專(zhuān)利名稱(chēng):自泵送液動(dòng)徑向滑動(dòng)軸承的制作方法
本發(fā)明涉及一個(gè)用于旋轉(zhuǎn)軸的自泵送液動(dòng)徑向滑動(dòng)軸承，該軸承通過(guò)軸滑動(dòng)表面和與其平行的至少為一個(gè)泵扇形件表面之間的間隙液壓作用將油槽的滑油誘導(dǎo)輸送，于是，這樣帶走的一小部分滑油構(gòu)成一個(gè)滑油環(huán)，而其余部分也即較大部分滑油就在壓力下泵送到一個(gè)滑油回路，或直接送回油槽。另外，所述的泵扇形件以公知的方式一般有一個(gè)凹形結(jié)構(gòu)，一個(gè)泵隙供油通道，通過(guò)該供油通道將滑油吸到泵凹槽，一般還有一個(gè)集合通道，通過(guò)該集合通道使滑油從泵凹槽排走，再者，至少具有兩個(gè)與過(guò)旋轉(zhuǎn)軸的垂直線對(duì)稱(chēng)布置在一個(gè)軸承支承環(huán)中的徑向滑動(dòng)軸瓦塊，該軸瓦塊具有用于支承軸的滑動(dòng)支座表面。
這種結(jié)構(gòu)形式的徑向滑動(dòng)軸承，由于它的潤(rùn)滑機(jī)理是與外部壓力油源無(wú)關(guān)，就特別適合于承受大的垂直載荷的軸支承中，而在重載荷的情況，一旦壓力滑油輸送失靈就會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致軸承運(yùn)行表面和軸頸表面損壞。按照本發(fā)明的潤(rùn)滑作用機(jī)理，就能在軸運(yùn)轉(zhuǎn)的全部過(guò)程中，從靜止?fàn)顟B(tài)起動(dòng)到運(yùn)行結(jié)束，在滑動(dòng)表面間構(gòu)成一個(gè)液動(dòng)滑油油楔。這樣，軸承和軸的卡住現(xiàn)象，如滑油供給可能出現(xiàn)短時(shí)間中斷，就實(shí)際上被排除了。
公知的徑向滑動(dòng)軸承是滑油槽的滑油送到可能構(gòu)成滑油楔的地方，送到松動(dòng)的潤(rùn)滑環(huán)上，或者與軸緊固連接的環(huán)上，或者由軸的一個(gè)零件構(gòu)成的環(huán)上。它們都浸到滑油槽中，為了避免滑油損失，油平面位于軸的軸承殼體滑油排出口的下面并將滑油往高處攜帶到達(dá)軸承間隙處。
這一類(lèi)型結(jié)構(gòu)的軸承應(yīng)用領(lǐng)域僅限定在這些情況，即滑油的溫度升高不需要冷卻器的地方或者只使用一個(gè)冷卻器就夠了，即使其冷卻作用一般是有缺陷的。這就意味著所述的方法對(duì)于自泵送滑油到軸承處，只滿(mǎn)足普通的軸頸直徑和圓周速度的情況。此時(shí)，滑油升溫和滑油泡沫結(jié)構(gòu)處于允許的界限內(nèi)。這就是說(shuō)，一般軸頸直頸小于600毫米，而軸頸圓周速度最高為20米/秒。
較重載荷的滑動(dòng)軸承，在殼體外部沒(méi)有設(shè)置油冷卻器時(shí)，可能出現(xiàn)不允許的升溫。一般說(shuō)來(lái)，這種軸承要裝備一個(gè)泵使滑油通過(guò)軸承或冷卻器循環(huán)。為了避免軸承損壞，這些元件即泵、冷卻器至少應(yīng)該重復(fù)設(shè)置。換句話說(shuō)，這種重載荷軸承的自給自足運(yùn)轉(zhuǎn)，不用外部能源是不可能的。這些前面略述的問(wèn)題，在軸向重載荷的止推滑動(dòng)軸承中，也占有特殊的地位，例如水力發(fā)電機(jī)。在那里，如果滑油泵失靈，就導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間的供電中斷，除化去高昂修理費(fèi)外，還要蒙受重大的經(jīng)濟(jì)損失。
對(duì)于這種止推(軸向)滑動(dòng)軸承存在的問(wèn)題已通過(guò)專(zhuān)利公報(bào)CH-651362所提出的自泵送液動(dòng)軸承得以解決，并且是一種止推滑動(dòng)軸承的導(dǎo)向軸承。這種導(dǎo)向軸承承受作用于止推軸頸上的水平作用力，而且如止推軸承本身一樣，由單個(gè)的扇形件裝配而成。這種導(dǎo)向軸承的滑油輸送元件由凹槽結(jié)構(gòu)形成，在扇形件的安置區(qū)從軸圓周速度方向可以看出。這些凹槽以其不變的徑向深度延伸在扇形件長(zhǎng)度的一部份上，同時(shí)在運(yùn)轉(zhuǎn)方向上過(guò)一槽段后的最后部分成為楔形減小，這樣那里的滑油就被拉入潤(rùn)滑隙縫，并在軸承軸瓦塊運(yùn)行表面的其余部分構(gòu)成液動(dòng)潤(rùn)滑膜。因?yàn)椋捎谡承栽诎疾劢Y(jié)構(gòu)的開(kāi)始較深部分被軸從油槽中帶走的滑油比構(gòu)成滑油膜所需要的和被油膜隙縫所能吸入的要多，所以在已述及的槽段之前設(shè)置一個(gè)與運(yùn)行方向垂直走向的滑油排出道，通過(guò)它過(guò)多的滑油流就會(huì)在前述楔形結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的壓力下排回到滑油槽，或者在必須將較多的熱量除掉時(shí)壓送到一個(gè)其他的冷卻器中，而后再送回油槽。該部分滑油流是由于粘性所攜帶的輸送量，另外其余的很小部分將擠入滑油膜隙縫，而且在離開(kāi)它時(shí)在軸承軸瓦塊的端部區(qū)變熱。潤(rùn)滑油的循環(huán)運(yùn)行，依此原則是與任何泵裝置無(wú)關(guān)的，而且這種開(kāi)頭已闡述過(guò)的輸送方式是在滑油輸送和冷卻都絕對(duì)安全無(wú)中斷時(shí)進(jìn)行的。
在這種前述的結(jié)構(gòu)中的技術(shù)原則并不適合于具有水平安置軸的徑向滑動(dòng)軸承，因此就需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，這就構(gòu)成本發(fā)明的結(jié)構(gòu)方案。
本發(fā)明液動(dòng)徑向滑動(dòng)軸承的特征在于，該泵吸扇形件設(shè)置在泵體中，而泵體置于旋轉(zhuǎn)軸的下側(cè)，在兩個(gè)置于通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸線的垂直線兩側(cè)的徑向滑動(dòng)軸承軸瓦塊之間，并由一個(gè)彈性的柔韌的支承元件所支承。
在這樣一個(gè)徑向滑動(dòng)軸承的有益實(shí)施例中，設(shè)有泵體的支承元件，它是通過(guò)液壓的由滑油壓力起作用的力放大器將泵體壓到旋轉(zhuǎn)軸上，該放大器具有與滑油壓力成比例的作用力。
下面借助附圖中所描繪的實(shí)施例詳細(xì)闡述本發(fā)明。其中圖1是一用兩個(gè)軸向止推軸承組合而成的作為管道渦輪發(fā)電機(jī)軸承的徑向滑動(dòng)軸承縱剖視圖;
圖2是按照?qǐng)D1標(biāo)志的切割線所作的剖面圖;
圖3是滑動(dòng)軸承扇形件的平面圖;
圖4是沿圖3切割線Ⅳ-Ⅳ所作的滑動(dòng)軸承扇形件的剖面圖;
圖5是用于本軸承泵體的壓緊裝置。
從圖1和圖2明顯可以看出發(fā)電機(jī)軸1具有一個(gè)軸環(huán)2，它的圓柱形周邊形成一個(gè)軸滑動(dòng)表面3并被一個(gè)徑向滑動(dòng)軸承所包圍，而軸環(huán)2的圓形端面作為兩個(gè)端面(軸向)滑動(dòng)軸承5的滑動(dòng)表面，該軸承5具有在圓周上平均分布的數(shù)個(gè)端面軸承軸瓦塊6，該軸瓦塊6以公知的方式可傾斜地支承在軸向軸瓦塊支承桿7上，并將軸1固定在其縱軸方向上。該徑向滑動(dòng)軸承4和這兩個(gè)端面滑動(dòng)軸承5由兩個(gè)半個(gè)軸承外殼所包圍，并且軸1在和軸承外殼形成的通道處置有離心圓盤(pán)9，該圓盤(pán)9和迷宮裝置10共同作用以避免軸承殼體內(nèi)的滑油外流。
和上述專(zhuān)利公報(bào)CH-651362所公開(kāi)的自泵送液動(dòng)止推軸承有所不同，本發(fā)明滑動(dòng)軸承中潤(rùn)滑油的貯存和泵吸作用是分開(kāi)的。而前述止推軸承中，產(chǎn)生泵吸作用和潤(rùn)滑油膜的元件都位于相同的軸承扇形件內(nèi)。
本發(fā)明的軸承設(shè)置有一個(gè)獨(dú)特的泵體11，它位于軸承環(huán)12的最深處，并在泵體11的兩側(cè)置有一個(gè)軸承軸瓦塊13，這些在圖2中沒(méi)有詳細(xì)描繪，都是以公知的方式可傾斜地安置于軸承環(huán)12中，所以在軸轉(zhuǎn)動(dòng)的情況，轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖2中箭頭所示，通過(guò)軸1從油槽攜帶的潤(rùn)滑油就在軸滑動(dòng)表面和軸承軸瓦塊之間形成一個(gè)有承載能力的液動(dòng)滑油油楔。
圖2表示兩個(gè)軸承軸瓦塊13，它足以支承靜止?fàn)顟B(tài)的軸。為了防止浮起，也可以如圖1所示，在軸的最高位置設(shè)置另外一個(gè)軸瓦塊13。
壓緊裝置15，其結(jié)構(gòu)下面還要詳細(xì)描述，將泵體11壓到軸1上，這樣泵體的泵吸作用就增強(qiáng)，以使油通過(guò)一個(gè)滑油冷卻器16，一個(gè)滑油過(guò)濾器17和一個(gè)分枝管路18壓入軸承環(huán)12中，同時(shí)，通過(guò)分配器19到達(dá)軸向軸瓦塊支承桿7上，并通過(guò)另外的圖中未繪出的通道引向單獨(dú)的徑向軸承軸瓦塊。該軸瓦塊具有孔道，通過(guò)它滑油流到潤(rùn)滑間隙前的滑油儲(chǔ)槽。
置于油面為20的油槽中的泵體11，通過(guò)一個(gè)吸管21抽吸殼體底部的滑油，依此只有穩(wěn)定的無(wú)空氣的滑油進(jìn)入回路流動(dòng)。從泵體送入回路的滑油將匯集到一個(gè)集合通道22中，由此通過(guò)油管23流向冷卻器16。
泵體11在圖3及沿圖3Ⅳ-Ⅳ線所作的橫剖視圖4中都作了描繪。
泵體具有三個(gè)泵件24，每個(gè)泵件24都有一個(gè)泵間隙供油通道25，此外都有3個(gè)吸油通道26和一個(gè)橫越該三個(gè)吸油通道26的垂直通道27其深度為“S”，還有一個(gè)泵槽28，其徑向深度為“t”，以及一個(gè)帶一列排流通道29的集油環(huán)29′，該排流通道29都注入上述的集油通道22中，并由此經(jīng)過(guò)油管23，參看圖1將滑油壓入回路。該油槽28被橫向筋30和端面筋31所分隔，這些筋在某種程度上可避免泵槽28中的滑油泄漏。該泵隙供油通道25僅僅在流向箭頭32所指的一端是敞開(kāi)的，而從滑油流入方向看，向吸油通道26、通道25是封閉的，該通道25的橫截面在油流進(jìn)方向上總是突然縮小的，以使向第一和第二吸油通道26的流動(dòng)大約遵守連續(xù)流規(guī)律，這就是圖3中描繪的階梯形，虛線輪廓。
在泵體11中泵件的吸入端通過(guò)吸油通道21從油槽吸入到泵隙供油管25中的滑油就通過(guò)吸油道26和垂直通道27吸往高處，并被通過(guò)泵槽28長(zhǎng)度上的軸運(yùn)轉(zhuǎn)表面所攜帶。由于軸1和橫向筋30之間的隙縫變窄，所以只有一小部分滑油被軸拉走，而大部分油由于滯留而通過(guò)集油槽29′進(jìn)入排油通道29，并從那里，通過(guò)上述的集油通道22壓入滑油的回路運(yùn)行，如圖3箭頭33所示。
圖5中表明一個(gè)用于泵體的壓緊裝置結(jié)構(gòu)橫剖視圖，通過(guò)支承盤(pán)34，泵體11支承在一個(gè)支承桿35上。對(duì)于圖3和圖4所描繪的泵體的情況，置有兩個(gè)支承盤(pán)，而支承盤(pán)34卡在泵體上的凹穴中。支承桿35向下延伸并貫穿孔37到達(dá)一個(gè)液壓放大器38處，并用一個(gè)螺紋39擰到放大器的上部件上，該放大器38有一個(gè)上平板40和一個(gè)下平板41，該上、下平板通過(guò)一個(gè)波紋管件42柔性地相互連接起來(lái)，并形成一個(gè)封閉腔，該腔通過(guò)一個(gè)油壓管43和滑油回路連接。
一個(gè)和下板41相連接的栓軸44以其上端部嵌入一個(gè)和上板40連接的套筒45中，這樣該上、下兩平板40和41是相互同心的。栓軸44的下端具一個(gè)軸向孔，孔中嵌有一個(gè)同心栓軸46，該栓軸46用螺紋擰緊在一個(gè)支承平板47中，并用一個(gè)螺母48鎖緊保險(xiǎn)。
該支承平板47是通過(guò)柱螺栓49固緊到支承環(huán)12上的，在平板47的中間置有一個(gè)螺旋彈簧50，該彈簧50伸張?jiān)谥С邪?7和下平板41之間。通過(guò)兩個(gè)柱螺栓49上的螺母52、53使得支承板47的位置和相對(duì)于軸承支承環(huán)12的距離以及彈簧50的予應(yīng)力都是可調(diào)節(jié)的。在支承桿35上的兩個(gè)圓形軟環(huán)51起到防止油槽的油外流的密封作用。
在運(yùn)轉(zhuǎn)中，滑油循環(huán)運(yùn)行的泵壓，通過(guò)管道23在放大器38中作用的結(jié)果就以和泵壓成比例的作用力將泵體11壓向軸1。在靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧50的作用使泵體11靠到軸1上，同時(shí)，也使得栓軸44的上端靠到上平板40上，并由此舉起支承桿35。
零件符號(hào)表1 發(fā)電機(jī)軸2 軸環(huán)3 軸滑動(dòng)表面4 徑向滑動(dòng)軸承5 止推滑動(dòng)軸承(軸向)6 止推軸承軸瓦塊7 止推軸瓦塊支承桿8 半軸承外殼9 離心圓盤(pán)10 迷宮環(huán)11 泵體12 軸承支承環(huán)13 徑向滑動(dòng)軸承軸瓦塊14 旋轉(zhuǎn)方向箭頭15 壓緊裝置16 滑油冷卻器17 滑油過(guò)濾器18 分枝管路19 分配通道20 油面21 吸油管22 集合通道23 滑油管
24 泵扇形件25 泵隙供油道26 吸油通道27 分配通道28 泵槽29 排放通道29′ 集油通道30 橫向筋31 端邊筋32 流動(dòng)箭頭33 流動(dòng)箭頭34 支承盤(pán)35 支承桿36 凹穴37 孔道38 液壓放大器39 螺栓40 上平板41 下平板42 波紋管43 油壓管44 栓軸45 套筒46 栓軸
47 支承板48 螺母49 柱螺栓50 螺旋彈簧51 圓軟環(huán)52 螺母53 螺母54 垂直通道27的深度55 泵槽的徑向深度
權(quán)利要求
1.用于旋轉(zhuǎn)軸1的自泵送液動(dòng)徑向滑動(dòng)軸承，該軸承通過(guò)軸滑動(dòng)表面(3)和與其平行的至少為一個(gè)泵扇形件(24)表面之間的間隙液壓作用將油槽的滑油進(jìn)行誘導(dǎo)輸送，于是，這樣帶走的一小部分滑油構(gòu)成一個(gè)滑油環(huán)，而其余的大部分滑油在泵壓下送入一個(gè)滑油環(huán)(23、16、17)或者直接送回到滑油槽，另外所述的泵吸件(24)以公知的方式一般有一個(gè)泵槽(28)，一個(gè)泵隙供油通道(25)，通過(guò)它滑油被吸入泵槽(28)，以及一個(gè)集合通道(22)，通過(guò)它滑油從泵槽(28)中排走，還具有至少兩個(gè)與過(guò)轉(zhuǎn)軸的垂直線對(duì)稱(chēng)安置在一個(gè)軸承環(huán)(12)中的徑向滑動(dòng)軸承軸瓦塊(13)，該件(13)具有用于支承軸(1)的滑動(dòng)支座表面，本發(fā)明的特征在于泵吸件(24)設(shè)置在一個(gè)泵體(11)中，該泵體安置在軸(1)的下側(cè)，在兩個(gè)置于過(guò)軸線的垂直線兩側(cè)的徑向滑動(dòng)軸承軸瓦塊(13)之間，并由一個(gè)彈性的柔韌的支承元件(34至51)所支承。
2.按照權(quán)利要求
1所述的徑向滑動(dòng)軸承，其特征在于泵體(11)具有一個(gè)圓環(huán)扇形件的結(jié)構(gòu)，它的泵槽(28)在其開(kāi)始處按軸(1)的旋轉(zhuǎn)方向(14)看，具有垂直通道(27)，在其端部與一個(gè)集油通道(29′)相連，這些通道與軸(1)平行走向，而泵吸件(24)通過(guò)與軸(1)平行的橫向筋(30)和沿泵體(11)的彎邊緣設(shè)置的端邊筋(31)就與相鄰的泵吸件和油槽分隔開(kāi)來(lái)，垂直通道(27)和集油通道(29′)的深度(S)大于泵槽(28)的深度“t”，泵隙供油通道(25)通過(guò)吸油管(21)和油槽相連接，而供油通道(25)在其流通方向上具有階梯形橫截面，每個(gè)階梯橫截面通過(guò)一個(gè)吸油通道(26)與垂直通道(27)相連，而集油通道(29′)通過(guò)排流通道(29)和集油通道(22)相連。
3.按照權(quán)利要求
1所述的徑向滑動(dòng)軸承，其特征在于對(duì)于泵體(11)的支承設(shè)置有兩個(gè)在圓周方向彼此相對(duì)的支承元件，它們具有下列部件-一個(gè)支承桿(35)，它從軸承支軸環(huán)(12)的外邊通過(guò)一個(gè)徑向孔(37)延伸至泵體(11)的外圓柱面，再通過(guò)一個(gè)中間支承盤(pán)(34)嵌入泵體(11)中的圓形凹穴(36)中;-一個(gè)具有上平板(40)和下平板(41)的液壓放大器，兩平板的外圓周用一個(gè)波紋管(42)使之相互連接，并由此限定一個(gè)密封腔;-一個(gè)油壓管(43)，它使滑油回路(23、16、17)和由兩平板(40、41)、波紋管(42)限定的腔室連通;-一個(gè)在上平板(40)的外側(cè)剛性固定的螺紋套筒，其中擰入帶螺紋的支承桿(35);-一個(gè)在上平板(40)里側(cè)剛性固定的套筒(45);-一個(gè)栓軸(44)，它從下平板的中心擠壓貫穿并形成剛性連接，這樣套筒(45)就構(gòu)成一個(gè)用于栓軸(44)零件的導(dǎo)向裝置，栓軸(44)就伸入由平板(40、41)和波紋管(42)限定的腔室內(nèi)部，而栓軸(44)的向外伸出的另一端具有一個(gè)軸向孔;-一個(gè)平板(47)，它通過(guò)兩個(gè)螺母(52、53)固定在用螺紋擰在軸承環(huán)(12)上的兩個(gè)柱螺栓(49)上，這樣支承板(47)的位置可相對(duì)軸承環(huán)(12)進(jìn)行調(diào)節(jié)，支承平板(47)具有一個(gè)用于容納螺旋彈簧(50)的中間安置的凹陷件，該彈簧(50)伸張?jiān)谏鲜霭技牡撞亢拖掳?41)的外側(cè)之間，凹件有一個(gè)中間螺紋孔以容納一個(gè)同心栓軸(46)，該栓軸(46)和所述的栓軸(44)的軸向孔嚙合，再通過(guò)一個(gè)螺母(48)使平板(47)與栓軸(46)固緊;-置于支承桿(35)上的圓環(huán)(51)以密封軸承環(huán)(12)中的孔道(37)。
專(zhuān)利摘要
自泵送液動(dòng)徑向滑動(dòng)軸承(4)具有一個(gè)在徑向滑動(dòng)軸承軸瓦塊(13)間的在軸(1)的最低位置下面的泵體(11)。該泵體在其朝軸(1)變曲的圓柱表面上具有深度不變的泵槽(28)，滑油在液壓作用下通過(guò)通道(25～27)從油槽吸到泵槽(28)，再通過(guò)泵槽(28)端部的橫筋(30)的滯留作用以及其他通道(29′、29和22)進(jìn)行循環(huán)。
文檔編號(hào)F16C33/10GK87107378SQ87107378
公開(kāi)日1988年6月15日 申請(qǐng)日期1987年11月27日
發(fā)明者阿明·富斯特, 米哈伊洛·斯塔塞維克 申請(qǐng)人:Bbc勃朗·勃威力有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan