自校正轴承和密封件组件的制作方法

专利名称：自校正轴承和密封件组件的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及轴承和密封件组件，更具体地，涉及可操作地用在应 用被润滑轴承组件的风冷式热交换器、化学药品混合器和搅拌器、机械粉 饰设备以及类似机器的自校正轴承和密封件组件。
背景技术：
通常，诸如球面滚珠轴承或球面外径(OD)轴承的自校正轴承已经用于 校正和/或处理设置在公共轴上的两个轴承之间或设置在固定机器元件上 的轴承的角度或径向错位。通常，围绕旋转轴设置有密封件，从而可以将 轴承安装在密封件上。更具体地，密封件的外径(OD)密封在轴承壳体 中并且与轴承或壳体孔的外圈接触，而密封件的内径(ID)与旋转轴或轴承 的内圈接触。此外，通常将密封件设置在轴承的任一侧上，以便同时包含 润滑液体并且排除侵入的污物。将轴承构造为能够允许较小的角运动(小 于3度)。
已知的常规轴承和密封件组件中具有各种缺陷。作为一个例子，其中 密封件OD固定在静止轴承壳体或静止轴承外圈中，密封件ID接触轴承 内圈或旋转轴。当轴承内圈在轴承的中心线上枢转时，在密封件ID和密200880022064
封件OD之间产生了偏心和错位。该错位减少了轴承和密封件组件的总体 寿命。
作为另一个例子，有些己知的轴承和密封件组件利用唇型密封件来将 润滑液保持在轴承内。不期望的是，如果轴和密封件并未精确对准，则会 在密封件的一侧发生过度接触，而在密封件的另一侧发生最小接触或不接 触。从而，或者在安装初始时或者由于密封件和轴的过度磨损而危害密封 件的整体性。
另外，在使用机械型密封件的其他的轴承和密封件组件结构中，将旋 转密封元件固定在旋转轴上，并且将静止密封元件固定在静止轴承壳体 中。再次地，如果密封件并未精确对准，则密封面将过早失效或者根本不 能密封。这会再次减少轴承和密封件组件的总体寿命。
当前，确保任意轴承和密封件组件的整体性的能力取决于轴承和密封 件组件的安装及与旋转轴的对准的良好度。现有技术提供了允许轴承和密
封件组件角度错位度不大于3度的各种轴承和密封件组件。然而，如果轴 承组件和旋转轴之间的错位超过3度，则这种组件通常会过早失效。因此， 生产厂商正致力于利用改进的不必精确对准并且安装组件的轴承和密封 件组件。在一种方案中，可以期望制造自校正轴承和密封件组件，其能够 容纳大于3度并且高达20度的角度错位。在这种方案中，将提供一种自 校正轴承和密封件组件，其包括轴承壳体、固定在轴承壳体内的轴承单元， 和可操作用于允许安装有组件的轴的角度错位大于3度而不会对密封件和 轴承的对准和整体性产生副作用的枢转组件。

发明内容
在各种示例性实施例中，本发明提供了一种自校正轴承和密封件组
件，其可操作用于任意旋转设备，其包括但不限于应用润滑轴承和密封 件组件的风冷热交换器、化学药品混合器和搅拌器、机械粉饰设备等。在 所有的示例性实施例中，本发明的轴承和密封件组件包括限定了内部腔体 的轴承壳体、安装在轴承壳体内并且具有轴承单元的枢转组件、壳体和轴 承密封件、设置在壳体内并且可操作地容纳且保持旋转轴的轴套、和将轴 承和密封件组件安装在合适位置上的安装零件。有利的是，不管轴的位置如何，本发明都能保持密封件和轴承的对准， 从而允许较大程度的角度或径向错位(高达20度)。进一步地，无需对准 或指示工具就可以轻易地安装本发明的轴承壳体。更进一步地，本发明使 用适合所有应用的一个设计来有利地避开了专用轴承/轴直径组合的需求。 本发明也适于所有的密封件类型，适于任意的轴承类型，并且适于多种润 滑液体和系统。本发明包括无需适配器就可以安装到所有基板上的结构。
此外，本发明允许轴在操作中轴向伸长，从而允许使用并不需要加键(keyed) 的光轴。本发明可以用于各种法兰结构中，并且可以沿水平或垂直方向与 轴安装在一起。
通常，将两个或多个轴承安装在公共轴上是很常见的。该轴通常刚性 附连到至少其中一个轴承上，并且允许该轴轴向穿过其余轴承而运动，从 而允许轴的热膨胀。在这种结构中，由于锈或磨损阻止了轴的自由运动， 轴承可以卡住轴。有利的是，本发明提供了对运动界面的恒定润滑和环境 保护。
在本发明的示例性实施例中，提供了一种自校正轴承和密封件组件。 该自校正轴承和密封件组件包括轴承壳体、具有轴承单元的枢转组件、壳 体和轴承密封件、和将所述组件安装到表面上的安装零件。在示例性实施 例中，轴承单元为轴承衬套，其具有安装在具有凸弧形外包络表面的轴承 套内的外圈环。所述壳体限定有内部腔体，并且具有与轴承套的外包络面 大体相同的半径和曲率的凹形内包络面。在示例性实施例中，轴承套容纳 轴承单元并将轴承单元维持在合适的位置上。
轴承单元还提供有内圈环。将内圈环安装成与设置在轴承单元内并由 轴承单元旋转支撑的枢转组件的轴套可操作地接触。在示例性实施例中， 内圈环相对于外圈自由旋转，且外圈环由轴承套刚性支撑。轴的旋转运动， 以及由此而导致的内圈环的旋转运动由内和外圈环之间的界面所限定的 轴承面承受。为了减少内和外圈环之间的摩擦，可以在内和外圈环中形成 的轨道之间设置多个滚珠或辊子(如分别在滚珠和辊子型轴承中的)，禾口/ 或在内和外圈环之间引入润滑剂。因此，在示例性实施例中，轴承壳体可 以设置有至少一个能够将润滑剂注入轴承单元的润滑端口 ，以及至少一个 可操作地使润滑剂从轴承壳体排出的排出端口。
8在示例性实施例中，枢转组件还包括限定有孔且可操作地容纳旋转轴
的轴套。轴经由锁环和锁定套筒保持架(sleeve retainer)固定到枢转组件上。 轴套适合于轴承单元的内径，从而允许轴和套筒与轴承内圈环一起自由旋 转。在所有的示例性实施例中，枢转组件可移动地安装在壳体内。此外， 套筒和锁定机构确保了轴和轴承之间的同心度，从而延长了轴承及密封件 的寿命。
轴承和壳体密封件设置在轴承套和轴套之间，并设置在顶部密封件保 持架与轴套之间。顶部密封件保持架是可拆卸的，从而能够接近轴承单元 以进行安装及维护。轴承和密封件组件也可以包括密封件和/或环形密封 圈。密封件可以设置在顶部密封件保持架和轴套之间，并且可操作地防止 灰尘、水等。环形密封圈设置在壳体和顶部密封件保持架之间。
在示例性实施例中，可以提供扣环并将其环绕轴套设置，以便帮助定 位轴套和轴承单元。可以经由润滑剂端口将润滑剂注入轴承组件的一侧。 润滑剂流入并且穿过轴承单元，到达轴承单元的另一侧，从而确保润滑剂 应用到轴承单元的所有元件上。然后通过排出端口将滑润剂从枢转组件排 出。
在另一个示例性实施例中，提供了一种自校正轴承和密封件系统，其 包括可操作地安装到表面的第一侧上的径向轴承组件；包括第一组密封 件和第一轴承单元的径向枢转组件，其中，第一密封件和第一轴承单元设 置在可操作地容纳旋转轴的第一轴套上；可操作地安装到表面的第二侧上 的推力轴承组件；包括第二组密封件和第二轴承单元的推力枢转组件，其 中，第二组密封件和第二轴承单元设置在可操作地容纳轴的第二轴套上； 其中，径向枢转组件设置在径向轴承组件内，从而允许所述表面和轴之间 的较大角度的错位；并且，其中推力枢转组件设置在推力轴承组件内，从 而允许所述表面和轴之间的较大角度的错位。
第一轴承单元和第二轴承单元中的每一个都包括设置在所述组件上 的对应的外圈和内圈，以及设置在所述圈内的滚珠和辊子，其中，各个内 圈设置在轴承组件内的轴套上。第一密封件和第二密封件中的每一个都包 括设置在轴套上的顶部密封件和密封件适配器，以及设置在轴套和轴承套 上的底部密封件，其中，密封件适配器是可拆卸的，以便安装和维护轴承单元。
本发明的附加特征和优势将在随后的详细说明中阐述，并且其中一部分将从该说明中对本领域技术人员来说变得明显，或通过实施这里所描述的发明而被认识到，其包括随后的详细说明、权利要求书，以及附图。
可以理解的是，前面的总体说明以及随后对本发明的当前示例性实施例的具体说明都是为了提供综述或总体框架，以便理解所宣称的本发明的实质及特征。所包括的附图是为了提供对本发明的进一步理解，并且与本说明书相结合并作为说明书的一部分。附图显示了本发明的各个实施例，其与具体说明一起用于解释本发明的原理和操作。


这里参考各个附图来说明和描述本发明，其中，相同的附图标记分别表示类似的系统部件，并且其中
图1是根据本发明示例性实施例的校正结构中、轴向错位结构中以及非平行表面结构中的自校正轴承和密封件组件。
图2是根据本发明示例性实施例构造的推力轴承和密封件组件的截面
透视图。
图3是根据图2所示的本发明示例性实施例的推力轴承枢转组件的截面图。
图4是图2的根据本发明示例性实施例的推力轴承和密封件组件的截面图，其中，枢转组件被旋转了。
图5是根据本发明示例性实施例构造的径向枢转组件的截面图。
图6是根据本发明示例性实施例的径向轴承和密封件组件的截面图，其中，图5的枢转组件被旋转了。
图7是根据本发明示例性实施例的自校正轴承和密封件组件系统的截面图，该系统包括图4的推力轴承组件，和图6的带有轴向错位的径向轴承组件。
图8是根据本发明示例性实施例的图7所示的连接到非平行表面上的自校正轴承和密封件组件系统的截面图。
具体实施例方式
现在将参考在附图中示出的本发明的示例性实施例来更加完整地描 述本发明。然而，本发明可以体现在许多不同的形式中，而不应该被构造 成限制于这里所提出的实施例。提供这些示例性实施例是为了使本公开能 够全面以及完整，并且能够向本领域技术人员完全表达本发明的范围。在 各个附图中，相同的附图标记表示相同的元件。为了实现前述以及其他目 标，并且根据本发明这里所展示并且广泛描述的目的，本发明提供了自校 正轴承和密封件组件的各个实施例。
在各个示例性实施例中，本发明提供了轴承和密封件组件，其可操作 用于任意旋转设备，包括但不限于应用被润滑轴承组件的风冷热交换器、 化学药品混合器和搅拌器、机械粉饰设备等。在所有的示例性实施例中， 本发明的轴承和密封件组件包括限定了内部腔体的轴承壳体，和安装在轴 承壳体内的枢转组件以及用于将轴承和密封件组件安装在合适的位置上 的安装零件。枢转组件包括轴承单元、环绕轴承单元设置并且固定轴承单 元的轴承夹持器和轴承密封件、设置在壳体和轴承单元内的可操作地容纳 并且保持旋转轴的轴套，和用于将轴承和密封件组件安装在合适的位置上 的安装零件。
有利的是，本发明维持轴承与轴的对准和密封件的整体性，而不管轴 的位置如何。本发明提供了比常规轴承和密封件组件更大的角度或径向错 位/位移度。更具体地，常规组件给轴提供了小于3度的角度位移，而本发 明则提供了高达20度的角度或径向错位/位移。进一步地，经由设置在轴
承和密封件组件内的枢转组件，旋转轴、轴承单元和轴承及壳体密封件沿 公共轴保持对准。更进一步地，无需对准或指示工具就可以轻易地安装本 发明的轴承壳体。更进一步地，本发明延长了密封件和轴承的寿命，并且 使环境和安全问题最小。更进一步地，本发明使用适合所有应用的一个设 计来有利地避开了专用轴承/轴组合的需求。更具体地，所有密封表面作为 包括轴套的组件的一部分受到控制，并且因此不依赖于轴对准以及表面光
洁度或状况。更进一步地，本发明允许轴在操作中轴向伸长(axial growth), 从而允许使用无需加键(keyed)的轴。
本发明的示例性实施例还适用于各种密封件类型、抗摩擦轴承类型，并且适用于多种润滑液及再润滑方法。本发明包括无需适配器就可以安装 到各种普通尺寸的基板上的通用结构。本发明可以用于各种法兰结构中， 并且可以沿水平或垂直方向与轴一起安装。
在这里所述的示例性实施例中，可以使用任何诸如角接触轴承、深沟 球轴承、锥形滚珠轴承和圆柱形滚珠轴承之类的轴承类型，即使安装时具 有很大的角度错位。由于轴承单元固定在枢转组件内，轴套与轴承内圈同 步旋转，从而可以将它们保持在正确的方向上，而不管轴相对于轴承壳体
的方向究竟如何。这是通过允许枢转组件在轴承壳体的轨道座(orbital socket)中自由运动而实现的。轴套和轴承及壳体密封件也与枢转组件一起 自由环行，从而保持轴承、轴和密封件正确地对准，以便确保密封功能。
示例性实施例也不使用键驱动轴承(key driven bearing),而是使用锁 环。锁环将轴牢固地连接到轴套和轴承ID上。这是非常有益的，因为通 用轴承壳体将适合给定直径的所有轴，并且无需使用加键的轴。这也是非 常有益的，因为能够随时保持与轴的同心度。在已经存在加键的轴的改进 的应用中，这种轴承结构能够在不考虑已有的键槽位置时方便地安装。
在本发明的示例性实施例中，提供了自校正轴承和密封件组件，其大 体包括限定了腔体并且可操作地安装到表面上以及轴承壳体，轴承壳体具 有在其内安装的轴承单元、多个轴承和壳体密封件、轴套和衬托、以及可 操作地将旋转轴安装在轴承壳体内的安装机构。密封件和轴承单元安装在 又可操作地容纳并且保持旋转轴的枢转组件内。将枢转组件设置在轴承壳 体内，从而允许轴有较大程度的角度或径向错位或位移。在示例性实施例 中，所允许的角度错位/位移大于3度，并且高达20度。
参考图1，根据本发明的各个示例性实施例说明了对准结构102、角 度错位结构104，和非平行表面结构106中的自校正轴承和密封件组件系 统IOO。在本发明的示例性实施例中，自校正轴承和密封件组件IOO包括 径向轴承和密封件组件110、推力轴承和密封件组件112，和分别设置在 径向以及推力轴承和密封件组件110与112内的旋转轴114。径向及推力 轴承和密封件组件110与112中的每一个都设置有轴承单元(未显示)和 绕轴114的枢转组件(未显示)。共同地，将径向轴承组件IIO和推力轴 承组件112构造为安装在轴114的相对端上。此外，径向及推力轴承和密
12封件组件110与112共同协作，从而在各种条件下调节绕轴114的角度错
位，而不影响组件110与112的操作。
更具体地，自校正轴承和密封件组件系统100能够允许高达20度的大于3度的错位。不利的是，现有的自校正轴承和密封件组件的错位被限制在3度以内，以便将密封件和轴承保持在它们的设计容差内。在现有的自校正轴承和现有的自校正轴承和密封件组件中，轴承L1Q的额定值(rating)(预计使用寿命)是根据保持类似于本发明的对准结构102中示出的对准而预测的。当轴和轴承之间的角度错位增加时轴承L1Q的额定值急剧降低。此外，在现有的密封件技术中，密封件的整体性和密封件的寿命取决于在密封件和旋转轴之间保持紧密的(dose)角度错位和跳动公差(run-outtolerance)。在本发明中，即使旋转轴114与轴承和密封组件110与112之间的错位度增大，也能够将轴承负载支撑在轴向错位结构104以及非平行面结构106中，而不会降低轴承Lu)的额定值。更进一步地，即使当例如轴向错位结构104和非平行面结构106中的轴承组件的轴114倾斜时，也能保持密封件和轴承的对准和整体性。
现在参考图2-4和5-6，其显示了根据本发明示例性实施例的轴承和密封件组件112。具体地，图2-4显示了推力轴承组件。图2显示了推力轴承和密封件组件112，其包括轴承壳体202、轴承托203、枢转组件208和用于将组件安装到表面上的安装零件210。轴承组件112经由壳体202中的安装零件210可操作地安装到表面上。本领域技术人员可以理解的是，安装零件210可以是将组件112安装到表面上的任何合适的装置。如图所示，安装零件210包括多个螺钉或螺栓和螺钉或螺栓入口。同样，正如所显示的，可以将轴承壳体202描述为法兰安装系统。然而，本领域技术人员应该理解的是，可以釆用任何类型的合适的壳体，诸如，例如轴台(plummer block)。
在图3所示的示例性实施例中，轴承单元204设置在枢转组件208内并且为轴承衬套(bearing insert),其大体包括外圈环220和内圈环224。轴承套211(bearing holder)紧靠外圈环220设置并且具有凸弧形的外包络表面222A。参考图2，轴承壳体202和轴承托203限定了内部腔体，其具有与轴承套211的外包络面大体相同半径和曲率的对应的凹形内包络面222B。本身不允许在轴承环220和224之间有角度或轴向位移的轴承单元204构 成了外球面轴承(insert bearing)。由于轴承壳体202和轴承托203提供了 与轴承套211配合的弯曲表面，因此外球面轴承单元204能够与轴114对 准，从而允许图1的壳体110和112之间的例如可能由长轴、热影响、振 动等引起的角度和轴向错位。在示例性实施例中，轴承套211设计为容纳 轴承单元204且将其保持在对准的位置上。
轴承单元204还设置有内圈环224。将内圈环224安装成与设置在枢 转组件208内并且由轴承单元204旋转支撑的轴套212可操作地接触。轴 114的旋转运动传递给轴承单元204的内圈环224。在示例性实施例中， 内圈环224相对于外圈环220自由旋转，且外圈环220由轴承套211刚性 支撑。轴套212和轴114的旋转运动，以及由此而导致的内圈环224的旋 转运动由分别由内和外圈环220与224之间的界面所限定的轴承面承受。 为了减少内和外圈环220与224之间的摩擦，可以在内和外圈环220与224 中形成的轨道之间设置多个滚珠或辊子226 (如分别在滚珠和辊子型轴承 中的)，和/或在内和外圈环220与224之间引入润滑剂。因此，在示例性 实施例中，轴承套211可以设置有至少一个能够将润滑剂注入轴承单元204 的润滑端口 228，以及至少一个可操作地使润滑剂从轴承壳体202排出的 排出端口 230。润滑剂可以经由端口 228注入轴承组件的一侧。润滑剂流 入并且穿过轴承单元204，到达轴承单元204的另一侧，从而确保润滑剂 应用到轴承单元204的所有元件上。然后通过排出端口 230将滑润剂从枢 转组件208排出。因此，在轴承托203和轴承壳体202中设置入口231， 以便在枢转组件208安装在推力轴承组件112中时能够接近润滑剂入口端 口 228和滑润剂排出端口 230。
如图所示，轴承单元204为具有锁定环的球轴承。本领域技术人员可 以理解的是，虽然这里所公开的轴承单元为球轴承，但可以使用任意的抗 摩擦轴承单元，包括但不限于角接触轴承、深沟球轴承、锥形滚柱轴承、
圆柱形滚柱轴承、球轴承、自校正球轴承、球面滚柱轴承、曲面滚柱轴承、 推力轴承、圆柱形滚柱推力轴承、球面滚柱推力轴承、滚针轴承、套筒轴 承、滑动轴承、轴颈轴承、双列轴承、双轴承等。
在示例性实施例中，轴套212限定了孔214并且可操作地容纳旋转轴
14114。轴114经由锁环216和锁定套筒保持架(locking sleeve retainer)218固 定到枢转组件208的轴套212上。轴套212适合于轴承单元204的内径， 从而允许轴114和套筒212与轴承内圈环224—起自由旋转。在所有的示 例性实施例中，枢转组件208可移动地安装在壳体202内。安装过程中， 允许枢转组件208在轴承和密封件组件112内自由环行(即，沿弯曲的内 表面222)，从而确保轴承单元204和密封件206与轴精确对准。当建立了 轴定向时，通过拉紧螺栓209将枢转组件208固定在合适的位置上，这使 轴承壳体202和轴承托203及轴承套211之间的弯曲的内表面222A与 222B闭合，以便找准(capture)轴承套211。有利的是，不需要工具来定位 轴承单元204。
轴承和壳体密封件206设置在轴承套211和轴套212之间，并设置在 密封件保持架232与轴套212之间。密封件保持架232是可拆卸的，从而 能够接近轴承单元204来进行安装及维护。枢转组件208也可以包括环形 密封圈236或其他装置的衬垫来密封轴承套211和密封件保持架232之间 的界面。环形密封圈236设置在轴承套211和顶部密封件保持架232之间。
在示例性实施例中，可以提供至少一个扣环238B并将其环绕轴套212 设置以便定位轴承单元204。此外，可以提供至少一个扣环238A来将轴 承单元204保持在轴承套211中。在其他实施例中，给壳体202提供加速 计和/或热电偶安装垫240，以便连接这种装置。
参考图4，显示了根据本发明示例性实施例的推力轴承和密封件组件 112的截面图，其中枢转组件208被旋转了。正如所示，即使轴和轴套212 错位/倾斜时，轴承单元204和密封件206也保持对准以及完整。更具体地， 轴套212、轴承单元204以及密封件206沿公共轴保持精确对准。将枢转 组件208构造为在推力轴承和密封件组件112内旋转，其中轴承套211设 置在轴承壳体202和轴承托203中的内部曲面222B上。包括轴套212、 轴承204及密封件206的整个枢转组件208都旋转。此外，当用于推力负 载应用时，可以旋转枢转组件208以便将推力负载从任意一个方向轴向施 加到轴承单元204上。
本发明无需专用的轴承/轴组合，即，本发明不使用扣环来定位轴114。 因此， 一种设计就能适合所有应用。本发明将轴承单元204与轴套212及轴114对准，并且为密封件206提供受控的密封表面。所有的密封表面被
作为轴套212的一部分来进行控制，它们并不依赖于轴114的对准及光洁
度。因此，并不需要精磨轴。
本发明适用于所有的密封件类型，并适用于所有的轴承类型。本发明 适用于多种润滑介质或润滑方法，例如油脂、油、油雾等。自校正轴承和 密封的单个结构可以安装到所有基板上，而无需适配器。多种安装模板结 合在单独加工中。本发明允许轴在应用中轴向伸长，并且允许使用滑膛轴
(smooth bore shaft)而不必加键。自校正轴承和密封件组件112可以插入各 种法兰结构中，例如用法兰连接的轴台等，并且可以沿水平或垂直方向与 轴114安装在一起安装。
轴附件保持轴114和枢转组件208之间的同心对准(例如，通过使用 锁定轴保持架而不是定位螺钉或其他连接装置)，这样就能够使用光轴并 且无需对轴进行加工。此外，可以对自校正轴承和密封件组件进行重新配 置，以便在允许沿任一方向的推力负载，且可以翻转(flipover)环行元件。
现在参考图5-6，其显示了根据本发明示例性实施例的径向轴承和密 封件组件110。径向轴承和密封件组件110包括轴承壳体202、轴承托203、 将组件安装到表面上的安装零件210、以及具有轴承单元204和轴承壳体 密封件206的枢转组件207。径向轴承和密封件组件110的结构类似于图 2-4所示的推力轴承组件112和枢转组件208。因此，相同的附图标记表示 相同的元件和功能。在示例性实施例中，波形垫圈502设置在枢转组件207 内并且环绕轴承单元204，从而允许由于轴114的热膨胀和收縮而导致的 轴承单元在轴承套211内的轴向运动。有利的是，通过使用波形垫圈502 能够防止过大的过载。
现有具体参考图5-6，其显示了根据本发明示例性实施例的径向轴承 和密封件组件110的截面图，其中枢转组件207在旋转。正如所示，即使 轴和轴套212错位/倾斜时，轴承单元204和密封件206也保持对准以及完 整。更具体地，轴套212、轴承单元204以及密封件206沿公共轴保持精 确对准。将枢转组件207构造为安装在径向轴承和密封件组件110内，其 中轴承套211设置在轴承壳体202和轴承托203中的内部曲面222B上。 包括轴套212、轴承204及密封件206的整个枢转组件207都旋转。
16参考图7，其显示了根据本发明示例性实施例的图1中的自校正轴承和密封件组件系统100的截面图，该系统包括具有轴向错位结构104的径
向轴承和密封件组件110及推力轴承和密封件组件112。图7同时显示了具有延伸穿过各个组件no与12的轴114的径向轴承和密封件组件110及推力轴承和密封件组件112的截面图。
在图7中，轴114显示为在图1的自校正轴承和密封件组件系统100内错位。这里，径向轴承和密封件组件110及推力轴承和密封件组件112显示为具有位于大体水平位置中的组件110与112的安装零件210，并且轴114相对于大体水平的平面倾斜离开垂直位置。每个径向轴承和密封件组件110及推力轴承和密封件组件112都固定到表面(未显示)上，并且每个推力和径向枢转组件207与208都分别构造为保持密封件和轴承的对准，而不管轴114的错位。
参考图8，其显示了根据本发明示例性实施例的图1中的自校正轴承和密封件组件系统100的截面图，该系统包括径向轴承和密封件组件110及推力轴承和密封件组件112，其中，组件110与112的安装零件210连接到非平行表面结构106中的非平行表面800上。
这里，径向轴承和密封件组件110及推力轴承和密封件组件112显示为由于非平行表面800而处于倾斜位置(相对于水平面)中，且轴114处于大体垂直的位置中。每个径向轴承和密封件组件IIO及推力轴承和密封件组件112都固定到非平行表面上，且每个顶部和底部枢转组件207、 208都构造为保持密封件和轴承的对准，而不管非平行表面800引起的轴114的错位。
应该理解的是，前面的描述及本发明的当前示例性实施例都是为了提供综述或总体框架，以便理解本发明所宣称的实质及特征。所包括的附图是为了提供对本发明的进一步理解，并且与说明书相结合并作为该说明书的一部分。附图显示了本发明的各个实施例，其与具体说明一起用于解释本发明的原理和操作。
虽然这里已经参考优选实施例和具体例子说明并描述了本发明，但是对本领域技术人员容易明白的是，其他实施例和例子也可以实现相同的功能和/或取得类似的结果。所有这种等同实施例和例子都在本发明的精神和范围内，并且由下述权利要求覆盖。
在整个说明书和所附的权利要求书中，除非明确表示为相反的意思， 词语"包括"及其各种变形都应该理解为表示包括所宣称的元件，但是并 不排除任何其他元件。
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权利要求
1.一种自校正轴承和密封件组件，包括轴承壳体，用于限定内部腔体并且可操作地安装到表面上；枢转组件，具有可操作地容纳并且保持旋转轴的轴承套，所述枢转组件设置在所述轴承壳体中；轴承单元，设置在所述枢转组件内，与所述枢转组件可操作地接触；和环绕所述轴承单元设置的多个轴承和壳体密封件，其中，所述枢转组件在所述表面和旋转轴之间具有高达20度的位移时仍能保持轴承单元、轴承和壳体密封件、及轴的对准和整体性。
2. 如权利要求1所述的自校正轴承和密封件组件，其中，枢转组件 包括外圈、内圈、和所述外圈和内圈中间的至少一个滚珠。
3. 如权利要求1所述的自校正轴承和密封件组件，其中，枢转组件 进一步包括可操作地将旋转轴保持在合适位置上的锁定套筒轴保持架。
4. 如权利要求l所述的自校正和轴承组件，进一步包括 设置在枢转组件中的润滑剂入口；和 设置在枢转组件中的润滑剂出口 ，其中，润滑剂经由润滑剂入口注入，并且， 其中，润滑剂从润滑剂出口排出。
5. 如权利要求1所述的自校正和轴承组件，其中，轴承壳体形成有 内表面，枢转组件的座体设计为在所述内表面上旋转，从而支撑所述表面 和轴之间的位移度。
6. 如权利要求5所述的自校正和轴承组件，其中，所述内表面是弯曲的。
7. 如权利要求1所述的自校正和轴承组件，其中，将自校正和轴承 组件构造为沿水平或垂直方向与旋转轴安装在一起。
8. 如权利要求1所述的自校正和轴承组件，其中，自校正和轴承组件可重新配置，以便在任意方向都能允许推力负载。
9. 如权利要求3所述的自校正和轴承组件，其中，锁定套筒轴保持 架允许所述轴包括光轴，并且不要求对所述进行机械加工。
10. 如权利要求l所述的自校正和轴承组件，其中，轴承单元选自由角接触轴承、深沟球轴承、锥形滚柱轴承、圆柱形滚柱轴承、球轴承、自 校正球轴承、球面滚柱轴承、曲面滚柱轴承、推力轴承、圆柱形滚柱推力 轴承、球面滚柱推力轴承、滚针轴承、套筒轴承、滑动轴承和轴颈轴承组 成的组。
11. 如权利要求l所述的自校正轴承和密封件组件，进一步包括设置 在壳体内的加速计端口。
12. 如权利要求l所述的自校正轴承和密封件组件，进一步包括设置 在壳体内的热电偶端口。
13. 如权利要求l所述的自校正轴承和密封件组件，进一步包括至少 一个波形垫圈，所述至少一个波形垫圈设置在枢转组件内并且环绕轴承单 元，以便将轴承单元维持在合适的位置上并且根据需要对轴承单元进行重 新定位。
14. 一种自校正轴承和密封件组件，包括 限定有内部腔体的轴承壳体；枢转组件，用于限定座体，并且具有可操作地容纳和保持旋转轴和轴 承单元的轴套，所述枢转组件设置在轴承壳体中；和 环绕轴承单元设置的多个轴承和壳体密封件，其中，所述枢转组件在表面和旋转轴之间具有高达20度的位移时仍 能保持轴承单元、轴承和壳体密封件、及轴的对准和整体性。
15. 如权利要求14所述的自校正轴承和密封件组件，其中，轴承单元设置在枢转组件内并且包括外圈、内圈、和所述外圈和内圈中间的至少 一个滚珠，所述内圈与枢转组件的轴套可操作地接触。
16. 如权利要求14所述的自校正轴承和密封件组件，其中，枢转组 件迸一步包括可操作地将旋转轴保持在合适位置上的锁定套筒轴保持架。
17. 如权利要求14所述的自校正和轴承组件，进一步包括 设置在枢转组件中的润滑剂入口；和设置在枢转组件中的润滑剂出口 ，其中，润滑剂经由润滑剂入口注入，并且，其中，润滑剂从润滑剂出口排出。
18. 如权利要求14所述的自校正和轴承组件，其中，轴承壳体形成 有内表面，枢转组件的座体设计为在所述内表面上旋转，从而支撑所述表 面和轴之间的位移度。
19. 如权利要求18所述的自校正和轴承组件，其中，所述内表面是 弯曲的。
20. 如权利要求14所述的自校正和轴承组件，其中，自校正和轴承组件构造为沿水平或垂直方向与旋转轴安装在一起。
21. 如权利要求14所述的自校正和轴承组件，其中，轴承单元选自 由角接触轴承、深沟球轴承、锥形滚柱轴承、圆柱形滚柱轴承、球轴承、 自校正球轴承、球面滚柱轴承、曲面滚柱轴承、推力轴承、圆柱形滚柱推 力轴承、球面滚柱推力轴承、滚针轴承、套筒轴承、滑动轴承和轴颈轴承 组成的组。
22. 如权利要求14所述的自校正轴承和密封件组件，进一步包括至 少一个波形垫圈，所述至少一个波形垫圈设置在枢转组件内并且环绕轴承 单元，以便将轴承单元维持在合适的位置上并且根据需要对轴承单元进行 重新定位。
23. 如权利要求22所述的自校正轴承和密封件组件，其中，所述至 少一个波形垫圈允许由轴的热膨胀或收縮引起的轴承单元的轴向运动。
24. 如权利要求22所述的自校正轴承和密封件组件，其中，所述至 少一个波形垫圈防止所述组件的过大的过载。
25. 如权利要求15所述的自校正和轴承组件，进一步包括设置在轴 承单元的外圈环附近的轴承套。
26. 如权利要求25所述的自校正和轴承组件，进一步包括 润滑剂入口，设置在枢转组件中，用于允许润滑剂注入枢转组件； 润滑剂出口，设置在枢转组件中，用于允许润滑剂从枢转组件排出； 至少一个波形垫圈，设置在枢转组件内并且环绕轴承单元，以便将轴承单元维持在合适的位置上并且在需要时对轴承单元进行重新定位；其中，所述至少一个波形垫圈允许轴承单元沿设置在轴承单元和轴承 套之间的滑动表面轴向运动，并且其中，所述滑动表面完全包括在枢转组件的滑润部分内，从而免受环 境污染物的损害。
27. —种自校正轴承和密封件系统，包括 径向轴承组件，可操作地安装到表面的第一侧上；径向枢转组件，设置在径向轴承组件内并且包括第一密封件和第一轴 承单元，其中，第一密封件和第一轴承单元设置在可操作地容纳旋转轴的 第一轴套上；推力轴承组件，可操作地安装到表面的第二侧上；推力枢转组件，设置在推力轴承组件内并且包括第二密封件和第二轴 承单元，其中，第二密封件和第二轴承设置在可操作地容纳旋转轴的第二 轴套上；其中，径向轴承组件和推力轴承组件共同协作，以便允许所述组件的 各个表面和旋转轴之间错位高达20度。
28. 如权利要求27所述的自校正轴承和密封件系统，其中，所述错 位是由未对准的轴承壳体产生的。
29. 如权利要求27所述的自校正轴承和密封件系统，其中，所述错 位是由非平行的轴承壳体安装表面产生的。
全文摘要
一种自校正轴承和密封件组件，包括可操作地安装到表面上的轴承壳体，安装在轴承壳体内并且具有外圈、内圈和外圈及内圈中间的至少一个滚珠的轴承单元。所述自校正轴承和密封件组件还包括枢转组件，所述枢转组件具有可操作地容纳并且保持旋转轴、且设置在轴承壳体中并且与轴承单元的内圈可操作地接触的轴承套。枢转组件允许所述表面和轴之间角度错位大于3度。
文档编号F16C23/04GK101688555SQ200880022064
公开日2010年3月31日 申请日期2008年9月22日 优先权日2008年4月21日
发明者帕特里克·威尔逊·邓肯, 查尔斯·韦恩·埃勒特 申请人:德州润滑系统有限公司