CN110725864A

CN110725864A - 机械组件和机械装置

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Publication number: CN110725864A
Application number: CN201910619777.9A
Authority: CN
Inventors: A.奥里; M.米奥兰; B.索利尔
Original assignee: SKF Aerospace France SAS
Current assignee: SKF Aerospace France SAS
Priority date: 2018-07-17
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2020-01-24
Anticipated expiration: 2039-07-10
Also published as: US10794425B2; CN110725864B; FR3084121B1; GB2576091A; DE102019210062A1; FR3084121A1; GB201908676D0; GB2576091B; US20200025250A1

Abstract

该机械组件(2)，包括：‑轴(6)；‑机械装置(4)，包括：·轴承，其安装在所述轴(6)上并且包括至少一个环(12)，该环能够围绕所述轴旋转运动；·润滑系统，包括：o允许润滑剂流体流动的通道(26)，其形成在所述轴和轴承之间的界面(28)处；o用于润滑剂流体的分配管道，其形成在所述轴承中并流体连接到所述通道；其中，所述通道(26)包括至少一个收缩部，以产生在所述通道中流动的润滑剂流体的头部损失。

Description

机械组件和机械装置

技术领域

本发明涉及一种包括机械装置的机械组件。本发明还涉及一种机械装置。

本发明特别涉及机械装置的润滑领域，比如轴承，例如滚珠轴承。

背景技术

传统上，诸如轴承的机械装置包括固定环和移动环。固定环能够安装在轴上，而移动环围绕固定环同轴地安装并可绕其旋转。在固定环和移动环之间形成的滚道可包括滚动元件，比如滚珠或滚子。

这些机械装置还可以包括集成的润滑系统，用于在机械装置中供应和分配润滑剂流体，例如以便润滑移动环的滚道和/或外周边和/或轴和固定环之间的界面。

EP-2886894-A1描述了这种机械装置的示例。

在某些应用中，特别是在操作期间装置经受高加速度的应用中，可能发生润滑剂没有充分地分配在机械装置内，这可能导致装置在不充分润滑的区域中过早失效。

发明内容

因此，本发明提出改进润滑剂在包括轴承和润滑系统的机械装置内的分配。

为此，本发明涉及一种机械组件，包括：

-轴；

-机械装置，包括：

·轴承，其安装在所述轴上并且包括至少一个环，该环能够围绕所述轴旋转运动；

·润滑系统，包括：

ο允许润滑剂流体流动的通道，其形成在所述轴和轴承之间的界面处；

ο用于润滑剂流体的分配管道，其形成在所述轴承中并流体连接到所述通道；

其中，所述通道包括至少一个收缩部，以产生在所述通道中流动的润滑剂流体的头部损失。

根据本发明，收缩部局部地限制通道中的润滑剂的流动，从而以受控的方式产生流体头的损失，从而使得可以在装置运行时控制和优化润滑剂的分配。

根据本发明的有利但非强制性的方面，这种机械组件可以包含一个或多个以下特征，单独考虑或根据任何技术上可能的组合考虑：

-所述通道和所述至少一个收缩部形成在所述轴承的内面上，面向所述轴的外面。

-所述通道形成在所述轴的外面上，与该通道相关的所述至少一个收缩部包括形成在所述轴承的内面上的元件，面向所述轴的外面，所述元件延伸到所述通道中；或者所述通道形成在所述轴承的内面上，面向所述轴的外面，与该通道相关的所述至少一个收缩部包括形成在所述轴的外面上的元件，所述元件延伸到所述通道中。

-所述通道和所述至少一个收缩部形成在所述轴的外面上。

-所述轴包括用于润滑剂流体的供给管道和至少一个供给孔，每个供给孔将所述供给管道流体连接到供应通道。

-所述轴包括连接到同一通道的多个供给孔，并且所述通道包括多个收缩部，所述收缩部沿着所述通道分布，使得在两个连续的供给孔之间延伸的每个通道部分包括至多一个收缩部。

-每个收缩部包括通道深度的局部减小和/或通道宽度的局部减小和/或通道底部形状的局部修改。

-所述轴承包括直接安装在所述轴上的固定环，所述移动环围绕所述固定环旋转安装，所述轴承的内面是所述固定环的内面。

根据另一方面，本发明涉及一种用于形成根据本发明的机械组件的机械装置，该机械装置包括：

·轴承，其能够安装在轴上并且包括至少一个环，该环能够围绕所述轴旋转运动；

·润滑系统，包括：

其中，所述通道包括至少一个收缩部，以产生在所述通道中流动的润滑剂流体的头部损失，所述通道和所述至少一个收缩部形成在所述轴承的内面上，用于当所述轴承安装在所述轴上时面向所述轴的外面。

根据有利但非强制性的方面，所述轴承是滚动元件轴承，优选为滚珠轴承。

附图说明

根据以下仅通过示例并参考附图提供的机械组件的实施例的描述，将更好地理解本发明，并且本发明的其他优点将更清楚地显现，其中：

-图1示意性地示出了根据本发明一实施例的包括机械装置的机械组件的横截面图；

-图2示意性地示出了图1的机械组件沿图1的平面II-II的纵向截面图；

-图3示意性地示出了图1的机械组件沿图1的平面III-III的截面的细节；

-图4示意性地示出了图1的机械组件沿图1的平面IV-IV的截面的细节；

-图5示意性地示出了根据本发明一实施例的图1的机械组件的一部分的横截面图，包括其中形成收缩部的润滑流体通道；

-图6是图5的区域VI的放大视图；

-图7示意性地示出了根据另一实施例的机械组件的一部分的横截面图，包括其中形成收缩部的润滑流体通道。

具体实施方式

图1至6示出了机械组件2的第一实施例，其包括机械装置4和轴6。轴6沿组件2的纵向轴线X2延伸。例如，轴6为圆柱形，其中心在轴线X2上。

根据实施例，装置4包括安装在轴6上的轴承。例如，装置4是滚动元件轴承，比如滚珠轴承。作为变型，装置4是轴颈轴承或球面轴承。

如图1至4所示，装置4包括固定环10和移动环12。固定环10直接安装在轴6上，并且移动环12围绕固定环10安装。因此，在该实例中，移动环12位于固定环10的外部。环10和12围绕轴线X2同轴对齐。固定环10固定在轴6上，没有绕轴6旋转的自由度。移动环12绕固定环10自由旋转，从而围绕轴6自由旋转。

装置4还包括中间保持架14，中间保持架14包括环形部分18，在该环形部分18上安装滚动元件16，比如滚珠或滚子。保持架14介于环10和12之间，例如沿着在环10和12之间的界面处形成的滚道。作为变型，当装置4是轴颈轴承或球面轴承时，可以省略保持架14。

作为说明性和非限制性示例，组件2可以用在机器中，例如用于传递运动的机构，比如行星齿轮组。根据该示例，行星齿轮组包括行星架，装置4安装在该行星架上；然后，移动环12可在其外周边上包括齿，以便形成能够与机器的其他部件啮合的齿轮。

装置4还包括集成的润滑系统20，其用于在装置4中供应和分配润滑剂流体。例如，润滑剂流体是润滑剂液体，比如油。

优选地，润滑系统20能够与在轴6内部形成的润滑剂流体供给系统配合。

例如，轴6包括供给管道22和一个或多个供给孔24。当组件2运行时，管道22连接到未示出的流体储存器，其向组件2供料。

在所示的示例中，管道22在轴6内沿轴线X2纵向延伸。例如，轴6呈中空圆柱或管的形式，管道22包括轴6内的中空容积。在该实例中，管道22呈半径为R1的圆柱形，以轴线X2为中心(图7)。

每个供给孔24形成在轴的壁中并且在管道22和轴6的外侧之间延伸。一个或多个孔24例如相对于轴线X2径向布置，例如在垂直于轴线X2的径向方向上纵向延伸。

润滑系统20包括至少一个通道26，以允许润滑剂流体流动。通道26形成在轴6和轴承之间的界面28处，更确切地说在轴6的外面30和轴承的内面32之间。在该实例中，相对于外面30测量轴6的半径R2。

当装置4安装在轴6上时，内面32朝向轴6的外面30定向并面向外面30。面32是径向面，也就是说它垂直于与轴线X2垂直的轴承的径向方向。

通道26具有细纹或沟槽形式的开口部分。例如，通道26由基本上彼此平行的侧边缘和底部限定。通道26优选地围绕轴线X2以圆形方式延伸。

在该第一实施例中，界面28形成在轴6和固定环10之间。因此，内面32对应于固定环10的内面。

根据该实施例，通道26形成在轴6的外面30上，例如在外面30的表面处。

通道26围绕轴6以圆形方式延伸，形成在轴6的圆周的至少一部分上，优选地形成在轴6的整个圆周上。如图5所示，在该实例中，通道26仅在轴6的圆周的一部分上延伸。

一个或多个供给孔24通向通道26的内部，从而使得可以将润滑剂流体从管道22供应到通道。在所示的示例中，一个或多个供给孔24通向通道26的底部。

根据变型，多个(优选相同)通道26形成在轴6上，沿轴线X2纵向间隔开。在这种情况下，至少一个供给孔24通向每个通道26。为简单起见，下面仅描述一个通道26，但是该描述可以应用于单个润滑系统20中的单个轴上存在多个通道26的情况。

在图1至5所示的示例中，轴6包括每个通道26的单个孔24，但是作为变型，每个通道26的孔24的数量可以是不同的，例如大于或等于2，或者大于或等于4。

润滑系统20还包括形成在轴承中并直接或间接连接到通道26的分配管道，以便将润滑剂流体从通道26分配到轴承的各个部分。

根据示例，润滑系统20布置成分配润滑剂流体，以润滑环10、12与保持架14之间的内部界面，和/或润滑滚动元件16，和/或润滑移动环12的外部，特别是当移动环12是齿轮时。

润滑系统20还优选地配置成提供润滑剂流体到轴承的各个角部分或区域的良好分配，例如以便当装置4在操作期间经历加速时补偿不均匀分配。

在所示的示例中，润滑系统20包括第一分配管道34、第二分配管道36和第三分配管道38。作为变型，可以存在这些第一、第二和第三分配管道34、36和38中的一些或全部。

第一分配管道34形成在固定环10中，在内径向面32和固定环10的外面之间径向延伸，它们在与保持架的界面处开口。第一分配管道34允许润滑剂流体从通道26朝向环10和12之间的滚道分配。

第二分配管道36形成在固定环10中，在内径向面32和固定环10的外面之间径向延伸，它们在用于接收滚动元件16的凹部处开口，以便将润滑剂流体从通道26分配到滚动元件16。

第三分配管道38形成在移动环12中，在移动环12的内径向面和外面之间径向延伸，以便将润滑剂流体朝向移动环12的外面分配。第三分配管道38的下端例如由第一或第二分配管道34和36供应的润滑剂流体供给。因此，第三分配管道38间接地从通道26供给。在该实例中，它们通过分配管道34和36的中间作用被供给润滑剂流体。

这里，第三分配管道38形成出口孔，其允许润滑剂流体离开装置4。

优选地，分配管道34、36和38各自在垂直于与通道26对齐的轴线X2的几何平面中延伸。

通道26包括至少一个收缩部40或限制部，其局部地减小通道26的截面，以便减少在通道26中流动的润滑流体的流量并且产生在通道中流动的润滑剂流体的头部损失。

例如，每个收缩部40包括通道26的深度的局部减小和/或通道26的宽度的局部减小和/或通道26的底部形状的局部修改，例如使用用于通道26的底部的波浪形状。

收缩部40位于通道26内，但这并不意味着它必须直接形成在通道26的一个壁上。收缩部40尤其可以由通道26外部的元件形成，比如固定到组件2的另一部分的元件，其然后通过通道26的开口延伸到通道26中，以便收缩通道26的截面。

通常，一个或多个收缩部40直接形成在通道26的侧壁和/或底部上，例如通过在轴6上形成通道26期间局部地增加或减小通道26的深度和/或宽度。

例如，每个收缩部40局部地将通道26的截面减小至少5％，优选地至少10％，更优选地至少40％。

优选地，由给定通道26内的收缩部40产生的头部损失在0巴和20巴之间，优选地在5巴和12巴之间。

根据示例，对于收缩部40，在通道26的相对壁之间测量的通道26的宽度减小至少10％，或至少25％，或至少50％。

根据其他示例，对于收缩部40，在相对于轴线X2的径向方向上测量的通道26的深度减小至少10％，或至少25％，或至少50％。

在所示的实施例中，通道26和收缩部40都形成在轴6的外面30上。因此可以理解，构成系统20的元件然后在轴6和装置4之间分配在组件2中。

然而，根据未示出的第二实施例，通道26形成在轴6和轴承中的一个或另一个上(在这种情况下分别在面30上或面32上)，并且收缩部40形成在轴承和轴6中的另一个上。

在该第二实施例中，收缩部40优选地以诸如隆起或附着部件之类的元件的形式形成，其从形成它们的面突出并且延伸到通道26中以便收缩通道26的截面。

在一示例中，通道形成在轴的外面30上，并且与该通道相关的一个或多个收缩部40中的每一个包括形成在内面32上并且延伸到通道中的元件，特别是隆起或附着元件。

在另一示例中，通道形成在轴承的内面32上，并且与该通道相关的一个或多个收缩部40中的每一个包括形成在轴的外面30上并延伸到通道26中的元件，特别是隆起或附着元件。

在其他示例中，收缩部40形成在两个面30和32上，无论其上形成有通道26的面30或32。

根据未示出的第三实施例，通道和一个或多个收缩部40形成在内面32上且因此在装置4上(特别是在固定环10上)。在这种情况下，系统20完全集成到装置4中。然而，当如上所述由轴6提供润滑剂流体的供给时，则相应地调整系统20的尺寸，特别是为了使形成在装置4的轴承上的通道26与供给孔24对齐。在该实施例中，在轴6的表面30处开口的孔24被认为在通道26内打开，尽管通道26形成在面32上，因为面32优选地布置在距面30的小距离处，并且孔24面向通道26的开口部分定位。

例如，面30和32分开的距离小于或等于1cm，或者小于或等于5mm，或者小于或等于1mm，该距离相对于轴线X2径向测量。

最后，在第四实施例中，固定环10由类似的环代替，该环集成在轴6中并且因此不形成装置4的一部分。例如，集成的环与轴6是一体的。然后，装置4的轴承包括移动环12，移动环12围绕集成的环旋转安装。在这种情况下，界面28对应于环12和集成的环之间的界面。然后相应地调整装置4。特别地，相应地修改孔24以便穿过固定环。

除了通道26和收缩部40的位置差异之外，第一实施例的描述可以应用于所有这些其他实施例。

优选地，无论实施例如何，与每个通道26相关的收缩部40的数量大于或等于1并且小于或等于与该通道26相关(也就是说通向该通道26)的供给孔24的数量。作为变型，当存在多个通道26时，某些通道26可以没有收缩部40。

例如，当轴6包括连接到同一通道26的多个供给孔24时，并且当通道26包括多个收缩部40时，收缩部40沿通道26分布，使得在两个连续的供给孔24之间延伸的每个通道部分最多包括一个收缩部40。作为变型，所述通道部分每个包括至少一个收缩部40或甚至多个收缩部40。

在实践中，根据装置4和/或组件2的预期应用来选择与每个通道26相关的收缩部40的精确数量、由每个收缩部40产生的截面或流量的减小的大小、围绕轴6和/或沿着每个通道26围绕轴承的收缩部40的角度分布以及特别是收缩部40相对于孔24的相对位置，特别是为了促进根据预定义的一组规格的润滑剂流体的分配。

借助于本发明的实施例，每个收缩部40局部地限制通道26中的润滑剂流动，从而产生流体头损失，从而使得可以在装置4处于运行时控制和优化润滑剂的分配。

在每个通道26中形成的一个或多个收缩部40的数量、尺寸和位置的选择使得可以根据需要调节流体在通道中流动的方式，例如以便将更大或更小部分的流动引向某些分配管道。

图7示出了根据另一实施例的轴6'，其执行类似于轴6的作用。轴6'通过说明性示例提供，示出了收缩部40的各种变型实施例。

在该示例中，轴6'包括通道26，在该实例中，通道26在轴6'的整个圆周上延伸，与图5的示例的通道26相反，图5的通道26仅在轴6的部分圆周上延伸。轴6'还包括四个与通道26相关并径向延伸的供给孔24，它们成对地间隔开90°的角度。

例如，轴6'包括另一通道，该通道未示出并且相对于图7的平面沿着轴线X2从通道26偏移。该另一通道与供给孔24'相关，其类似于孔24并且以虚线示出。

在所示的示例中，轴6'包括四个收缩部40，分别表示为40a、40b、40c和40d，每个通过通道26的深度的减小(通过局部地产生从通道的底部延伸的凸起部分或隆起(例如与轴6'成一体)而获得)形成在轴6'的外面30上。

举例来说，收缩部40a包括具有圆形斜坡的平台形式的隆起50，也就是说其高度沿着通道26以非线性方式变化。收缩部40b包括具有线性斜坡的平台形式的隆起52，也就是说其高度沿着通道26以线性方式变化。该隆起40c包括具有不同高度的多个邻接的平坦平台54、56、58。隆起40d包括单个平坦的平台。

收缩部40的数量、它们的形状以及在轴6'上的分布可以是不同的。收缩部40a、40b、40c和40d形成在轴6'自身上。然而，收缩部40a、40b、40c和40d的形状可以转换到在装置4上形成收缩部40的实施例。

以上阐述的实施例和变型可以彼此组合以产生新的实施例。

Claims

1.一种机械组件(2)，包括：

-轴(6；6')；

-机械装置(4)，包括：

·轴承，其安装在所述轴(6)上并且包括至少一个环(12)，该环能够围绕所述轴旋转运动；

·润滑系统(20)，包括：

o允许润滑剂流体流动的通道(26)，其形成在所述轴和轴承之间的界面(28)处；

o用于润滑剂流体的分配管道(34、36)，其形成在所述轴承中并流体连接到所述通道；

其特征在于，所述通道(26)包括至少一个收缩部(40)，以产生在所述通道中流动的润滑剂流体的头部损失。

2.根据权利要求1所述的机械组件，其特征在于，所述通道和所述至少一个收缩部形成在所述轴承的内面(32)上，面向所述轴的外面(30)。

3.根据权利要求1所述的机械组件，其特征在于，所述通道形成在所述轴的外面(30)上，与该通道相关的所述至少一个收缩部包括形成在所述轴承的内面(32)上的元件，面向所述轴的外面(30)，所述元件延伸到所述通道中；

或者，所述通道形成在所述轴承的内面(32)上，面向所述轴的外面(30)，与该通道相关的所述至少一个收缩部包括形成在所述轴的外面(30)上的元件，所述元件延伸到所述通道中。

4.根据权利要求1所述的机械组件，其特征在于，所述通道(26)和所述至少一个收缩部(40；40a、40b、40c、40d)形成在所述轴(6；6')的外面(30)上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的机械组件，其特征在于，所述轴(6；6')包括用于润滑剂流体的供给管道(22)和至少一个供给孔(24；24')，每个供给孔(24；24')将所述供给管道流体连接到供应通道(26)。

6.根据权利要求5所述的机械组件，其特征在于，所述轴包括连接到同一通道(26)的多个供给孔(24)，并且所述通道包括多个收缩部(40)，所述收缩部沿着所述通道分布，使得在两个连续的供给孔之间延伸的每个通道部分包括至多一个收缩部。

7.根据前述权利要求中任一项所述的机械组件，其特征在于，每个收缩部(40；40a、40b、40c、40d)包括通道深度的局部减小和/或通道宽度的局部减小和/或通道底部形状的局部修改。

8.根据前述权利要求中任一项所述的机械组件，其特征在于，所述轴承包括直接安装在所述轴(6)上的固定环(10)，所述移动环(12)围绕所述固定环(10)旋转安装，所述轴承的内面(32)是所述固定环(10)的内面。

9.一种用于形成根据权利要求2所述的机械组件(2)的机械装置(4)，所述机械装置(4)包括：

·轴承，其能够安装在轴(6)上并且包括至少一个环(12)，该环能够围绕所述轴旋转运动；

·润滑系统(20)，包括：

其特征在于，所述通道包括至少一个收缩部(40)，以产生在所述通道中流动的润滑剂流体的头部损失，所述通道和所述至少一个收缩部形成在所述轴承的内面(32)上，用于当所述轴承安装在所述轴上时面向所述轴(6)的外面(30)。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的机械组件或者根据权利要求9所述的机械装置，其特征在于，所述轴承(4)是滚动元件轴承，优选为滚珠轴承。