[发明专利]对于改良载荷能力的双排锥形滚子推力轴承

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年6月26日提交的题为“Double Row Tapered Roller Thrust Bearing for Improved Loading Capacity”的申请号为61/839,451的美国临时专利申请的权益，其整体上通过引用并入此文中。

技术领域

本公开涉及双排推力轴承；以及更确切地指具有载荷能力增加而没有伴随的轴承尺寸增加的双排锥形滚子推力轴承。

背景技术

在机械系统中对于功率密度增加的需求通常需要滚动元件轴承来支撑增加的载荷，同时占据同样的空间（在一些情况下，甚至占据更小的空间）。例如，在油气行业中，在顶部驱动组件上的推力载荷已经增加了20%；而且与此同时，对于支撑轴承的封装尺寸保持不变。如此做使能避免驱动系统的重新设计。由于这种和相似的情形，轴承制造者现在对于满足此新需求面临挑战，其需要研发具有改良载荷承载能力同时仍装配在与具有较小载荷承载能力的先前轴承一样的空间内的新轴承。

推力滚子轴承比其相似的球轴承具有更大的轴向载荷承载能力。此外，锥形滚子推力轴承通常比圆柱状推力轴承更受偏爱，这是因为在滚子本体（即滚动元件）和其滚道接触之间大致是纯滚动运动。此纯滚动运动来自于如图1所示的所谓的“顶点上”设计。在顶点上设计中，滚动元件（滚子）R的直径朝向单排推力滚动轴承组件BA的顶点A逐渐缩小。随着滚子R和其滚道W之间的接触区域移动越接近轴承的轴线X，这引起有效的接触半径减小。这反过来对于轴承载荷承载能力具有负面影响。本公开是针对克服单排推力锥形滚子轴承的此缺陷的新型设计。先前已经有试图增加双排推力轴承组件的载荷承载能力。例如，见日本专利公开2007270968A，其利用针形滚子和锥形滚子两者。

发明内容

本公开针对双排推力轴承组件，其与仅能够支撑较小载荷的单排推力轴承组件占据相同的空间封装。该组件包括具有内锥形滚道和外锥形滚道的底板、具有平滚道的顶板和一组同样成形的内滚子和一组同样成形的外滚子。该组件可进一步包括来分开形成该组内滚子的滚子的内保持架和来分开形成该组外滚子的滚子的外保持架。当该轴承完全组装好时，各个内滚子和外滚子的顶点指向该轴承的轴线上的同一点。

使用相对于多个滚子的尺寸和形状的各个关系来最大化轴承组件的载荷承载能力。

与单排推力轴承组件的载荷承载能力相比，虽然双排推力轴承组件与单排推力轴承组件占据相同的封装，但是根据本公开制造的轴承组件具有增加的载荷承载能力。

结果是，为了支撑轴承组件所经受的更大的载荷不需要将其制造得更大。

其它目的和特征中的部分将是显而易见的，且部分将在后文中指出。

附图说明

图1是现有技术的单排推力轴承组件的截面图。

图2是本公开的双排推力轴承组件的分解的透视图。

图3是双排推力轴承组件的横截面视图。

图4是组件的内保持架的透视图。

图5是组件的外保持架的透视图。

图6是与图3类似并且显示使用来最大化双排推力轴承组件的载荷承载能力的各个参数的横截面视图。

具体实施方式

下列详细描述以示例的方式且并不以限制性的方式说明本发明。此说明使本领域技术人员能清楚地制造和使用本发明，并且描述了本发明的若干实施例、改装、变型、替代和使用，包括目前被认为是实施本发明的最佳模式。额外地，应该理解到本发明在其应用中不被限于下列说明中所阐述的或者附图中所呈现的部件的构造和布置细节。本发明能够具有其它实施例，且能够以各种方式实践或实施。而且，将会理解到此文中所使用的措词和术语是为了说明的目的，且不应该被视为限制性的。

参照图2和图3，双排锥形滚子推力轴承的实施例通常以10标示。轴承10包括分别具有内锥形滚道12和外锥形滚道13的底板11、具有平滚道15的顶板14、一组同样成形的内滚子或滚动元件16和一组同样成形的外滚子或滚动元件17。内滚子组和外滚子组同心地布置在组件10中。内滚子16通过环形内保持架18（见图4）被分隔开，且布置在内滚道12上。外滚子17通过环形外保持架19（见图5）被分隔开，且布置在外滚道13上。