双排球面滚柱轴承，制造方法以及风轮机轴承结构的制作方法
【技术领域】
[0001]按照第一方面，本发明涉及一种双排球面滚柱轴承。
[0002]按照第二方面，本发明涉及一种制造球面滚柱轴承的外圈的方法。
[0003]按照第三方面，本发明涉及一种风轮机轴承结构。
【背景技术】
[0004]滚动轴承是一种常见的机械元件，这些机械元件用于许多不同应用中。现有不同种类的滚动轴承，这些轴承被设计用来实现不同的必要条件。按照特定应用的情况，也就是说负载程度，旋转速度，温度等，现有不同种类的适宜的滚动轴承。一个轴承类型是球面滚柱轴承(SRB)。这种轴承被设计为承受(accommodate)径向和轴承负载，而且它还被设计为能够承受轴偏转，也就是说轴承环能够相对不对准。因而，这种轴承尤其适合于更多需要的工业应用，例如纸浆和造纸工业中的机器，风轮机等等。
[0005]对于一些SRB型，在其外圈的外周表面上存在有凹槽，在该凹槽中有许多润滑孔。该凹槽被设计为尽可能窄，用来不影响轴承的负荷承载能力。凹槽的目的是从外部接收润滑剂，以及由此进入到润滑孔中，从而润滑该轴承。该润滑剂可例如是油或者油脂。
[0006]对球面滚柱轴承的外圈上的内部球座圈可以进行硬机加工。这可能是浪费时间且成本也很高的处理方法，但是另一方面其还导致了具有较好性能和较高品质的表面。
【发明内容】
[0007]鉴于上述内容，本发明的一个目的是提供一种改进且升级的轴承设计。更具体地说，本发明的目的是提供一种球面滚柱轴承，其呈现了更高性价比的设计，并且与此同时保持了其高性能。通过独立权利要求中所要求的主题已经实现了该目的。优选的和示例性的实施方式可在从属权利要求中以及所附的描述中找到。
[0008]按照第一方面，这种目的已经通过一种双排球面滚柱轴承来实现，该双排球面滚柱轴承包括:外圈，该外圈在径向内部圆周表面上存在第一和第二球形座圈；内圈，该内圈存在至少一个径向外部弯曲形状座圈；多个滚柱元件，这些滚柱元件布置在彼此轴向设置的第一和第二滚柱排中以及布置在外圈的各自第一和第二内部座圈与内圈的至少一个外部座圈之间。外圈进一步在径向内部圆周表面上存在第一凹槽，其位于第一和第二内部座圈之间，并且径向向外以及在圆周方向上延伸，其中第一和第二内部座圈存在硬机加工(hard machined)表面，并且其中第一凹槽存在硬化表面，该硬化表面并没有进行任何后硬化(post-hardening)机加工操作。
[0009]通过这种设计，即在外圈的径向内部圆周表面上存在凹槽，并且其中该凹槽并未进行任何后硬化机加工操作，可以实现一种轴承座圈的改善润滑以及更高性价比的轴承。另外，凹槽可用作轴承中的润滑储存器。仅仅外圈上的第一和第二座圈不得不进行后硬化机加工步骤。这导致了较小的表面不得不进行后硬化机加工步骤。在一个实施方式中，后硬化机加工步骤是硬切削(hard turning)步骤。另外，这将导致机加工工具(例如硬切削切割工具)的磨损将得到减少。这不仅涉及较小平面不得不进行机加工的事实，而且发明者们已经意识到了中断的表面对于硬机加工处理是有益的。因而，除了减少机加工工具的磨损之夕卜，两个座圈表面的品质也可得到改善。此外，凹槽在随后的硬切削处理中没有引入中断切口的情况下能够进行润滑凹槽的软钻削。另外，因为第一凹槽将不进行任何后硬化机加工步骤，第一凹槽将存在稍许黑色或者灰色，这是从圈的硬化所引发的。硬化钢表面的外观质量是本领域技术人员所容易辨别的东西，因为这种表面的颜色稍许黑色或者灰色。此外，如果表面已经进行后硬化机加工操作，则易于由本领域技术人员所识别，尤其是因为其可能看到在机加工表面上存在一定的机加工后图案和纹理。同样，来自硬化的黑色或灰色将不再存在。
[0010]在该文件中，轴向和径向方向被提及并且用来说明本发明的许多特征。除非说明，否则对于在此实施方式中的任一个，轴向是沿着滚柱轴承的旋转轴线的方向，并且径向是垂直于滚柱轴承的旋转轴线的方向。
[0011]按照本发明的一个实施方式，第一凹槽存在间隔2到6毫米的径向深度，并且更加优选基本上为4毫米。该凹槽并不可以太深，因为这将影响外圈的负荷承载能力，并且还可导致外圈中的应力增加。另一方面，由于在外圈硬化期间不均匀的硬化增长，因此凹槽也可以不是太浅。
[0012]在本发明的一个实施方式中，第一凹槽存在延伸的最大轴向宽度，以便在没有任一滚柱元件以一定程度向内轴向移动从而滚柱元件干扰第一凹槽的情况下，内圈和外圈可以相对地不对准，高达5度。因而，第一凹槽的宽度可相对于球面滚柱轴承不对准的能力而进行设置。在另一实施方式中，第一凹槽存在延伸的最大轴向宽度，以便在没有任一滚柱元件向内移动一定程度从而滚柱元件干扰第一凹槽的情况下，内圈和外圈可以相对不对准，高达4，3，2或者I度。
[0013]在本发明的一个实施方式中，第一凹槽存在10毫米的最小轴向宽度。在另一实施方式中，第一凹槽存在11、12、13、14、15、16、17、18、19或者20毫米的最小轴向宽度。
[0014]在本发明的一个实施方式中，第一凹槽存在轴向宽度，该轴向宽度被限定为:
[0015](0.75到0.97)*(01^-21?1)
[0016]其中，ORw是外圈的轴向宽度，而仏是滚柱元件的轴向长度。换句话说，发明者已经实现以下:具有上述所确定间隔的那样轴向延伸部的凹槽导致了高性价比的方案，减少了硬机加工工具的工具磨损，并且另外没有负面的影响轴承的性能。另外，大的凹槽可用作润滑剂储存器，并且因为凹槽位于靠近外圈的座圈表面，润滑甚至可进一步得到改善。在本发明的另一实施方式中，第一凹槽存在轴向宽度，其中在0.75和0.97之间的间隔中的因子基本上为0.8。
[0017]在本发明的一个实施方式中，第一凹槽的至少一个轴向末端存在从6到10毫米的半径，或者更加优选的基本上为8毫米。该半径示出在轴承的横截面视图中，其中横截面视图通过一平面所限定，其中轴承的旋转轴线处于该平面内。为了制造的目的，适于具有第一凹槽的轴向末端上的一定半径。基本上8毫米的半径已经被认识到是适当的，因为机加工工具的设计和几何结构适于形成这种大小的半径。
[0018]在本发明的一个实施方式中，外圈还在其外周表面上存在第二凹槽，其径向向内并且在圆周方向上延伸。在又一个另外的实施方式中，第二凹槽没有进行任一后硬化机加工操作。至于第一凹槽，可通过具有第二凹槽而看到相同的效果和优点，其中第二凹槽没有进行任何后硬化机加工步骤。在又一另外实施方式中，当存在位于外圈的径向外周表面上的第二凹槽的时候，每个滚柱排中的滚柱元件存在轴承中的标称滚柱元件，并且第二凹槽还存在宽度X和处于外周表面上的位置，这实现了以下关系:
[0019]Li < X < L2
[0020]其中，L2在外周表面上的第一和第二轴向末端点之间延伸，该第一末端点被限定为第一法向矢量与外周表面之间的交点，其中第一法向矢量是第一内部座圈的反向法向矢量，并且从位于其标称滚柱位置处的第一滚柱排中的滚柱的轴向内部末端处的位置开始，并且第二末端点被限定为第二法向矢量与外周表面之间的交点，其中第二法向矢量是第二内部座圈的反向法向矢量，并且从位于其标称滚柱位置处的第二滚柱排中滚柱的轴向内部末端