[发明专利]一种组合式关节滚子轴承的结构设计方法

说明书

技术领域

    本发明属于轴承设计技术领域，尤其是一种组合式关节滚子轴承的结构设计方法，更具体是一种将关节轴承与三排不同向安装的滚子轴承结合为一体形成组合式关节滚子轴承的结构设计方法。

背景技术

传统的三排同向安装的组合滚子轴承在外圈和内圈之间装配有与其中心轴线垂直的三排滚子，虽然三排滚子可以承受较大的轴向载荷，但是安装时内圈对配装轴的同轴度要求较高。

关节轴承或称为球面滑动轴承，由带有内球面的外圈和带有外球面的内圈相互结合而构成，虽然外圈和内圈由于球面结合使其具有一定的偏转角度，但关节轴承的径向承载力是有限的。

盾构机中螺旋输送机排土机构使用的组合式轴承，既要求能同时承受较大的轴向和径向载荷以保证可以承受碴土提升的全部重量，又要求在安装时内圈对配装轴的同轴度不高以保证配装轴具有一定的调节范围，实现上述两个要求的组合式轴承通过分析应同时具备以下结构：

1、能同时承受较大的轴向和径向载荷以多排滚子轴承结构设计为宜，多排滚子中既有与轴承中心轴线垂直的数排滚子以便承受轴向载荷，又有平行于轴承中心轴线的数排滚子以便承受径向载荷；

2、内圈对配装轴的同轴度要求不高以关节轴承结构设计为宜。

这种将关节轴承与三排不同向安装的滚子轴承通过结构改进使其形成组合式关节滚子轴承的结构设计方法，至今未见相关报道。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种组合式关节滚子轴承的结构设计方法，该结构设计方法是将关节轴承与三排不同向安装的滚子轴承通过结构改进使其形成组合式关节滚子轴承，其中一排滚子与中心轴线平行而另两排滚子分别与中心轴线垂直，中间圈既作为关节轴承的内圈又作为三排不同向滚子轴承的外圈，组合式关节滚子轴承既能承受较大的轴向和径向载荷，又能在安装时对配装轴的同轴度要求不高，具有高承载、运行平稳、传动可靠、长寿命等优点，满足了盾构机中螺旋输送机排土机构的使用要求。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种组合式关节滚子轴承的结构设计方法，该结构设计方法是将关节轴承与三排不同向安装的滚子轴承通过结构改进使其形成组合式关节滚子轴承，组合式关节滚子轴承具有唯一的中心轴线；所述关节轴承主要由带有内球面的关节外圈和带有外球面的关节内圈相互结合而构成，所述内球面的曲率半径＝所述外球面的曲率半径＝D，所述D由设计给定；所述滚子轴承主要由滚子外圈、滚子内圈以及相对所述中心轴线或平行或垂直安装的三排滚子组件相互结合而构成，各排滚子组件均包含数个滚子及所配保持架；结构设计方法中的组合式关节滚子轴承包含第一外圈、第二外圈、第一中间圈、内圈、第二中间圈、组合式密封圈、密封环、内花键、定位销、外密封圈、对接螺栓、第一排滚子组件、第二排滚子组件、第三排滚子组件、对接密封圈以及中间密封圈；本发明的特征如下：

①第一外圈的左侧径向端面呈凸园台面，第二外圈的右侧径向端面呈凹园台面，第一外圈和第二外圈通过数个与所述中心轴线相平行的定位销把合定位并形成所述关节外圈，第一外圈的内径面由所述内球面和内圆面共同构成，第二外圈的内径面由所述内球面构成，第一外圈所述内球面的曲率半径＝第二外圈所述内球面的曲率半径＝所述D，第一外圈的所述内圆面平行于所述中心轴线且所述内圆面的内径大于所述D，在第一外圈的所述内圆面一圈设置有数个内花键，第一外圈的外径＝第二外圈的外径，第一外圈的水平宽度大于第二外圈的水平宽度，在第二外圈的所述凹园台面根部设置有外圈密封环槽，在第一外圈的所述内球面上设置有数个等间距的球面密封环槽；