專利名稱：維護(hù)保養(yǎng)間隔期延長(zhǎng)的軸承組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軸承組件。具體來說，本發(fā)明涉及軸承組件中的密封結(jié)構(gòu)，其使軸承組件的內(nèi)部污染物為最少。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，軸承包括內(nèi)圈和分開的外圈，夕卜圈可相對(duì)于內(nèi)圈運(yùn)動(dòng)。為了提供內(nèi)圈和外圈相對(duì)于彼此的流體轉(zhuǎn)動(dòng)，大多數(shù)軸承的目標(biāo)是使軸承諸構(gòu)件光滑和/或盡可能減小軸承諸構(gòu)件之間的摩擦阻力。通常，要達(dá)到這一點(diǎn)，是選擇好內(nèi)外圈的支承面和任何中間的軸承元件，使它們具有理想的摩擦特性(即，具有低的摩擦系數(shù))。在某些情形中，也可在軸承構(gòu)件之間提供潤(rùn)滑剤。然而，當(dāng)支承面之間的間隙因碎物之類的異物變得污染時(shí)，軸承的工作就變劣。在達(dá)到足夠的污染量之后，軸承則必須更換或進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)以去除污染。更換和維護(hù)保養(yǎng)都花費(fèi)錢并需要停エ。復(fù)雜的軸承特別易于受外部環(huán)境的污染。例如，在某些應(yīng)用中，為了適應(yīng)相連的周圍結(jié)構(gòu)，軸承可能需要在對(duì)齊不準(zhǔn)的條件下工作。當(dāng)傳統(tǒng)的軸承結(jié)構(gòu)移至到對(duì)齊不準(zhǔn)的條件下工作吋，由于不均勻的密封或其它類似情況，間隙就會(huì)臨時(shí)地形成在軸承構(gòu)件之間，暴露出軸承的內(nèi)部空腔。因此，需要有一種可在對(duì)齊不準(zhǔn)的條件下工作同時(shí)又使遭受污染的暴露的內(nèi)部空腔為最小的軸承組件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供帶有滑動(dòng)密封的軸承組件，該滑動(dòng)密封允許軸承組件在對(duì)齊不準(zhǔn)的條件下工作而不損害密封的質(zhì)量?；瑒?dòng)密封形成在特別形狀的卡圈和沿徑向和軸向嚙合該卡圈的密封構(gòu)件之間。在軸承組件工作期間，至少在達(dá)到預(yù)定程度的對(duì)齊不準(zhǔn)前，該密封構(gòu)件保持與卡圈的密封，以防止碎片和其它污染物侵入，碎片和污染物會(huì)不利地影響軸承組件的性能。軸承組件包括內(nèi)圈和外圏。外圈與內(nèi)圈徑向地間距開，以將滾柱元件容納在其間。軸承組件還包括鄰近于內(nèi)圈的卡圈，其相對(duì)于內(nèi)圈固定。密封構(gòu)件相對(duì)于外圈固定。密封構(gòu)件沿軸向和徑向滑動(dòng)地和密封地嚙合卡圈，以在內(nèi)圈相對(duì)于外圈對(duì)齊期間，并在內(nèi)圈相對(duì)于外圈預(yù)定程度的對(duì)齊不準(zhǔn)的情況下，保持密封構(gòu)件和卡圈之間的密封。合適地確定卡圈的形狀，使得軸承組件在運(yùn)行期間，盡管有一定范圍的位置對(duì)齊問題，但仍能保持密封。此外，由于密封構(gòu)件一致地在密封長(zhǎng)度上有軸向和徑向カ接觸卡圈，所以當(dāng)內(nèi)外圈相對(duì)于彼此移動(dòng)時(shí)，形成密封的構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)不大可能允許污染物進(jìn)入內(nèi)部空腔中。
從以下詳細(xì)描述和附圖中，將會(huì)明白到本發(fā)明上述的和還有其它的優(yōu)點(diǎn)。以下僅是對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的描述。為了評(píng)定本發(fā)明的全部范圍，應(yīng)該去看權(quán)利要求書的內(nèi)容，因?yàn)樵搩?yōu)選實(shí)施例并不是權(quán)利要求書范圍內(nèi)的唯一實(shí)施例。


圖I是軸承組件的立體圖；圖2是圖I軸承組件的截面立體圖；圖3是處于對(duì)齊位置軸承組件的剖視側(cè)視圖；以及圖4是處于不對(duì)齊位置軸承組件的剖視側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式首先參照?qǐng)DI和2，圖中示出軸承組件10。軸承組件10是滾柱軸承，其可適用于多種應(yīng)用中的任何應(yīng)用，例如，包括飛行器的飛行控制致動(dòng)器。軸承組件10包括內(nèi)圈12、外圈14和多個(gè)滾柱元件16，滾柱元件16定位在內(nèi)圈12和外圈14之間，呈雙排環(huán)形結(jié)構(gòu)。滾柱元件16大致為沙漏形，各具有凹入的接觸表面18。滾柱元件16凹入的支承面18嚙合內(nèi)圈12上凸出的支承面20，還嚙合外圈14上一對(duì)凸出的支承面22之一，凸出的支承面20大致徑向地面向外，凸出的支承面22大致徑向地面向內(nèi)。這些滾柱元件16相對(duì)于軸承組件10的中心軸線有角度地傾斜，以使這些滾柱元件16的位于中心的端部相比滾柱元件16的側(cè)向端部距離軸承組件10中心軸線的徑向距離更大。正如下面將要進(jìn)ー步詳細(xì)描述的，這些支承面的凹度使得軸承組件10在對(duì)齊不準(zhǔn)的位置上工作，其中，外圈14的中心軸線偏離內(nèi)圈12的中心軸線。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，當(dāng)外圈14的中心軸線相對(duì)于內(nèi)圈12的中心軸線傾斜時(shí)，滾柱元件16傾斜于外圈14，因?yàn)殡m然有些游隙，但外圈14內(nèi)成對(duì)凸出的支承面22的尺寸適于粗略地匹配滾柱元件16的寬度。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，還可能存在有其它允許軸承組件10在對(duì)齊不準(zhǔn)情況下運(yùn)行的軸承結(jié)構(gòu)。為此原因，本披露的實(shí)施例g在說明而不是限制。在所示的形式中，軸承組件10的滾柱元件16具有雙排環(huán)形的結(jié)構(gòu)(即，在內(nèi)圈12和外圈14之間有兩環(huán)滾柱元件16)。然而，可以想到，同樣還可采用其它的結(jié)構(gòu)。例如，軸承組件可以是單排環(huán)形結(jié)構(gòu)(即，在內(nèi)圈12和外圈14之間只有單排滾柱元件16)。此外，可采用間隔件或類似構(gòu)件來定位滾柱元件16，或多排滾柱元件16相對(duì)于彼此的定位。一組卡圈24鄰近于內(nèi)圈12定位在內(nèi)圈12的軸向端部處。如圖2清楚地所示，內(nèi)圈12和成組的卡圈24由成管形的中心軸25支承。姆個(gè)卡圈24具有止擋表面26,其面向徑向向外和軸向向內(nèi)。該止擋表面26徑向地延伸通過內(nèi)圈12的側(cè)向端部處的凸出支承面20。卡圈24的止擋表面26最后阻止外圈14的中心軸線超越與內(nèi)圈12中心軸線對(duì)齊不準(zhǔn)的預(yù)定角度。如上所述，因?yàn)橥馊?4相對(duì)于內(nèi)圈12傾斜，所以滾柱元件16與外圈14側(cè)向?qū)?cè)向地移動(dòng)。至少對(duì)于所披露的滾柱兀件16結(jié)構(gòu)來說，由于外圈14相對(duì)于內(nèi)圈12偏斜，該止擋表面26便阻止?jié)L柱元件16的側(cè)向端移動(dòng)通過卡圈24的止擋表面26。在ー種形式中，卡圈24相對(duì)于內(nèi)圈12和滾柱元件16的幾何布置，使得外圈14的中心軸線與內(nèi)圈12中心軸線之間的對(duì)齊不準(zhǔn)的最大預(yù)定角度為10度。姆個(gè)卡圈24還具有密封表面28,其是軸向地和徑向地面向外的表面。在所不形式中，該密封表面28呈截頭球形的形狀。然而，正如下面將要對(duì)密封表面28的功能性進(jìn)行描述的那樣，密封表面28可具有不同的形狀，仍可達(dá)到要求的功能。ー對(duì)密封構(gòu)件30附連到外圈14并沿大致徑向方向朝向卡圈24延伸。具體來說，每個(gè)密封構(gòu)件30的徑向向外的周界邊緣32附連到外圈14的一個(gè)軸向端上，使得密封構(gòu)件30隨外圈14運(yùn)動(dòng)。在某些形式中，可將屏蔽件(圖I和2中未明確地示出)附連到外圈14的軸向端上，而密封構(gòu)件30可附連到屏蔽件上。密封構(gòu)件30的徑向向內(nèi)的周界邊緣34各接觸一個(gè)卡圈24的密封表面28中的一個(gè)表面以形成滑動(dòng)密封。密封構(gòu)件30在空間上進(jìn)行布置，并可充分地彈性變形，使得密封構(gòu)件30的徑向向內(nèi)的周界邊緣34將徑向和軸向向內(nèi)的力施加到卡圈24上，以形成各個(gè)密封構(gòu)件30和對(duì)應(yīng)卡圈24之間的密封?，F(xiàn)另外參照?qǐng)D3和4，分別示出對(duì)齊位置(圖3)和對(duì)齊不準(zhǔn)位置(圖4)。圖3和4中軸承組件的圖示與圖I和2中軸承組件的圖示之間的ー個(gè)差別在于，屏蔽件36和密封構(gòu)件30明顯地標(biāo)識(shí)為分開的物件。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，至少在某些形式中，在將密封件和屏蔽件安裝到軸承中之前，可將它們粘合在一起。在ー種可能的軸承組件10的制作方式中，密封構(gòu)件30以軌道形成到屏蔽件36中。應(yīng)注意的是，圖4示出軸承在5度的對(duì)齊不準(zhǔn)的偏移角下工作。一個(gè)滾柱元件16的外側(cè)向端部接觸卡圈24的止擋表面26，以阻止進(jìn)ー步的軸向?qū)R不準(zhǔn)。即使在該種對(duì)齊不準(zhǔn)的水平下(針對(duì)所示的特殊幾何形)，假定卡圈24內(nèi)的密封表面28為球形形狀，則密封構(gòu)件30和卡圈24之間形成的密封質(zhì)量與圖3所示的對(duì)齊位置中的質(zhì)量相同。如果外圈14相對(duì)于內(nèi)圈12傾斜，達(dá)到對(duì)齊不準(zhǔn)的位置，則密封構(gòu)件30和卡圈24之間形成的密封轉(zhuǎn)變到適應(yīng)該新的運(yùn)行位置。由于密封位置在改變，所以保持密封質(zhì)量，因 為形成該密封的接觸點(diǎn)基本上為在球形表面(由卡圈24的密封表面28形成)上移動(dòng)的圓形(由徑向向內(nèi)的周界邊緣34形成)。因此，至少在預(yù)定的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)，在內(nèi)圈12和外圈14對(duì)齊不準(zhǔn)的過程中，沒有間隙沿著密封件形成，也沒有引入新的應(yīng)力。應(yīng)注意到，如果應(yīng)カ有差異地形成在密封上，則在軸承使用時(shí)，密封構(gòu)件就有可能經(jīng)受循環(huán)應(yīng)力，該循環(huán)應(yīng)カ會(huì)使密封構(gòu)件疲勞并損害密封質(zhì)量。盡管為確保密封的質(zhì)量理想的幾何條件可能是較佳的，但諸構(gòu)件可偏離該理想的幾何形，而不一定損害密封質(zhì)量。例如，理想的做法是，內(nèi)圈12上的凸出的支承面20以及卡圈24的密封表面28是截頭的球形，并具有基本上相同的中心點(diǎn)。然而，由于密封構(gòu)件30可以彈性地變形，且可保持合適密封狀態(tài)的對(duì)齊不準(zhǔn)的范圍相當(dāng)窄，所以，與理想幾何形的某些偏離不會(huì)顯著地影響密封的質(zhì)量。內(nèi)圈12、外圈14、卡圈24和密封構(gòu)件30 (以及在某些情形中的屏蔽件)限定了軸承組件10的內(nèi)部空腔。如果需要的話，該內(nèi)部空腔可接納添加的潤(rùn)滑劑，根據(jù)支承面的摩擦質(zhì)量而定。根據(jù)某些構(gòu)造，一個(gè)或多個(gè)支承面可由自潤(rùn)滑的材料組成。不管怎樣，通過在卡圈24的密封表面28和密封構(gòu)件30的徑向向內(nèi)周界邊緣34之間形成可滑動(dòng)的密封，那么，從外面環(huán)境進(jìn)入內(nèi)部空腔內(nèi)的污染物或碎片就會(huì)減到最少。通過降低污染物進(jìn)入內(nèi)部空腔內(nèi)的速率，就延長(zhǎng)了軸承組件10的工作壽命。這等同于顯著地節(jié)約了成本，因?yàn)楫?dāng)軸承組件10在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持運(yùn)行的話，軸承組件10是其一部分的總裝置無疑就不需要停止運(yùn)行，來更換軸承組件10或?yàn)檩S承組件10服務(wù)。因此，本文披露了ー種軸承組件，其中，軸承組件保持卡圈密封表面和密封構(gòu)件之間的滑動(dòng)密封。不管軸承組件運(yùn)行在對(duì)齊狀態(tài)中還是運(yùn)行在對(duì)齊不準(zhǔn)的狀態(tài)中，該軸承組件總提供了密封。與其它軸承組件相比，通過在對(duì)齊不準(zhǔn)的狀態(tài)中保持密封，軸承組件的內(nèi)部空腔就不大可能被碎片等物污染，而這些異物會(huì)不利地影響到軸承組件的性能。此外，就卡圈的密封表面的形狀適于匹配密封構(gòu)件的徑向向內(nèi)周界邊緣的旋轉(zhuǎn)路徑的程度來說，當(dāng)密封構(gòu)件施加力來形成密封時(shí)，密封力在工作的角度范圍內(nèi)是相當(dāng)一致的，由此，防止流體或顆粒污染物進(jìn)入。 盡管在圖I至4中顯示了軸承組件10的具體結(jié)構(gòu)，但仍可作出各種變化。例如，不采用具有凹入支承面18來使軸承組件10在對(duì)齊不準(zhǔn)的狀態(tài)下工作的滾柱元件16，可采用其它類型的滾柱元件。此外，某些結(jié)構(gòu)元件可以相互組合，仍可達(dá)到同樣所述的功能。例如，內(nèi)圈12和卡圈24可以彼此形成一體。此外，某些結(jié)構(gòu)元件可重新定位，而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神。例如，不將止擋表面26定位在卡圈24的軸向內(nèi)邊緣上，止擋表面可以中心地形成為內(nèi)圈12上的突脊，使得如果外圈14相對(duì)于內(nèi)圈12傾斜足夠的距離，那么滾柱元件16的中心定位端部就會(huì)接觸到該突脊。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，還可在本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)，對(duì)優(yōu)選實(shí)施例作出各種其它的修改和變化。因此，本發(fā)明不應(yīng)局限于所述的實(shí)施例。為了確定本發(fā)明的全部范圍，應(yīng)參照以下的權(quán)利要求書。
權(quán)利要求
1.ー種軸承組件包括 內(nèi)圈； 外圈，外圈與內(nèi)圈徑向地間距開，以將滾柱元件容納在其間； 鄰近于內(nèi)圈的卡圈，其相對(duì)于內(nèi)圈固定；以及 相對(duì)于外圈固定的密封構(gòu)件，密封構(gòu)件沿軸向和徑向滑動(dòng)地和密封地嚙合卡圈，以在內(nèi)圈相對(duì)于外圈對(duì)齊期間，并在內(nèi)圈相對(duì)于外圈預(yù)定程度的對(duì)齊不準(zhǔn)的情況下，保持密封構(gòu)件和卡圈之間的密封。
2.如權(quán)利要求I所述的軸承組件，其特征在于，卡圈包括軸向和徑向地面向外的球形表面，所述密封構(gòu)件嚙合所述面向外的表面，以便軸向地和徑向地可滑動(dòng)和密封地嚙合卡圈。
3.如權(quán)利要求I所述的軸承組件，其特征在干，對(duì)齊不準(zhǔn)的預(yù)定角度至少為6度。
4.如權(quán)利要求I所述的軸承組件，其特征在于，屏蔽件附連到外圈的軸向端，密封構(gòu)件附連到該屏蔽件。
5.如權(quán)利要求4所述的軸承組件，其特征在于，密封構(gòu)件以軌道方式形成到外圈的槽內(nèi)。
6.如權(quán)利要求I所述的軸承組件，其特征在于，內(nèi)圈和外圈各具有凸出的支承面，以便與滾柱元件的凹入支承面嚙合。
7.如權(quán)利要求I所述的軸承組件，其特征在干，當(dāng)軸承組件在對(duì)齊不準(zhǔn)的狀態(tài)下運(yùn)行在對(duì)齊不準(zhǔn)的預(yù)定角度之下時(shí)，卡圈和密封構(gòu)件之間的密封，基本上阻止了內(nèi)圈和外圈之間的軸承內(nèi)部空腔的污染。
8.如權(quán)利要求I所述的軸承組件，其特征在于，卡圈具有截頭球形的密封表面，而內(nèi)圈具有截頭球形的支承面。
9.如權(quán)利要求8所述的軸承組件，其特征在于，截頭球形的密封表面和截頭球形的支承面享有相似的球心點(diǎn)。
10.ー種軸承組件包括 內(nèi)圈； 外圈； 一組插入在內(nèi)圈與外圈之間的滾柱元件，該組滾柱元件有利于在對(duì)齊狀態(tài)和對(duì)齊不準(zhǔn)的狀態(tài)下促使外圈相對(duì)于內(nèi)圈大致軸向地轉(zhuǎn)動(dòng)； 鄰近于內(nèi)圈定位的卡圈；以及 連接到外圈的密封構(gòu)件，密封構(gòu)件滑動(dòng)地接觸卡圈，以在卡圈和密封構(gòu)件之間形成密封； 其中，卡圈和密封構(gòu)件形成的形狀使得在對(duì)齊狀態(tài)和對(duì)齊不準(zhǔn)的狀態(tài)下，卡圈和密封構(gòu)件保持S封。
11.如權(quán)利要求10所述的軸承組件，其特征在于，內(nèi)圈提供第一軸線，而外圈提供第二軸線，所述對(duì)齊狀態(tài)是這樣的狀態(tài)，其中，第一軸線和第二軸線同軸，而所述對(duì)齊不準(zhǔn)狀態(tài)是這樣的狀態(tài)，其中，第一軸線和第二軸線彼此不同軸。
12.如權(quán)利要求11所述的軸承組件，其特征在于，通過使第一軸線和第二軸線之間的對(duì)齊不準(zhǔn)的角度至少為10度，卡圈和密封構(gòu)件保持密封。
13.如權(quán)利要求10所述的軸承組件，其特征在于，一對(duì)卡圈靠近內(nèi)圈的每個(gè)軸向端鄰近于內(nèi)圈定位，而ー對(duì)密封構(gòu)件靠近外圈的每個(gè)軸向端連接到外圈。
14.如權(quán)利要求10所述的軸承組件，其特征在于，屏蔽件附連到外圈的軸向端，而密封構(gòu)件附連到屏蔽件上。
15.如權(quán)利要求10所述的軸承組件，其特征在于，成組的滾柱元件具有凹入的支承面，允許軸承在對(duì)齊不準(zhǔn)狀態(tài)下工作。
16.如權(quán)利要求15所述的軸承組件，其特征在于，內(nèi)圈和外圈各具有凸出的支承面，該支承面嚙合成組滾柱元件的凹入的支承面。
17.如權(quán)利要求10所述的軸承組件，其特征在于，當(dāng)軸承在對(duì)齊狀態(tài)和對(duì)齊不準(zhǔn)的狀態(tài)下工作時(shí)，卡圈和密封構(gòu)件之間的密封基本上阻止內(nèi)圈和外圈之間的軸承內(nèi)部空腔受到污染。
18.如權(quán)利要求10所述的軸承組件，其特征在于，接觸密封構(gòu)件的卡圈的表面面向軸向和徑向向外。
19.如權(quán)利要求10所述的軸承組件，其特征在于，卡圈具有截頭球形的密封表面，而內(nèi)圈具有截頭球形的支承面。
20.如權(quán)利要求19所述的軸承組件，其特征在于，截頭球形的密封表面和截頭球形的支承面享有相似的球心點(diǎn)。
全文摘要
本文披露一種軸承組件，其包括內(nèi)圈和外圈。外圈與內(nèi)圈徑向地間距開，以將滾柱元件容納在其間?？ㄈ︵徑趦?nèi)圈，并相對(duì)于內(nèi)圈固定。密封構(gòu)件相對(duì)于外圈固定。密封構(gòu)件沿軸向和徑向滑動(dòng)地和密封地嚙合卡圈，以在內(nèi)圈相對(duì)于外圈對(duì)齊不準(zhǔn)期間，并在內(nèi)圈相對(duì)于外圈預(yù)定程度的對(duì)齊不準(zhǔn)的情況下，將密封保持在密封構(gòu)件和卡圈之間。
文檔編號(hào)F16C19/34GK102725550SQ201080062610
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日
發(fā)明者N·M·柯拉 申請(qǐng)人:萊克斯諾工業(yè)有限公司