推力轴承组件 发明背景
本发明一般涉及推力轴承，具体涉及具有推力垫圈和处于保持架中的滚子的推力轴承组件，垫圈和滚子用来承受相对转动的元件间的轴向载荷。
一种普通类型的推力轴承组件包括一保持架和滚子分组件，它们位于推力垫圈之间并且在推力垫圈的凸缘上定向。推力垫圈和保持架与滚子分组件之间的相对转动在推力垫圈组件内产生与摩擦相关联的发热、磨损和阻尼。上述发热、磨损和阻尼会由于旋转速度的增加，支撑推力轴承组件的相邻元件的几何不对正，推力轴承组件中元件的偏心及其它因素而加剧。
上述表明了在目前的推力轴承组件中已知存在的局限。因而，提供一种替代方案来克服上述的一个或多个局限显然是有益的。于是，提供一种包括下面要更全面公开的特征的合适地替代方案。
发明概要
本发明的一个方面通过提供一个推力轴承组件来完成，此组件包括一具有径向延伸环形部分和轴向延伸环形凸缘的推力垫圈，径向延伸环形部分提供一座圈。一分组件包括多个滚子和一滚子保持架，滚子与座圈滚动接触，保持架在径向和轴向上保持住滚子，此分组件还具有一面向轴向延伸环形凸缘的定向面。该定向面和轴向延伸环形凸缘之间的减摩擦装置减小定向面和凸缘之间的摩擦力，同时保持分组件相对于推力垫圈的同心度。
从下面参考附图的本发明的详细描述，上述和其它方面是明显的。
附图的简要说明
图1是表示先有技术推力轴承组件的剖面图；
图2是表示本发明的推力轴承组件的第一实施例的剖面图；
图3是如图2所示的推力轴承组件的一部分的放大的剖面图；
图4是表示本发明的推力轴承组件的第二实施例的剖面图；及
图5是表示本发明的推力轴承组件的第三实施例的剖面图。
详细描述
现在参照附图，图1示出了先有技术推力轴承组件10，它包括第一推力垫圈12，第二推力垫圈14，滚子和滚子保持架分组件16，及外罩壳18。
分组件16的滚子保持架20在轴向延伸环形第一凸缘22和/或轴向延伸环形第二凸缘24上定向，第一凸缘22与第一推力垫圈12整体形成，第二凸缘24与第二垫圈14整体形成。分组件16的滚子26在第一和第二推力垫圈12和14各自的径向延伸部分的第一座圈28和第二座圈30上滚动。推力轴承组件10由外罩壳18的唇缘32和第二凸缘14上的唇缘34紧固在一起，这两个唇缘分别包绕第一推力垫圈12和滚子保持架20。
图2的推力轴承组件40示出了本发明的第一实施例，它包括第一推力垫圈42，第二推力垫圈44，滚子和滚子保持架分组件46，及外罩壳48。
分组件46的滚子保持架50在径向上与轴向延伸环形第一凸缘52间隔开，而与轴向延伸环形第二凸缘54相邻，第一凸缘52与第一推力垫圈42整体形成，第二凸缘54与第二推力垫圈44整体形成。分组件46的滚子56在第一和第二推力垫圈42和44各自的径向延伸部分的第一座圈58和第二座圈60上滚动。推力轴承组件40可以由各种不同的装置紧固在一起，例如，外罩壳48的唇缘62和第二凸缘上的唇缘64，它们分别包绕第一推力垫圈42和滚子保持架50。唇缘62和64可以通过旋压、凹陷、拉刮或其它方法成形。
滚子保持架50和第一凸缘52之间的径向间隔要足够大以容纳减摩擦元件，例如第一衬套66，来改善分组件46的定向。第一衬套66可以用合适的聚合物模塑制成，例如聚酮醚或VESPEL(可从特拉华州Wilmington的Dupont公司购得)，或也可以用青铜或其它材料经机加工或其它方法制成，在与相邻元件例如第一推力垫圈42，滚子保持架50和外罩壳48滑动接触时这些材料应能提供低摩擦力和低磨损。如果需要，滚子保持架的额外定向可以通过与第二凸缘54的滑动接合形成。
图3中所示最为清楚，第一衬套66可以具有倒角面68或者可以构造为形成间隔来径向内部联接第一推力垫圈42(包括第一座圈58)的径向延伸部分和形成第一凸缘52的轴向延伸部分。第一衬套66的径向厚度和轴向长度依赖于推力轴承组件40的尺寸大小，旋转速度和负荷。例如对一具有2英寸外径的典型构造来说，径向厚度和轴向长度可以分别是0.030和0.250英寸。
图4的推力轴承组件70示出了类似于推力轴承组件40的本发明的第二实施例。除了第一衬套66之外，推力轴承组件70还包括一第二减摩擦元件，例如第二衬套72，它位于第二凸缘54和滚子保持架74之间，来进一步改善滚子保持架74的定向。与图2的分组件46相比，图4的分组件76在滚子保持架74和第二凸缘54之间提供了增加的径向间隙来安置第二衬套72。
除了图2和图4的构造之外，本发明还采用了单独的减摩擦元件来沿轴承组件的内径定向滚子和滚子保持架分组件。在这种结构中，采用第二衬套72而不是第一衬套66。这种结构的滚子保持架可以改造为在所需的座圈面上安置滚子并且在它的外径上提供所需的径向间隙来实现额外的定向和其它要求。
图5示出了类似于图2和4实施例的本发明的第三实施例，但是包括一个不同类型的减摩擦装置。代替第一衬套66，推力轴承组件80包括许多滚动元件，例如保持架84中的针形滚子或滚珠82，来减小滚子保持架50定向时的摩擦。滚珠82与第一推力垫圈42和滚子保持架50形成滚动接触，进一步减小摩擦。也可以使用滚动减摩擦元件来取代第二衬套72。
本发明适用于大多数具有各种类型滚子保持架的推力轴承结构。可以在滚子保持架和任意推力垫圈的定向凸缘之间安置衬套或其它减摩擦元件来实现本发明。定向凸缘可以是刚性联接到推力垫圈上的分离环形轴向面，也可以是通过弯曲、卷边、机加工或其它方法与推力垫圈整体形成。
从以上所述明显的是，本发明改善许多形式的推力轴承组件中滚子和滚子保持架分组件的定向。由摩擦所导致的推力轴承组件各元件间的发热、磨损和阻尼可以被显著地减小。另外，本发明允许推力轴承组件更高的旋转速度和支撑元件的几何不对正的增加或推力轴承组件各元件的不同心度。