本發(fā)明屬于推力軸承技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種具有燕尾槽定位鎖緊結(jié)構(gòu)，可快速更換磨損、燒蝕、腐蝕瓦塊的彈支可傾瓦推力軸承，該軸承具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠，安裝及換瓦方便，特別是減振和均載效果突出。

背景技術(shù)：

水潤(rùn)滑推力軸承以其環(huán)保、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)須密封等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于食品加工、藥品生產(chǎn)和水泵等領(lǐng)域，但目前普遍采用小直徑固定瓦結(jié)構(gòu)，瓦塊均載能力、減振性能和形成流體動(dòng)壓潤(rùn)滑的能力較差。

中國(guó)專利《一種彈性墊支撐推力軸承》(CN201439803)公開(kāi)了一種彈性墊支撐的推力軸承，其每塊瓦下方均放置有一塊橡膠墊。彈性墊和推力瓦是通過(guò)圓柱銷限位，導(dǎo)致橡膠墊和推力瓦只能水平安裝，限制了其應(yīng)用范圍，只能用于立式水輪機(jī)等承載垂向推力的場(chǎng)合；而當(dāng)部分瓦塊磨損超標(biāo)需更換瓦塊時(shí)，須將推力盤(pán)軸向移動(dòng)足夠的距離才能拆下瓦塊，拆裝工藝復(fù)雜，且該推力軸承設(shè)計(jì)時(shí)僅考慮其均載功能及油潤(rùn)滑環(huán)境，不能用于水潤(rùn)滑。

國(guó)內(nèi)外廣泛使用的油潤(rùn)滑可傾瓦式推力軸承主要分為兩類：米契爾軸承和金斯伯雷軸承。米契爾軸承對(duì)變動(dòng)載荷的適應(yīng)能力較強(qiáng)，但是載荷并不是均勻地分布在每個(gè)瓦塊上，這就造成了止推軸承瓦塊磨損不均。而金斯伯雷軸承則克服了上述缺點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)在于載荷分布均勻，調(diào)節(jié)靈活，能補(bǔ)償轉(zhuǎn)子的不對(duì)中偏斜，但結(jié)構(gòu)也異常復(fù)雜。上述兩種軸承不具備減振降噪能力，且只能用于油潤(rùn)滑。

基于對(duì)以上幾種推力軸承優(yōu)缺點(diǎn)，以及目前國(guó)內(nèi)在水潤(rùn)滑可傾瓦推力軸承方面的需求，本發(fā)明提出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零部件少、加工及更換方便、性能優(yōu)良的具有燕尾槽定位鎖緊結(jié)構(gòu)的彈支可傾瓦推力軸承。該推力軸承非常適合于船舶無(wú)軸推進(jìn)器等安裝空間狹小且須承載大推力的水潤(rùn)滑場(chǎng)合，改變瓦面材料層后該軸承同樣適用于油潤(rùn)滑場(chǎng)合。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)不足或產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面的短缺，滿足市場(chǎng)需求，提供一種具有燕尾槽定位鎖緊結(jié)構(gòu)的彈支可傾瓦推力軸承，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零部件少、加工容易，維護(hù)方便，而且能大幅提高設(shè)備的運(yùn)行可靠性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用以下的技術(shù)方案：

本發(fā)明提供的快換式彈支可傾瓦推力軸承，主要由推力盤(pán)、彈支可傾瓦、止退擋圈、支撐環(huán)組成，所述彈支可傾瓦由瓦面材料層、瓦基體、彈性墊組成，三者之間用強(qiáng)力環(huán)氧樹(shù)脂或其它同類強(qiáng)力膠粘接。

所述的支撐環(huán)，其加工有周向等間距的且用于安裝彈性墊的扇形燕尾槽。

所述的彈性墊，由彈性模量在5～30MPa之間的固體材料制成，彈性墊的底部?jī)蓚?cè)加工有凸緣，該凸緣與扇形燕尾槽和止退擋圈三者共同作用，對(duì)彈性墊軸向、周向、徑向定位，使其完全鎖緊在支撐環(huán)上。

所述的止退擋圈，用于阻止彈性墊徑向向外移動(dòng)，該止退擋圈安裝在支撐環(huán)的外圓環(huán)槽內(nèi)。

所述的瓦基體，其和彈性墊在周向厚度不相等，從推力盤(pán)旋轉(zhuǎn)方向看，瓦基體入口邊厚度小于出口邊，彈性墊入口邊厚度大于出口邊，兩者周向厚度是線性變化的，但兩者周向厚度之和始終相等。

所述的瓦面材料層、瓦基體和彈性墊均為扇形結(jié)構(gòu)，其四周軸向棱邊均倒圓角；所述的瓦面材料層，其入口邊加工有倒角，除倒角外，該瓦面材料層周向等厚。

本發(fā)明提供的上述的快換式彈支可傾瓦推力軸承，其是該軸承的一型軸承，此時(shí)軸承用于推力盤(pán)直徑>200㎜場(chǎng)合；當(dāng)推力盤(pán)直徑≤200mm時(shí)，此推力軸承有另外一種設(shè)計(jì)，取消瓦基體，彈支可傾瓦由瓦面材料層和彈性墊組成，瓦面材料層直接和彈性墊粘接在一起，此時(shí)瓦面材料層周向厚度不相等，從推力盤(pán)旋轉(zhuǎn)方向看，瓦面材料層入口邊厚度小于出口邊，其厚度是線性增大的，但瓦面材料層和彈性墊周向厚度之和始終相等；其它部件和聯(lián)結(jié)方式不變。

所述的瓦面材料層，其采用金屬材料時(shí)，所述軸承在油潤(rùn)滑場(chǎng)合中使用；或者，其采用非金屬材料時(shí)，所述軸承在用水、油或脂做潤(rùn)滑劑中使用。

所述彈支可傾瓦、止退擋圈和支撐環(huán)固定在一起形成整件后，組成推力軸承固定靜止的那一部分；而推力盤(pán)安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，屬于運(yùn)動(dòng)部件，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其軸向推力通過(guò)推力盤(pán)的圓盤(pán)傳遞給彈支可傾瓦，最終由支撐環(huán)傳遞到其安裝緊固的部件上。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下主要的有益效果：

1.軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性提高，瓦塊更換方便：

整個(gè)推力軸承僅由推力盤(pán)、瓦面材料層、瓦基體、彈性墊、支撐環(huán)、止退擋圈等零部件組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；很好的利用了扇形燕尾槽和止退擋圈的軸向、軸向和徑向定位鎖緊功能，瓦塊安裝鎖緊后，無(wú)論推力軸承以什么角度安裝，均不會(huì)瓦塊掉落的情況，可靠性大大提高。瓦塊底部沒(méi)有定位銷，更換瓦塊僅需將止退擋圈沿軸向移動(dòng)到推力盤(pán)附近，然后沿徑向向外拉出瓦塊即可(新瓦塊則向里推入即可安裝)，省略了拆卸推力盤(pán)、支撐環(huán)等復(fù)雜耗時(shí)的中間環(huán)節(jié)，使得更換瓦塊簡(jiǎn)單高效。

2.具有良好的減振性能、均載性能、潤(rùn)滑性能：

采用彈性支撐結(jié)構(gòu)，利用彈性材料具有吸振減振的特性，可提高軸承的減振降噪性能；彈性材料具有較好的變形協(xié)調(diào)能力，在瓦塊高度不一時(shí)，高度大的瓦塊其彈性墊變形增大，以減緩?fù)呙娉休d力的增加，保證各瓦塊承載力均勻；同時(shí)彈性墊入口邊和出口邊高度不一，在流體動(dòng)壓潤(rùn)滑作用下兩邊變形能力也不相同，可以使瓦塊傾角隨載荷變化而自適應(yīng)改變，使推力軸承在不同工況下均有最佳的潤(rùn)滑性能。

3.瓦塊總高度可調(diào)，適用性強(qiáng)：

在空間狹小的場(chǎng)合或?qū)S向尺寸有嚴(yán)格限制的場(chǎng)合，可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)瓦塊高度作出調(diào)整，通過(guò)選用或取消瓦基體來(lái)改變推力軸承的總高度。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明推力軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中支撐環(huán)6的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是第一種推力瓦的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是第二種推力瓦的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖1中止退擋圈5的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.推力盤(pán)；2.瓦面材料層；3.瓦基體；4.彈性墊；5.止退擋圈；6.支撐環(huán)；7.扇形燕尾槽；8.螺栓孔；9.環(huán)槽；10.銷孔；11.出口邊；12.入口邊；13.銷孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供的一種快換式彈支可傾瓦推力軸承(以下簡(jiǎn)稱推力軸承)，如圖1所示，其主要由推力盤(pán)1、彈支可傾瓦、止退擋圈5、支撐環(huán)6部件組成，其中：彈支可傾瓦由瓦面材料層2、瓦基體3和彈性墊4組成，三者之間用強(qiáng)力環(huán)氧樹(shù)脂或其他同類強(qiáng)力膠粘接，保證牢固可靠；支撐環(huán)6上加工有扇形燕尾槽7，彈性墊4底部?jī)蓚?cè)加工有凸緣，彈性墊安裝在支撐環(huán)6的扇形燕尾槽7內(nèi)；止退擋圈5安裝在支撐環(huán)的外圓環(huán)槽9內(nèi)，并通過(guò)其定位銷孔13和支撐環(huán)6上的銷孔10對(duì)準(zhǔn)，并用銷釘定位，可阻止彈性墊徑向向外移動(dòng)；扇形燕尾槽、凸緣和止退擋圈三者共同作用，將彈性墊定位并鎖緊在支撐環(huán)上，使推力軸承不論以什么角度安裝，均不會(huì)發(fā)生掉瓦事故，保證了其安全性和可靠性。

所述推力盤(pán)1和支撐環(huán)6均由不銹鋼材質(zhì)加工而成。

所述推力盤(pán)1，裝在可旋轉(zhuǎn)軸上(本實(shí)施例中未畫(huà)出)，該推力盤(pán)由一個(gè)軸套和一個(gè)圓盤(pán)通過(guò)整體加工而成，其中：軸套上加工有鍵槽和螺栓孔，分別用以安裝鍵和推力盤(pán)鎖緊螺栓用，推力環(huán)主要用于承載來(lái)自軸向的推力，并和瓦面材料層形成摩擦副。

所述瓦面材料層2為扇形結(jié)構(gòu)，其周向入口邊12加工有倒角(倒角角度為3～5°范圍內(nèi))，便于工作中潤(rùn)滑液進(jìn)入瓦面和推力盤(pán)1之間的摩擦面，產(chǎn)生流體動(dòng)壓潤(rùn)滑。瓦面材料層四周倒有圓角(圓角半徑根據(jù)實(shí)際尺寸確定)。

所述瓦面材料層2可以是金屬或非金屬材料。當(dāng)其為金屬材料時(shí)，軸承可用于油潤(rùn)滑場(chǎng)合；當(dāng)其為非金屬材料時(shí)，可以用水、油或脂做潤(rùn)滑劑。

所述瓦基體3為周向扇形結(jié)構(gòu)，其入口邊厚度小于出口邊厚度。瓦基體四周倒有和瓦面材料層相同的圓角。

所述彈性墊4為周向扇形結(jié)構(gòu)，彈性墊材料為彈性模量在5～30MPa之間的固體材料，其入口邊厚度大于出口邊厚度。彈性墊周向底部?jī)蛇吋庸び型咕?，以便于其能和支撐環(huán)扇形燕尾槽配合并定位。彈性墊四周倒有和瓦面材料層相同的圓角。

所述瓦面材料層2、瓦基體3和彈性墊4的外觀形狀相同，當(dāng)其疊加和粘接在一起時(shí)，共同組成彈支可傾瓦，如圖3所示，除瓦面材料層倒角以外，其周向具有相等厚度。

所述彈支可傾瓦有多個(gè)，它們均勻布置安裝在支撐環(huán)6上。

所述止退擋圈5如圖5所示，其為周向等厚圓環(huán)，環(huán)上等間距加工有若干個(gè)用于鎖緊止退擋圈的銷孔13。該止退擋圈5通過(guò)螺釘安裝在支撐環(huán)6外圓的環(huán)槽內(nèi)，用于阻止彈性墊的徑向移動(dòng)。

所述支撐環(huán)6如圖2所示，其上加工有扇形燕尾槽7、螺栓孔8、環(huán)槽9和銷孔10，環(huán)形燕尾槽7用于安裝彈性墊4，螺栓孔8用于上緊推力軸承的鎖緊螺栓，以便將推力軸承鎖緊在其安裝位置，環(huán)槽9用于安裝止退擋圈5，銷孔9用于止退擋圈5的定位。

所述彈支可傾瓦、止退擋圈5和支撐環(huán)6固定在一起形成整件后，組成推力軸承固定靜止的那一部分；而推力盤(pán)1安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，屬于運(yùn)動(dòng)部件，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其軸向推力通過(guò)推力盤(pán)的圓盤(pán)傳遞給彈支可傾瓦，最終由支撐環(huán)傳遞到其安裝緊固的部件上。

當(dāng)推力軸承尺寸小于200mm或者其安裝部位對(duì)軸向尺寸有限制時(shí)，可以取消彈支可傾瓦的瓦基體3，使該彈支可傾瓦僅由瓦面材料層2和彈性墊粘接而成，如圖4所示，此時(shí)彈性墊和瓦面材料層均須做成周向不等厚結(jié)構(gòu)，彈性墊入口邊厚度大，而瓦面材料層出口邊11厚度大，以保證粘接后彈支可傾瓦周向厚度相等。

推力軸承加工生產(chǎn)時(shí)，在進(jìn)行瓦面材料層2、瓦基體3和彈性墊4的粘接形成彈支可傾瓦的環(huán)節(jié)中，瓦面材料層底部、瓦基體上下兩面和彈性墊上表面涂膠要均勻，須保證粘接后的各個(gè)彈支可傾瓦具有相等厚度。若該彈支可傾瓦厚度不相等，則需在膠完全干透之后對(duì)瓦面材料層進(jìn)行二次加工，直至各彈支可傾瓦厚度誤差在要求范圍內(nèi)。

彈支可傾瓦(簡(jiǎn)稱瓦)在安裝過(guò)程中，須先將該瓦放在支撐環(huán)扇形燕尾槽7內(nèi)，沿徑向由外往內(nèi)推彈性墊4，待所有瓦均放置到位后，再安裝止退擋圈5并上緊銷釘。瓦全部安裝完畢后，由于涂膠可能不均勻以及彈性墊可能受到擠壓變形，各瓦高度可能會(huì)發(fā)生變化，須檢驗(yàn)瓦的平面度，保證所有瓦面均在同一平面內(nèi)，否則須對(duì)高度大的瓦進(jìn)行研磨加工，直至所有瓦與高度最小的瓦具有相等高度或高度差在誤差允許范圍內(nèi)(10μm以內(nèi))。

由于支撐環(huán)采用扇形燕尾槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、彈性墊底部設(shè)計(jì)凸緣和扇形燕尾槽配合，可保證彈支可傾瓦在周向和軸向的定位，當(dāng)安裝好止退擋圈后，瓦塊在徑向也將被定位，使得瓦塊在周向、軸向和徑向的自由度完全被約束，無(wú)論瓦塊以什么角度安裝，均不會(huì)出現(xiàn)掉瓦的現(xiàn)象，保證了軸承運(yùn)行可靠性。

如圖1所示的具有燕尾槽定位鎖緊結(jié)構(gòu)的快換式彈支可傾瓦推力軸承，其工作工程如下：

整個(gè)推力軸承浸沒(méi)在某種潤(rùn)滑液(如純凈水)中，推力盤(pán)1工作時(shí)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，同時(shí)產(chǎn)生軸向推力作用于所有瓦面材料層2上；瓦面材料層入口邊加工有倒角，潤(rùn)滑液隨推力盤(pán)旋轉(zhuǎn)通過(guò)瓦面上的倒角被楔入到瓦面材料層和推力盤(pán)之間，形成流體動(dòng)壓力，該動(dòng)壓力將推力盤(pán)推力面和瓦面材料層上表面分開(kāi)，避免其產(chǎn)生接觸摩擦；由于彈性墊在周向厚度不相等，入口邊厚度大于出口邊厚度，在瓦面材料層所受流體動(dòng)壓力作用下，彈性墊受到壓縮而發(fā)生周向變形，厚度大的入口邊軸向變形大，促使瓦面材料層和推力盤(pán)推力面之間產(chǎn)生楔形角，更有利于潤(rùn)滑液進(jìn)入到兩摩擦副之間，產(chǎn)生流體動(dòng)壓潤(rùn)滑效果；推力盤(pán)轉(zhuǎn)速、軸向載荷變化時(shí)，瓦面材料層所受的液膜力是變化的，彈性墊變形量也隨之改變，促使瓦面材料層和推力盤(pán)工作面之間產(chǎn)生最佳的楔形角，從而產(chǎn)生好的流體動(dòng)壓潤(rùn)滑性能。

彈性墊具有吸振性能，使其可以有效減小推力盤(pán)的軸向振動(dòng)，減小機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中的噪聲水平，提高設(shè)備的工作性能。

當(dāng)推力軸承某個(gè)瓦在運(yùn)行過(guò)程中因高溫?zé)g、腐蝕等損壞需更換瓦塊時(shí)，在無(wú)須拆卸推力盤(pán)、支撐環(huán)的情況下，僅需將止退擋圈鎖緊螺栓取下，將止退擋圈沿軸向向推力盤(pán)方向移動(dòng)一定距離，便可將損壞的瓦沿徑向拔出，換上新瓦，省時(shí)省力，方便高效。