可變階梯阻尼推力軸承的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于滑動(dòng)軸承技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及固定推力瓦與由阻尼墊支撐的可動(dòng)推力瓦協(xié)同工作而形成的一種具有可隨動(dòng)變階梯結(jié)構(gòu)和減振效果的滑動(dòng)軸承，亦即所謂的可變階梯阻尼推力軸承。
【背景技術(shù)】
[0002]目前用于工程中的滑動(dòng)軸承類型主要為固定瓦軸承[美國(guó)專利US5456535:Journal bearing,專利授權(quán)日期:1995年10月10日]和可傾瓦軸承[美國(guó)專利US5795077:Tilting Pad Journal bearing，專利授權(quán)日期:1998 年 8 月 18 日]。對(duì)于承受軸向力的固定瓦推力軸承一般包括平面多溝推力軸承、斜-平面推力軸承和階梯面推力軸承。其中常見的階梯軸承是由Rayleigh在1918年設(shè)計(jì)的Rayleigh階梯軸承，他通過變分法研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)液膜形狀是兩個(gè)平面區(qū)時(shí)承載能力最高。這是在給定轉(zhuǎn)速和載荷下，選擇的一個(gè)使軸承具有最大液膜厚度的最優(yōu)承載時(shí)的階梯高度。這對(duì)于工況特別穩(wěn)定的機(jī)組是適用的，但當(dāng)載荷或轉(zhuǎn)速有較大波動(dòng)或者需要經(jīng)常變工況運(yùn)行時(shí)，比如艦船推進(jìn)系統(tǒng)，由于階梯高度為固定值，反而使得軸承服役性能達(dá)不到最優(yōu)設(shè)計(jì)值。在專利文獻(xiàn)“變結(jié)構(gòu)自適應(yīng)滑動(dòng)軸承”(中國(guó)專利99115719.2:變結(jié)構(gòu)自適應(yīng)滑動(dòng)軸承，專利授權(quán)日期:2002年12月4日)中，提出了一種階梯高度可以隨載荷變化而變化的變階梯徑向軸承，它采用可傾瓦杠桿原理實(shí)現(xiàn)階梯高度可變，其可傾瓦支點(diǎn)部位存在磨損和疲勞等問題。此外，對(duì)于艦船這類對(duì)振動(dòng)和噪聲要求高的應(yīng)用對(duì)象，常見的軸承減振和隔振效果較差，這是因?yàn)橐耗ぷ枘嵝?yīng)的效果非常有限。這導(dǎo)致軸承容易將轉(zhuǎn)軸振動(dòng)傳遞給基座，甚至軸承本身成為振動(dòng)源，因此研究有效的軸承減振隔振措施非常必要。
[0003]相對(duì)與此，本發(fā)明提出了一種采用阻尼墊支撐的可變階梯阻尼推力軸承。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:為克服傳統(tǒng)階梯推力軸承不能實(shí)現(xiàn)變工況下承載能力最優(yōu)以及減振效果較差的不足，提供一種固定推力瓦與由阻尼墊支撐的可動(dòng)推力瓦組合構(gòu)成的可變階梯阻尼推力軸承。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明提供的可變階梯阻尼推力軸承，主要由自上而下排列的壓頭、推力盤、多套可活動(dòng)瓦組件、多片固定瓦和支撐環(huán)組成，其中:推力盤通過壓頭與該軸承的轉(zhuǎn)軸連接，三者同軸線固連在一起；一套可活動(dòng)瓦組件與一片固定瓦貼合形成一套臺(tái)階高度可變的承載瓦組件，多套承載瓦組件周向裝于支撐環(huán)上，共同承擔(dān)軸向總載荷；從推力盤的旋轉(zhuǎn)方向看，每套承載瓦組件的可活動(dòng)瓦組件安裝在固定瓦之前。
[0007]每套可活動(dòng)瓦組件主要由可活動(dòng)瓦、阻尼墊、止壓板和墊塊組成，其中:可活動(dòng)瓦與阻尼墊相貼合，它們分別被與之相連的內(nèi)限位銷和外限位銷約束在支撐環(huán)的平面上；在可活動(dòng)瓦外壁下方開設(shè)環(huán)形限位槽，止壓板放置在環(huán)形限位槽中，再被緊固螺釘固定在支撐環(huán)上；墊塊設(shè)置在止壓板與支撐環(huán)之間。
[0008]所述的外限位銷和內(nèi)限位銷，它們分別穿過阻尼墊的外孔和內(nèi)孔后安裝進(jìn)可活動(dòng)瓦的基體和支承環(huán)的盲孔中，其中:外限位銷和內(nèi)限位銷與可活動(dòng)瓦的基體的盲孔和阻尼墊的外孔及內(nèi)孔之間均為間隙配合，與支承環(huán)上的盲孔為過盈配合。
[0009]所述的外限位銷和內(nèi)限位銷，其外壁設(shè)置絕緣材料，防止可活動(dòng)瓦與支撐環(huán)之間導(dǎo)電。
[0010]所述的阻尼墊，其外孔和內(nèi)孔處于阻尼墊的對(duì)稱中心線上，裝配時(shí)該阻尼墊與可活動(dòng)瓦兩者的對(duì)稱中心線重合，使可活動(dòng)瓦主要做軸向直線運(yùn)動(dòng)。
[0011]所述的阻尼墊，其外孔和內(nèi)孔處于阻尼墊的對(duì)稱中心線上，裝配時(shí)該阻尼墊與可活動(dòng)瓦兩者的對(duì)稱中心線相交，相交時(shí)夾角與可活動(dòng)瓦的包角的比值取0.55?0.6，使可活動(dòng)瓦在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中能利用阻尼墊變形自動(dòng)調(diào)節(jié)傾角，形成動(dòng)壓潤(rùn)滑。
[0012]所述的阻尼墊采用高分子粘彈阻尼材料或智能阻尼材料制成。
[0013]所述的固定瓦用螺釘緊固在支撐環(huán)上。
[0014]本發(fā)明提供的上述的可變階梯阻尼推力軸承，該軸承用于水潤(rùn)滑或油潤(rùn)滑中。
[0015]本發(fā)明提供的上述的可變階梯阻尼推力軸承，其在一個(gè)工況范圍內(nèi)均具有最優(yōu)承載能力，提高軸承變工況工作性能，特別適合艦船等對(duì)振動(dòng)噪聲要求高的場(chǎng)合。
[0016]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，它包括推力盤、可活動(dòng)瓦組件、固定瓦和支撐環(huán)。可活動(dòng)瓦與固定瓦組合構(gòu)成承載瓦，可活動(dòng)瓦與固定瓦周向貼合形成承載臺(tái)階，固定瓦被固定在支撐環(huán)上，可活動(dòng)瓦被具有彈性的阻尼墊支撐。工況變化后，阻尼墊隨之變形，導(dǎo)致活動(dòng)瓦與固定瓦之間形成最優(yōu)承載力下的階梯高度，從而實(shí)現(xiàn)變工況時(shí)軸承最優(yōu)承載；阻尼墊還會(huì)吸收轉(zhuǎn)軸傳遞過來的振動(dòng)能量以及可活動(dòng)瓦塊的自激振動(dòng)能量，實(shí)現(xiàn)減振和隔振的目的；而且阻尼墊變形有利于減少各瓦之間承受負(fù)載的差別，起到均載作用。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下主要的優(yōu)點(diǎn):
[0018]1.可以隨工況變化自適應(yīng)地形成最優(yōu)承載能力下的階梯高度，克服普通階梯軸承只在單一工況下最優(yōu)承載的局限，而具有變工況時(shí)的最優(yōu)承載，特別適合于諸如艦船等常處于變工況工作的場(chǎng)合。
[0019]2.當(dāng)支撐可活動(dòng)瓦的阻尼墊與可活動(dòng)瓦的對(duì)稱中心線之間存在夾角時(shí)，可活動(dòng)瓦會(huì)隨著阻尼墊的變形而傾斜，從而與推力盤之間形成楔形承載間隙，此時(shí)，本發(fā)明同時(shí)具有固定瓦推力軸承和可傾瓦推力軸承的特點(diǎn)，提高了軸承承載能力和變工況適應(yīng)能力。
[0020]3.阻尼墊可以吸收轉(zhuǎn)軸傳遞過來的振動(dòng)能量以及可活動(dòng)瓦的自激振動(dòng)能量，實(shí)現(xiàn)減振和隔振的目的。
[0021]4.阻尼墊變形有利于減少各瓦承受負(fù)載的差別，起到均載作用，從而改善推力盤傾斜帶來的軸承性能惡化的問題。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的軸承裝配示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明的固定瓦安裝示意圖。
[0024]圖3是本發(fā)明的可活動(dòng)瓦安裝示意圖。
[0025]圖4是本發(fā)明的原理圖。
[0026]圖5是本發(fā)明的可活動(dòng)瓦組件的第一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖6是本發(fā)明的可活動(dòng)瓦組件的第二種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中:1.壓頭；2.推力盤；3.可活動(dòng)瓦；4.固定瓦；5.支撐環(huán)；6.可活動(dòng)瓦外限位銷孔；7.外限位銷；8.環(huán)形限位槽；9.緊固螺釘；10.止壓板；11.墊塊；12.支撐環(huán)外限位銷孔；13.可活動(dòng)瓦的表層；14.可活動(dòng)瓦基體；15.可活動(dòng)瓦內(nèi)限位銷孔；16.內(nèi)限位銷；17.阻尼墊；18.支撐環(huán)內(nèi)限位銷孔；19.固定瓦的表層；20.固定瓦基體；21.定位螺紋孔；22.定位螺釘；23.沉頭通孔；24.阻尼墊內(nèi)孔；25.阻尼墊外孔。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不限定本發(fā)明。
[0030]本發(fā)明提供的一種可變階梯阻尼推力軸承，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由自上而下排列的壓頭1、推力盤2、多套可活動(dòng)瓦組件、多片固定瓦4和支撐環(huán)5組成。其中推力盤2通過壓頭I與轉(zhuǎn)軸連接，三者同軸線固連在一起。一套可活動(dòng)瓦組件與一片固定瓦形成一套承載瓦組件，多套承載瓦組件共同承擔(dān)軸向總載荷。從推力盤2的旋轉(zhuǎn)方向看，每套承載瓦組件的可活動(dòng)瓦組件安裝在固定瓦之前。
[0031]所述一套可活動(dòng)瓦組件的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括可活動(dòng)瓦3、阻尼墊17、外限位銷7、內(nèi)限位銷16、緊固螺釘9、止壓板10和墊塊11。可活動(dòng)瓦3的可活動(dòng)瓦基體14的下表面設(shè)置兩個(gè)盲孔，分別是可活動(dòng)瓦外限位銷孔6和可活動(dòng)瓦內(nèi)限位銷孔15。支承環(huán)5上表面對(duì)應(yīng)設(shè)置兩個(gè)盲孔，分別是支撐環(huán)外限位銷孔12和支撐環(huán)內(nèi)限位銷孔18。所述外限位銷7和內(nèi)限位銷16分別穿過阻尼墊外孔25和阻尼墊內(nèi)孔24后安裝進(jìn)可活動(dòng)瓦基體14和支承環(huán)5的盲孔中，其中，外限位銷7和內(nèi)限位銷16與可活動(dòng)瓦基體14的盲孔和阻尼墊17的通孔之間均為間隙配合，與支承環(huán)5上的盲孔為過盈配合。這種結(jié)構(gòu)是為了對(duì)可活動(dòng)瓦3和阻尼墊17進(jìn)行周向和徑向限位。外限位銷7和內(nèi)限位銷16的外壁設(shè)置絕緣材料，防止可活動(dòng)瓦與支撐環(huán)之間導(dǎo)