[发明专利]用于组合载荷的轴承

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴承，即滚动元件轴承。

背景技术

轴承支撑轴，以允许其围绕旋转轴线自由运动。载荷可以在任两个基本 方向上被施加到轴承。径向载荷以直角作用在轴上。轴向载荷(推力)平行 于旋转轴线作用。当这些载荷偏移轴承轴线或轴承的径向平面时，将会产生 所得的力矩载荷。轴承可用于多种类型来处理径向载荷、轴向载荷和力矩载 荷。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的轴承，该轴承适于可经受组合载荷即径 向和轴向载荷或者经受在一个或两个方向上的大轴向载荷的应用。“大轴向 载荷”是指轴向载荷构成径向载荷的主要部分的应用，例如轴向载荷是径向 载荷0.2-1000倍大的应用。

该目的是通过一种轴承实现的，其具有轴承轴线并且包括具有第一压力 中心和第一接触角的第一排滚动元件和具有第二压力中心和第二接触角的 第二排滚动元件，其中所述第一压力中心布置成与所述第二压力中心重合， 即其中所述第一排滚动元件和第二排滚动元件布置成具有共同的压力中心， 并且其中所述第一接触角与所述第二接触角在垂直于所述轴承轴线的平面 的同一侧上，即第一接触角和第二接触角具有相同的符号，即++或--。接触 角由在滚动元件的接触点之间绘制的直线与滚道和垂直于轴承轴线的平面 形成。具有相同符号的接触角在垂直于轴承轴线的所述平面的同一侧上。

除了轴向载荷之外，这种轴承还可以承受径向载荷，这使得轴承适用于 存在组合载荷的应用。这意味着，一个这样的轴承可以用来代替径向轴承和 推力轴承的组合。承受组合载荷的这种能力使得经济、节省空间的紧凑轴承 设计成为可能，这可以在高载荷情况下提供高度的轴向和径向刚度。例如， 这种轴承可用于承受的径向载荷高达同时作用的轴向载荷的55％。这种自动 调心轴承还可以容纳错位和轴偏差以及低速和高速。

使用根据本发明的轴承可确保平稳运行和长使用寿命，这是由于权利要 求1中所列的特征，从而使轴承的滚道和滚动元件在接触压力和摩擦之间优 化平衡。低的内摩擦允许轴承从非常低速至非常高速运转。

根据本发明的轴承设计使用户能够使轴承适于特定的应用，这取决于轴 承在其使用过程中受到的载荷。可以根据在一个或两个方向上的轴向载荷和 径向载荷的大小对用于第一和第二排滚动元件的接触角进行优化。在比如风 力涡轮机的应用中，第一排滚动元件例如可以经受在一个方向上的大的轴向 载荷，第二排滚动元件可以经受在相反方向上的较小的轴向载荷，且因此可 以选择接触角。

根据本发明的实施例，所述第一排滚动元件构成内排滚动元件，所述第 二排滚动元件构成外排滚动元件，且任何所述外排或内排滚动元件布置成在 所述轴承处于使用时承载径向载荷。根据本发明的另一实施例，所述外排和 内排滚动元件还布置成在所述轴承处于使用时承载沿相反方向的轴向载荷。

根据本发明的实施例，所述第一排滚动元件构成内排滚动元件，所述第 二排滚动元件构成外排滚动元件，其中所述内排和外排在轴承的径向方向上 相对移位。在进一步的实施例中，第一排和第二排滚动元件还定位成使得外 排和内排滚动元件在轴承的轴向方向上至少部分地彼此重叠。径向位移因此 使得外排和内排不会互相干扰。通过提供这种配置，实现了更加紧凑的轴承。 在进一步的实施例中，外排和内排滚动元件在轴向方向上彼此重叠至少10 ％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％。轴向重 叠的程度可以取决于轴承在其预期应用中的当前需求，即施加在轴承上的预 期的径向和轴向力、可在应用中使用的空间量等。

根据本发明的进一步实施例，所述滚动元件是对称的。可替代地，所述 滚动元件是不对称的。

根据本发明的实施例，所述轴承是下列之一：球面滚子轴承、圆环滚子 轴承、滚珠轴承或它们的组合。

根据本发明的另一实施例，所述轴承是自动调心轴承。例如，其可以具 有球形滚动元件以及在其外环中的共同球形滚道。

根据本发明的实施例，所述轴承包括至少两排滚动元件(即包括所述第 一排滚动元件和所述第二排滚动元件)和多个轴承环，比如两个或三个轴承 环。任何轴承环可以布置成转动或者布置成在轴承处于使用时保持静止，即 任何环，即内环、中心环或中间环或者外环，可以布置成安装在轴承处于使 用时旋转的轴上。