專利名稱：軸頸軸承和推力墊組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及軋鋼廠的驅(qū)動(dòng)系列型的重型齒輪箱，其中，使用離合器來交替地嚙合和脫開齒輪和其對(duì)應(yīng)的支承軸，具體涉及用來將齒輪安裝在軸上的軸承組件。
背景技術(shù)：
在上述類型的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)齒輪脫開時(shí)，它們相對(duì)于其支承軸可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，或稱之為“自由輪”。然而，當(dāng)處于嚙合模式時(shí)，齒輪與其支承軸固定，并承受由提供給其它齒輪或接受于其它齒輪的驅(qū)動(dòng)力帶來的軸向荷載。
以前，一直使用滾子推力軸承來將齒輪安裝在其對(duì)應(yīng)的支承軸上。當(dāng)它們處于脫開和自由轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，滾子推力軸承理想地適于支承齒輪。然而，現(xiàn)已確定，當(dāng)齒輪處于與其支承軸固定的嚙合模式時(shí)，軸承因此處于靜力狀態(tài)，施加在齒輪上的軸向荷載使軸承的滾子元件和軸承座圈在互相摩擦接觸的區(qū)域承受加速的局部磨損。這種局部磨損最終形成超過許用公差的間隙而造成振動(dòng)，因此必須使設(shè)備停車，更換過早磨損的軸承。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，傳統(tǒng)的滾子推力軸承被套筒軸承和推力環(huán)組件的組合結(jié)構(gòu)取代。套筒軸承在嚙合和脫開的操作模式中對(duì)齒輪提供徑向支承。當(dāng)齒輪固定于其支承軸時(shí)，推力環(huán)吸收處于靜力狀態(tài)下的軸向荷載。
現(xiàn)將參照附圖，較詳細(xì)地描述本發(fā)明的這些和其它的特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是用于軋鋼廠重型齒輪箱的截面圖；圖2是圖1所示的齒輪箱一部分的放大的視圖；圖3A和3B是沿圖2的線3A-3A和3B-3B截取的局部截面圖；
圖4是表示其中一個(gè)支承板的支承表面的正視圖；圖5是圖4所示的支承板的放大比例的局部側(cè)視圖；圖6和7是分別類似于圖4和5的視圖，示出了支承板的另一實(shí)施例；以及圖8是尺寸夸大的示意圖，示出了襯套的突出的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
齒輪24，26承載在軸上的軸環(huán)28的放大直徑的相對(duì)端上。諸齒具有不同的直徑和齒數(shù)，因此，能嚙合齒輪箱(未示出)內(nèi)的其它匹配的齒輪，以適應(yīng)不同的驅(qū)動(dòng)比。
齒輪24，26各裝有具有齒32的離合器軸環(huán)30，它們可轉(zhuǎn)動(dòng)地與軸環(huán)28上的外花鍵34對(duì)齊。套筒36內(nèi)部花鍵37安裝在軸環(huán)28上。套筒36在中性位置和嚙合位置之間軸向地變換，中性位置如圖1所示和圖2和圖3A的上部分，在嚙合位置處，內(nèi)部花鍵37與齒輪24，26上的離合器軸環(huán)30的一個(gè)或另一個(gè)齒32嚙合。圖2和圖3B的下部示出變換到一嚙合位置的套筒36。
因此，當(dāng)離合器套筒位于中性位置時(shí)，齒輪24和26與軸18脫開，從而處于自由轉(zhuǎn)動(dòng)模式。當(dāng)套筒36變換到與一個(gè)齒輪的離合齒32嚙合時(shí)，該齒與軸嚙合，以使另一個(gè)齒保持在自由轉(zhuǎn)動(dòng)的模式。
齒輪24，26安裝在軸18上，以使套筒軸承和推力環(huán)組件以鏡像方式組合。因此，描述將參照齒輪26的安裝來進(jìn)行，應(yīng)該予以理解的是，同樣的描述適用于另一齒輪24的安裝。
如圖2所示，齒輪26借助于一通常指示為40的套筒軸承進(jìn)行安裝和軸頸支承，以相對(duì)于軸18轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪26還借助于一通常指示為42的推力環(huán)組件，軸向地固定在軸上。
套筒軸承40包括一接納在軸18上的套筒44。套筒具有由一中心槽44c分隔的成對(duì)的支承表面44a，44b，它們被支承而在襯套46a，46b內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，襯套46a，46b容納在齒輪26的階梯形孔內(nèi)。
較佳地，如圖8示意地所示，襯套46a，46b的內(nèi)部在圓周上間隔地突出在45處。當(dāng)齒輪處于自由轉(zhuǎn)動(dòng)模式時(shí)，該突出的襯套結(jié)構(gòu)角向地提供潤(rùn)滑壓力遞增的間隔區(qū)域，這有助于軸承的穩(wěn)定。
套筒44的一端鄰接軸上的肩部48，而一推力環(huán)50借助于螺紋連接在軸上的螺母52而推壓套筒的另一端。
推力環(huán)組件42包括推力環(huán)50和一通過螺釘56固定在齒輪26的齒腹上的軸環(huán)54。推力環(huán)50保持在環(huán)形支承板58a，58b之間，并用螺釘60分別固定在齒輪26的外齒腹和軸環(huán)54的內(nèi)表面上。推力環(huán)50的相對(duì)面形成第一環(huán)形支承面，而板58a，58b的相對(duì)面形成第二環(huán)形支承面。
通過中心延伸通過軸18的一通道62引入液體潤(rùn)滑劑。在軸上的支通道64和套筒44上的徑向孔66，將潤(rùn)滑劑提供給槽44c。潤(rùn)滑劑從槽44c冒出而潤(rùn)滑套筒軸承表面44a，44b和軸環(huán)46a，46b之間的交界面，然后沿朝向肩部48的方向和沿相反方向逸出進(jìn)入在推力環(huán)50的一側(cè)的圓形通道68內(nèi)。
軸上的另外支通道70將潤(rùn)滑劑引向套筒44的內(nèi)部槽72內(nèi)。槽72通向推力環(huán)的圓形通道74內(nèi)。從這里，潤(rùn)滑劑通過槽76被提供到推力環(huán)50的相對(duì)側(cè)。
提供給推力環(huán)相對(duì)側(cè)的潤(rùn)滑劑用來潤(rùn)滑由推力環(huán)50的相對(duì)面形成的第一支承表面和由支承板58a，58b的相對(duì)表面形成的第二支承表面之間的交界面。
環(huán)形支承板58a，58b的第二支承表面互相成鏡面對(duì)稱布置。另參照?qǐng)D4和5，由圖可見，各個(gè)第二支承表面構(gòu)造成有多個(gè)沿圓周隔開的斜面78，其布置成與相鄰的推力環(huán)50的第一支承表面共同作用，以在其間形成楔形的穴。每個(gè)斜面78周向地從一端的凹口82向相對(duì)端的平面84延伸。采用這種結(jié)構(gòu)，在自由轉(zhuǎn)動(dòng)的模式中，推力環(huán)50和環(huán)形板58a，58b之間沿圖5中的箭頭所示的方向的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，將形成潤(rùn)滑劑壓力提高的角向地隔開的區(qū)域，這將有利地減少摩擦引起的磨損。即使齒輪嚙合時(shí)，也存在類似的情況。因?yàn)椋M管其相關(guān)的第一和第二支承表面互相固定地轉(zhuǎn)動(dòng)，但它們?nèi)砸恢碌叵鄬?duì)于液體潤(rùn)滑劑轉(zhuǎn)動(dòng)。
作為對(duì)以鏡像方式布置的第二支承表面提供兩個(gè)支承板58a，58b的另一選擇方案，如圖6和7所示，可設(shè)置一修改的板58c，用于推力環(huán)50的相對(duì)側(cè)面。支承板58c的第二支承表面構(gòu)造成有相對(duì)傾斜的斜面78’，78″，其布置成與相鄰的推力環(huán)50的支承表面共同作用，以在其間形成楔形的穴80’，80″。斜面78’，78″周向地由平面84間隔開，它們從平面84向凹口82下降。斜面78’和其相關(guān)的穴80’用來在環(huán)50的一側(cè)上角向地形成潤(rùn)滑劑壓力提高的間隔區(qū)域，而斜面78″和其相關(guān)的穴80″同樣用來在環(huán)50的相對(duì)一側(cè)上形成相同的效果。
根據(jù)以上所述，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員現(xiàn)將理解到，套筒軸承40在自由轉(zhuǎn)動(dòng)的模式中，有效地操作而可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承齒輪24，26，并且推力環(huán)組件42被有效地潤(rùn)滑而最大程度地減小摩擦磨損。當(dāng)諸齒輪中的一個(gè)或其它齒輪可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定到軸上時(shí)，其套筒軸承提供持續(xù)的靜力徑向支承，而軸向荷載被相關(guān)的在其整個(gè)周向上起作用的推力環(huán)組件42吸收。
本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員另外還認(rèn)識(shí)到，在支承組件內(nèi)，隨著轉(zhuǎn)動(dòng)速度的增加，產(chǎn)生的熱量也增加。然而，增加的轉(zhuǎn)動(dòng)速度形成增加的通過徑向通道64，70流向它們對(duì)應(yīng)的潤(rùn)滑點(diǎn)的潤(rùn)滑劑，因此，最終的操作就在于，在大范圍的操作速度內(nèi)，保持基本恒定的和許可的軸承溫度。
權(quán)利要求
1.一種用來將一齒輪可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝和軸向地固定在一軸上的裝置，所述裝置包括一固定在所述齒輪的一孔內(nèi)的襯套；一容納和固定在所述軸上的套筒，所述套筒被包圍和支承在所述襯套內(nèi)，以便于轉(zhuǎn)動(dòng)；一推力環(huán)，它固定在所述齒輪的一側(cè)上的所述軸上并從其徑向地伸出；以及，在所述齒輪的所述一側(cè)上的保持裝置，用來形成一圓形通道，所述環(huán)形推力環(huán)軸向地限制在圓形通道內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括用來在所述套筒和所述襯套之間引入一液體潤(rùn)滑劑的裝置，并將潤(rùn)滑劑引入到由所述保持裝置形成的圓形通道內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述保持裝置包括成對(duì)的軸向地間隔的環(huán)形板，環(huán)形板構(gòu)造和布置成接觸所述推力環(huán)的相對(duì)面，所述環(huán)形板的其中一個(gè)固定在所述齒輪的所述一側(cè)，而所述環(huán)形板的其中另一個(gè)承載在固定于所述齒輪的所述一側(cè)上的圓形軸環(huán)上。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述推力環(huán)具有相對(duì)地面向的環(huán)形第一支承表面，第一支承表面軸向地限制在所述保持裝置上的環(huán)形第二支承表面之間。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，還包括用來在所述第一和第二支承表面之間引入一液體潤(rùn)滑劑的裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第一和第二支承表面這樣構(gòu)造和布置通過將引入在所述第一和第二支承表面之間的潤(rùn)滑劑分配到多個(gè)角向地隔開的壓力提高的區(qū)域，來響應(yīng)所述推力環(huán)和保持裝置之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第一和第二支承表面呈環(huán)形，并布置成相對(duì)的成對(duì)，其中，每一對(duì)的支承表面的其中一個(gè)構(gòu)造有多個(gè)周向地間隔的斜面，它們與每一對(duì)的支承表面的其中的另一個(gè)共同作用，以在其間形成周向地間隔的楔形穴。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，每個(gè)所述斜面周向地從在一端的凹口延伸到在相對(duì)端的平面，以使連續(xù)的斜面被相鄰設(shè)置的凹口和平面互相隔離開。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，每個(gè)所述斜面周向地從在一端的一平面延伸到在相對(duì)端的一凹口。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，連續(xù)的斜面相對(duì)地傾斜，每個(gè)從一平面向下延伸到一凹口。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述襯套的內(nèi)部構(gòu)造有內(nèi)部的周向間隔的突起。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述套筒具有一外部的軸頸表面，它被一圓形槽劃分成兩個(gè)周向間隔的部分，以及一用來通過所述軸提供潤(rùn)滑劑進(jìn)入所述槽的導(dǎo)管裝置，以將潤(rùn)滑劑分配到所述軸頸表面的軸向地間隔的部分和所述襯套的內(nèi)部之間。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)管裝置另外可操作地將潤(rùn)滑劑從所述交界面的其中一個(gè)提供到所述的圓形通道。
全文摘要
一種將一齒輪可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝和軸向地固定到一軸上的裝置，它包括固定在齒輪的一孔內(nèi)的襯套。一套筒被接納和固定在軸上。套筒被包圍和軸頸支承，以便在襯套內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。一推力環(huán)固定在齒輪的一側(cè)的軸上并從該軸徑向地突出。一在齒輪的一側(cè)的保持裝置形成一圓形通道，環(huán)形推力環(huán)被軸向地限制在圓形通道內(nèi)。
文檔編號(hào)F16D1/06GK1479023SQ03110408
公開日2004年3月3日 申請(qǐng)日期2003年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月11日
發(fā)明者D·G·泰特斯, D G 泰特斯 申請(qǐng)人:摩根建設(shè)公司