径向轴承制造技术

本发明专利技术涉及一种径向轴承，其包括：壳体；沿着轴承轴线延伸的壳体穿孔；多个倾斜区段，它们围绕轴承轴线布置用于支承转轴，并且分别具有径向靠外的支承面，倾斜区段利用该支承面支撑在壳体上的承托面上；每个倾斜区段的径向靠外的承托面和承托面相互对置布置；每个倾斜区段相对于壳体可运动地布置；本发明专利技术的特征在于以下特点：所述面的第一个面利用垂直于轴承轴线的第一断面构成了第一断面曲线；第一断面曲线是弧形凸起的并且具有第一主弧半径，以及第二个面利用垂直于轴承轴线的断面构成第二断面曲线；第二断面曲线相应地弧形凹陷并且具有第二主弧半径，其中，第一个面的第一主弧半径的绝对值小于第二个面的第二主弧半径的绝对值；并且第一个面利用平行于轴承轴线的第二断面构成第三断面曲线；第三断面曲线是弧形凸起的并且具有第一次弧半径，以及第二个面利用平行于轴承轴线的第二断面构成第四断面曲线；第四断面曲线相应地弧形凹陷或者不是弧形的，并且具有第二次弧半径，或者相应地没有弧度，其中所述两个次弧半径相互不同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】径向轴承
本专利技术涉及一种径向轴承。因此，这是一种具有多个支承着转轴的倾斜区段的轴承。它被称为倾斜区段轴承，并且属于流体动力滑动轴承。
技术介绍
在此参阅以下专利：US5738447AUS6485182BDE60110751T2DE69503138T2EP2339192A1DE19514830C2GB2285491ADE602004003239T2EP1859175B1CH558481A。涡轮传动装置的转子动力属性主要是由轴承系统的属性确定，并且由转轴的几何外形确定。在转轴转数很高的情况下，在这里首先是使用径向倾斜区段轴承。涡轮传动构造的开发使得在同时需要更高的效率和更稳定的振荡性能时功率传递更大、功率密度更大并且转数更高。为了满足这些越来越高的要求，需要径向倾斜区段轴承，它能够在涡轮传动系统中具有更高的转数和轴承压紧度的情况下、在非静态运行时轴承空隙变化更小的情况下、在轴承变形量小的情况下并且振荡属性提高的情况下运行。轴承的这些提到属性相互依赖。例如通过更高的轴承压紧度实现以下可能性，即，让轴承更小并且轴承的效率提高。在启动涡轮传动装置时，由于非静态的运行，可能在轴承散热效果低的情况下局部产生强烈的热膨胀，这在倾斜区段轴承中会导致轴承间隙过小。所述径向倾斜区段轴承特别是考虑用于超临界旋转的转轴，它们的振荡性能主要受到轴承的硬度和减震性能的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，如下地构造一种径向轴承，即，使得它在轴承压紧度、效率和振荡性能方面能够超过目前用于径向倾斜区段轴承的限定范围。该目的通过一种径向轴承得以实现。根据本专利技术的径向轴承包括壳体、沿着轴承轴线延伸的壳体穿孔、多个倾斜区段，这些倾斜区段为了支承转轴围绕轴承轴线布置，并且分别具有径向靠外的支承面，倾斜区段利用该支承面支撑在壳体上的承托面上，其中，每个倾斜区段的径向靠外的支承面和承托面相互对置布置。每个倾斜区段都相对于壳体可运动地布置。根据本专利技术，这些面的第一个面与垂直于轴承轴线的第一断面构成第一断面曲线。第一断面曲线弧形凸起并且具有第一主曲率半径，并且第二个面与垂直于轴承轴线的断面构成第二断面曲线。第二断面曲线相应地是弧形凹陷的并且具有第二主曲率半径，其中，第一个面的第一主曲率半径的绝对值小于第二个面的第二主曲率半径的绝对值。第一个面与平行于轴承轴线的第二断面构成第三断面曲线。第三断面曲线是弧形凸起的并且具有第一次曲率半径。第二个面与平行于轴承轴线的第二断面构成第四断面曲线。第四断面曲线相应地是弧形凹陷的，或者不是弯曲的，并且具有第二次曲率半径，或者相应地不具有弧度，其中，这两个次曲率半径相互之间有区别。因此，对于次弧的两个断面曲线可以存在这些凸起对凹陷或者凸起对平坦或者凹陷对凸起或者平坦对凸起的弧组合。两个次曲率半径在承托面与径向靠外的支承面的接触点处的关系可以根据弯曲组合方式如下地实现，即，使得径向靠外的支承面和承托面之间总是仅存在一个接触点。本专利技术的主要理念在于，如下地构造单个倾斜区段的径向靠外的支承面和压块的承托面，即，使得这两者相互之间基本上构成点支承关系，但是在此至少保持传统的径向倾斜区段轴承的线碰触的轴承硬度，并且倾斜区段在运行时仅仅通过转轴和倾斜区段之间的润滑膜压的流体动力的作用力以及倾斜区段和固定在壳体上的压块之间的接触来保持在周向方向上的理想的位置上。对于这种平衡状态至关重要的是，承托面与径向靠外的支承面之间位于垂直于轴承轴线的断面中的接触点中的第二主曲率半径小于轴承轴线和接触点之间的间距。各个相应的倾斜区段在非倾斜的状态下应该至少能够在两个方向上倾斜，也就是一方面围绕着平行于径向轴承的纵轴的第一倾斜轴线延伸，另一方面围绕着垂直于第一倾斜轴线或与之成夹角地并且因此垂直于轴承轴线或与之成夹角的第二倾斜轴线延伸，以下将径向轴承的纵轴称为轴承轴线。这两条倾斜轴线在此相对于轴承轴线不一定要位置固定，而是可以因为各个支承面和承托面之间的相对旋转或滚轧运动而相对于轴承轴线、特别是连带着相应的倾斜区段一起运动。这种倾斜能力使得径向轴承中的转轴能够进行平衡运动，并且借助根据本专利技术的主弧和/或次弧得以实现。在此，后者可以延伸过整个元件(倾斜区段、压块)，所谓的从边沿到边沿，或者却仅部分地延伸过这个元件。由此得以实现的是，单个的倾斜区段在一定程度上具有不受限的倾斜自由，并且不出现局部的过载或边缘磨损。因为两个相对置的面的主曲率半径和次曲率半径相互之间分别有区别，所以从两个面的理论上的接触点出发，两者之间的间距越来越大。在此，优选地，同一个面的主曲率半径以及次曲率半径也可以相互有区别。这就是说，例如相应的倾斜区段的主弧具有的半径不同于次弧。类似地，在所述面的主弧和次弧的不断变化的半径中也是如此，正如下面还会实施的那样。优选地，每个倾斜区段的径向靠外的支承面直接地，也就是在中间不加入其它的元件的情况下，被承托面所承载。这个概念直接包含在内的意思是，在滑动轴承运行时，相互朝向对方的面，也就是径向靠外的支承面和承托面，可以被润滑剂膜相互隔离开，并且因此不直接碰触。如果下面说到这一个面在另一个面上滚动或滚轧，那么也总是表示，在它们之间存在这种润滑剂膜。倾斜区段优选地具有正好一个、特别是连续的面，也就是径向靠外的支承面，借助它使得倾斜区段同样被正好一个搭配面，也就是承托面，所承载。分别要这样设置断面，即，使得从断面与相应面的剖面中得到的曲线位于这些面的边沿的中间。然而并不一定是如此。因此可以如下地设置断面，即，使得也可以实现相对于这些面的边沿不对称的弧。此外，至少其中一个所述面的主曲率半径和/或次曲率半径可以变化。作为补充的、根据本专利技术的构想在于，设计一种用于冷却倾斜区段的润滑剂和冷却系统，使得这种轴承在运行时具有比传统的径向倾斜区段轴承更低的温度。冷却系统具备的特征是，能够尽可能直接地并且针对倾斜区段的径向靠内的支承面提供新鲜的(相对较冷的)冷却剂，并且将通过轴承而升温的冷却剂尽可能直接地在升温以后再次从轴承中导走。优选地可以通过以下方式完成倾斜区段的冷却，即，在两个倾斜区段之间设计用于将冷却剂或润滑剂输送给由相应的倾斜区段和转轴构成的间隙的供油条。在此，供油条在间隙的区域内注入，其中，它的注入面朝向倾斜区段的棱边，特别是朝向在转轴的旋转方向上看首先被转轴扫过的进口边。在此可以设计多个供油条，它们分布在径向轴承周向上，使得分别在两个相邻的倾斜区段之间布置了一个这种供油条。此外，所述至少一个供油条朝向转轴的旋转轴或轴承轴线的径向线倾斜。优选地，在至少一个倾斜区段的进口边的范围内设计了用于将从供油条溢出的油输送至由转轴和倾斜区段构成的间隙。在此，供油条包含多个油通道。因此，供油条或油通道的注入口能够被注入口的纵轴方向上的留空部部分地或完全地重叠。因此，倾斜区段的留空部的纵轴与供油条的纵轴共轴地或平行地延伸。留空部和注入口的面也可以设计为覆盖范围相同。这些留空部可以实现为特别是对称的凹槽。留空部的纵轴或对称轴也可以与径向线重合，或者与之平行延伸。作为附加或者作为代替，对于供油条的油通道来说也可以是这种情况。根据另一种实施方式，径向轴承包括用于拦截来自相应的倾斜区段和转轴构成的间隙的相对较热的夹带油的第一油封，其中，第一油封布置在两个倾斜区段之间，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种径向轴承，包括：1.1壳体(1)；1.2沿着轴承轴线(11)延伸的壳体穿孔；1.3多个倾斜区段(2)，所述倾斜区段围绕所述轴承轴线(11)布置用于支承转轴，并且，所述倾斜区段分别具有径向靠外的支承面(2.2)，所述倾斜区段(2)利用所述支承面支撑在所述壳体(1)上的承托面(3.1)上；1.4每个所述倾斜区段(2)的径向靠外的所述承托面(2.2)和所述承托面(3.1)相互对置地布置；1.5每个所述倾斜区段(2)相对于所述壳体(1)能运动地布置；其特征在于以下特点：1.6所述面(2.2，3.1)的第一个面(2.2)利用垂直于所述轴承轴线(11)的第一断面(12)构成了第一断面曲线(S1)；所述第一断面曲线(S1)是弧形凸起的，并且具有第一主弧半径(R1)，以及1.7第二个面(3.1)利用垂直于所述轴承轴线(11)的断面(12)构成第二断面曲线(S2)；所述第二断面曲线(S2)相应地弧形凹陷，并且具有第二主弧半径(R2)，其中，所述第一个面(2.2)的所述第一主弧半径(R1)的绝对值小于所述第二个面(3.1)的所述第二主弧半径(R2)的绝对值，并且1.8所述第一个面(2.2)利用平行于所述轴承轴线(11)的第二断面(13)构成第三断面曲线(S3)；所述第三断面曲线(S3)是弧形凸起的，并且具有第一次弧半径(R3)，以及1.9所述第二个面(3.1)利用平行于所述轴承轴线(11)的所述第二断面(13)构成第四断面曲线(S4)；所述第四断面曲线(S4)相应地弧形凹陷或者不是弧形的，并且具有第二次弧半径(R4)，或者相应地没有弧度；其中1.10两个所述次弧半径(R3，R4)相互不同。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.14 DE 102012002713.31.一种径向轴承，包括：1.1壳体(1)；1.2沿着轴承轴线(11)延伸的壳体穿孔；1.3多个倾斜区段(2)，所述倾斜区段围绕所述轴承轴线(11)布置用于支承转轴，并且，所述倾斜区段分别具有径向靠外的支承面(2.2)，所述倾斜区段(2)利用所述支承面支撑在所述壳体(1)上的承托面(3.1)上；1.4每个所述倾斜区段(2)的径向靠外的所述支承面(2.2)和所述承托面(3.1)相互对置地布置；1.5每个所述倾斜区段(2)相对于所述壳体(1)能运动地布置；1.6径向靠外的所述支承面(2.2)与垂直于所述轴承轴线(11)的第一断面(12)构成了第一断面曲线(S1)；所述第一断面曲线(S1)是弧形凸起的，并且具有第一主曲率半径(R1)，以及1.7所述承托面(3.1)与垂直于所述轴承轴线(11)的断面(12)构成第二断面曲线(S2)；所述第二断面曲线(S2)相应地形成弧形凹陷，并且具有第二主曲率半径(R2)，其中，径向靠外的所述支承面(2.2)的所述第一主曲率半径(R1)的绝对值小于所述承托面(3.1)的所述第二主曲率半径(R2)的绝对值，并且1.8径向靠外的所述支承面(2.2)与平行于所述轴承轴线(11)的第二断面(13)构成第三断面曲线(S3)；所述第三断面曲线(S3)是弧形凸起的，并且具有第一次曲率半径(R3)，以及1.9所述承托面(3.1)与平行于所述轴承轴线(11)的所述第二断面(13)构成第四断面曲线(S4)；所述第四断面曲线(S4)相应地弧形凹陷或者不是弧形的，并且具有第二次曲率半径(R4)，或者相应地没有弧度；其中1.10两个所述次曲率半径(R3，R4)相互不同；两个所述面(2.2，3.1)中的至少一个面的所述主曲率半径(R1，R2)和/或所述次曲率半径(R3，R4)变化；1.11所述支承面(2.2)的所述主曲率半径(R2)和/或所述次曲率半径(R4)随着与所述第一断面(12)、所述第二断面(13)和所述承托面(3.1)构成的交点的间距越来越大而减小。2.根据权利要求1所述的径向轴承，其特征在于，所述承托面(3.1)的在垂直于所述轴承轴线(11a)的所述断面(12)中的接触点上的第二主曲率半径(R2)小于所述轴承轴线(11a)和所述接触点之间的间距。3.根据权利要求1或2所述的径向轴承，其特征在于，所述倾斜区段(2)通过如下的方式定位在周向方向上，即，使得径向靠内的支承面(2.1)上的所形成的流体动力与所述径向靠外的支承面(2.2)上的反应力平衡，所述反应力仅在所述径向靠外的支承面(2.2)和所述承托面(3.1)之间的点状的接触部位上形成。4.根据权利要求1或2所述的径向轴承，其特征在于，所述承托面(3.1)布置在一个压块(3)上，所述压块固定在所述壳体(1)处，或者与所述壳体(1)构成一个整体。5.根据权利要求3所述的径向轴承，其特征在于，所述承托面(3.1)布置在一个压块(3)上，所述压块固定在所述壳体(1)处，或者与所述壳体(1)构成一个整体。6.根据权利要求5所述的径向轴承，其特征在于，所述压块放入所述壳体中。7.根据权利要求4所述的径向轴承，其特征在于，所述倾斜区段(2)和/或所述压块(3)的材料的弹性模数大于200GPa。8.根据权利要求6所述的径向轴承，其特征在于，所述倾斜区段(2)和/或所述压块(3)的材料的弹性模数大于200GPa。9.根据权利要求8所述的径向轴承，其特征在于，所述倾斜区段(2)和/或所述压块(3)的材料的弹性模数大于250GPa或更大。10.根据权利要求1或2所述的径向轴承，其特征在于，10.1所述径向轴承的润滑剂和冷却剂供给通过至少一个环形槽(4)实现，所述环形槽基本上在所述壳体(1)内的周向方向上延伸，并且在轴向上基本上不位于轴承中心，并且10.2所述倾斜区段(2)的所述润滑剂和冷却剂供给是通过所述壳体(1)内至少一个基本上在径向上延伸的、能通往所述环形槽(4)的穿孔实现的。11.根据权利要求9所述的径向轴承，其特征在于，11.1所述径向轴承的润滑剂和冷却剂供给通过至少一个环形槽(4)实现，所述环形槽基本上在所述壳体(1)内的周向方向上延伸，并且在轴向上基本上不位于轴承中心，并且11.2所述倾斜区段(2)的所述润滑剂和冷却剂供给是通过所述壳体(1)内至少一个基本上在径向上延伸的、能通往所述环形槽(4)的穿孔实现的。12.根据权利要求3所述的径向轴承，其特征在于，所述径向轴承包括用于拦截来自相应的所述倾斜区段(2)和所述转轴构成的间隙的相对较热的...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫·鲁道夫，安德烈亚斯·福奇斯，克劳斯彼得·施珀尔，
申请(专利权)人：沃依特专利有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE