Dogecoin - An open-source peer-to-peer digital currency (访问: hash.cyou 领取999USDT）

　　(19)国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 114811003 A (43)申请公布日 2022.07.29 (21)申请号 5.8 (22)申请日 2021.01.19 (71)申请人 斯凯孚公司 地址 瑞典哥德堡 (72)发明人 张国江韩波 (74)专利代理机构 北京智沃律师事务所 11620 专利代理师 吴志宏 (51)Int.Cl. F16H 57/04 (2010.01) F16C 33/58 (2006.01) F16C 33/66 (2006.01) 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 (54)发明名称 回转轴承及其应用 (57)摘要 一种用于竖直结构支撑的回转轴承，包含第 一轴承圈、第二轴承圈以及设置在第一和第二轴 承圈之间的至少一列滚动体。所述第一或第二轴 承圈上设置有用于接受输入扭矩驱动的齿轮，所 述齿轮在其轴向下方设置有用于保持润滑剂的 集油部件。在上述轴承的基础上，本发明还提供 一种用于在竖直结构中起支撑作用的旋转支撑 装置，包含大致在竖直方向上起支撑作用的第一 构件、由所述第一构件大致在竖直方向上支撑的 第二构件、以及在所述第一和第二部件之间的起 旋转支撑作用的回转轴承。其中，所述第一构件 与第一轴承圈固定连接，所述第二构件与第二轴 A 承圈固定连接。当设置在第二轴承圈上的齿轮受 3 到输入扭矩的驱动时，会带动所述第二构件相对 0 0 1 于所述第一构件转动。 1 8 4 1 1 N C CN 114811003 A 权利要求书 1/1页 1.一种用于竖直结构支撑的回转轴承(1)，包含第一轴承圈(10、20)、第二轴承圈(20、 10)以及设置在所述第一和第二轴承圈之间的至少一列滚动体(30)，所述第一或第二轴承 圈(10或20)上设置有用于接受输入扭矩驱动的齿轮(21)，其特征在于：所述齿轮(21)在其 轴向下方设置有用于收集和储存润滑剂的集油部件(22)。 2.根据权利要求1所述的回转轴承(1)，其特征在于：所述集油部件(22)与所述齿轮 (21)形成为一体，以齿轮盘(40)的形式固定设置在第一或者第二轴承圈(10或20)上。 3.根据权利要求2所述的回转轴承(1)，其特征在于：所述齿轮盘(40)固定设置在第一 或者第二轴承圈(10或20)的径向内表面或外表面上。 4.根据权利要求3所述的回转轴承(1)，其特征在于：所述齿轮(21)径向朝外，齿宽方向 大致与轴承(1)的轴向方向一致。 5.根据权利要求2所述的回转轴承(1)，其特征在于：所述齿轮盘(40)固定设置在第一 或第二轴承圈(10或20)位于轴向一侧的上表面上。 6.根据权利要求5所述的回转轴承(1)，其特征在于：所述齿轮盘(40)直接加工形成在 第一或第二轴承圈(10或20)位于轴向一侧的上表面上。 7.根据权利要求5或6所述的回转轴承(1)，其特征在于：所述齿轮盘(40)的齿面朝上， 齿高方向大致与轴承(1)的轴向方向一致。 8.根据权利要求7所述的回转轴承(1)，其特征在于：所述齿轮(21)通过交叉齿轮传动 或者蜗杆传动接受输入扭矩的驱动。 9.根据权利要求1至6中任意一项所述的回转轴承(1)，其特征在于：所述齿轮盘(40)在 其径向边缘处设置有用于阻挡润滑脂外流的挡边(41)。 10.一种用于在竖直结构中起支撑作用的旋转支撑装置，包含大致在竖直方向上起支 撑作用的第一构件、由所述第一构件大致在竖直方向上支撑的第二构件、以及在所述第一 和第二部件之间的起旋转支撑作用的如权利要求1～9中任意一项所述的回转轴承(1)，其 中，所述第一构件与所述轴承的第一轴承圈(10、20)固定连接，所述第二构件与所述轴承 (1)的第二轴承圈(20、10)固定连接，当设置在第二轴承圈上(20、10)的齿轮受到输入扭矩 的驱动时，会带动所述第二构件相对于所述第一构件转动。 2 2 CN 114811003 A 说明书 1/3页 回转轴承及其应用 技术领域 [0001] 本发明涉及一种回转轴承(slewing bearing)，尤其是在竖直结构中起旋转支撑 作用的回转轴承。 背景技术 [0002] 在多数情况下，回转轴承是一种大尺寸滚动轴承，可以适应轴向载荷、径向载荷和 力矩载荷在任何方向上的单独或者组合作用。它既可以执行回转运动，也可以执行旋转运 动。在图1a和1b所示的典型示例中，回转轴承1包含轴承内圈10、轴承外圈20和设置在所述 内圈和外圈之间的至少一列滚动体30。在通常情况下，外圈10和内圈20两者之一包含有齿 轮21，按需设置在外圈的径向外表面(如图中所示)或者内圈的径向内表面上(未显示)，用 于接受外部输入扭矩的驱动，从而带动其中一个轴承圈相对于另一个轴承圈转动。 [0003] 在用于竖直结构支撑时，由于齿轮21的齿宽方向与轴承的轴向(对应图中的竖直 方向)大体一致，导致润滑剂在重力的作用下会沿着齿面向下流淌、汇集。在无集油装置回 收利用的情况下，润滑剂不仅会外泄污染环境，而且由此造成所述齿轮长期处于贫油状态， 容易提前磨损和锈蚀，从而导致整个轴承成为易损件，对整个传动系统的长期可靠运行构 成严重威胁。以风电机组(wind  turbine)的偏航轴承为例，位于轴承外圈上的所述齿轮长 期处于风吹、日晒、雨淋的环境之中，在缺乏润滑保护的情况下，极易腐蚀受损，甚至断齿脱 落，从而成为机组的长期潜在故障隐患。 [0004] 造成上述问题的根本原因在于，传统齿轮的设置更多地着眼于轴承圈的加工便利 和成本考量，而并未顾及齿轮在轴承的竖直应用中对润滑方式的特殊需要。现实呼唤一种 具有改进的结构、能够满足竖直结构支撑中齿轮对润滑的特殊需要的回转轴承。 发明内容 [0005] 为解决上述技术问题，本发明提供一种改进的用于竖直结构支撑的回转轴承，包 含第一轴承圈、第二轴承圈以及设置在所述第一和第二轴承圈之间的至少一列滚动体。所 述第一或第二轴承圈上设置有用于接受输入扭矩驱动的齿轮，所述齿轮在其轴向下方设置 有用于收集和储存润滑剂的集油部件。 [0006] 在上述回转轴承中，集油部件在设计上用于收集润滑剂，不仅防止润滑剂外泄，而 且消除齿轮由于长期腐蚀和贫油工作所可能导致的失效隐患。 [0007] 在上述回转轴承的基础上，本发明还提供一种用于在竖直结构中起支撑作用的旋 转支撑装置，包含大致在竖直方向上起支撑作用的第一构件、由所述第一构件大致在竖直 方向上支撑的第二构件、以及在所述第一和第二部件之间的起旋转支撑作用的回转轴承。 其中，所述第一构件与所述轴承的第一轴承圈固定连接，所述第二构件与所述轴承的第二 轴承圈固定连接。当设置在第二轴承圈上的齿轮受到输入扭矩的驱动时，会带动所述第二 构件相对于所述第一构件转动。 [0008] 上述旋转支撑装置能够避免因齿轮缺乏润滑而导致的轴承失效，因此特别有助于 3 3 CN 114811003 A 说明书 2/3页 确保相关传动系统的长期可靠运行。 [0009] 以下结合附图详细描述本发明的各种实施方式和有益的技术效果。 附图说明 [0010] 图1a显示传统的回转轴承在外圈的径向外表面上设置有齿轮的典型结构； [0011] 图1b为图1a的局部放大截面图； [0012] 图2a显示改进后的回转轴承在轴承外圈上设置有齿轮盘的具体实施方式； [0013] 图2b为图2a的局部截面放大图； [0014] 图3a为内圈上设置有齿轮盘的回转轴承的俯视图； [0015] 图3b为图3a所示轴承的局部截面放大图；以及 [0016] 图4显示采用交叉齿轮传动对齿轮盘施以旋转驱动扭矩的具体实施方式。 具体实施方式 [0017] 在本发明的说明书和权利要求书的全部表述中，诸如“上”、“下”、“径向”和“轴向” 之类的表征位置和朝向的用语均应被理解为以图中所示轴承在竖直应用中的具体摆放姿 态及其中心旋转轴线(未显示)为参照。 [0018] 作为一种典型的现有结构，图1a和1b分别显示传统的回转轴承在轴承外圈的径向 外表面上设置有用于接受输入扭矩驱动的齿轮21的技术方案。作为另外一种选择，齿轮21 也可以设置在轴承内圈的径向内表面上(图中未显示)。为防止润滑剂在重力的作用下向下 流淌从而引发泄漏，本发明在齿轮21的下方设置润滑剂收集部件(lubricant gathering  member，以下简称“集油部件”)22，如图2至3所示。作为一种优选实施方式，集油部件22可以 与齿轮21形成为一体，以齿轮盘40的形式固定设置在轴承的外圈20或者内圈10上。集油部 件22用于收集和存放润滑剂，但不妨碍齿轮21与扭矩输入齿轮或蜗杆(详见后文描述)的正 常啮合。 [0019] 图2a和2b显示齿轮盘固定设置在轴承外圈上的具体实施方式。所述齿轮盘可以通 过粘合、紧固(例如通过螺栓)等任何适宜的方式可靠固定在轴承外圈上，也可以在轴承圈 的制造过程中直接加工形成在轴承圈上。无论采取何种方式，只要齿轮盘能够可靠固定在 轴承圈上，都可以实现本发明的目的。 [0020] 图2b为图2a的局部截面放大图，显示齿轮盘的结构及其与轴承圈的连接方式。作 为一种具体的实施方式，齿轮21可以坐落在齿轮盘40中，齿顶朝上，齿高方向大致与轴承的 轴向一致。在用于竖直结构支撑时，齿轮盘40的齿面朝上，润滑剂自然汇聚在齿轮盘的底 部。根据润滑功能的需要，润滑剂可没过齿轮21的齿根，抑或充斥于齿槽之间，确保齿轮始 终处于良好的润滑状态。 [0021] 在图2所示的具体实施方式中，轴承外圈20上的齿轮盘40在其远离轴承内圈10的 径向边缘设置有挡边41，用于阻挡润滑剂从边缘处泄漏。挡边41的存在将齿轮盘40整体构 建为具有一定深度的储油池(lubricant gathering  sump)，必要时可以高过齿轮的齿顶， 从而一方面能够使齿轮浸没在润滑剂中从而实现油浴润滑，另一方面也能够在足够程度上 防止润滑剂飞溅或者溢出齿轮盘。顺便指出，油浴润滑并不以齿顶完全浸没于润滑剂中为 条件。在许多情况下，局部留存于齿根或齿槽之间的润滑剂也完全可以实现充分润滑的效 4 4 CN 114811003 A 说明书 3/3页 果，确保齿轮始终处于良好的润滑状态。显然，上述实施方式适用于轴承外圈接受外部扭矩 输入的情形。 [0022] 图3a和3b显示齿轮盘设置在轴承内圈上的情形。与图2所示的情形类似，齿轮盘40 的齿面朝上，形成润滑剂的集油装置，挡边41的存在进一步将齿轮盘构建为储油池。盘内的 齿轮21齿顶朝上，在接受输入扭矩驱动的同时，处于盘内润滑剂的保护之下。该种实施方式 适用于轴承内圈被输入扭矩驱动的情形。 [0023] 在图2和3所示的具体实施方式中，齿轮盘可靠固定或者一体连接(以下统称“固定 设置”)在轴承内圈的内表面或外圈的外表面上。作为另外一种选择，齿轮盘也可以固定设 置在轴承圈位于轴向一侧的上表面上。一种优选实施方式是，所述齿轮盘可以在轴承圈的 制造过程中直接加工形成在轴承圈位于轴向一侧的上表面上(未显示)。相比于齿轮盘固定 设置在轴承圈径向内、外表面的情形而言，这种实施方式不仅更具成本优势和加工便利性， 而且使依托轴承圈轴向表面形成的齿轮盘更具刚性，能够承载和传递更大的驱动扭矩。另 外，所述挡边可以与齿轮盘形成为一体，抑或以可拆卸的方式装配在齿轮盘上。 [0024] 本发明的重要创新还在于将齿面朝外的径向齿轮修改为齿面朝上的轴向齿轮，从 而满足齿轮盘在轴承的竖直应用中通过水平放置来贮存润滑剂的应用需要。为适应齿面朝 向的变化，外部输入扭矩可以通过交叉齿轮传动或者蜗杆传动来驱动齿轮盘中的齿轮。图4 是显示这种驱动方式的原理图。与这种传动方式相适应，齿轮盘中的齿轮可以是直齿轮，也 可以是斜齿轮，完全视扭矩输入的需要而定。 [0025] 相比于径向齿轮，轴向齿轮在设计上适用于所有类型的润滑形式，对油润剂的种 类也无严格限制。例如，所述润滑剂既可以是高粘度润滑油(high viscosity  lubricating  oil)，也可以是极高动力粘度的润滑脂(very high dynamic viscosity grease)，完全视 齿轮传动的需要而定。 [0026] 上述齿面朝向的改变对轴承的旋转机制以及滚动体的设置不构成任何限制。与传 统结构一样，回转轴承可以拥有一列滚动体，也可以拥有两列或者两列以上的滚动体；所述 滚动体可以采用球形滚子，也可以采用其他类型的滚子；所述滚动体不排除采用交叉滚子 的情形。 [0027] 以风力发电领域为例，整台风电机组可被视为一种竖直结构的支撑装置，包含大 致在竖直方向上起支撑作用的塔筒(统称为“第一构件”)、由塔筒支撑的吊舱(统称为“第二 构件”)、以及在塔筒和吊舱之间起旋转支撑作用的回转轴承。所述塔筒与其中一个轴承圈 固定连接，所述吊舱与另外一个轴承圈固定连接。当设置在所述另外一个轴承圈上的齿轮 受到输入扭矩的驱动时，会带动吊舱相对于塔筒旋转。这实际上是本发明用作风电机组偏 航轴承的一种典型实施方式。当然，该应用并不限制本发明适用于其他类型的竖直结构支 撑。 [0028] 本领域的技术人员应当理解，上述回转轴承及其应用不受具体实施方式的限制， 更具一般性的技术方案将以随附权利要求书中的限定为准。对本发明的任何变更和改进， 只要符合随附权利要求书的限定，均属于本发明的保护范围。 5 5 CN 114811003 A 说明书附图 1/4页 图1a 图1b 6 6 CN 114811003 A 说明书附图 2/4页 图2a 图2b 7 7 CN 114811003 A 说明书附图 3/4页 图3a 图3b 8 8 CN 114811003 A 说明书附图 4/4页 图4 9 9