三列圓柱滾子軸承、軸承組件及軋的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三列圓柱滾子軸承、軸承組件及軋機(jī)，軸承組件包括軸向間隔的裝配在同一轉(zhuǎn)軸上的三列圓柱滾子軸承和止推軸承，止推軸承為推力軸承或向心推力軸承，三列圓柱滾子軸承包括裝配在轉(zhuǎn)軸上的內(nèi)圈和同軸套裝在內(nèi)圈外圍的外圈，內(nèi)、外圈之間裝配有保持架和裝配在保持架上的圓柱滾子，圓柱滾子有三列，同列中各圓柱滾子在內(nèi)、外圈周向上間隔布置，各列圓柱滾子在內(nèi)、外圈軸向上間隔排列。
【專利說明】三列圓柱滾子軸承、軸承組件及軋機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種圓柱滾子軸承，同時(shí)還涉及使用該圓柱滾子軸承的軸承組件和軋機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，為了減小軋機(jī)上軋輥軸的長度，軋機(jī)上配置的軸承組件中軋輥軸承通常采用四列圓錐滾子軸承100 (如圖1所示)，該軸承包括同軸套裝的內(nèi)圈101和外圈103以及夾設(shè)在內(nèi)圈101和外圈103之間的圓錐滾子102，圓錐滾子102有四列并在內(nèi)、外圈103軸向間隔布置，在使用時(shí)，這種軸承在承受較大的徑向載荷時(shí)，可同時(shí)承受兩個(gè)方向的軸向載荷，一般說來在軸承配置中不需要另外的推力軸承，所以軸向尺寸小，缺點(diǎn)是圓錐滾子軸承100精度不高，而且承載能力不如圓柱滾子軸承，通常用在中低速且精度要求不高的軋機(jī)的工作棍。同時(shí)，對于老舊軋機(jī)，其各部件的精度都有所降低，軋制過程中產(chǎn)生軸向力過大，超出了原始設(shè)計(jì)時(shí)選用四列圓錐滾子軸承的承載能力；或是軋制工藝改變，軋制速度提高等諸多因素都會(huì)導(dǎo)致軋機(jī)原先配置的四列圓錐滾子軸承頻繁損壞，因此需要利用原四列圓錐滾子軸承的空間尺寸，選用新的軸承配置形式，以滿足最低成本的軋機(jī)改造要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種精度高、極限轉(zhuǎn)速高、承載能力好的三列圓柱滾子軸承，同時(shí)還提供了 一種使用該三列圓柱滾子軸承的軸承組件和軋機(jī)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明中三列圓柱滾子軸承的技術(shù)方案如下:
三列圓柱滾子軸承，包括用于裝配在轉(zhuǎn)軸上的內(nèi)圈和同軸套裝在內(nèi)圈外圍的外圈，內(nèi)、外圈之間裝配有保持架和裝配在保持架上的圓柱滾子，圓柱滾子有三列，同列中各圓柱滾子在內(nèi)、外圈周向上間隔布置，各列圓柱滾子在內(nèi)、外圈軸向上間隔排列。
[0005]保持架由用于控制兩列圓柱滾子的雙列保持架和用于控制另一列圓柱滾子的單列保持架構(gòu)成。
[0006]外圈的內(nèi)壁面上凸設(shè)有用于隔開相鄰兩列圓柱滾子的固定擋邊，固定擋邊擋止在圓柱滾子的端面位置處。
[0007]外圈上開設(shè)有供潤滑油流入內(nèi)、外圈之間的潤滑油孔，潤滑油孔處于相鄰兩列圓柱滾子之間的位置處。
[0008]本發(fā)明中軸承組件的技術(shù)方案如下:
軸承組件，包括用于軸向間隔的裝配在同一轉(zhuǎn)軸上的三列圓柱滾子軸承和止推軸承，止推軸承為推力軸承或向心推力軸承，三列圓柱滾子軸承包括用于裝配在轉(zhuǎn)軸上的內(nèi)圈和同軸套裝在內(nèi)圈外圍的外圈，內(nèi)、外圈之間裝配有保持架和裝配在保持架上的圓柱滾子，圓柱滾子有三列，同列中各圓柱滾子在內(nèi)、外圈周向上間隔布置，各列圓柱滾子在內(nèi)、外圈軸向上間隔排列。
[0009]保持架由用于控制兩列圓柱滾子的雙列保持架和用于控制另一列圓柱滾子的單列保持架構(gòu)成。
[0010]外圈的內(nèi)壁面上凸設(shè)有用于隔開相鄰兩列圓柱滾子的固定擋邊，固定擋邊擋止在圓柱滾子的端面位置處。
[0011]本發(fā)明中軋機(jī)的技術(shù)方案如下:
軋機(jī)，包括轉(zhuǎn)軸及其上裝配的軸承組件，軸承組件包括軸向間隔的裝配在同一轉(zhuǎn)軸上的三列圓柱滾子軸承和止推軸承，止推軸承為推力軸承或向心推力軸承，三列圓柱滾子軸承包括裝配在轉(zhuǎn)軸上的內(nèi)圈和同軸套裝在內(nèi)圈外圍的外圈，內(nèi)、外圈之間裝配有保持架和裝配在保持架上的圓柱滾子，圓柱滾子有三列，同列中各圓柱滾子在內(nèi)、外圈周向上間隔布置，各列圓柱滾子在內(nèi)、外圈軸向上間隔排列。
[0012]保持架由用于控制兩列圓柱滾子的雙列保持架和用于控制另一列圓柱滾子的單列保持架構(gòu)成。
[0013]外圈的內(nèi)壁面上凸設(shè)有用于隔開相鄰兩列圓柱滾子的固定擋邊，固定擋邊擋止在圓柱滾子的端面位置處。
[0014]本發(fā)明中軸承組件包括軸向間隔的裝配在同一轉(zhuǎn)軸上的三列圓柱滾子軸承和止推軸承，止推軸承為推力軸承或向心推力軸承，三列圓柱滾子軸承包括裝配在轉(zhuǎn)軸上的內(nèi)圈和同軸套裝在內(nèi)圈外圍的外圈，內(nèi)、外圈之間裝配有保持架和裝配在保持架上的圓柱滾子，圓柱滾子有三列，同列中各圓柱滾子在內(nèi)、外圈周向上間隔布置，各列圓柱滾子在內(nèi)、夕卜圈軸向上間隔排列。相比現(xiàn)有技術(shù)中單純依靠向心推力軸承(圓錐滾子軸承)的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明保留部分推力軸承來承受軸向載荷，同時(shí)利用三列圓柱滾子軸承來承受徑向載荷，針對現(xiàn)有的軋機(jī)軋制速度不斷提高，對軋制精度的要求也越來越高，本發(fā)明即兼顧了圓柱滾子軸承承載能力強(qiáng)、精度高、轉(zhuǎn)速高的優(yōu)點(diǎn)，又可以適當(dāng)?shù)臏p小軋輥軸頸的長度，減小軸承箱體的尺寸，本發(fā)明可應(yīng)用于老式軋機(jī)四列圓錐滾子軸承的改造，即在原四列圓錐滾子軸承的安裝空間內(nèi)改為三列圓柱滾子軸承和止推軸承的配置形式，從而提高軋制精度和速度；也可應(yīng)用于新軋機(jī)軋輥軸承設(shè)計(jì)，主要適用于軋制力和軋制速度要求介于雙列圓柱滾子軸承和四列圓柱滾子軸承之間的應(yīng)用場合，即本發(fā)明比雙列圓柱滾子軸承的承載能力強(qiáng)，比四列圓錐滾子軸承的極限轉(zhuǎn)速高，同時(shí)軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，加工成本較低，軸承安裝、維護(hù)簡單，具有很好的應(yīng)用價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中軋機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明軋機(jī)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是圖2中三列圓柱滾子軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是圖3中A處的局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明中軋機(jī)的實(shí)施例:如圖2至圖4所示，該軋機(jī)包括軋輥軸200及其上裝配的軸承組件，軸承組件由軸向間隔的裝配在軋輥軸200上的三列圓柱滾子軸承210和止推軸承209構(gòu)成，其中止推軸承209為向心推力式雙列角接觸球軸承，三列圓柱滾子軸承210包括過盈裝配在軋輥軸200上的內(nèi)圈202、同軸套裝在內(nèi)圈202外圍的外圈201、裝配在內(nèi)圈202和外圈201之間的保持架和保持架上裝配的圓柱滾子203，圓柱滾子203有三列，同列中各圓柱滾子203在內(nèi)圈202和外圈201周向上間隔布置，各列圓柱滾子在內(nèi)圈202和外圈201軸向上間隔排列。
[0017]保持架由控制左側(cè)兩列圓柱滾子的雙列保持架204和控制右側(cè)單列圓柱管子的單列保持架205構(gòu)成，雙列保持架204的左右兩側(cè)分別開設(shè)有在內(nèi)圈202和外圈201周向間隔均布的外保持槽，兩列外保持槽在內(nèi)圈202和外圈201的軸向上相互錯(cuò)開，以使左側(cè)的兩列圓柱滾子在內(nèi)圈202和外圈201的軸向上相互錯(cuò)開；單列保持架205由兩個(gè)半月保持架對扣而成，兩半月保持架沿內(nèi)圈202和外圈201軸向?qū)樱⒃趦砂朐卤３旨艿南鄬?cè)開設(shè)有對應(yīng)設(shè)置的內(nèi)保持槽，兩半月保持架在對接且鉚接后，兩半月保持架上的內(nèi)保持槽形成容納圓柱滾子203的封閉的兜孔。
[0018]外圈201的內(nèi)壁面上凸設(shè)有擋止在左側(cè)的一列圓柱滾子左端面處的外固定擋邊和隔設(shè)在左側(cè)的兩列圓柱滾子之間的內(nèi)固定擋邊，內(nèi)固定擋邊和外固定擋邊均為沿外圈201周向延伸的環(huán)形凸起。外圈201內(nèi)裝配有隔設(shè)在右側(cè)的兩列圓柱滾子之間的隔圈206，隔圈206的外周面貼合在外圈201的內(nèi)壁面上。外圈201的右端面上設(shè)有擋止在右側(cè)的一列圓柱滾子的右端面上的擋圈207。內(nèi)固定擋邊、外固定擋邊、隔圈206和擋圈207均是用于隔開各列圓柱滾子，防止圓柱滾子203的端面相互摩擦。
[0019]外圈201上開設(shè)有貫通內(nèi)外壁面的左潤滑油孔和右潤滑油孔，左潤滑油孔和右潤滑油孔均處于相鄰兩圓柱滾子203之間。左潤滑油孔的外端口處于外圈201的外周面上、內(nèi)端口處于內(nèi)固定擋邊的內(nèi)壁面上。右潤滑油孔的外端口處于外圈201的外周面上、內(nèi)端口連通隔圈206上開設(shè)的過油穿孔上，過油穿孔的孔徑比右潤滑油孔的孔徑大，以便潤滑油能夠順利通過外圈201和隔圈206進(jìn)入軸承內(nèi)部實(shí)現(xiàn)潤滑。右潤滑油孔有兩個(gè)以上并在外圈201周向上間隔布置，隔圈206上過油穿孔的數(shù)量和外圈201上右潤滑油孔的數(shù)量相同并分別對應(yīng)設(shè)置。同時(shí)為了防止隔圈206相對于外圈201轉(zhuǎn)動(dòng)，在一個(gè)右潤滑油孔的內(nèi)圈202設(shè)有沉頭螺紋孔段，通過在該潤滑油孔內(nèi)旋入鎖定螺釘208后，鎖定螺釘208的尾部從右潤滑油孔的內(nèi)端穿出，穿出部分伸入隔圈206上的過油穿孔中，以實(shí)現(xiàn)對隔圈206的限位，防止隔圈206相對于外圈201轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0020]內(nèi)圈202的結(jié)構(gòu)與四列圓柱滾子軸承的內(nèi)圈結(jié)構(gòu)相同，使得軸承可在軋輥軸200上軸向游動(dòng)，不承受軸向載荷，同時(shí)采用互換性設(shè)計(jì)，即任意的內(nèi)圈202采用過盈安裝到軋輥軸200上后，更換不同的軋輥軸200時(shí)，所安裝的內(nèi)圈202都可以正常使用。
[0021]本發(fā)明中三列圓柱滾子軸承210在裝配時(shí)，先將左側(cè)的一列圓柱滾子裝入外圈201，再裝入雙列保持架204，然后將中間的一列圓柱滾子裝入雙列保持架204，接著裝入隔圈206，并擰入鎖定螺釘208，將右側(cè)的一列圓柱滾子與單列保持架205裝配好后，一起裝入外圈201，然后裝上擋圈207，最后裝入內(nèi)圈202，完成三列圓柱滾子軸承210的裝配。
[0022]本發(fā)明中三列圓柱滾子軸承210不同于現(xiàn)有多輥軋機(jī)上所采用的背襯軸承(backing bearings,其特點(diǎn)是外圈201外表面作為軋機(jī)的軋棍使用，外圈201轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)圈202不轉(zhuǎn)，多用于多輥軋機(jī)的支撐輥。)，也不同于現(xiàn)有的四列圓錐滾子軸承(見【背景技術(shù)】)，但由于該三列圓柱滾子軸承210只能承受徑向力，所以在使用時(shí)，需要同時(shí)配合一個(gè)承受軸向力的止推軸承209，即在一個(gè)四列圓錐滾子軸承的軸向尺寸內(nèi)配置兩個(gè)軸承，主要是為了解決一些應(yīng)用場合下四列圓錐滾子軸承精度低、極限轉(zhuǎn)速低、軸向承載能力不強(qiáng)的問題，在軋機(jī)改造或提速的情況下應(yīng)用效果更加明顯。保持架采用處于內(nèi)側(cè)的雙列保持架204和處于外側(cè)的單列保持架205，雙列保持架204所控制的兩列圓柱滾子在外固定擋邊、內(nèi)固定擋邊和隔圈206的限位作用下將不易從其上脫落，單列保持架205上的封閉式兜孔使得其與圓柱滾子203結(jié)合緊密，圓柱滾子203不會(huì)從單列保持架205上掉落，從而使得三列圓柱滾子軸承210安裝方便，尤其是對于大型軸承，在較重的大型軸承采用天車吊裝時(shí)，保持架的保持效果將更加顯著。
[0023]外圈201的內(nèi)壁面上的擋邊采用一個(gè)一體設(shè)置、另一個(gè)分體設(shè)置的結(jié)構(gòu)，此種設(shè)計(jì)即可以減少一個(gè)加工面，有效降低軸承加工的成本；又通過鎖定螺釘208的設(shè)計(jì)使得隔圈206不會(huì)相對于外圈201轉(zhuǎn)動(dòng)。對于高速軋機(jī)，如果隔圈206和外圈201發(fā)生相對轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)帶來磨損、發(fā)熱、噪聲、振動(dòng)等一系列問題，這也是本發(fā)明要求保護(hù)的要點(diǎn)之一。
[0024]在外圈201上于雙列保持架204的中間位置和隔圈206所對應(yīng)位置設(shè)置潤滑油孔是為了更好的對軸承進(jìn)行潤滑，在高速軋機(jī)中潤滑的關(guān)鍵性尤為突出，一般的軸承在隔圈206上，一般是都不加工潤滑孔的；同時(shí)由于現(xiàn)有的背襯軸承都是外圈201旋轉(zhuǎn)，因此其潤滑孔都設(shè)計(jì)在了內(nèi)圈202上，這也是現(xiàn)有的背襯軸承與本發(fā)明的明顯區(qū)別之一。
[0025]以某板帶軋機(jī)為例，工作輥軸承工況條件為徑向載荷150kN，軸向載荷20kN，轉(zhuǎn)速為800rpm。徑向力原先工作輥軸承為四列圓錐滾子軸承，型號(hào)為M224749D-710-710D (夕卜形尺寸為Φ 120.650X Φ 174.625X141.288)，軸承徑向額定動(dòng)載荷為650kN，當(dāng)量載荷計(jì)算系數(shù)X=l，Y=2 (圓錐滾子軸承在計(jì)算軸承壽命時(shí)，其承受的軸向載荷需要當(dāng)量計(jì)算為徑向載荷)，油潤滑極限轉(zhuǎn)速為1500rpm，計(jì)算壽命為3478小時(shí)。改為三列圓柱滾子軸承加雙列角接觸球軸承的配置后，三列圓柱滾子軸承(外形尺寸為Φ120Χ Φ 180X90)徑向額定動(dòng)載荷為560kN，油潤滑極限轉(zhuǎn)速為2500rpm，計(jì)算壽命為6497小時(shí)；雙列角接觸球軸承(外形尺寸為Φ120Χ Φ 180X50)軸向額定動(dòng)載荷為140kN，油潤滑極限轉(zhuǎn)速為4000rpm，計(jì)算壽命為7145小時(shí)。通過上述計(jì)算可以看出，更改軸承配置形式后，軋機(jī)的速度可以提高2500/1500=1.67倍，軸承壽命提高6497/3478=1.86倍，同時(shí)由于減少了軸承更換次數(shù)，縮短了停機(jī)時(shí)間，能夠非常明顯地為廠家節(jié)省成本，創(chuàng)造更多的效益。
[0026]在上述實(shí)施例中，保持架是由雙列保持架和單列保持架構(gòu)成，在其他實(shí)施例中，保持架也可以由三個(gè)單列保持架構(gòu)成。
[0027]在上述實(shí)施例中，推力軸承為向心推力式角接觸球軸承，在其他實(shí)施例中，該推力軸承也可以是其他向心推力軸承或推力軸承。
[0028]本發(fā)明中軸承組件的實(shí)施例:本實(shí)施例中軸承組件的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例中軸承組件的結(jié)構(gòu)相同，因此不再贅述。
[0029]本發(fā)明中三列圓柱滾子軸承的實(shí)施例:本實(shí)施例中三列圓柱滾子軸承的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例中三列圓柱滾子軸承的結(jié)構(gòu)相同，因此不再贅述。
【權(quán)利要求】
1.三列圓柱滾子軸承，其特征在于，包括用于裝配在轉(zhuǎn)軸上的內(nèi)圈和同軸套裝在內(nèi)圈外圍的外圈，內(nèi)、外圈之間裝配有保持架和裝配在保持架上的圓柱滾子，圓柱滾子有三列，同列中各圓柱滾子在內(nèi)、外圈周向上間隔布置，各列圓柱滾子在內(nèi)、外圈軸向上間隔排列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三列圓柱滾子軸承，其特征在于，保持架由用于控制兩列圓柱滾子的雙列保持架和用于控制另一列圓柱滾子的單列保持架構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三列圓柱滾子軸承，其特征在于，外圈的內(nèi)壁面上凸設(shè)有用于隔開相鄰兩列圓柱滾子的固定擋邊，固定擋邊擋止在圓柱滾子的端面位置處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的三列圓柱滾子軸承，其特征在于，外圈上開設(shè)有供潤滑油流入內(nèi)、外圈之間的潤滑油孔，潤滑油孔處于相鄰兩列圓柱滾子之間的位置處。
5.軸承組件，其特征在于，包括用于軸向間隔的裝配在同一轉(zhuǎn)軸上的三列圓柱滾子軸承和止推軸承，止推軸承為推力軸承或向心推力軸承，三列圓柱滾子軸承包括用于裝配在轉(zhuǎn)軸上的內(nèi)圈和同軸套裝在內(nèi)圈外圍的外圈，內(nèi)、外圈之間裝配有保持架和裝配在保持架上的圓柱滾子，圓柱滾子有三列，同列中各圓柱滾子在內(nèi)、外圈周向上間隔布置，各列圓柱滾子在內(nèi)、外圈軸向上間隔排列。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軸承組件，其特征在于，保持架由用于控制兩列圓柱滾子的雙列保持架和用于控制另一列圓柱滾子的單列保持架構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軸承組件，其特征在于，外圈的內(nèi)壁面上凸設(shè)有用于隔開相鄰兩列圓柱滾子的固定擋邊，固定擋邊擋止在圓柱滾子的端面位置處。
8.軋機(jī)，包括轉(zhuǎn)軸及其上裝配的軸承組件，其特征在于，軸承組件包括軸向間隔的裝配在同一轉(zhuǎn)軸上的三列圓柱滾子軸承和止推軸承，止推軸承為推力軸承或向心推力軸承，三列圓柱滾子軸承包括裝配在轉(zhuǎn)軸上的內(nèi)圈和同軸套裝在內(nèi)圈外圍的外圈，內(nèi)、外圈之間裝配有保持架和裝配在保持架上的圓柱滾子，圓柱滾子有三列，同列中各圓柱滾子在內(nèi)、外圈周向上間隔布置，各列圓柱滾子在內(nèi)、外圈軸向上間隔排列。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軋機(jī)，其特征在于，保持架由用于控制兩列圓柱滾子的雙列保持架和用于控制另一列圓柱滾子的單列保持架構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軋機(jī)，其特征在于，外圈的內(nèi)壁面上凸設(shè)有用于隔開相鄰兩列圓柱滾子的固定擋邊，固定擋邊擋止在圓柱滾子的端面位置處。
【文檔編號(hào)】F16C19/28GK104033491SQ201410202595
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】李雪飛, 張麗娟, 周銘麗, 徐芳, 張中利, 黨玉功, 李更更 申請人:河南科技大學(xué)