流体动力止推、轴颈或径向和止推轴承组合，可安装在密封的箱体部件内，它可用来代替滚动元件。设计轴承使其安装在任一轴或箱体上。如果与轴转动地安装，则轴瓦相对于光滑支承表面运动。轴承包括轴瓦构件，它可改变形状并在任一方向（六个自由度）运动，以便形成流体动力操作的最佳收敛流体楔，平衡止推轴承中心轴瓦上负荷，调节轴的不同心度，构成轴瓦使它在装配状态下和轴接触并在流体膜压力下偏斜。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及流体动力轴承，在这类轴承中，一个旋转体，例如轴，经由一种加压流体，例如油，空气或水，而被支撑在一静止的轴瓦上。流体动力轴承的优点是，当旋转体运动时，它不会沿流体的顶层产生滑动。流体不是与旋转体相接触，而是紧紧地粘附在旋转体上，在运动时，伴随着所有层次的流体膜中的流体颗粒之间滑动或切变。因此，如果旋转体和与之相接触的流体层以某一已知速度运动，处於中间层的流体，其运动速度以已知的比率下降，直至与静止的轴瓦相接触的流体粘附在轴瓦上而且是处於一种静止不动的状态为止。由於轴瓦对旋转体的支撑作用而产生一定负荷，至使轴瓦相对旋转元件偏转一个很小的角度，流体被吸入楔形开口中，流体膜中将产生足够大的压力来支撑这一负荷。这一事实已被用於水轮机和船用螺旋浆轴的止推轴承以及普通的液体动力轴承。在设计速度上，流体动力轴承可以长期地运行，这在很大程度上是由於没有运动机件存在。然而，在低速时或在起动及止动时，润滑用的流体会很快遭到破坏，流体膜的消失将造成轴承磨损以至完全破坏。另外一种已知的轴承是滚动元件轴承。滚动元件轴承由若干滚动物的集合体(滚珠、滚柱、滚针等)构成，这些滚动物顶靠在内，外轴承环上，以便於旋转部件更容易运动。这些轴承造价昂贵，因为它们必须经过精确的机械加工，而且，轴每旋转一圈，轴承都要历经许多次疲劳循环，所以在高速高载运转时，它们会很快被磨损。流体动力轴承在概念及结构方面都比径向的滚动元件或止推轴承来得简单和廉价，如滚珠、滚柱或滚针轴承等。然而滚动元件轴承在许多情况下仍被普遍使用。由於现有的流体动力轴承在设计方面存在的缺陷，使之在许多场合下对滚动元件轴承的取代都失败了。而且，在大多数高负载运转的情况下，流体动力轴承必须在一种液体环境中才能适当地运转。因而，如果轴承所在的区域不是流体密封性的，则现有的流体动力轴承就不能轻易取代滚动元件轴承。止推轴承和径向或轴颈轴承二者的一般特点在於轴瓦离开轴线一定距离。对於止推轴承及轴颈轴承二者来说，轴瓦所环绕并且与之间隔开一定距离的轴线，一般情况下就是轴瓦所支撑的轴的纵轴线，这一轴线被称为主轴线。对理想的流体动力轴承来说，流体动压楔应延伸贯穿整个轴瓦表面，流体膜的厚度应能足以支撑所受负荷，轴承的主轴线和轴心线应是共线的，流体从邻近轴瓦的导入、尾边表面端部的泄漏应被减至最小限度，只要轴一开始旋转，流体膜即形成，对於止推轴承来说，所有轴瓦被均匀地加载。当希望造出一种理想的流体动力轴承时，就需要设计一种能实现上述目标中每一个目标的轴承，这样就可以达到最佳的流体楔形。本专利技术涉及流体动力轴承以及该轴承的制造方法，这种轴承有时也称作可运动轴瓦轴承，一般说来，这些轴承安装成轴承是可以移动的，以便在相对运动的部件之间形成一种楔形的润滑膜。由於过量的流体会导致不希望有的摩擦和动力损失流体的厚度最好是刚好能支撑最大的负荷。当楔形达到最佳状态时，这一点就可实现。轴瓦基本上围绕着位於轴瓦表面前部的一个中心作枢轴运动或摆动，轴承的摩擦趋於将楔打开。当楔形实现理想化时，楔将延伸穿过整个轴瓦表面。而且在最低速旋转时，最好在轴刚开始旋转时，流体楔即成。在已知的径向轴瓦型的轴承中，前面已经阐明，在轴承和所支撑的旋转体之间必须具有精确选定的间隙，以便使轴瓦产生适当的偏转从而形成流体动压楔。紧公差的要求对於气体润滑轴承的制造是最为麻烦的一个问题。对於气体润滑轴承来说，另一个困难是在高速运行时流体膜的破损。这些困难已经限制了气体润滑流体动力轴承的应用。Trumpler的美国专利3，107，955揭示了一个轴承的实例，该轴承具有用於安装轴瓦的横梁，轴瓦能够环绕位於轴瓦表面前部的一个中心作枢轴运动或摆动。这种轴承如同许多现有技术中的轴承一样，仅仅依靠轴瓦的一种二维形式的偏转，这样就无法实现最佳的楔形。在Hall的美国2，137，487专利中，揭示了一种流体动压可动轴瓦轴承，该轴承通过沿着一环面滑动轴瓦而形成流体动压楔。在许多情况下，由於轴瓦粘附而不能形成相应的楔形。在Greene的美国专利第3，930，691中，借助弹性体提供一种摇动，但是该弹性体容易产生污染和损耗。Etsion的美国专利第4，099，799号揭示了一种非整体悬臂安装的弹性轴瓦气体轴承。所提供的轴承使用了一个装在矩形悬臂梁上的轴瓦，以便在轴瓦表面和旋转轴之间产生一个润滑楔。同时介绍了止推轴承和径向或轴颈轴承这二种轴承。在Ide的美国专利第4，496，251中揭示了一种轴瓦，轴瓦借助一些像平板条一样的带子而产生偏转，以便在相对运动的部件之间形成一个楔形润滑膜。美国专利4，515，486揭示了一种流体动力止推轴承和轴颈轴承，它包括若干个轴瓦，每一个轴瓦都有一个表面元件和一个支撑元件，它们是相互分离的并借助弹性材料粘合在一起。美国专利4，526，482揭示了一种流体动力轴承，它主要用於有润滑作用的场合，即该轴承被设计为在流体中工作，流体动力轴承是通过负荷支撑表面的一个中心部位而形成的，该支撑表面比轴承和其余部分更柔顺，这样，在负荷作用下，它们将发生偏转并形成一流体压力槽，以便承担高负荷。在Ide的美国专利4，676，668中我们还发现轴瓦可以借助至少一个支柱使轴瓦与支撑元件相脱离，该支柱可以提供一种三维方向的柔性。为了提供在运动平面的柔性，支柱向内成一定角度，以形成一带有锥顶或在轴瓦表面的前部带有高叉点的锥形。每一个支柱都有一个剖面系数，在希望运动的方向上剖面系数相对要小一些，以便对不同轴现象进行调整。这些教导被用於轴颈轴承和止推轴承。尽管这一专利的专利技术代表了技术上的一种有意义的进步，但它仍然存在一些缺点。缺点之一是支撑构件和轴瓦的刚性，它限制了轴瓦表面的变形。而且轴承构造是非整体式的。后面的二份专利特别令人感兴趣，因为它们显示出尽管止推轴承和轴颈轴承二者之间存在着先天性的明显差别，但对於流体动力轴颈轴承和流体动力止推轴承二者来说却存在某些概念上的相似性。本申请一部分与流体动力止推轴承有关。当这种轴承中的流体动压楔实现最佳化之后，沿圆周被分隔开的轴承中的每一部分所承受的负荷是相等的。目前，流体动力止推轴承最广泛的应用是称之为Kingsbury靴形轴承。该靴形的Kingsbury轴承的特点是结构复杂，它包括作枢轴运动的靴形物，一个止推环，该止推环随轴旋转并将负荷施於靴上，一底环用於支撑靴形物，一个轴承箱体或座用於容纳和支撑内部轴承元件，还有一个润滑系统和一个冷却系统。这种复杂结构的结果造成Kingsbury靴形轴承造价极其昂贵。替代这种复杂的Kingsbury靴形轴承的是如附图说明图19-20所示的整体轴承座轴承。这种轴承作为许多种轴承中的一种已经被用於深井泵。这种相当简单的结构可以通过砂型铸造或其他粗制技术来成形，因为特定的尺寸在此并不是十分重要的。如同图19和20所示，该轴承的结构特征是有一平底36pA，它有一厚实的内侧环形凸出物38pA，多个刚性的轴承座34pA从底部横向延伸，每一止推轴承瓦32pA以每一个刚性轴承座为中心排布。图20(A)概述了图19-20中的轴承随着反抗止推转子的运动，而沿箭头L所示的方向发生偏转的情况。在图20(A)中，偏转后的位置(被大大地夸大了)用实线表示，而未偏转时的位置如虚线表示。图20(A)中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
密封流体动力轴承，轴承包括：密封箱体包括静箱体部分；转动箱体部分和许多密封件，密封件为在静箱体和转动箱体部分之间提供流体密闭密封，用以密封箱体内部；固定到静箱体上的流体动力轴承，流体动力轴承包括具有径向内表面、径向外表面和两轴向平表 面的单个柱形元件，所述柱形元件由许多在元件的轴向平表面上形成的径向切口构成，至少一个柱形沟槽向径向内表面径向向外延伸，柱形沟槽向径向外表面径向向内延伸，所述径向切口和柱形沟槽共同限定许多圆周隔离的轴瓦，单个支承构件至少包括支承每个轴瓦的一个整体梁形元件，其特征是每个轴瓦包括圆周延伸和径向延伸的边棱和轴向的轴接合表面，每个轴瓦的一个径向延伸边棱包括导入边，另一径向延伸边棱包括尾边；轴瓦面适于在表面上的摩擦和压力作用下，相对支承元件摆动，因此轴瓦表面的尾边和导入边偏斜形成收敛流体楔。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗素D艾迪，
申请(专利权)人：罗素D艾迪，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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