一种风电用带有非对称修形滚子的调心轴承的制作方法

本技术涉及调心滚子轴承，具体为一种风电用带有非对称修形滚子的调心轴承。

背景技术：

1、众所周知，调心滚子轴承具有调心作用，被广泛应用于齿轮箱、传送带、矿山、港口、冶金等机械领域。调心滚子轴承具有多种结构，主要包括内外圈、若干滚子、保持架等组件。滚子位于内外圈之间，有自转和公转运动。滚子和内外圈滚道具有不同的半径，形成球-球形式的接触，同时由于滚子有一定的半径和长度，也形成线接触。所以调心滚子轴承内部的接触比点接触的球轴承、线接触的圆柱和圆锥滚子轴承更为复杂。而轴承的内部接触问题与轴承使用寿命息息相关，是长期受到关注的问题。

2、在风电领域，调心滚子轴承一般用作主轴轴承。主要承受了主轴的重力、齿轮箱的重力以及由轮毂的风载，而风载从方向和大小都较为复杂。因此调心滚子经常出现两列滚子受载不均，一列滚子受载小一列受力小。已有公开技术显示可将轴承设计为非对称大小的滚子，使大滚子处于受载大的方向，小滚子处于受载小的方向。但这样显然会增加制造轴承的难度。

3、同时，在圆柱和圆锥滚子轴承领域，在轴承承受载荷较大的工况下，根据赫兹接触理论，应力分布是中部最大，两侧逐渐减小；因此选用对数修形，可解决边缘应力集中问题。但对于调心滚子轴承，滚子修形理论公开技术较少，仍处于探索阶段。假如根据受力小的一列滚动体来设计修行曲线则会影响另一列滚动体，使之在受载时出现应力集中的情况；当根据受力大的一列滚动体来设计修行曲线则会使另一列滚动体受力集中在中间区域，出现滚子受载不充分的情况，不能充分发挥调心滚子轴承的作用。

技术实现思路

1、本实用新型目的在于提出一种风电用带有非对称修形滚子的调心轴承，通过结构优化，对两列滚子的非对称修形，改善调心滚子轴承内部的应力分布，延长调心滚子轴承的使用寿命。同时使轴承制造简单。

2、本实用新型采用的技术方案是：一种风电用带有非对称修形滚子的调心轴承，包括内圈、外圈和安装于内圈和外圈之间的第一列修形滚子、第二列修形滚子以及保持架，其中第一列修形滚子和第二列修形滚子的长度相同，设定其长度为l，所述第一列修形滚子的滚动面包括位于中部区域的半径r的标准球面以及分布在中部区域两侧的长度为l1的对数修形弧面，两侧的对数修形弧面分别与中部的标准球面光滑衔接；

3、所述第二列修形滚子的滚动面包括位于中部区域的半径r的标准球面以及分布在中部区域两侧的长度为l2的对数修形弧面，两侧的对数修形弧面分别与中部的标准球面光滑衔接；

4、其中，l1为滚子长度l的8％±3％，l2为滚子长度l的12％±3％。

5、作为优选方案，对于任一列修形滚子的两端还对称设有倒圆角r。

6、作为优选方案，所述第一列修形滚子和第二列修形滚子上的对数修形弧面所基于的对数修形曲线是由线接触问题的lundberg对数曲线方程变形得出，变形方程为：

7、

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9、其中，w1、w2为修形滚子的最大载荷，υ为轴承材料泊松比的，e为轴承材料的弹性模量，l1为第一列修形段单侧长度，l2为第二列修形段单侧长度，l3、l4为中间未修形段长度的一半，l3＝{l-2×(l1+r)}/2，l4＝{l-2×(l2+r)}/2。

10、作为优选方案，每一列滚子的最大修形量b由该列滚子对应的方程计算得出。

11、作为优选方案，所述对数修形曲线上各点的坐标方程为：

12、

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14、本实用新型的有益效果是：

15、基于现有技术存在的缺陷，提供一种风电用带有非对称修形滚子的调心轴承，本实用新型通过做出如下结构改进：采用外形尺寸相同的两列滚子，使两列滚子的修形的长度不同，其中，第一列单侧修形长度l1为滚子长度l的8％±3％，第二列单侧修形长度l2为滚子长度l的12％±3％，从而实现调心滚子轴承配置外形尺寸相同的滚子即可实现承受一侧大载荷一侧小载荷的情况。在制造上可以生产同规格的滚子，使加工方便。在精加工阶段，按照给定的方程，加工出非对称微米级修形滚子，实现两列滚子不同修形量。本发明同时实现了制造简单、轴承性能优良，是一种具备承受单侧大载荷的新型调心滚子轴承。

技术特征：

1.一种风电用带有非对称修形滚子的调心轴承，包括内圈、外圈和安装于内圈和外圈之间的第一列修形滚子、第二列修形滚子以及保持架，其中第一列修形滚子和第二列修形滚子的长度相同，设定其长度为l，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种风电用带有非对称修形滚子的调心轴承，其特征在于：对于任一列修形滚子的两端还对称设有倒圆角r。

3.根据权利要求2所述的一种风电用带有非对称修形滚子的调心轴承，其特征在于：所述第一列修形滚子和第二列修形滚子上的对数修形弧面所基于的对数修形曲线是由线接触问题的lundberg对数曲线方程变形得出，变形方程为：

4.根据权利要求3所述的一种风电用带有非对称修形滚子的调心轴承，其特征在于：每一列滚子的最大修形量b由该列滚子对应的方程计算得出。

5.根据权利要求3所述的一种风电用带有非对称修形滚子的调心轴承，其特征在于：所述对数修形曲线上各点的坐标方程为：

技术总结一种风电用带有非对称修形滚子的调心轴承，包括内圈、外圈、第一列修形滚子、第二列修形滚子以及保持架，所述第一列修形滚子的滚动面包括位于中部区域的半径R的标准球面以及分布在中部区域两侧的长度为L1的对数修形弧面，两侧的对数修形弧面分别与中部的标准球面光滑衔接；所述第二列修形滚子的滚动面包括位于中部区域的半径R的标准球面以及分布在中部区域两侧的长度为L2的对数修形弧面，两侧的对数修形弧面分别与中部的标准球面光滑衔接；其中，L1为滚子长度L的8%±3%，L2为滚子长度L的12%±3%。通过对两列滚子的非对称修形，改善调心滚子轴承内部的应力分布，延长调心滚子轴承的使用寿命。同时使轴承制造简单。技术研发人员：刘好洁,李冬颖,万晓阳,黄伟,练松伟,张飞宇,关承阳,董书娜,郭飞,贾松阳受保护的技术使用者：洛阳轴承集团股份有限公司技术研发日：20231201技术公布日：2024/7/23