專利名稱：滾柱軸承墊環組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及滾柱軸承，尤其涉及裝配在鐵路貨車車軸上的錐形滾柱軸承。
背景技術：
軌道車車軸上的錐形滾柱軸承支撐能夠在車軸中并且尤其在車軸的端部分中產生顯著的撓曲偏轉的工作負荷，所述端部分包括錐形滾柱軸承固定在其上的軸頸。由工作負荷施加的應力在墊環處或附近的軸的軸頸部分中特別高。由于軸偏轉，當墊環相對于軸頸移動時，墊環和軸頸常常受到微動磨損。微動磨損可能足以松動墊環，增加軸頸上的軸承的軸向游隙。松動的墊環加速軸承組件和軸頸上的磨損，潛在地導致軸或軸承故障。墊環設計是單件部件，具有接合車軸的防塵部分的成角段。
發明內容
為了減小軸頸和墊環上的微動磨損的可能性，提出了一種組件，其具有減小微動磨損的增加穩定性。所述組件由兩個部件組成(I)裝配在軸頸上的墊環，和⑵與墊環連接并且進一步將墊環固定在軸頸上的鎖定環。鎖定環具有接合墊環的橫向外端部和鄰近車軸的防塵部分的外徑的橫向內端部。鎖定環減小由車軸偏轉導致的墊環的軸向運動。
在以下圖中圖I是本發明的墊環組件的第一實施例的截面圖；圖2是本發明的墊環組件的第一實施例的放大截面圖；圖3是本發明的墊環組件的第二實施例的放大截面圖；圖4是本發明的墊環組件的第三實施例的放大截面圖；圖5是本發明的墊環組件的第四實施例的放大截面圖；圖6是本發明的墊環組件的第五實施例的放大截面圖；圖7是本發明的墊環組件的第六實施例的放大截面圖；圖8是本發明的墊環組件的第七實施例的放大截面圖；圖9是本發明的墊環組件的第八實施例的放大截面圖。
具體實施例方式參考圖1，示出了墊環組件的一個實施例。在該實施例中，軸承組件10是在鐵路應用中經常用于支撐車軸上的軌道車車輪的類型的錐形滾柱軸承。軸承組件10典型地在安裝于軌道車車軸14上之前被預先組裝。在車軸14的每個自由端部處，軸頸12終止于略微圓錐形段15中以便于將軸承組件10安裝到軸頸上。軸承組件10被壓緊在車軸14的軸頸12上以形成干涉配合。
具有比軸頸12更大的直徑的防塵部18從軸頸12軸向向內定位。從防塵部18軸向向內，軸14延伸到它的最大直徑。軌道車的重量通過軸承組件10轉移到軸，并且進一步通過裝配在軸上的防塵部的內側的軌道車車輪(未顯示)轉移到軌道。
一些軸承組件10具有裝配在軸頸12上并且鄰接軸承組件10的每個端部的耐磨環22、24。耐磨環22、24典型地具有在它們的長度的至少一部分上提供與軸頸12的干涉配合的內徑尺寸。當軸轉動時，耐磨環22、24隨著軸旋轉。盡管軸承組件10被壓緊在軸頸12上，但是通常需要抵抗軸向負荷的進一步約束。為了提供該軸向約束，軸承組件10被捕獲在內側的墊環組件60和在軸承組件10的外側的軸承固位帽20之間。現在也參考圖2，在車軸14的軸頸12部分的內側，軸承組件10由墊環61通過鄰接耐磨環24捕獲。墊環61具有內輪廓表面66，允許與軸頸12的內側端部上的圓角16上的互補表面緊密表面配合。圓角16通向臺肩17，臺肩延伸以形成具有圓柱表面19的防塵部18。墊環61具有在大體上鄰接圓角16的輪廓表面66處的內側遠邊緣63。鎖定環71具有鄰近防塵部18的橫向內端部。鎖定環的橫向內端部接合墊環61并且約束墊環61，防止偏轉和軸向位移。墊環61和鎖定環71 —起形成墊環組件60。鎖定環71 (固定到軸頸12的最遠內側部件)固定軸承組件10以防止軸向向內位移。在軸頸的外側端部，軸承組件10由軸承固位帽20通過插入和鄰接外側耐磨環22捕獲。軸承固位帽20由擰入多個螺紋孔中的帽螺釘或螺栓21固定到軸頸12的自由端部。軸承固位帽20完成將軸承組件10安裝到軸頸12上，提供夾緊力以約束軸承組件防止軸向向外位移。軸承組件10由多個單獨的部件預先組裝，所述部件包括兩個圓柱形軸承內圈38、40和圓柱形軸承外圈31。軸承外圈31具有內表面，所述內表面具有徑向向內定向的滾道32和34。軸承內圈38、40具有徑向向外定向的滾道39、41。中心墊片47位于軸承內圈38、40之間以將內圈保持在相對于彼此精確間隔的位置并且允許適當的軸承側隙。軸承外圈31中的外滾道32、34與軸承內圈38、40中的內滾道39、41協作以捕獲并且支撐兩排錐形滾柱42、44。在一些實施例中，保持架46、48保持滾柱42、44的周向空間定位。軸承密封件50、52覆蓋軸承組件10的端部以最小化來自軸承的潤滑劑泄漏和污染物侵入軸承中。在第一實施例中，軸承密封件50、52通過干涉配合或其他合適的方法固定到軸承組件10(例如軸承外圈31)的固定(即，非旋轉)偵U。密封件主體56 (典型地為大體圓柱形彈性體結構)是軸承密封件50、52的一部分以形成固定的軸承組件部件和移動的軸承組件部件之間的動態密封。在一個實施例中，密封件主體56被推動抵靠耐磨環22、24以密封軸承組件10。密封件主體56的第一徑向邊緣57被接收抵靠軸承外圈31的內徑向表面33。密封件主體56的第二徑向邊緣59徑向向內延伸并且具有附連到它的彈性密封件58。彈性密封件58接觸耐磨環24的外徑向表面23。圓柱形耐磨環22、24通過提供耐磨表面23保護軸頸12免于來自密封件主體的摩擦性磨損。參考圖2，在放大截面圖中示出了圖I的墊環組件60。墊環61具有鄰近軸頸12在圓角16的互補表面處的內輪廓表面66。墊環61的軸向向內定向表面中的狹槽或挖切段65以干涉配合接收耐磨環24的橫向內端部25。鎖定環71還具有橫向外端部72，所述橫向外端部具有更大的直徑并且具有用于接收墊環61的徑向向外延伸部分62的挖切段76。鎖定環71的外端部72包括鄰近墊環61的外徑向表面67的內徑向表面75。鎖定環71的內端部74包括鄰近車軸14的外徑向表面19的內徑向表面78。鎖定環71以及在墊環61和防塵部18的圓柱表面19之間的它的連接增強并且錨固墊環61以防止軸向位移和偏轉。認為鎖定環71的撓性允許墊環61更容易地隨著軸頸12的偏轉移動，但是仍然允許鎖定環71約束墊環61的軸向位移。現在參考圖3，顯示了本發明的墊環組件的第二實施例。具有與圖I和2相同的附圖標記的部件將不再描述。現在參考圖3，顯示了墊環組件的第二實施例。墊環161被顯示為大體圓柱形的環形結構，具有包括挖切段的橫向向外面165，耐磨環24的橫向向內邊緣125裝配在所述挖切段中。墊環161還包括鄰近車軸的軸14的圓角116的橫向向內彎曲面166。可以看到鎖定環171為圓柱形環狀結構，具有橫向內端部174和橫向外端部172。橫向外端部172包括接收在墊環161的相應徑向面向外挖切段中的突起176。可以看到鎖定環171的橫向內端部174包括鄰近車軸圓柱表面119的徑向面向內表面176。可以看到鎖定環171的橫向向外端部172具有鄰近墊環161的徑向面向外段163的徑向面向內段175。墊環161和鎖定環171典型地由鋼組成。現在參考圖4，顯示了本發明的墊環組件的第三實施例。具有與圖I和2相同的附圖標記的部件將不再描述。 墊環261被顯示為大體圓柱形的環形結構，具有包括挖切段的橫向向外面265，耐磨環24的徑向向內邊緣225裝配在所述挖切段中。墊環261還包括鄰近車軸14的圓角216的橫向向內彎曲面266。鎖定環271包括徑向面向內段274，所述徑向面向內段包括鄰近車軸圓柱表面219的徑向面向內表面276。鎖定環271也包括橫向外端部272，所述橫向外端部自身包括在其橫向向外端部的挖切段。墊環261包括延伸到鎖定環271的挖切段中的徑向向外突出部分268。鎖定環外端部272包括鄰近墊環261的徑向外表面263的內徑向表面275。墊環261和鎖定環271典型地由鋼組成。現在參考圖5，顯示了本發明的墊環組件的第四實施例。具有與圖I和2相同的附圖標記的部件將不再描述。墊環361被顯示為大體圓柱形的環形結構，具有包括挖切段的橫向向外面365，耐磨環24的橫向向內邊緣325裝配在所述挖切段中。墊環361還包括鄰近車軸14的圓角316的橫向向內彎曲面366。可以看到鎖定環371為圓柱形環狀結構，具有橫向內端部374和橫向外端部372。橫向外端部372包括被接收抵靠墊環361的相應徑向面向外挖切段中的橫向平坦表面。可以看到鎖定環371的橫向內端部374具有鄰近車軸圓柱表面319的徑向內表面376。可以看到鎖定環371的橫向向外端部372具有鄰近墊環361的徑向面向外段367的徑向面向內段375。可以看到墊環361包括徑向延伸超出鎖定環371的外徑向邊緣的延伸徑向段362。墊環361和鎖定環371典型地由鋼組成。現在參考圖6，顯示了本發明的第五實施例。具有與圖I和2相同的附圖標記的部件將不再描述。
可以看到大體圓柱形環狀結構的軸承密封件452具有與軸承外圈31的徑向內表面33面向內接合地被接收的面向外橫向端部457。可以看到軸承密封件452的徑向面向內端部459包括彈性部件458。可以看到軸承密封件底座482為大體圓柱形的環狀結構，具有接收在軸承內圈440的徑向面向外表面上的徑向面向內底座。也可以看到軸承密封件底座482具有徑向向外延伸端部483，所述徑向向外延伸端部包括鄰近墊環461的橫向向外壁463的一部分。可以看到墊環461的橫向向外壁463鄰近軸承內圈440的橫向面向內壁442。可以看到墊環461具有鄰近車軸14的圓角段416的彎曲段466。可以看到鎖定環471包括具有橫向向內端部474和橫向向外端部472的大體圓柱形環狀結構。可以看到鎖定環471的橫向向外端部472比橫向向內端部474更遠地徑向向外延伸。此外，可以看到橫向向外端部472鄰近墊環461的橫向面向內壁462。此外，也可以看到橫向向外段472具有鄰近墊環461的徑向面向外表面467的徑向向內表面475。可以看到橫向向內端部474的徑向面向內表面476鄰近車軸14的圓柱表面419。墊環461和鎖定環471典型地由鋼組成。現在參考圖7，顯示了本發明的墊環組件的第六實施例。具有與圖I和2相同的附圖標記的部件將不再描述。可以看到大體圓柱形環狀結構的軸承密封件552具有與軸承外圈31的徑向內表面33面向內接合地被接收的面向外橫向端部557。可以看到軸承密封件552的徑向面向內端部559包括彈性部件558。可以看到軸承密封件底座582為大體圓柱形的環狀結構，具有接收在軸承內圈540的徑向面向外表面上的徑向面向內底座。也可以看到軸承密封件底座582具有徑向向外延伸端部583，所述徑向向外延伸端部包括鄰近墊環561的橫向向外壁563的一部分。可以看到墊環561包括具有橫向向外壁563的大體圓柱形環狀結構壁，所述橫向向外壁鄰近軸承內圈540的橫向面向內壁542。也可以看到墊環561包括鄰近車軸14的彎曲圓角516的彎曲段566。也可以看到墊環561包括延伸超出車軸14的圓柱表面519的徑向范圍的徑向延伸段562。可以看到鎖定環571包括橫向向內段574。橫向向內段574包括鄰近車軸14的圓柱表面519的徑向向內段578。也可以看到鎖定環571包括橫向向外延伸段572，所述橫向向外延伸段包括鄰近軸承密封件底座583的橫向向外端部573。此外，可以看到墊環561的凸起徑向延伸段562被接收在鎖定環571的互補段576中。也可以看到鎖定環571包括鄰近墊環561的徑向面向外表面567的橫向居中定位的徑向面向內段575。墊環561和鎖定環571典型地由鋼組成。現在參考圖8，顯示了本發明的第七實施例。可以看到大體圓柱形環狀結構的軸承密封件652具有與軸承外圈31的徑向內表面33面對接合地被接收的面向外橫向端部657。可以看到軸承密封件652的徑向面向內端部659包括彈性部件658。可以看到軸承密封件底座682為大體圓柱形的環狀結構，具有接收在軸承內圈640的徑向面向外表面上的徑向面向內底座。也可以看到軸承密封件底座682具有徑向向外延伸端部683，所述徑向向外延伸端部包括鄰近鎖定環671的橫向向外壁665的一部分。鎖定環671的橫向向外壁665也具有鄰近軸承內圈640的大體平坦表面642的一部分。 可以看到墊環661包括大體圓柱形的環狀結構，具有鄰近軸承內圈640的橫向面向內大體平坦表面642的橫向面向外平坦表面663。也可以看到墊環661包括鄰近車軸14的圓角616的彎曲表面666。墊環661也包括鄰近鎖定環671的互補性徑向面向內表面675的徑向面向外表面667。可以看到鎖定環671包括橫向內端部674。可以看到橫向內端部674包括鄰近車軸14的圓柱表面619的徑向面向內表面678。也可以看到鎖定環671包括橫向外端部673，所述橫向外端部包括鄰近軸承密封件底座683的橫向外平坦表面665。也可以看到鎖定環671包括接收在墊環661的徑向面向外表面667中的互補挖切段中的徑向面向內突起676。墊環661和鎖定環671典型地由鋼組成。現在參考圖9，顯示了本發明的墊環組件的第八實施例。具有與圖I和2相同的附圖標記的部件將不再描述。可以看到大體圓柱形環狀結構的軸承密封件752具有與軸承外圈31的徑向內表面33面向內接合地被接收的面向外橫向端部757。可以看到軸承密封件752的徑向面向內端部759包括彈性部件758。可以看到軸承密封件底座782為大體圓柱形的環狀結構，具有接收在軸承內圈740的徑向面向外表面上的徑向面向內底座。也可以看到軸承密封件底座782具有徑向向外延伸端部783，所述徑向向外延伸端部包括鄰近墊環761的橫向向外壁763的一部分。可以看到墊環761包括大體圓柱形的環狀結構。墊環761包括鄰近軸承內圈740的橫向面向內平坦面742的橫向面向外平坦面763。墊環761也包括鄰近車軸14的互補大體彎曲圓角716的彎曲大體面向內表面766。也可以看到墊環761包括徑向向外邊緣762，所述徑向向外邊緣與徑向表面767形成墊環761的挖切段。
可以看到鎖定環771包括具有橫向向內端部764的大體圓柱形環狀結構。可以看到橫向向內端部764具有接合車軸14的圓柱表面719的表面768。也可以看到鎖定環771包括橫向向外端部772,所述橫向向外端部包括接合墊環761的徑向表面767的徑向向內邊緣775。墊環761和鎖定環771典型地由鋼組成。
權利要求
1.一種組件，其中車軸具有 第一直徑端部段，在所述車軸端部段處有一軸頸， 鄰近所述軸頸的臺肩， 鄰近所述臺肩的第二較大直徑車軸段， 圍繞所述軸頸布置的軸承組件， 軸承端帽，其固定到所述車軸端部段以將所述軸承組件固定在所述軸頸上， 所述軸承組件包括 鄰近所述車軸臺肩的墊環， 具有第一徑向直徑的內橫向端部和第二徑向直徑的外橫向端部的鎖定環， 所述鎖定環的外橫向端部接合所述墊環，并且所述鎖定環的內橫向端部接合所述第二車軸段。
2.根據權利要求I所述的組件，還包括耐磨環， 所述耐磨環具有內橫向邊緣和鄰近所述軸頸的內徑向表面， 所述墊環具有內徑向挖切段， 所述耐磨環的所述內徑向邊緣被接收在所述墊環的所述內徑向挖切段中。
3.根據權利要求I所述的組件，還包括 所述墊環具有外徑向邊緣， 所述鎖定環具有外橫向挖切段， 所述墊環的所述外徑向邊緣被接收在所述鎖定環的所述外橫向挖切段中。
4.根據權利要求I所述的組件，還包括 所述鎖定環的外橫向端部包括徑向向內延伸緣邊， 所述墊環包括外徑向挖切段， 所述鎖定環的徑向向內延伸緣邊被接收在所述墊環的外徑向挖切段中。
5.根據權利要求I所述的組件，還包括 所述鎖定環的外橫向端部包括內徑向挖切段， 所述墊環包括徑向延伸緣邊， 所述墊環的徑向延伸緣邊被接收在所述鎖定環的內徑向挖切段中。
6.根據權利要求I所述的組件，還包括 大體圓柱形的軸承帽， 大體圓柱形的第一軸承密封件，所述第一軸承密封件具有接收在所述軸承帽中的第一端部和彈性部件固定于其上的第二端部， 鄰近軸承內圈的徑向外表面和所述墊環的橫向外表面的第二軸承密封件， 其中所述彈性部件接觸所述第二軸承密封件。
7.根據權利要求I所述的組件，還包括 所述墊環的徑向內延伸邊緣形成所述墊環中的接收開口， 所述鎖定環延伸到所述接收開口中。
8.—種組件，其中車軸具有 第一直徑的端部段， 在所述車軸端部段上的軸頸，鄰近所述軸頸的臺肩， 鄰近所述臺肩的第二更大直徑車軸段， 圍繞所述軸頸布置的軸承組件， 軸承端帽，其固定到所述車軸端部段以將所述軸承組件固定在所述軸頸上， 所述軸承組件包括 鄰近所述車軸臺肩的墊環， 具有內橫向端部和外橫向端部的鎖定環， 所述鎖定環的所述外橫向端部接合所述墊環，所述鎖定環的所述內橫向端部接合所述第二車軸段。
9.根據權利要求8所述的組件， 還包括耐磨環， 所述耐磨環具有內橫向邊緣和鄰近所述軸頸的內徑向表面， 所述墊環具有內徑向挖切段， 所述耐磨環的所述內橫向邊緣被接收在所述墊環的所述內徑向挖切段中。
10.根據權利要求8所述的組件，還包括 所述墊環具有外徑向邊緣并且形成外徑向擱架段， 所述鎖定環的外橫向邊緣被接收在所述墊環的所述外徑向擱架段中。
11.一種組件，其中車軸具有 第一直徑的端部段， 在所述車軸端部段處的軸頸， 鄰近所述軸頸的臺肩， 鄰近所述臺肩的第二更大直徑車軸段， 圍繞所述軸頸布置的軸承組件， 軸承端帽，其固定到所述車軸端部段以將所述軸承組件固定在所述軸頸上， 所述軸承組件包括 鄰近所述車軸臺肩的墊環， 具有內橫向端部和外橫向端部的鎖定環， 其中所述鎖定環的所述外橫向端部接合所述墊環，并且所述鎖定環的所述內橫向端部接合所述第二車軸段， 并且還包括耐磨環， 所述耐磨環具有內橫向邊緣和鄰近所述軸頸的內徑向表面， 所述墊環具有內徑向挖切段， 所述耐磨環的所述內橫向邊緣被接收在所述墊環的所述內徑向挖切段中。
12.根據權利要求11所述的組件，還包括 所述墊環具有外徑向邊緣， 所述鎖定環具有外橫向挖切段， 所述墊環的所述外徑向邊緣被接收在所述鎖定環的所述外橫向挖切段中。
13.根據權利要求11所述的組件，還包括 所述鎖定環的外橫向端部形成徑向向內延伸緣邊，所述墊環包括外徑向挖切段， 所述鎖定環的徑向向內延伸緣邊被接收在所述墊環的外徑向挖切段中。
14.根據權利要求11所述的組件，還包括 所述鎖定環的外橫向端部包括內徑向挖切段， 所述墊環包括徑向延伸緣邊， 所述墊環的徑向延伸緣邊被接收在所述鎖定環的內徑向挖切段中。
15.根據權利要求11所述的組件，還包括 大體圓柱形的軸承帽， 大體圓柱形的第一軸承密封件，所述第一軸承密封件具有接收在所述軸承帽中的第一端部以及彈性部件固定至其上的第二端部， 第二軸承密封件，其鄰近軸承內圈的徑向外表面和所述墊環的橫向外表面， 其中所述彈性部件接觸所述第二軸承密封件。
16.根據權利要求11所述的組件，還包括 所述墊環的徑向內延伸邊緣形成所述墊環中的接收開口， 所述鎖定環延伸到所述接收開口中。
全文摘要
提出了一種用于軌道車車軸軸承的新穎組件。所述組件包括固定到車軸的軸頸的圓角的墊環和用于進一步將墊環固定到軸頸的鎖定環。鎖定環具有固定到車軸的防塵部的內側端部和用于接合墊環的外側端部。
文檔編號B60B35/00GK102619881SQ201110274390
公開日2012年8月1日 申請日期2011年9月16日 優先權日2011年1月28日
發明者M·梅森, P·A·哈伯德 申請人:阿母斯替德鐵路公司