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一种推力轴承,其包括周向布置在轴承座圈中的圆柱形滚子,所述圆柱形滚子的旋转轴线径向地指向所述推力轴承的中心轴线并且各自具有绕所述圆柱形滚子并且沿其纵向延伸的接触表面,所述圆柱形滚子包括至少径向相邻的第一滚子对,每对中的径向内部第一滚子被布置成其旋转轴线与所述对的径向外部第一滚子的所述旋转轴线对准,并且所述圆柱形滚子包括第二滚子,至少一个所述第二滚子在周向方向上被布置在相邻的第一滚子对之间,所述至少一个第二滚子相对于所述径向外部第一滚子在径向方向上偏移,所述至少一个第二滚子周向布置在所述径向外部第
(19)国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 114909396 A (43)申请公布日 2022.08.16 (21)申请号 7.9 (22)申请日 2022.02.08 (30)优先权数据 1 2021.02.08 EP (71)申请人 拉季埃-菲雅克有限责任公司 地址 法国菲雅克 (72)发明人 M ·高歇尔 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 专利代理师 张婧晨张一舟 (51)Int.Cl. F16C 19/50 (2006.01) F16C 19/52 (2006.01) F16C 33/34 (2006.01) B64C 13/24 (2006.01) 权利要求书1页 说明书8页 附图4页 (54)发明名称 5%内周向对准。 推力轴承 (57)摘要 一种推力轴承,其包括周向布置在轴承座圈 中的圆柱形滚子,所述圆柱形滚子的旋转轴线径 向地指向所述推力轴承的中心轴线并且各自具 有绕所述圆柱形滚子并且沿其纵向延伸的接触 表面,所述圆柱形滚子包括至少径向相邻的第一 滚子对,每对中的径向内部第一滚子被布置成其 旋转轴线与所述对的径向外部第一滚子的所述 旋转轴线对准,并且所述圆柱形滚子包括第二滚 子,至少一个所述第二滚子在周向方向上被布置 在相邻的第一滚子对之间,所述至少一个第二滚 子相对于所述径向外部第一滚子在径向方向上 偏移,所述至少一个第二滚子周向布置在所述径 A 向外部第一滚子之间,其中所述径向偏移使得位 6 于沿每个径向外部第一滚子的接触表面的长度 9 3 9 的中间处的中线与位于沿所述至少一个第二滚 0 9 4 子的接触表面的长度从其所述接触表面的纵向 1 1 N 端起的四分之一处的四分之一线在所述径向外 C 部第一滚子的所述接触表面的所述长度的正负 CN 114909396 A 权利要求书 1/1页 1.一种推力轴承,其包括周向布置在轴承座圈中的圆柱形滚子,所述圆柱形滚子的旋 转轴线径向地指向所述推力轴承的中心轴线并且各自具有绕所述圆柱形滚子并且沿其纵 向延伸的接触表面,所述圆柱形滚子包括至少径向相邻的第一滚子对,每对中的径向内部 第一滚子被布置成其旋转轴线与所述对的径向外部第一滚子的所述旋转轴线对准,并且所 述圆柱形滚子包括第二滚子,至少一个所述第二滚子在周向方向上被布置在相邻的第一滚 子对之间,所述至少一个第二滚子相对于所述径向外部第一滚子在径向方向上偏移,所述 至少一个第二滚子周向布置在所述径向外部第一滚子之间,其中所述径向偏移使得位于沿 每个径向外部第一滚子的接触表面的长度的中间处的中线与位于沿所述至少一个第二滚 子的接触表面的长度从其所述接触表面的纵向端起的四分之一处的四分之一线在所述径 向外部第一滚子的所述接触表面的所述长度的正负5%内周向对准。 2.如权利要求1所述的推力轴承,其中区域径向地位于周向相邻的第一滚子对中的每 一者的所述径向内部第一滚子的所述接触表面与所述径向外部第一滚子的所述接触表面 之间,所述第二滚子在所述周向方向上布置在所述周向相邻的第一滚子对之间,并且其中 位于沿所述至少一个第二滚子的所述接触表面的所述长度从所述至少一个第二滚子的所 述接触表面的所述纵向端起的四分之三处的四分之三线与所述周向相邻的第一滚子对的 所述区域在所述至少一个第二滚子的所述接触表面的所述长度的正负5%内周向对准,所 述至少一个第二滚子在所述周向方向上布置在所述周向相邻的第一滚子对之间。 3.如权利要求1或2所述的推力轴承,其中每个第一滚子对中的所述径向内部第一滚子 和所述径向外部第一滚子在其纵向端处被支撑成能够彼此接触,所述纵向端在所述推力轴 承的所述径向方向上相邻。 4.如权利要求1、2或3所述的推力轴承,其中在所述周向方向上相邻的第一滚子对之间 仅布置一个第二滚子。 5.如任一项前述权利要求中所述的推力轴承,其中所述至少一个第二滚子的所述接触 表面的所述纵向端是所述接触表面的径向外端。 6.如任一项前述权利要求中所述的推力轴承,其中所述第一滚子和所述第二滚子的所 述接触表面具有相同的长度。 7.一种致动器,所述致动器包括如任一项前述权利要求中所述的推力轴承。 8.一种用于调整飞行器上的升降舵的致动器,其包括如任一项前述权利要求中所述的 推力轴承。 9.一种操作如任一项前述权利要求中所述的推力轴承的方法,其中所述推力轴承位于 第一部件与第二部件之间,并且允许所述第一部件和所述第二部件相对旋转。 10.如权利要求9所述的方法,其中所述第一部件和所述第二部件相对旋转到最大 25rpm或20rpm或15rpm。 11.如权利要求9或10所述的方法,其中轴向负载由所述推力轴承传递,并且其中所述 轴向负载小于或等于25吨或20吨或15吨。 2 2 CN 114909396 A 说明书 1/8页 推力轴承 技术领域 [0001] 本发明涉及推力轴承。 背景技术 [0002] 在圆柱形滚子推力轴承中,滚子和轴承座圈的接触区域中的相对速度会产生滑动 现象。这种现象从滚子末端到滚子中部线性地减小,在中部没有滑动,因为滚子中部的一小 块区域发生实际的滚动行为。接触区域中受滑动现象影响的部分会磨损,但中间区域不会。 因此,在具有围绕滚动座圈周向延伸的单排滚子的推力轴承的情况下,由于与滚子中部相 比,滚子末端处的磨损更大,随着时间的推移,滚子和/或座圈在径向方向上不均匀地磨损。 在某些应用中,座圈和/或滚子采用峰形,其中峰定位成与滚子中间周向对准。这导致该区 域中的接触压力增大,并且最终导致座圈和/或滚子上的局部材料脱落。 [0003] 滚子在轴承座圈上的速度根据直径而增加,从而当滑动现象在较大直径处发生时 导致较大的材料磨损。在多个周向延伸的滚子排的情况下,在最外排中的座圈和/或滚子上 的材料磨损较高。 [0004] 本公开旨在提供一种改进的包括圆柱形滚子的推力轴承。 发明内容 [0005] 根据本公开的一个方面,提供一种推力轴承,该推力轴承包括周向布置在轴承座 圈中的圆柱形滚子,所述圆柱形滚子的旋转轴线径向地指向推力轴承的中心轴线并且各自 具有绕圆柱形滚子并且沿其纵向延伸的接触表面,圆柱形滚子包括至少径向相邻的第一滚 子对,每对中的径向内部第一滚子被布置成其旋转轴线与该对的径向外部第一滚子的旋转 轴线对准,并且圆柱形滚子包括第二滚子,至少一个所述第二滚子在周向方向上被布置在 相邻的第一滚子对之间,至少一个第二滚子相对于径向外部第一滚子在径向方向上偏移, 至少一个第二滚子周向布置在径向外部第一滚子之间,其中径向偏移使得位于沿每个径向 外部第一滚子的接触表面的长度的中间处的中线与位于沿至少一个第二滚子的接触表面 的长度从其接触表面的纵向端起的四分之一处的四分之一线在径向外部第一滚子的接触 表面的长度的正负5%内周向对准。 [0006] 在此推力轴承的一个任选示例中,区域径向地位于周向相邻的第一滚子对中的每 一者的径向内部第一滚子的接触表面与径向外部第一滚子的接触表面之间,第二滚子在该 周向方向上布置在周向相邻的第一滚子对之间,并且其中位于沿至少一个第二滚子的接触 表面的长度从至少一个第二滚子的所述接触表面的纵向端起的四分之三处的四分之三线 与周向相邻的第一滚子对的区域在至少一个第二滚子的接触表面的长度的正负5%内周向 对准,至少一个第二滚子在该周向方向上布置在周向相邻的第一滚子对之间。 [0007] 每个第一滚子对的径向内部第一滚子和径向外部第一滚子在其纵向端处被支撑 成能够彼此接触,所述纵向端在推力轴承的径向方向上相邻。第一滚子可由保持器支撑。保 持器还可支撑第二滚子。 3 3 CN 114909396 A 说明书 2/8页 [0008] 一个或多个第二滚子可任选地在周向方向上布置在第一滚子之间。在一个示例 中,在周向方向上相邻的第一滚子对之间仅布置一个第二滚子。 [0009] 在任选示例中,至少一个第二滚子的接触表面的纵向端是接触表面的径向外端。 然后,第二滚子可相对于外部第一滚子径向向内偏移。在另一示例中,至少一个第二滚子的 接触表面的纵向端是接触表面的径向内端。然后,第二滚子可相对于外部第一滚子径向向 外偏移。 [0010] 在任选示例中,第一滚子和第二滚子的接触表面具有相同的长度。 [0011] 本公开的一个方面提供了一种致动器,该致动器包括如本文所公开的推力轴承。 致动器可用于调整飞行器上的升降舵。 [0012] 本公开的一个方面提供了一种操作如本文所公开的推力轴承的方法,其中推力轴 承位于第一部件与第二部件之间,并且允许第一部件与第二部件相对旋转。 [0013] 第一部件和第二部件可相对旋转到最大25rpm或20rpm或15rpm。 [0014] 由推力轴承传递的轴向负载可小于或等于25吨或20吨或15吨。 附图说明 [0015] 图1示出了具有外排和内排圆柱形滚子的已知推力轴承的一个象限的示意性平面 图。 [0016] 图2示出了根据本公开的实施方案的具有外排和内排圆柱形第一滚子和一排圆柱 形第二滚子的推力轴承的一个象限的示意性平面图。 [0017] 图3示出了图1的已知推力轴承的圆柱形滚子对的与示出滚子的磨损特性和/或由 在座圈中滚动的滚子造成的座圈磨损的曲线的推力轴承的第一滚子对和第二滚子的与示出滚子的磨损特性和/ 或由在座圈中的滚子造成的座圈磨损的曲线所示的特性中的一者的曲线示出了根据本公开的另一实施方案的具有三排圆柱形第一滚子和两排圆柱形 第二滚子的推力轴承的一个象限的示意性平面图。 具体实施方式 [0021] 图1示出了具有外排和内排圆柱形滚子91的已知推力轴承100的示意性平面图。滚 子保持在环形保持器93中,以绕其纵向中心轴线旋转,这些旋转轴线 的中心轴线具有绕滚子并且沿其纵向延伸的接触表面。在该推力轴承中,每 个滚子的接触表面延伸滚子的长度。滚子91以径向(相对于推力轴承的中心轴线)相邻的滚 子成对地布置,每对中的径向内部滚子91A被布置成其旋转轴线与该对中的径向外部滚子 91B的旋转轴线对准。滚子容纳在推力轴承的每个轴向侧上的轴承座圈(未示出)中,从而轴 承允许轴向相对的轴承座圈在传递轴向负载的同时相对旋转。 [0022] 每个外部滚子91B具有长度(在推力轴承100的径向方向上)L1O,每个内部第一滚 子91A具有与L1O相同的长度L1I。 [0023] 每个外部滚子91B与滚子对的内部滚子91A端对端松动接触。松动接触允许外部滚 子和内部滚子以不同的旋转速度独立地旋转。 4 4 CN 114909396 A 说明书 3/8页 [0024] 仅示出了推力轴承的一个象限,并且整个轴承在整个圆周上方延伸。在该示例中, 推力轴承总共具有三十二个滚子,由十六对组成。 [0025] 图2示出了本公开的实施方案的示例的示意性平面图。该图示出了具有外排和内 排圆柱形第一滚子1和一排圆柱形第二滚子2的推力轴承10的一个象限。滚子保持在环形保 持器3中,以绕其纵向中心轴线旋转,这些旋转轴线的中心轴线以径向(相对于推力轴承的中心轴线)相邻的第一滚子成对的布置,每对中的径向内 部第一滚子1A被布置成其旋转轴线与该对中的径向外部第一滚子1B的旋转轴线在周向方向(相对于推力轴承的中心轴线)上布置在相邻的第一滚子对之间。 [0026] 每个滚子1、2具有绕滚子并且沿其纵向延伸的接触表面。内部第一滚子1A具有接 触表面4A,外部第一滚子1B具有接触表面4B,并且第二滚子具有接触表面5。区域6径向地位 于内部第一滚子1A的接触表面4A与外部第一滚子的接触表面4B之间。在该示例中,假定每 个滚子的接触表面4A、4B、5延伸滚子的长度。 [0027] 滚子容纳在推力轴承的每个轴向侧上的轴承座圈(未示出)中,从而轴承允许轴向 相对的轴承座圈在传递轴向负载的同时相对旋转。 [0028] 在使用中,例如在用于调整飞行器上的升降舵的致动器中,推力轴承位于第一部 件与第二部件之间,从而允许部件之间的相对旋转,同时传递轴向负载。 [0029] 每个外部第一滚子1B具有长度(在推力轴承10的径向方向上)L1O,每个内部第一 滚子1A具有长度L1I,并且每个第二滚子2具有长度L2。在该示例中,这些长度是相同的,但 这不是必须的。外部第一滚子1B可具有与内部第一滚子1A不同的长度。第二滚子2可具有与 外部第一滚子1B不同的长度。第二滚子2可具有与内部第一滚子1A不同的长度。所有滚子都 具有相同的长度是方便且经济的,因为这只需要制造一种类型的滚子。所有滚子的接触表 面具有彼此相同的长度也是方便且经济的。 [0030] 在该示例中,每个外部第一滚子1B与第一滚子对的内部第一滚子1A端对端松动接 触。松动接触允许外部滚子和内部滚子以不同的旋转速度独立地旋转。其由环形保持器3如 此支撑。在其他示例中,滚子可使其端在该推力轴承的径向方向上间隔开。 [0031] 在该示例中,每个第一滚子1在推力轴承的径向方向上的长度为10mm。每个第二滚 子2也具有10mm的长度。 [0032] 仅示出了推力轴承的一个象限,并且整个轴承在整个圆周上方延伸。在该示例中, 推力轴承总共具有三十个滚子,由以十对布置的二十个第一滚子1和十个第二滚子2组成, 各自位于两对周向相邻的第一滚子1之间。然而,这仅仅是可如何应用本公开的原理的一个 示例,并且在应用这些原理时可采用其他数量的滚子和滚子的布置。 [0033] 该示例性推力轴承10适用于用来调整飞行器上的升降舵的致动器中,涉及重负 载、低转速和/或润滑不良。例如,在推力轴承的每一端处的两个部件的最大相对转速在15 吨的负载下可以是15rpm。 [0034] 图3示出了图1的已知推力轴承100的第一滚子对91的与示出滚子的磨损特性和/ 或由滚子对推力轴承的每个轴向侧上的轴承座圈(未示出)造成的磨损特性的曲线图并置 的示意图。平行的竖直虚线中的周向延伸线的展开,展开成直线上的相对径向位置,即推力轴承100延伸通过其中心轴线的半径上的位置。因 此,每条线从推力轴承中心轴线A的内端处,线B的内端相交的半径处,线B的外端处。 线A的长度从滚子的内端起的四分之一处,线A的 长度从其内端(也从其外端)起的一半处,线位于沿内部滚子的长度从其内端起的四分之 三处。线B的长度从滚子的内端起的四分之一处,线B的长度从其内端(也从其外端)起的一半处,线B的长度从其内端起 的四分之三处。 [0035] 图3底部处的曲线B的磨损特性和/或在使用 中由图1的已知推力轴承的那些滚子对轴承座圈造成的磨损特性。X轴线示出了沿与图中顶 部所示的滚子相对应的滚子的长度的位置。向下延伸的Y轴线示出了滚子的磨损量和/或由 滚子对推力轴承的每个轴向侧上的轴承座圈造成的磨损量。磨损特性由曲线图中的实线示 出,并且示出滚子的磨损量或由滚子造成的磨损量,即磨损轮廓。 [0036] 在实线相交的地方,即外部滚子91B在轴承座圈中滚动而不滑动的地方,该 相交点位于滚子的中间,在该中间处,由滚子的接触表面造成的滚子或轴承座圈的磨损非 常小。这表示为低磨损部分P6,并且位于外部滚子1B的纵向中心。就滚子而言,低磨损部分 P6绕滚子延伸,并且就轴承座圈而言,低磨损部分P6绕轴承座圈的圆周延伸,该轴承座圈相 对于该推力轴承周向地延伸。 [0037] 在低磨损部分P6的沿滚子91B的纵向方向(推力轴承的径向方向)的每一侧上,存 在高磨损部分。高磨损部分P7位于低磨损部分P6的纵向外侧,高磨损部分P5位于低磨损部 分P6的纵向内侧。高磨损部分P7的磨损量大于高磨损部分P5的磨损量,这是由于高磨损部 分P7比高磨损部分P5离推力轴承的中心轴线的径向距离更大,因此在使用中经受更高的速 度。 [0038] 随着时间的推移,采用所示的轮廓,其结果是轴向负载(相对于推力轴承)集中在 低磨损部分P6处。增加的应力会导致滚子或轴承座圈的该部分脱落。 [0039] 在这些部件中的一者(诸如轴承座圈)具有大部分磨损并且因此具有峰形的情况 下,脱落将倾向于发生在另一部件(诸如滚子)上。 [0040] 关于内部滚子91A的磨损轮廓或由该内部滚子造成的磨损轮廓,这也由实线示出。 在该实线相交的地方,即滚子在轴承座圈中滚动而不滑动的地方,该相交点位于滚 子的中间,在该中间处,由内部滚子的接触表面造成的滚子或轴承座圈的磨损非常小。这表 示为低磨损部分P2,并且位于内部滚子1A的纵向中心。就滚子而言,该低磨损部分P2绕滚子 延伸,并且就轴承座圈而言,该低磨损部分P2绕轴承座圈的圆周延伸,该轴承座圈相对于该 推力轴承周向地延伸。 [0041] 在低磨损部分P2的沿滚子91A的纵向方向(推力轴承的径向方向)的每一侧上,存 在高磨损部分。高磨损部分P3位于低磨损部分P2的纵向外侧,高磨损部分P1位于低磨损部 分P2的纵向内侧。高磨损部分P3的磨损量大于高磨损部分P1的磨损量,这是由于高磨损部 分P3比高磨损部分P1离推力轴承的中心轴线的径向距离更大,因此在使用中经受更高的速 度。随着时间的推移,采用所示的轮廓,其结果是轴向负载(相对于推力轴承)集中在低磨损 部分P2处。增加的应力会导致滚子或轴承座圈的该部分脱落。然而,由于内部滚子91A比外 部滚子91B离推力轴承的中心轴线的径向距离更小,因此速度低于外部滚子91B的速度,因 此磨损量小于外部滚子的磨损量,并且脱落问题可能不太严重。 6 6 CN 114909396 A 说明书 5/8页 [0042] 磨损量:高磨损部分P7大于高磨损部分P5;高磨损部分P5大于高磨损部分P3;并且 高磨损部分P3大于高磨损部分P1。因此,高磨损部分P7的磨损量最大。 [0043] 图4示出了作为本公开的实施方案的图2的推力轴承10的第一滚子对1和第二滚子 2的与示出滚子的或由滚子造成的三种磨损特性的曲线图并置的示意图。平行的竖直虚线中的周向延伸线的展开,展开成直线的相对径向位 置,即推力轴承10延伸通过其中心轴线的半径上的位置。因此,每条线从推力轴承中 心轴线A的内端处,线A的外端 和外部第一滚子1B的内端相交的半径处,线B的外端处。线A的长度从滚子的内端起的四分之一处,线A的长度从 其内端(也从其外端)起的一半处,线位于沿内部第一滚子的长度从其内端起的四分之三 处。线B的长度从滚子的内端起的四分之一处,线B的长度从其内端(也从其外端)起的一半处,线位于沿外部第一滚子的长度从其 内端起的四分之三处。 [0044] 第二滚子2邻近第一滚子对1A、1B周向定位(相对于绕推力轴承中心轴线的圆周)。 其通过环形保持器(图中未示出)与第一滚子周向间隔开。第二滚子2相对于第一滚子1A、1B 径向偏移。偏移使得位于沿外部第一滚子1B的长度的一半处的中线 的长度从其外端起的四分之一处的线上的该四分之一处的线从外部第一滚子径向(相对于推力轴承中心轴线)向内偏移外部第一滚 子的长度的四分之一。因为在该示例中,第二滚子2具有与外部第一滚子1B相同的长度,所 以第二滚子2的内端从外部第一滚子1B的内端径向向内偏移外部第一滚子1B的长度的四分 之一。 [0045] 第二滚子2在推力轴承的径向上桥接外部第一滚子1B的接触表面4B与内部第一滚 子1A的接触表面4A之间的区域6(见图2)。 [0046] 区域6径向地位于周向相邻的第一滚子对1A、1B的径向内部第一滚子1A的接触表 面4A和径向外部第一滚子1B的接触表面4B之间,第二滚子2在周向方向上布置在该第一滚 子之间,并且位于沿至少一个第二滚子2的接触表面5的长度从第二滚子2的所述接触表面5 的径向内纵向端起的四分之三处的四分之三线上)与周向相邻的第一滚子对1A、1B 的区域6周向对准,第二滚子2在周向方向上布置在该第一滚子之间。 [0047] 在另一示例(未示出)中,第二滚子2可替代地相对于外部第一滚子1B径向向外偏 移。在这种情况下,外部第一滚子1B的中线的长度从其内端起在相对于 推力轴承的径向向外方向上的四分之一处的线底部处的曲线图示出了使用中的滚子的磨损特性或由滚子造成的磨损特性。X 轴线示出了沿与图中顶部所示的滚子相对应的滚子的长度的位置。向下延伸的Y轴线示出 了滚子的磨损量和/或由滚子对推力轴承的每个轴向侧上的轴承座圈造成的磨损量。曲线 图中的实线B的磨损特性或轮廓,或者由第一滚子1A、1B对轴承座圈造 成的磨损特性或轮廓。虚线的磨损特性或轮廓,或者由第二滚子2对轴承 座圈造成的磨损特性或轮廓。虚线示出了第一滚子和第二滚子2的总磨损量或复合磨损量 或由第一滚子和第二滚子造成的总磨损量或复合磨损量,即第一滚子和第二滚子的磨损量 或由第一滚子和第二滚子造成的加在一起的磨损量。 7 7 CN 114909396 A 说明书 6/8页 [0049] 第一滚子1A、1B的或由该第一滚子造成的实线所示的关于已知 推力轴承的实线的轮廓相似,但磨损量较小。这是因为在图2的推力轴承(本公开的实施方 案)中有十个第一滚子对1A、1B,而在图1所示的已知推力轴承中有十六个滚子对91A、91B。 因此,对于推力轴承的给定转数,对于图2的推力轴承,滚子1A、1B经过推力轴承座圈上的给 定径向线B经过相应径向线] 考虑实线,在该实线相交的地方,即滚子在轴承座圈中滚动而不滑动的地 方,该相交点位于滚子的中间,在该中间处滚子的接触表面的或由滚子接触面造成的轴承 座圈的磨损非常小。这表示为低磨损部分P6,并且位于外部第一滚子1B的纵向中心。就滚子 而言,低磨损部分P6绕滚子延伸,并且就轴承座圈而言,低磨损部分P6绕轴承座圈的圆周延 伸,该轴承座圈相对于该推力轴承周向地延伸。 [0051] 在低磨损部分P6的沿滚子1B的纵向方向(推力轴承的径向方向)的每一侧上,存在 高磨损部分。高磨损部分P7位于低磨损部分P6的纵向外侧,高磨损部分P5位于低磨损部分 P6的纵向内侧。高磨损部分P7的磨损量大于高磨损部分P5的磨损量,这是由于高磨损部分 P7比高磨损部分P5离推力轴承的中心轴线的径向距离更大,因此在使用中经受更高的速 度。随着时间的推移,采用所示的轮廓,其结果是轴向负载(相对于推力轴承)集中在低磨损 部分P6处。增大的应力会导致第一外部滚子1B或轴承座圈的接触表面的这部分脱落。 [0052] 关于内部第一滚子1A的磨损轮廓,这也由实线示出。在该实线相交的地方, 即滚子在轴承滚子中滚动而不滑动的地方,该相交点位于滚子的中间,在该中间处,滚子的 接触表面的或由滚子的接触表面造成的轴承座圈的磨损非常小。这表示为低磨损部分P2, 并且位于内部滚子1A的纵向中心。就滚子而言,该低磨损部分P2绕滚子延伸,并且就轴承座 圈而言,该低磨损部分P2绕轴承座圈的圆周延伸,该轴承座圈相对于该推力轴承周向地延 伸。 [0053] 在低磨损部分P2的沿滚子1A的纵向方向(推力轴承的径向方向)的每一侧上,存在 高磨损部分。高磨损部分P3位于低磨损部分P2的纵向外侧,高磨损部分P1位于低磨损部分 P2的纵向内侧。高磨损部分P3的磨损量大于高磨损部分P1的磨损量,这是由于高磨损部分 P3比高磨损部分P1离推力轴承的中心轴线的径向距离更大,因此在使用中经受更高的速 度。随着时间的推移,采用所示的轮廓,其结果是轴向负载(相对于推力轴承)集中在低磨损 部分P2处。增大的应力会导致第一内部滚子1A或轴承座圈的接触表面的脱落。然而,由于内 部滚子1A比外部滚子1B离推力轴承的中心轴线的径向距离更小,因此速度低于外部滚子1B 的速度,因此磨损量小于外部滚子的磨损量,并且脱落问题可能不太严重。 [0054] 就图2所示的推力轴承(其为本公开的实施方案)而言,磨损量:高磨损部分P7大于 高磨损部分P5;高磨损部分P5大于高磨损部分P3;并且高磨损部分P3大于高磨损部分P1。因 此,高磨损部分P7的磨损量最大。 [0055] 由第二滚子2造成的虚线的磨损特性或轮廓具有与第一外部滚子1B相同的总体形 状,但是考虑到第二滚子2与第一外部滚子1B相比位于径向向内的位置,具有减小的最大磨 损量。 [0056] 考虑示出由第二滚子2造成的磨损轮廓的虚线,在该虚线与线相交的地方,即滚 子在轴承座圈中滚动而不滑动的地方,该相交点位于滚子的中间,在该中间处,第二滚子的 8 8 CN 114909396 A 说明书 7/8页 接触表面的或由第二滚子2的接触表面造成的磨损非常小。这表示为低磨损部分Q5,并且位 于第二滚子2的纵向中心。就滚子而言,该低磨损部分Q5绕滚子延伸,并且就轴承座圈而言, 该低磨损部分Q5绕轴承座圈的圆周延伸,该轴承座圈相对于该推力轴承周向地延伸。 [0057] 在低磨损部分Q5的沿滚子2的纵向方向(推力轴承的径向方向)的每一侧上,存在 高磨损部分。高磨损部分Q6位于低磨损部分Q5的纵向外侧,高磨损部分Q4位于低磨损部分 Q5的纵向内侧。高磨损部分Q6的磨损量大于高磨损部分Q4的磨损量,这是由于高磨损部分 Q6比高磨损部分Q4离推力轴承的中心轴线的径向距离更大,因此在使用中经受更高的速 度。 [0058] 虚线示出了在本公开的该示例中使用的加在一起的三个滚子的磨损量或由三个 滚子造成的磨损量,即所有三个滚子的复合磨损量或由三个滚子造成的复合磨损量。外部 第一滚子1B的低磨损部分P6沿线与第二滚子的高磨损部分Q6周向对准。因此,因为材料 由于第二滚子2和与其相关的高磨损部分Q6的存在而磨损,所以不会出现在没有偏移的第 二滚子2的情况下在低磨损部分P6处形成的材料的峰形。 [0059] 沿第二滚子2的长度在其他地方也产生类似效果。第二滚子2的低磨损部分Q5与外 部第一滚子1B的高磨损部分P5周向对准。因此因为材料由于外部第一滚子1B和与其相关的 高磨损部分P5的存在而磨损,所以不会出现在没有外部第一滚子1B的情况下在低磨损部分 Q5处形成的材料的峰形。 [0060] 考虑到一方面的第一滚子与另一方面的第二滚子之间的高磨损部分和低磨损部 分的周向对准,将由磨损造成的负载集中将更小,并且因此脱落趋势更小。总体磨损减少并 且轴承的使用寿命增加。 [0061] 图5示出了在图2所示的本公开的示例中使用的由三个滚子1A、1B和2造成的复合 磨损的虚线所示的已知推力轴承中的滚子91A、91B造成的实线。可看出,虚线的 相邻峰和谷之间的差小于实线的相邻峰和谷之间的差。因此,脱落趋势降低并且轴承的工 作寿命延长。另外,在其中大多数磨损发生在轴承座圈而不是滚子中的示例中,每个滚子与 轴承座圈材料中的多个峰接触,而不是与滚子中间的单个峰接触。例如,就第二滚子2而言, 这将与如图5所示的三个峰即X1、X2和X3接触。 [0062] 在该示例中,所有滚子1A、1B和2具有10mm的长度和10mm的直径。高磨损部分P7的 磨损量约为20微米。这些仅仅是示例性的图。 [0063] 在本说明书中,参考滚子的磨损和/或由滚子对推力轴承的每个轴向侧上的轴承 座圈造成的磨损。磨损量取决于滚子和座圈接触部分的径向位置,该径向位置相对于推力 轴承的旋转轴线。在滚子纯滚动处,磨损很小或没有磨损,而在朝向滑动较多的滚子端处, 磨损更多。磨损将发生在滚子和座圈中,并且这些滚子和座圈中的一者比另一者发生得更 多。制造滚子和座圈的材料可能会影响滚子与座圈之间的磨损分布。在本公开的示例中,大 部分磨损发生在座圈中。 [0064] 在本文所述的本公开的示例中,第二滚子相对于径向外部第一滚子在径向方向上 偏移,第二滚子周向布置在径向外部第一滚子之间,其中径向偏移使得位于沿每个径向外 部第一滚子的接触表面的长度的一半处的中线与位于沿至少一个第二滚子的接触表面的 长度从其接触表面的纵向端起的四分之一处的四分之一线周向对准。然而,材料峰的有利 减少仍然通过精确对准的一些变化来实现。因此,径向偏移可使得每个径向外部第一滚子 9 9 CN 114909396 A 说明书 8/8页 的中线与第二滚子的四分之一线在径向外部第一滚子的接触表面的长度的正负5%内周向 对准。 [0065] 在该示例中,第二滚子2在推力轴承的径向方向上桥接外部第一滚子1B与内部第 一滚子1A之间的区域6也是有利的。这使第二滚子2的高磨损部分Q4与发生低磨损的外部第 一滚子和内部第一滚子的端周向对准,再次允许该位置的峰值减小。 [0066] 从第一滚子对的径向内部第一滚子的接触表面径向延伸到径向外部第一滚子的 接触表面的区域6与至少一个第二滚子的接触表面的第一部分T1(见图4)周向方向对准,以 便在周向方向上观察时与该第一部分T1完全重叠。位于沿每个径向外部第一滚子的接触表 面的长度的中间的中线(线)与至少一个第二滚子的接触表面的第二部分T2周向对准,所 述第二部分T2径向向外延伸超过所述中线B的定位与第二滚子2相对于径向外部第一滚子1B在径向向内方向上偏移的 组合有助于材料峰的减小,第二滚子周向布置在径向外部第一滚子之间。 [0067] 图6示出了根据本公开的另一实施方案的具有三排圆柱形第一滚子1和两排圆柱 形第二滚子2的推力轴承的一个象限的视图。与图2的示例相比,推力轴承对于每个第一滚 子对具有附加的第一滚子1C,其位于第一滚子1B的径向外部,如虚线所示,从而提供一组三 个第一滚子。推力轴承还具有附加的第二滚子2A,其位于第二滚子2的径向外部,如虚线所 示,从而提供第二滚子对。 [0068] 附加的第二滚子2A相对于第一滚子1B、1C径向偏移。偏移使得位于沿附加的第一 滚子1C的长度一半处的中线与位于沿附加的第二滚子2A的长度从其外端起的四分之一 处的线周向对准,即附加的第二滚子2A上的该四分之一处的线。因此,附加的第二 滚子2A从附加的第一滚子1C径向(相对于推力轴承中心轴线)向内偏移附加的第一滚子1C 的长度的四分之一。 [0069] 与图2示例的情况一样,图6示例可在轴向负载分布和减小整体磨损方面获得类似 的益处。附加的滚子意味着推力轴承可支撑更高的轴向负载。 [0070] 取决于待支撑的负载和可用空间,在另外的示例中可使用第一滚子和/或第二滚 子径向向外的一个或多个另外的附加滚子。 [0071] 在图2的示例中,单个第一滚子对1A、1B形成至少若干第一滚子对。在图6的示例 中,该第一滚子对1A、1B加上附加的第一滚子1C形成至少若干第一滚子对。 [0072] 在为每个第一滚子对提供至少一个附加的第一滚子的示例中,至少一个附加的第 一滚子的一个或多个旋转轴线与相应的第一滚子对的旋转轴线 CN 114909396 A 说明书附图 2/4页 图2 图3 12 12 CN 114909396 A 说明书附图 3/4页 图4 图5 13 13 CN 114909396 A 说明书附图 4/4页 图6 14 14