的发生。在一些公知的轴承组件中，通过加入弹簧等等来解决上述问题，也就是在载荷最小的轴承上施加一定预载荷。然而，为了允许所述弹簧适当地起作用，几乎不承受任何载荷的且由弹簧提供预载荷的所述轴承的外圈需要在轴向上可以自由地移动，这就与处于反向负载状态下的所述轴承的支撑功能相矛盾。此外，具有这种弹簧的轴承的生产和装配是比较困难的。所述公知的轴承组件的另一个缺点是所述一对轴承中的两个锥形滚柱轴承根据所述轴的旋转方向的不同而承受全部或几乎全部的载荷力，这就导致轴承需要较大的尺寸。当然，这种公知的轴承组件在成本-价格方面也有不利的影响。本专利技术目的在于提供一种轴承组件，例如，用于风力涡轮机的轴承组件，该轴承组件不具有一个或多个上述及其他的缺点。
技术实现思路
为了达到这个目的，本专利技术涉及一种上述类型的轴承组件，其中改造了壳体，以使得所述两个角接触轴承分别获得理想的刚度，从而在所述两个轴承之间实现负载分担。根据本专利技术的轴承组件的一个重要的优点是两个角接触轴承都承受负载力，从而在所述轴承上获得比较平衡的载荷分配，允许所述轴承具有较小的尺寸，使得所述轴承组件更加便宜和紧凑。这样的轴承组件的另一个优点是通过在两个角接触轴承上传递所述载荷，与所述角接触轴承成为一体的滚动元件不会有打滑的危险，进而保证了所述轴承的预期使用寿命。这些优点特别适合那些大多数时间沿一个方向高速旋转的轴，例如在风力涡轮机变速箱中的高速轴。根据本专利技术的优选实施方案是，所述角接触轴承中的至少一个被安装在所述壳体内，这样，其主要传递从所述轴到所述壳体的轴向载荷力和相对较小的径向荷载力，这个角接触轴承被称为是轴向轴承，所述一对轴承中的另一个角接触轴承被称为是径向轴承。依据该实施方案的轴承组件的优点是，对于沿某个旋转方向旋转的轴来说，所述轴向轴承传递至所述壳体的主要的轴向载荷力，而所述径向轴承主要传递径向荷载力，这样可以选择具有不同几何参数的、更适合于传递主要径向或主要轴向载荷力的角接触轴承。根据本专利技术的另一优选实施方案所述的轴承组件，所述轴向轴承被固定在所述壳体的一部分上，该部分至少在轴向上是刚性的而在径向上相对柔韧。根据该实施方案的轴承组件的优点是，很容易实现分别通过所述径向角接触轴承和所述轴向角接触轴承来传递至壳体的径向和轴向载荷力的分担。附图说明为了较好地说明本专利技术的特征，下文中，作为没有任何限制性的例子，参照附图描述了根据本专利技术的轴承组件的一些优选的实施方式，所述轴承组件用于将传动轴支撑在壳体中，其中图1显示了根据本专利技术的轴承组件的剖面图；图2和3显示了根据本专利技术图1所述轴承组件的其他实施例的视图；以及，图4是根据本专利技术的轴承组件的更概括的示意图；以及，图5至8示意性地显示了本专利技术替代性的实施例。具体实施例方式图1中所述的轴承组件1用于将传动轴2支持在壳体3中，包括，位于轴2的一轴端4的轴向浮动轴承5，以及，位于轴2的另一个轴端6的一对角接触轴承，特别是一对锥形滚柱轴承7和8，锥形滚柱轴承7和8限制轴2在轴向AA′上的运动。在轴向浮动轴承5和一对锥形滚柱轴承7和8中间，轴2具备有小齿轮9形式的齿轮，小齿轮9用于接收来自另一个齿轮10的扭矩，该齿轮10安装在另一个平行轴(图1中未示出)上。所述齿轮10可以例如由风力涡轮机的转动叶片驱动，借此转动叶片的低速转动被转换为例如行星齿轮器中的轴2的高速转动。轴2可以例如设计为在其轴端6处被连接到发电机。两个齿轮9和10之间的相互作用引入了多个载荷力，这些载荷力可以分成三个分量。首先，当然存在一个用于传递转矩的切向力部分Ftan，该切向力部分Ftan与齿轮9和10的圆周相切，由此，在该情况下，所述切向力Ftan是远离所述视图的，如图1中由一通常的圆圈和叉号表示，但当齿轮10以相反的方向转动时，这个负荷力Ftan也可以是指向所述视图的。其次，所述轴2受一径向力Frad，，该径向力Frad垂直于所述旋转轴AA’并指向所述旋转轴AA’。最后，所述轴2还受一轴向分力Fax，该轴向分力Fax与所述旋转轴AA’平行，在该情况下，指向所述一对锥形滚柱轴承7和8。当齿轮9和10上的螺旋齿被施加力时，所述轴向载荷力Fax通常是比较大的，由此齿轮9和10的旋转方向，螺旋齿的形式，以及齿轮9驱动齿轮10或由齿轮10驱动的情况，确定了该轴向分力Fax是指向还是远离所述一对锥形滚柱轴承7和8。然而，在图1的状态下，假定情况是这样的，即大多数时间里轴向负荷力Fax是指向所述一对锥形滚柱轴承7和8的。为了将轴2保持在它的位置上，轴承5、7和8必须通过与所述壳体3的相互作用来平衡所述轴2上的负荷Frad和Fax。在图1的情况下，所述轴向浮动轴承5是NU型圆柱滚子轴承。该轴承在外轴承圈12上具有凸缘11，但是在内轴承圈13上没有凸缘。因此，该滚柱轴承5不允许从所述轴2到所述壳体3传递轴向负荷力Fax，进而，在轴2的轴向端4上轴2沿轴向AA′的运动不受任何限制。轴2的轴向定位由一对锥形滚柱轴承7和8提供，由此锥形滚柱轴承7和8的外轴承圈14通过分别位于壳体3的外凸缘部分18上和壳体3的端盖19上的支座16和17而被相对保持在壳体3的台肩15上，且由此所述内轴承圈20通过隔离环本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于将传动轴（２）支撑在壳体（３）中的轴承组件（１），包括轴向浮动轴承（５）和一对角接触轴承（７，８），该对角接触轴承（７，８）使轴（２）抵抗在轴向（ＡＡ’）上的移动而定位，由此轴（２）受到径向和／或轴向载荷力（Ｆ↓［ｒａｄ］，Ｆ↓［ａｘ］），其特征在于所述壳体（３）被设成以使得两个角接触轴承（７，８）中的每个获得理想的刚度，从而在所述两轴承（７，８）间实现载荷分担。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】GB 2005-1-10 0500390.01.用于将传动轴(2)支撑在壳体(3)中的轴承组件(1)，包括轴向浮动轴承(5)和一对角接触轴承(7，8)，该对角接触轴承(7，8)使轴(2)抵抗在轴向(AA’)上的移动而定位，由此轴(2)受到径向和/或轴向载荷力(Frad，Fax)，其特征在于所述壳体(3)被设成以使得两个角接触轴承(7，8)中的每个获得理想的刚度，从而在所述两轴承(7，8)间实现载荷分担。2.如权利要求1所述的轴承组件，其特征在于所述壳体刚度被局部地调整，从而使其中一个角接触轴承(8)主要传递从轴(2)到壳体(3)的轴向载荷力(Fax)和一小部分径向载荷力(Frad)，该角接触轴承(8)被称为是轴向轴承(8)，而另一个角接触轴承(7)被称为是径向轴承(7)。3.如权利要求2所述的轴承组件，其特征在于轴向轴承(8)被固定在所述壳体的一部分(18)上，所述部分(18)至少在主要的轴向载荷力作用的轴向(AA’)上是刚性的，而在径向(RR′)上相对柔韧。4.如权利要求3所述的轴承组件，其特征在于壳体的相关部分具有区域(26)，该区域(26)被制造成比壳体的其余部分(27)更加柔韧。5.如权利要求4所述的轴承组件，其特征在于为了不受径向载荷分力的影响，被制造得更加柔韧的区域(26)是环形的。6.如权利要求4所述的轴承组件，其特征在于所述被制造得更加柔韧的区域(26)只是局部地被加工，以便获得相对环绕壳体部分(18，27)的减少的刚度。7.如权利要求4所述的轴承组件，其特征在于所述被制造得更加柔韧的区域(26)位于所述角接触轴承(7，8)之间。8.如上述任一权利要求中的轴承组件，其特征在于支撑所述轴向轴承(8)的壳体(3)的所述部分(18)从所述壳体的其余部分(27)处向外凸出。9.如权利要求1至6中任一项所述的轴承组件，其特征在于支撑所述轴向轴承(8)的壳体(3)的所述部分(18)向所述壳体的其余部分(27)内部凸出。10.如权利要求8或9任一项所述的轴承组件，其特征在于支撑轴向轴承(8)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃伦斯穆克，安迪梅斯，
申请(专利权)人：汉森传动系统国际公司，
类型：发明
国别省市：BE[]