[发明专利]旋转轴承系统

说明书

相关申请的交叉引用

本国际申请要求2008年6月30日提交的申请号为12/164,345的美国申请的优先权和利益，并通过引用的方式将上述美国申请的内容结合于此。

背景技术

本发明涉及轴承系统，更具体地，涉及旋转轴承(slew bearing)系统。

旋转轴承为通常用于重载的大的止推轴承。旋转轴承过去已经用在例如钢厂和其它重型机械的应用中。在很多情况下，旋转轴承为较大系统的必需并且关键的构件。

旋转轴承通常安装在设备的底座上从而使被支撑的结构旋转。在这些装置中，为了检查、维护和维修而直接取出旋转轴承通常非常困难。取出旋转轴承通常需要至少拆掉一些更大的系统，导致丧失生产能力并且产生较高的维护费用。此外，为了检查而取出旋转轴承的困难增加了意外故障的可能性。由于旋转轴承很大很贵，而且对其进行更换需要很长的交付周期，这些意外故障可能实际上会影响使用旋转轴承的系统的总生产能力。

过去，旋转轴承系统通常包括设置在同心环之间的滚子轴承。这些现有的旋转轴承系统通常依赖油脂作为润滑剂。油脂穿过端口引入旋转轴承中从而润滑滚子轴承和轴承环的滚道。在一个例子中，自动的润滑系统以规律的间隔将油脂注入旋转轴承。

现有的使用润滑脂的旋转轴承系统具有很多缺点。当油脂注入到旋转轴承系统中时，旋转轴承中多余的油脂可以流出。流出的油脂在旋转轴承的周围聚集，该油脂能够聚集灰尘并产生着火的危险，特别是在例如钢厂的高温环境下。油脂可能不会充分地到达旋转轴承系统中的所有轴承元件，从而导致旋转轴承系统的磨损、其它损坏或者过早故障。并且，油脂通常在注入到旋转轴承的过程中增压，但是在低压下存在于轴承中并可能变硬。在旋转轴承中的变硬的油脂能够进一步阻止润滑剂充分分布到所有的轴承元件，从而导致轴承的磨损和损坏，以及轴承的过早故障。此外，油脂输入到轴承系统中的输入端口可能被阻塞，并且阻止油脂进入旋转轴承。

此外，即使适当地润滑，金属颗粒还是可以由于滚子轴承和滚道之间的磨损而在旋转轴承中产生。旋转轴承通常也在外界杂质可能进入旋转轴承的操作环境中使用。即使是具有适当润滑脂的旋转轴承也会被这些多种形式的杂质从内部损坏。润滑脂易于保持金属颗粒和其它杂质，导致这些杂质被吸入并与旋转轴承系统中的轴承元件接触。轴承中的杂质导致摩擦增大从而使旋转轴承的效率降低，并且还会导致例如轴承碎裂和压痕(brinneling)的机械损坏。润滑脂在使用中通常不过滤，因此杂质容易随着时间而聚集，从而增加损坏的潜在危险，并导致旋转轴承系统的额外故障。

润滑脂的另一个缺点就是会增加旋转轴承中的热量。有效的润滑脂通常需要充满旋转轴承系统的缝隙和内部体积。在普通的操作中，油脂通常不会流经旋转轴承系统。这些因素通常会导致旋转轴承系统过热运行，导致金属疲劳增加并导致旋转轴承系统更快地发生故障。

润滑脂也会导致清洁成本增加。用于现有系统中的油脂可以定期输送到旋转轴承系统，从而导致使用过的油脂被强制排出旋转轴承系统。使用过的油脂容易积累，因此需要维护以除去多余的油脂。这种清洁增加了维护成本。

用于现有旋转轴承系统的润滑脂也非常昂贵。很多应用需要特殊油脂，以适应使用旋转轴承系统的地方的温度和操作环境。并且，现有旋转轴承系统不能循环使用用过的油脂，从而导致旋转轴承系统的操作成本增加。使用过的油脂的处理代价也非常昂贵，并且通常需要特殊的处理程序从而符合环境法规的要求。

润滑脂的缺点限制了旋转轴承系统的预期寿命。旋转轴承系统的预期寿命通常基于例如所需的承载能力、润滑脂的效力和操作温度等因素进行计算。这些与润滑脂有关的问题限制了旋转轴承系统的设计的预期寿命，并且增大了旋转轴承发生实际故障的风险。在一些应用中，需要以有规律的间隔更换旋转轴承，在一些情况下，频率大约每几个月一次。考虑到旋转轴承系统的成本和安装难度，旋转轴承的定期更换实际上增加了旋转轴承系统的整体操作成本，并降低了使用旋转轴承的设备和系统的生产力。