本實用新型涉及滑動軸承技術(shù)領域,尤其涉及一種八油腔靜壓控制滑動軸承。
背景技術(shù):
滑動軸承在汽輪機發(fā)電機組、風機等大型高速旋轉(zhuǎn)機械中得到了廣泛的應用?;瑒虞S承按照工作原理可分為動壓滑動軸承、動靜壓滑動軸承、靜壓滑動軸承。動壓滑動軸承沒有靜壓油腔,動靜壓滑動軸承靜壓油腔面積很小,所以這兩種軸承的可控性都比較差。靜壓軸承的靜壓油腔面積大,封油面小,動壓效應小,有很好的可控性。
由于當前機械設備的強負載以及大功率輸出,機械零件中的圓形內(nèi)孔所受載荷強度越來越高,壽命也越來越短,而非圓內(nèi)孔以其均勻載荷,減小應力集中,大大提高零部件壽命的優(yōu)點得到了廣泛的應用。例如,常見的活塞銷孔就是通過將銷孔設計成橢圓形孔,從而降低了銷孔內(nèi)側(cè)的應力集中,加工這類非圓形孔需要主軸軸心在靜壓滑動軸承內(nèi)的運動軌跡為橢圓。而普通靜壓滑動軸承內(nèi)工作表面為圓形,一方面限制了主軸軸心的徑向移動位移,無法滿足軸心橢圓運動軌跡的運動空間要求;另一方面在高速下易失穩(wěn),軸承的穩(wěn)定性較低。
利用普通靜壓軸承的四油腔結(jié)構(gòu)實現(xiàn)橢圓異形孔的加工時,需要對四個靜壓油腔的壓力進行主動控制,但由于這類靜壓油腔面積通常都較大,即軸承油腔的流量也較大,導致控制過程會產(chǎn)生滯后,很難實現(xiàn)軸心橢圓運動軌跡的精密、實時控制。
對靜壓滑動軸承進行主動控制,不僅可以實現(xiàn)活塞銷孔等非圓異形孔的加工,還可以抑制轉(zhuǎn)子在靜壓滑動軸承內(nèi)的振動,提高軸承系統(tǒng)的穩(wěn)定性。目前,對軸承穩(wěn)定性進行研究以及在線監(jiān)測的場合越來越多。例如機械領域中,汽輪機是電力生產(chǎn)的核心設備,一旦出現(xiàn)故障進行停機檢修將給發(fā)電企業(yè)和電網(wǎng)運行造成損失,對汽輪發(fā)電機組軸承的穩(wěn)定性進行在線監(jiān)測可以及時發(fā)現(xiàn)可排除的故障,從而有效降低盲目維修成本,具有一定的社會意義與經(jīng)濟意義。
授權(quán)公告號為CN205101400U,公開了一種名稱為六油腔靜壓滑動軸承,包括軸承體,所述軸承體的內(nèi)工作表面形狀為橢圓,與主軸形成楔形波浪狀間隙,所述軸承體內(nèi)表面上均勻分布了六個靜壓油腔,即相鄰靜壓油腔中心線夾角均為60°;所述靜壓油腔的形狀是等邊三角形,且所述靜壓油腔均有一定的深度以此來形成靜壓;所述靜壓油腔設有單獨的進油小孔,相鄰靜壓油腔之間設置回油槽以及回油小孔。該技術(shù)方案通過改進靜壓滑動軸承的內(nèi)表面工作廓形,增加靜壓滑動軸承的油腔數(shù)量,優(yōu)化靜壓滑動軸承的油腔形狀,提高靜壓滑動軸承的穩(wěn)定性。但是該技術(shù)方案軸承內(nèi)的受力情況不佳,不利于橢圓異形孔的加工。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于,提出一種八油腔靜壓控制滑動軸承,通過主動控制小油腔的油腔壓力,改變主軸在靜壓軸承內(nèi)的受力情況,抑制高速主軸在靜壓軸承內(nèi)的震動,推動主軸軸心做橢圓運動,實現(xiàn)橢圓異型孔的加工。
為了實現(xiàn)上述目的,本實用新型所采用的技術(shù)方案為:
一種八油腔靜壓控制滑動軸承,包括軸承體,所述軸承體內(nèi)工作表面為橢圓形,所述軸承體內(nèi)設有四個大油腔與四個小油腔,小油腔與大油腔交錯排布于軸承體橢圓內(nèi)工作表面,小油腔分布在軸承體橢圓內(nèi)表面的長軸和短軸兩端;所述小油腔為等邊三角形,大油腔為矩形;
所述大油腔與小油腔均設有進油小孔,大油腔與小油腔之間配置有回油槽;回油槽中間開有回油孔。
其中,所述軸承體內(nèi)襯錫青銅,軸承體內(nèi)工作表面長軸為65.06mm,短軸為65.02mm,主軸直徑為65mm,軸承寬度為65mm;所述小油腔包角為20°,大油腔的等邊三角形邊長為32.62mm,小油腔和大油腔的深度均為3mm,進油小孔直徑為8mm,回油槽包角為12°,槽深為3mm,回油孔直徑為8mm。
本實用新型的有益效果為:
一、所述八油腔靜壓控制滑動軸承,軸承體內(nèi)工作表面采用橢圓形結(jié)構(gòu),有利于提高靜壓滑動軸承的剛度以及失穩(wěn)轉(zhuǎn)速,改善靜壓滑動軸承的穩(wěn)定性。
二、軸承體內(nèi)均勻分布八個靜壓油腔,包括四個大油腔和四個小油腔,相鄰大油腔中間有一個小油腔,相鄰小油腔之間也配置一個大油腔,小油腔分布在軸承體橢圓內(nèi)表面的長軸、短軸方向,方便對主軸施加作用力進行控制;大油腔則分布在相鄰小油腔中間,四個大油腔此時的分布位置要比大油腔分布于水平和垂直方向時的承載力大,并且可以避免出現(xiàn)負剛度情況,提高了軸承的穩(wěn)定性。
三、所述大油腔的形狀采用三角形結(jié)構(gòu)袋體普通靜壓滑動軸承的矩形結(jié)果,可以提高靜壓滑動軸承的穩(wěn)定性。大油腔的作用是承受主軸的載荷。小油腔的形狀仍然采用矩形,且由于其面積小含油量少,可以實現(xiàn)油腔壓力的快速精確控制。
四、大油腔和小油腔均有單獨的進油小孔,可以對兩類油腔分別進行供油,實現(xiàn)小油腔壓力的主控控制。
五、大油腔和小油腔之間配置了回油槽,采用這種方式一方面可以降低靜壓軸承的不可控動壓效應,另一方面可以防止相鄰兩油腔之間油腔壓力的相互影響,回油槽中間開有回油孔,可以使得潤滑油流回郵箱。
六、本實用新型通過主動控制小油腔的壓力,改變主軸在軸承內(nèi)的受力情況,可抑制主軸在軸承內(nèi)的震動,或者推動主軸軸心做橢圓運動軌跡,實現(xiàn)橢圓異型孔的加工。
附圖說明
圖1為本實用新型一種八油腔靜壓控制滑動軸承的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為圖1中沿A-A線將軸承剖開并展開后的結(jié)構(gòu)圖。
附圖標記為:
小油腔-1,大油腔-2,主軸-3,軸承體-4,進油小孔-5,回油槽-6,
回油孔-7。
具體實施方式
以下將結(jié)合附圖所示的具體實施方式對本實用新型進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本實用新型,本領域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
參閱圖1及圖2所示,本實用新型一實施方式中提供一種八油腔靜壓控制滑動軸承,包括軸承體4,所述軸承體4內(nèi)工作表面為橢圓形,所述軸承體4內(nèi)設有四個大油腔2與四個小油腔1,小油腔1與大油腔2交錯排布于軸承體4橢圓內(nèi)工作表面,相鄰大油腔2中間有小油腔1,相鄰小油腔1中間也配置了大油腔2,小油腔1分布在軸承體4橢圓內(nèi)表面的長軸和短軸兩端;所述小油腔1為等邊三角形,大油腔2為矩形;
所述大油腔2與小油腔1均設有進油小孔5,大油腔2與小油腔1之間配置有回油槽6;回油槽6中間開有回油孔7。
上述實施方式中,所述小油腔1分布在軸承體4橢圓內(nèi)表面的長軸及短軸兩端,方便對主軸3施加作用力進行控制,大油腔2分布在相鄰小油腔1中間,此時大油腔2的分布位置要比傳統(tǒng)方案將大油腔2分布在長軸、短軸位置時的承載力大,并且可以避免出現(xiàn)負剛度情況,提高了軸承的穩(wěn)定性。
大油腔2的結(jié)構(gòu)形狀采用等邊三角形,代替普通靜壓滑動軸承的矩形結(jié)構(gòu),可以提高靜壓滑動軸承的穩(wěn)定性,大油腔2的作用是承受主軸3的載荷,小油腔1的結(jié)構(gòu)形狀仍然采用矩形,且小油腔1由于面積小含油量也少,可以實現(xiàn)油腔壓力的快速精確控制。
大油腔2和小油腔1均有單獨的進油小孔5,可以對兩類油腔分別進行供油,實現(xiàn)小油腔1壓力的主動控制。
大油腔2和小油腔1之間配置了回油槽6,這樣一方面可以降低靜壓軸承的不可控動壓效應,另外一方面可以防止大油腔2和小油腔1之間油控壓力的相互影響,回油槽6中間開有回油孔7,可以使得潤滑油流回油箱。
在一優(yōu)選的實施方式中,所述軸承體4內(nèi)襯錫青銅,軸承體4內(nèi)工作表面長軸A為65.06mm,短軸B為65.02mm,主軸直徑C為65mm,軸承寬度F為65mm;所述小油腔1包角D為20°,大油腔2的等邊三角形邊長為32.62mm,小油腔1和大油腔2的深度均為3mm,進油小孔5直徑為8mm,回油槽包角E為12°,槽深為3mm,回油孔7直徑為8mm。
所述軸承體4采用鋼制材料,內(nèi)襯錫青銅,軸承體4內(nèi)工作表面長軸為65.06mm,短軸為65.02mm,在精密加工中心鏜削完成。按照上述結(jié)構(gòu)參數(shù)加工出的八油腔靜壓控制滑動軸承,再對靜壓油腔的壓力進行主動控制,可以推動主軸3實現(xiàn)軸心的橢圓運動軌跡,最終實現(xiàn)橢圓異型孔的加工。
應當理解,雖然本說明書按照實施方式加以描述,但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案,說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見,本領域技術(shù)人員應當將說明書作為一個整體,各實施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合,形成本領域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本實用新型的可行性實施方式的具體說明,它們并非用以限制本實用新型的保護范圍,凡未脫離本實用新型技藝精神所作的等效實施方式或變更均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。