轴承组件及组装和安装轴承组件与支撑轴承组件的部件的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及轴承，尤其是具有至少一个圈的轴承。例如，该轴承可以是滚动轴承、衬套轴承，或者用于工业电机的滑动轴承。
[0002]尤其是，本发明涉及具有内圈和外圈的滚动轴承，该滚动轴承具有一排或多排由保持架保持在两圈所设置的滚道之间的滚动元件。例如滚动元件可以是滚珠。
【背景技术】
[0003]电机通常包括壳体，壳体内侧安装有定子和安装用于相对于定子旋转的转子。两轴承是由所述定子和转子支撑，其位于转子的轴的每个端部。
[0004]在这样的应用中，通常使用已知的ISO深沟球轴承。这些轴承包括大规模实心型的内圈和外圈。“实心圈”应被理解为通过机械加工从钢管料、棒料、锻件毛坯和/或乳制坯中移除材料(通过车削、磨削)所获得的圈。该滚动轴承主要被径向加载，并且具有与转子的轴上的紧密配合件一起安装的内圈。轴承的外圈安装在电机壳体的圆柱形外壳中。所述壳体通常由轻质合金铝制成。
[0005]电机壳体的膨胀系数高于轴承的圈的膨胀系数。在温度增加的情况下，轴承的外圈与壳体的圆柱孔之间产生间隙，这导致轴承外圈的旋转。
[0006]为了避免轴承外圈的该旋转，专利文献FR 2835580公开了一种滚动轴承，其包括内圈和外圈与至少一排滚动元件，以及安装在滚动轴承的外圈的外圆柱表面上所设置的环状凹槽中的膨胀补偿圈。
[0007]然而，在低温时，诸如0°C，膨胀补偿圈不会与壳体的外壳接触，因此，滚动轴承的外圈不能可靠地固定至外壳，并且可以相对于外壳旋转。
【发明内容】
[0008]本发明的具体目的在于提供一种滚动轴承组件，其具有轴向预载荷和永久且可靠地固定至外壳和/或电机的轴上的圈。
[0009]本发明的另一个目的在于使滚动轴承组件易于拆卸从而脱离电机。
[0010]最后，本发明的目的在于提供一种具有阻尼性能的滚动轴承组件。
[0011 ] 在一实施例中，轴承组件包括一轴承组件，该轴承组件包括布置在支撑所述轴承组件的两个部件之间的至少一个圈，一个部件被安装成相对于另一部件旋转。
[0012]轴承组件包括轴向地置于所述一个圈的至少一个径向侧表面与所述部件其中之一之间的至少一个可膨胀材料层，通过热处理到变形的第二温度阈值所述可膨胀材料层以不可逆方式进行扩展。
[0013]因此，所述可膨胀材料层以不可逆方式进行塑性变形并且因此永久地变形，从而保持扩展，甚至在温度变化的情况下。因此，所述圈与要组装的部件轴向地组装在一起。
[0014]在另一实施例中，可膨胀材料的第二层轴向地设置在所述圈中的一个的第二径向侧表面与所述部件的其中之一之间，其中所述圈中的一个的第二径向侧表面与所述一个圈的所述一个径向侧表面相对。
[0015]例如，轴承组件可以包括位于所述一个圈与另一部件之间的滚动元件。
[0016]在一实施例中，轴承组件包括内圈、外圈，以及置于所述内圈和外圈上所设置的滚道之间的滚动元件。
[0017]例如，可膨胀材料的第一层轴向地置于所述外圈的第一径向侧表面与支撑所述外圈的部件之间。可膨胀材料层以不可逆方式进行塑性变形并且因此永久地变形，以便保持扩展，甚至在温度变化的情况下，从而所述外圈与壳体轴向地组装在一起。
[0018]例如，所述可膨胀材料的另一层轴向地置于与所述外圈的第一径向侧表面对置的所述外圈的第二径向侧表面与支撑所述外圈的部件之间。
[0019]在另一实施例中，可膨胀材料的另一层轴向地置于所述另一圈的径向侧表面与所述部件中的一个之间，所述另一圈的所述径向侧表面相对于所述一个圈的所述径向侧表面。因此，滚动轴承组件以简单的方式轴向预加载并且不需要使用轴向垫圈或螺杆螺母。
[0020]例如，所述可膨胀材料的另一层轴向地置于与所述外圈的第一径向侧表面对置的所述内圈的径向侧表面与支撑所述内圈的部件之间。
[0021]有利地，所述一个圈包括在其径向侧表面之一上的至少一个环状凹槽，并且可膨胀材料层置于所述凹槽中。
[0022]可膨胀材料层可以包括外壳和包封在所述外壳内侧的流体，当温度达到第一温度阈值时，所述流体具有的其内部压力增加，当温度达到第二温度阈值时，所述外壳以不可逆方式进行塑性变形，并且当温度达到第三温度阈值时，所述外壳破裂。
[0023]例如，第一温度阈值介于80°C至95°C之间，例如90°C，第二温度阈值介于120°C至135°C之间，例如130°C，第三个温度阈值高于140°C，例如200°C。
[0024]根据第二方面，提出了一种电机，其包括壳体、以旋转方式安装在所述壳体中的转子，以及如上所述布置在壳体与转子之间的至少一个轴承组件。
[0025]根据另一个方面，提出了一种组装轴承组件的方法，该轴承组件包括布置在支撑所述轴承组件的两个部件之间的至少一个圈，一个部件安装成相对于另一部件旋转，该方法包括以下步骤:将可膨胀材料层轴向地置于所述轴承组件的至少一个圈与要组装的部件之间，并且以不可逆方式加热可膨胀材料层直到变形的温度阈值。
【附图说明】
[0026]通过研究由完全非限制性示例的方式所考虑并由所附附图所说明的大量实施例的详细描述，本发明将更易于理解，其中:
[0027]图1是安装在电机的两个部件之间的根据本发明第一实施例的滚动轴承组件的轴向半剖面；
[0028]图2是根据本发明第二实施例的滚动轴承组件的轴向半剖图。
【具体实施方式】
[0029]如图1所示，具有旋转轴线X-X并且由一般附图标记10所指代的滚动轴承组件包括内圈11、外圈12、在所示示例中由滚珠构成的一排滚动元件13，其由保持架14保持在内圈11与外圈12之间。
[0030]滚动轴承组件10被设计成安装在电机(未示出)中，该电机具有壳体，壳体内侧安装有定子和安装成用于相对于定子旋转的转子。如图所示，滚动轴承组件10被设计成由两个机械部件来支撑，诸如电机的壳体I和转子的轴2。
[0031]内环11是实心的并且在其外圆柱表面Ila上具有环形凹槽11b，其曲率半径稍大于滚动元件13的半径，并且形成滚动元件13的轴承座圈。内圈11可以通过机械加工或通过压制钢坯来制造，随后将其打磨和选择性地搭叠在轴承座圈Ilb处，以便给予圈11其几何特性和其最终的表面光洁度。
[0032]外圈12是实心的并且在其内圆柱表面12a上具有环形凹槽12b，其曲率半径稍大于滚动元件13的半径，并且形成用于滚动元件13的轴承座圈。外圈12可以通过机械加工或通过压制钢坯来制造，然后将其打磨和选择性地搭叠在轴承座圈12b处，以便给予圈12其几何特性和其最终的表面光洁度。
[0033]可替代地，外圈和/或内圈可以包括相对于轴承10的对称轴面相同和对称的两个半圈部件或半圈。
[0034]如图所示，滚动轴承组件10包括轴向地位于外圈12的第一径向侧表面12c与壳体I的第一台肩Ia之间的可膨胀材料的第一环状层15。可膨胀材料层15被布置成以便充分覆盖所述外圈12的整个侧表面12c。
[0035]如图1所示，可膨胀材料的第二环状层16轴向地位于外圈12的第二径向侧表面12d与壳体I的第二台肩Ib之间。可膨胀材料的第二层16被布置以便基本上覆盖所述外圈12的整个侧表面12d。如图所示，壳体I是两件式壳体。然而，应当注意的是，壳体I可以是单件式壳体，其包括轴向地保持可膨胀材料的所述第二层16的保持圈。作为替代方案，层15、16可以仅覆盖外圈12的径向侧表面12c、12d的一部分。因此，外圈12永久轴向地组装至壳体I。
[0036]作为替代方案，滚动轴承组件10可以仅包括一个可膨胀材料层15。
[0037]层15、16均由这样的材料制成，当轴承组件10内的温度达到第一温度阈值T1，诸如介于80 °C至95 °C之间的温度，例如90 0C时，该材料具有扩展的特性。
[0038]每个层15、16均包括外壳以及包封在所述外壳内的流体，诸如气体。例如，该流体中的颗粒可以具有的直径介于10 μ??至16 μm之间，并且具有的密度介于5kg/m3至15kg/m3之间。当温度T达到第一温度阈值T 4寸，所述流体具有的内部压力增加，并且随着温度的增加，外壳进行扩展。当温度T达到第二温度阈值T2时，外壳以不可逆方式进行塑性变形，并且当温度T达到第三温度阈值1~3时，外壳破裂。例如，第二温度阈值T2介于120°C至135 °C之间，例如130 °C，并且例如，第三温度阈值T3高于200 °C。
[0039]可替代地，每个或一个径向侧表面12c、12d可以设置有一个或两个凹槽用于接收环形圈形状的可膨胀材料层15、16。
[0040]可替代地，可膨胀材料层15、16可以位于内圈11的径向侧表面11c、Ild与轴的转子2的台肩(未不出)之间。
[0041]作为替代方案，转子的轴2可以包括台肩或保持圈，用于轴向地保持内圈11。在该例子中，滚动轴承组件10被轴向加载。
[0042]轴承组件10与壳体I或轴2组装，如下所述。
[0043]可膨胀材料的第一层15轴向地置于外圈12的第一径向侧表面12c与壳体I的第一台肩Ia之间，以便基本上覆盖所述外圈12的整个侧表面12c。可膨胀材料的第二层16轴向地置于外圈12的第二径向侧表面12d与壳体I的第二台肩Ib之间，以便基本上覆盖所述外圈12的整个侧表面12d。
[0044]随后，轴承组件10加热至第二温度阈值T2，以便使可膨胀材料层15、16的外壳塑性变形。因此，外壳永久变形并保持扩展，甚至当温度降低时。
[0045]为了拆卸滚动轴承10的外圈12和外壳1，温度升高到