制造滾柱軸承密封件的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種制造用于滾柱軸承中的軸承密封件的方法。將預(yù)選寬度的鋼帶卷給送到環(huán)軋機(jī)中以形成閉合帶卷環(huán)。然后沿著對(duì)接接頭焊接閉合帶卷環(huán)。然后將焊接閉合帶卷環(huán)給送到一系列預(yù)成形機(jī)，其中形成最后軸承密封件的期望輪廓。
【專利說明】制造滾柱軸承密封件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及滾柱軸承，并且更特別地涉及制造用于安裝在鐵路貨車軸上的錐形滾柱軸承的密封部件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]軌道車軸上的錐形滾柱軸承支撐能夠產(chǎn)生軸(特別是包括軸頸的軸的端部分)的偏轉(zhuǎn)的工作負(fù)荷，錐形滾柱軸承附著在所述軸頸上。由工作負(fù)荷施加的應(yīng)力在襯環(huán)處或附近的軸的軸頸部分中特別高。
[0003]由于軸偏轉(zhuǎn)，當(dāng)襯環(huán)相對(duì)于軸頸移動(dòng)時(shí)，襯環(huán)和軸頸常常受到微振磨損。微振磨損可能足以松動(dòng)襯環(huán)，增加軸頸上的軸承的軸向游隙。松動(dòng)的襯環(huán)加速軸承組件和軸頸上的磨損，潛在地導(dǎo)致軸或軸承故障。
[0004]期望將呈油或油脂形式的潤滑劑保持在軸承內(nèi)，同時(shí)也排除水和磨料。這樣的潤滑劑借助于軸承密封件保持在軸承內(nèi)，所述軸承密封件為大體環(huán)狀結(jié)構(gòu)，通常包括彈性密封元件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種用于制造軸承密封件的改進(jìn)方法。
[0006]本發(fā)明提供了一種制造用于錐形滾柱軸承的軸承密封部件的改進(jìn)方法，所述錐形滾柱軸承被設(shè)計(jì)成配合在鐵路貨車軸上。本發(fā)明的方法是對(duì)目前已知的方法的明顯改進(jìn)，目前已知的方法通常包括具有若干步驟的沖壓操作，需要專用沖壓設(shè)備，并且導(dǎo)致相當(dāng)多的廢料。本發(fā)明的方法涉及鋼板的使用，鋼板是組成軸承密封件的常用材料，具有成品軸承密封件實(shí)質(zhì)需要的實(shí)際寬度，這樣的鋼板被切割并且初始通過環(huán)成形機(jī)進(jìn)行處理。成形環(huán)然后被焊接并且通過必要數(shù)量的預(yù)成形操作進(jìn)行處理以產(chǎn)生最后成形的軸承密封件。從材料使用和效率的觀點(diǎn)來看本發(fā)明的方法是改進(jìn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]在附圖中，
[0008]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的襯環(huán)組件的第一實(shí)施例的截面圖；
[0009]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的襯環(huán)組件的第一實(shí)施例的放大截面圖；
[0010]圖3是軸承密封件的現(xiàn)有技術(shù)的制造方法的透視圖；
[0011]圖4是來自軸承密封件的現(xiàn)有技術(shù)的制造方法的廢鋼的透視圖；
[0012]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的成品軸承密封件的透視圖；
[0013]圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的正在給送到環(huán)成形機(jī)中的鋼帶卷的透視圖；
[0014]圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的焊縫的去除的透視圖；
[0015]圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的正處于整平操作中的焊縫的透視圖；
[0016]圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第一預(yù)成形操作的透視圖；[0017]圖10是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第二預(yù)成形操作的透視圖；
[0018]圖11是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第三預(yù)成形操作的透視圖；以及
[0019]圖12是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的最后成形操作的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]參考圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明的襯環(huán)組件的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，軸承組件10是在鐵路應(yīng)用中通常用于支撐軸上的軌道車輪的類型的錐形滾柱軸承。
[0021]軸承組件10典型地在安裝到軌道車軸14上之前被預(yù)組裝。在軸14的每個(gè)自由端部，軸頸12終止于略偏圓錐形部段15以便于軸承組件10安裝到軸頸上。軸承組件10壓在軸14的軸頸12上以建立干涉配合。
[0022]具有大于軸頸12的直徑的防塵罩18從軸頸12軸向向內(nèi)地定位。從防塵罩18軸向向內(nèi)，軸14延伸到它的最大直徑。軌道車的重量通過軸承組件10傳遞到軸并且通過在軸上裝配在防塵罩的內(nèi)側(cè)的軌道車輪(未顯示)進(jìn)一步傳遞到軌道。
[0023]一些軸承組件10具有裝配在軸頸12上并且圍繞軸承組件10的每個(gè)端部的耐磨環(huán)22、24。耐磨環(huán)22、24典型地具有內(nèi)徑尺寸以在它們的長度的至少一部分上提供與軸頸12的干涉配合。當(dāng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)耐磨環(huán)22、24隨著它旋轉(zhuǎn)。
[0024]盡管軸承組件10壓在軸頸12上，但是通常需要對(duì)軸向負(fù)荷的進(jìn)一步約束。為了提供該軸向約束，軸承組件10被捕獲在內(nèi)側(cè)的襯環(huán)組件60和軸承組件10的外側(cè)的軸承保持帽20之間。
[0025]現(xiàn)在也參考圖2，在軸14的軸頸12部分的內(nèi)側(cè)，軸承組件10通過鄰接耐磨環(huán)24由襯環(huán)61俘獲。襯環(huán)61具有構(gòu)型內(nèi)表面66，允許與軸頸12的內(nèi)側(cè)端部上的倒角16上的互補(bǔ)表面的緊密表面配合。倒角16通向肩部17，該肩部延伸以形成具有圓柱形表面19的防塵罩18。襯環(huán)61具有在構(gòu)型表面66處大體上鄰接倒角16的內(nèi)側(cè)遠(yuǎn)側(cè)邊緣63。
[0026]鎖環(huán)71具有鄰近防塵罩18的側(cè)向內(nèi)端。鎖環(huán)的側(cè)向外端接合襯環(huán)61并且約束襯環(huán)61，防止偏轉(zhuǎn)和軸向位移。襯環(huán)61和鎖環(huán)71 —起形成襯環(huán)組件60。鎖環(huán)71 (附著到軸頸12的最遠(yuǎn)內(nèi)側(cè)部件)固定軸承組件10以防止軸向向內(nèi)位移。
[0027]在軸頸的外側(cè)端部，軸承組件10通過插入和鄰接外側(cè)耐磨環(huán)22由軸承保持帽20俘獲。軸承保持帽20用擰入多個(gè)螺紋孔中的帽螺釘或螺栓21固定到軸頸12的自由端部。軸承保持帽20完成將軸承組件10安裝到軸頸12上，提供夾緊力以約束軸承組件以防止軸向向外位移。
[0028]從包括兩個(gè)圓柱形軸承內(nèi)圈38、40和圓柱形軸承外圈31的多個(gè)單獨(dú)的部件預(yù)組裝軸承組件10。軸承外圈31具有內(nèi)表面，該內(nèi)表面徑向向內(nèi)定向外滾道32、34。軸承內(nèi)圈38、40具有徑向向外定向內(nèi)滾道39、41。中心間隔件47定位在軸承內(nèi)圈38、40之間以將內(nèi)圈保持在相對(duì)于彼此精確間隔的位置并且允許適當(dāng)?shù)妮S承側(cè)隙。軸承外圈31中的外滾道32,34與軸承內(nèi)圈38、40中的內(nèi)滾道39、41協(xié)作以俘獲并且支撐兩排錐形滾柱42、44。在一些實(shí)施例中，籠罩46、48保持滾柱42、44的周向空間定位。
[0029]軸承密封件50、52覆蓋軸承組件10的端部以最小化潤滑劑從軸承泄漏以及諸如水或磨料的污染物侵入軸承中。在第一實(shí)施例中，軸承密封件50、52通過干涉配合或其它適當(dāng)方法固定到軸承組件10 (例如軸承外圈31)的靜止(即，非旋轉(zhuǎn))偵U。[0030]典型地，為大體環(huán)形鋼結(jié)構(gòu)的密封件主體56是形成靜止的和移動(dòng)的軸承組件部件之間的動(dòng)態(tài)密封的軸承密封件50、52的一部分。在一個(gè)實(shí)施例中，密封件主體56被推壓抵靠著耐磨環(huán)22、24以密封軸承組件10。密封件主體56的第一徑向邊緣57被接收抵靠軸承外圈31的徑向內(nèi)表面33。密封件主體56的第二徑向邊緣59徑向向內(nèi)延伸并且具有與之附連的彈性密封件58。彈性密封件58接觸耐磨環(huán)24的徑向外表面23并且典型地由橡膠或合成撓性材料組成。
[0031]圓柱形耐磨環(huán)22、24通過提供耐磨表面23保護(hù)軸頸12免于來自密封件主體的磨損。
[0032]參考圖2，在放大截面圖中示出了圖1的襯環(huán)組件60。襯環(huán)61具有在倒角16的互補(bǔ)表面處的鄰近軸環(huán)12的構(gòu)型內(nèi)表面66。
[0033]襯環(huán)61的軸向向內(nèi)定向表面中的狹槽或缺口部分65以干涉配合接收耐磨環(huán)24的側(cè)向內(nèi)端25。
[0034]鎖環(huán)71還具有側(cè)向外端72，該側(cè)向外端具有更大的直徑并且具有用于接收襯環(huán)61的徑向向外延伸部分62的缺口部分76。鎖環(huán)71的外端72包括鄰近襯環(huán)61的徑向外表面67的徑向內(nèi)表面75。鎖環(huán)71的內(nèi)端74包括鄰近軸14的徑向外表面19的徑向內(nèi)表面78。
[0035]在襯環(huán)61和防塵罩18的圓柱形表面19之間具有連接部的鎖環(huán)71加強(qiáng)并且錨固襯環(huán)61以防止軸向位移和偏轉(zhuǎn)。認(rèn)為鎖環(huán)71的撓性允許襯環(huán)61更容易隨著軸頸12的偏轉(zhuǎn)而移動(dòng)，但是仍然允許鎖環(huán)71約束襯環(huán)61的軸向位移。
[0036]現(xiàn)在參考圖3和圖4，用于成形軸承密封件或軸承密封箱的當(dāng)前已知方法是由平軋鋼帶卷801沖壓軸承密封箱。值得注意的是平軋鋼帶卷801的寬度比形成最后密封箱807所需的材料的直徑寬。密封箱自身是整個(gè)軸承組件的重要部件，原因在于密封箱用于將潤滑劑保持在軸承組件的移動(dòng)部件內(nèi)并且將有害物(例如雨水和污垢)保持在軸承組件的移動(dòng)部件之外。
[0037]目前用于制造軸承密封箱807的工藝被稱為拉拔法，其中在漸進(jìn)模沖壓操作中成形軸承密封件。在圖3中大體上顯示了這些漸進(jìn)操作，第一沖壓操作成形預(yù)成形軸承密封件802，第二沖壓操作成形第二預(yù)成形軸承部件809，并且最后沖壓操作成形最后軸承密封件805?？梢钥闯鲈谧詈蟪尚尾僮髌陂g最終釋放鋼的廢棄部分808，來自初始沖壓的初始居中定位的鋼部件顯示為802、第二預(yù)成形操作中的中心部件804和在第三沖壓操作中形成的中心部件806。來自已知軸承沖壓操作的最終廢品量在圖4中顯示為帶卷801的中心部件808和剩余部分803。本發(fā)明的重要目的是提供制造軸承密封部件的更高效方法。在重鑄軸承部件804的第二成形操作中，給予密封箱809其最終幾何形狀的雛形。下一個(gè)操作是穿孔操作，其中軸承密封件805被沖制成它的最后形式。底部分806被切割并且向后壓入密封箱中以運(yùn)載到最后成形操作。在最后操作中，從軸承密封件807去除穿孔底部分或廢棄部分808。
[0038]現(xiàn)在參考圖5，大體上在701顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的成品軸承密封箱?？梢钥吹捷S承密封箱701包括內(nèi)徑705，該內(nèi)徑典型地是開始于預(yù)成形或彎曲部段709的加強(qiáng)唇邊的內(nèi)徑?？梢钥吹絻?nèi)徑部段705與主軸承密封箱部段711成90°角。外徑707形成為唇邊，該唇邊具有從主部段711延伸并且終止于形成外徑707的橫向部段713的初始遷移臺(tái)階 708。
[0039]現(xiàn)在參考圖6至圖12，闡述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的形成軸承密封箱701的方法。將鋼帶卷101給送到由多組棍組成的環(huán)軋機(jī)102中。將鋼帶卷101成形為閉合帶卷環(huán)105,從鋼帶卷101切割該閉合帶卷環(huán)。用處于適當(dāng)位置的焊接裝置焊接閉合帶卷環(huán)105。
[0040]現(xiàn)在參考圖7，閉合帶卷環(huán)201被顯示為轉(zhuǎn)移到焊縫去除工作臺(tái)202。
[0041]通過使焊接鋼帶卷環(huán)301穿過整平輥302和303在圖8所示的操作中整平形成于焊接鋼帶卷環(huán)301上的焊縫。
[0042]現(xiàn)在參考圖9，利用安裝在具有基座403的滾軋機(jī)402上的組合輥404和405執(zhí)行焊接鋼帶卷環(huán)401的初始預(yù)成形操作。這形成焊接鋼帶卷環(huán)401的成90度角的輪廓，如圖9的坡口輪廓中所示。
[0043]現(xiàn)在參考圖10，通過與外部成形輥組件503組合的預(yù)成形輥502對(duì)第一預(yù)成形鋼帶卷環(huán)501執(zhí)行第二預(yù)成形操作。這在第一預(yù)成形鋼帶卷環(huán)501中引入兩個(gè)附加90度彎曲或近90度彎曲，如圖10的坡口輪廓中所示。
[0044]可以包括第三預(yù)成形操作，如圖11中所示。通過內(nèi)部輥組件602和外部輥模型63的組合對(duì)第二預(yù)成形鋼帶卷環(huán)601執(zhí)行這樣的第三預(yù)成形操作。該第三預(yù)成形操作取決于軸承密封件701的最終期望輪廓。
[0045]現(xiàn)在參考圖12，執(zhí)行最后預(yù)成形操作，其中利用錐形鍵703和分段模具702的組合形成軸承密封件701的最后構(gòu)造。這樣的形成操作導(dǎo)致成品軸承密封件701形成為它的最后構(gòu)造。以上步驟值得注意的是從鋼帶卷101的初始寬度到軸承密封件701的最后構(gòu)造不形成廢料。
[0046]典型地用于形成軸承密封件或軸承密封箱701的材料通常是具有選定長度和成形能力的鋼，這樣的鋼典型地是厚度為0.073’’至0.075’’英寸的編號(hào)為SAE1010的ASTM鋼。作為本發(fā)明的一部分的所有成形操作是冷成形操作，其中在任何中間步驟不必預(yù)熱鋼帶卷以執(zhí)行期望的預(yù)成形操作。
【權(quán)利要求】
1.一種制造軸承密封件的方法，包括以下步驟: 將預(yù)選寬度的鋼帶卷給送到環(huán)軋機(jī)中， 切割出一段分離長度的鋼帶卷，并且將所述長度的鋼帶卷軋制成具有對(duì)接接頭的閉合帶卷環(huán)， 焊接所述閉合帶卷環(huán)的所述對(duì)接接頭以形成焊接的鋼帶卷環(huán)， 將所述焊接的鋼帶卷環(huán)轉(zhuǎn)移到焊縫去除工作臺(tái)然后轉(zhuǎn)移到焊縫整平機(jī)，其中在所述鋼帶卷環(huán)的兩個(gè)切割端部之間的所述對(duì)接接頭處的任何焊縫被整平以形成整平的鋼帶卷環(huán)，將所述整平的鋼帶卷環(huán)轉(zhuǎn)移到第一預(yù)成形機(jī)，其中在所述整平的鋼帶卷環(huán)中形成第一輪廓以形成第一輪廓鋼帶卷環(huán)， 將所述第一輪廓鋼帶卷環(huán)轉(zhuǎn)移到第二預(yù)成形機(jī)，其中在所述第一輪廓鋼帶卷環(huán)中形成第二輪廓以形成第二輪廓鋼帶卷環(huán)， 將所述第二輪廓鋼帶卷環(huán)轉(zhuǎn)移到第三預(yù)成形機(jī)，其中在所述第二輪廓鋼帶卷環(huán)中形成第三輪廓以形成第三輪廓鋼帶卷環(huán)，以及 將所述第三輪廓鋼帶卷環(huán)轉(zhuǎn)移到最后成形機(jī)，其中在所述第三輪廓鋼帶卷環(huán)中形成最后輪廓以形成最后輪廓鋼帶卷軸承密封件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中用于將所述第二輪廓鋼帶卷環(huán)轉(zhuǎn)移到第三預(yù)成形機(jī)并且在所述第二輪廓鋼帶卷環(huán)上形成第三輪廓以形成第三輪廓鋼帶卷環(huán)的步驟在形成所述第一輪廓之前。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述整平的鋼帶卷環(huán)中形成的所述第一輪廓以大約90°的角形成。`
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述第一輪廓鋼帶卷環(huán)中形成的所述第二輪廓以大約90°的角形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述最后輪廓鋼帶卷軸承密封件和所述閉合帶卷環(huán)最后包括相同量的鋼。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述最后輪廓鋼帶卷軸承密封件的所述第一輪廓形成準(zhǔn)備作為完整的軸承密封組件的一部分安裝的最后輪廓鋼帶卷軸承密封件。
7.—種制造軸承密封件的方法，包括以下步驟: 將預(yù)選寬度的鋼帶卷給送到環(huán)軋機(jī)中， 切割一段期望長度的鋼帶卷，并且將所述長度的鋼帶卷軋制成具有對(duì)接接頭的閉合帶卷環(huán)， 焊接所述對(duì)接接頭以形成焊接閉合帶卷環(huán)， 將所述焊接閉合帶卷環(huán)轉(zhuǎn)移到焊縫去除工作臺(tái)，在所述焊縫去除工作臺(tái)去除過量焊縫， 將所述焊接閉合帶卷環(huán)轉(zhuǎn)移到焊縫整平機(jī)，在所述焊縫整平機(jī)整平焊縫， 將所述焊接閉合帶卷環(huán)轉(zhuǎn)移到第一預(yù)成形機(jī)，其中在所述焊接閉合帶卷環(huán)中形成第一輪廓以形成第一輪廓鋼帶卷環(huán)， 將所述第一輪廓鋼帶卷環(huán)轉(zhuǎn)移到第二預(yù)成形機(jī)，其中在所述第一輪廓鋼帶卷環(huán)中形成第二輪廓以形成第二輪廓鋼帶卷環(huán)， 將所述第二輪廓鋼帶卷環(huán)轉(zhuǎn)移到第三預(yù)成形機(jī)，其中在所述第二輪廓鋼帶卷環(huán)中形成第三輪廓以形成第三輪廓鋼帶卷環(huán)，以及 將所述第三輪廓鋼帶卷環(huán)轉(zhuǎn)移到最后成形機(jī)，其中在所述第三輪廓鋼帶卷環(huán)中形成最后輪廓以形成最后輪廓鋼帶卷軸承密封件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中將所述第二輪廓鋼帶卷環(huán)轉(zhuǎn)移到第三預(yù)成形機(jī)并且在所述第二輪廓鋼帶卷環(huán)上形成第三輪廓以形成第三輪廓鋼帶卷環(huán)的步驟在形成所述第一輪廓之前。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中在所述焊接鋼帶卷環(huán)中形成的所述第一輪廓以大約90°的角形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中在所述第一輪廓鋼帶卷環(huán)中形成的所述第二輪廓以大約90°的角形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述最后輪廓鋼帶卷軸承密封件和所述閉合帶卷環(huán)最后包括相同量的鋼。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中形成所述最后輪廓鋼帶卷軸承密封件的所述第一輪廓形成準(zhǔn)備作為完整的軸承密封組件的一部分安裝的最后輪廓鋼帶卷軸承密封件。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中將所述焊接鋼帶卷環(huán)轉(zhuǎn)移到焊縫整平機(jī)，在所述焊縫整平機(jī)中能夠整平在所述焊接鋼帶卷的所述對(duì)接接頭處的任何焊縫。
【文檔編號(hào)】F16J15/28GK103597258SQ201280028092
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月14日
【發(fā)明者】B·J·斯珀洛克, D·A·馬塞勒斯 申請(qǐng)人:阿母斯替德鐵路公司