梁上装有轴承瓦块的流体动压轴承同样的密封轴承组件制造技术

流体动压止推、轴颈或径向止推组合轴承，安装在密封的壳体部件中，例如，可用这种轴承代替有滚动件的轴承。该轴承即可安装在轴上，也可安装在壳体内。如果被安装在转动的轴上，则轴瓦可相对平滑支承表面摆动。该轴承具有轴瓦结构，该结构可改变形状并在任何方向（六个自由度）摆动，以便为液体动压运转，平衡作用在止推轴承中轴瓦的载荷和调节轴的不同轴度选择一最佳渐缩的流体楔。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术揭示了一种瓦块型轴承及其制造方法，这种瓦块型轴承，最好是整体式的，它最好由一段厚壁管材或一圆柱形轴颈制成，它们被机加工或成形，使之形成许多在轴承壁上或穿过轴承壁的小槽或狭长切缝，还有一些孔眼或切口，以便确定出一个挠性的轴颈瓦块或止推瓦块以及一支撑构件，该构件能支撑着瓦块在6个自由度上运动(即在+X，-X，+Y，-Y，+Z，-Z方向上平移或移动)，并且能环绕X、Y和Z轴转动，以形成最佳的流体动压楔。本专利技术的轴承被设计成三维式的，可提供6个自由度的偏转，以便确保在任何时候都能形成最佳流体楔。具体说来，业已发现，当一个流体动压楔具有几个特点的时候，该流体动压轴承的运转最为有效。具体说就是流体楔应当延伸穿过整个轴瓦表面;流体楔应当在任何时间都有一适当的厚度;流体楔的形状应能尽可能减少流体泄漏;流体楔应当能对非线性作出调整，以便使轴承的主轴线与轴的轴心线共线或基本平行，以及流体楔在可能发生的最低速情况下也能形成，以便于防止破坏流体楔形成表面，这种情况一般发生在低速情况下，是由于轴与瓦块表面相接触而造成的。进一步说，对于止推轴承，施加在分离开的轴承瓦块上的负荷应当是相等的。考虑到流体膜的厚度，应当懂得，最佳厚度是随负荷而变化的。在高或重负荷下，希望流体膜相对厚一些，以便充分支撑住负荷。然而厚膜将增大摩擦并损失动力。因此，轴承最好被设计成具有最小的流体膜厚度，只要能在最大的负荷情况下支撑住轴即可。支撑构件最好是整体的并且包括支柱、梁和/或连接一壳体的隔板，所说的隔板对轴颈轴承来说是由轴承径向最外层的部分确定的，对于止推轴承来说，轴承被安装在该壳体的内部。专利技术人已经发现，在许多特别的应用场合，例如在高速情况下，必须测量并判断整个系统的动态挠性，该系统包括轴或马达，以及流体动压润滑膜和轴承。在使用有限的元件模型对该系统的计算机分析中，业已确定，必须使整个轴承成为一个完全柔性的元件，它在工作负荷下可以改变其形状。通过对基本结构的机加工可以或多或少地增加一些柔性，从而使轴承具有一些特性，这些特性可以确保在广泛的工作范围内提供一个稳定的低摩擦运转。已经发现有几个变量对轴承的工作特性有实质性的影响。其中最重要的变量是瓦块和支撑元件的形状、尺寸、位置及材料特性(例如弹性模量等)，支撑元件是由轴承上的孔、狭缝或切口以及沟槽确定的。已经发现支撑元件的形状最为重要。同时，通过给柔性元件一流体支撑，可以实现一高度缓冲，它进一步增强了系统的稳定性。在有些情况下，这一缓冲已经取代了第二压缩膜缓冲，当油膜存在於轴承的外壳和箱体之间时，这第二压缩膜缓冲作用是存在的。已经发现，在有些情况下，依照类似于工况而设计的轴承，在实际的工况下，并不能最适当地进行工作。这样就需要轴承能根据感受到的工况进行调节。本专利技术还进一步涉及一类流体动压轴承，其支撑构件包括一个或多个压电元件，它们存在于轴承支撑构件内部的间隙之中以及存在于支撑构件和轴承瓦块之间的间隙之中。以这种方式提供的压电元件，能够积极有效地控制或调节轴承瓦块的形状及取向，还能影响支撑构件的偏转特性。这一点可以通过将某一精确大小的电流施加到某些适当位置的压电元件上去，以改变楔形或轴承瓦块的表面状态，使摩擦减至最小，实现最大的负荷能力，并改进支撑结构的刚性或阻尼性，消除共鸣及轴旋流，也就是说，根据实际工况，通过精细调节轴瓦及支撑构件来实现最佳轴承操作状态。根据本专利技术的另一个方面，施加到每一个压电元件上的电流可以借助一个中心操作单元(CPU)来控制，其功能是依照感受到的条件对楔的形状进行优化。进一步说，CPU可以接受来自传感器的信号，可以检测到一些物理特性。例如温度、轴与瓦块的接触情况，噪音、引起动力消耗的摩擦状况(即ampdraw)等。这样流体楔就可以被朝着承担最大负荷或提供最小的动力损失等方面进行调节，这些物理量反应出流体楔的质量好坏，CPU对这些信息进行处理，从而控制施加到每个压电元件上的电流，以便改善楔的质量，或者是当楔处于满意的工作范围时，保持其现有状态。CPU也可以根据人工输入的指令，对压电元件提供电流，以便进行变形或偏转。例如，操作者可以输入一个“增加刚性”或“提高尾部边缘”的指令，CPU将把电流供给到适当的压电元件上去，以实现予定的目标。流体楔的质量也可以通过一个起重螺旋或液压流体通过机械的方式进行改变，以便用物理的方式改变轴承支撑构件的偏转特性。这二种系统都可以根据感受到的条件或根据人工输入的信号通过电路来进行控制。然而，据认为采用压电元件，依照感受到的条件或其他方式来改变轴承的特性是最有效的途径。专利技术人同时还发现，就气体或空气润滑偏转瓦块的轴承而言、在某些情况下，负荷或速度会超过气体膜的承受能力。在这种情况下，必须将一种液体润滑剂引入到不具有液体槽或液体浴的渐缩的楔中去，本专利技术提供了一种轴承，在必要的情况下，可以通过提供液体润滑剂来解决这一问题。本专利技术轴承的特别用途包括电机、风扇、涡轮增压器，内燃机，外装马达以及压缩机/扩张器。试验速度已经超过300，000转/分，已经注意到，切口、沟槽和开口除了可以允许轴承瓦块运动以形成用于流体动压润滑的渐缩的楔之外，还允许轴承瓦块本身偏转和改变形状，例如通过展平来予以实现。尤其是通过改变轴承的偏心度而改进了其工作性能。轴承可以用金属，粉末冶金、塑料、陶瓷或合成材料制造。当小批量生产时，可以对坯料利用刮、车、铣等典型的机加工手段来加工出具有大的沟槽式开口的轴承;小的沟槽可以采用水流切削、电火花或激光等机加工方法来实现，而且总体设计挠性能够对轴承进行调节使轴承具有期望的特性。协调将改变其刚性，从而也就消除了震动。大批量生产一种型号轴承时，最好通过注模法，挤压成形，粉末冶金模铸法，熔模铸造法或一些类似制造技术来完成。根据本专利技术的一个观点，中等批量的轴承可以采用将机加工和熔模铸造技术结合在一起的一种新方法来完成。本专利技术也设想了一种易于模塑的轴承，该轴承不包括暗开口，这样就可以用简单的二件模来成形。一般来说本专利技术的轴承的造价只有同类轴承的几分之一。与先有瓦块型轴承有所不同，先有轴承具有一个基本上沿着负荷方向取向的支撑构件，而本专利技术所提供的取向允许在一个较小的壳层内(即轴颈轴承中径向内轴颈表面与径向外轴颈表面之间不同)产生类似的偏转，尤其是对于轴颈轴承更是如此;为允许瓦块在任何方面上的运动(即6个自由度)提供条件，以便形成渐缩楔的形状;为瓦块本身改变形状(如展平)提供条件，从而改进性能;为隔板阻尼系统的发展提供条件，以便改善其稳定性;为轴承对其支撑部件或轴的不同轴性进行补偿提供条件，以及为在一个止推轴承中，均衡其瓦块中所承受的负荷提供条件。所有这些特性都有助于形成一个最佳的流体动压楔。虽然孔、槽、切口或切缝的排布有多种方法，但主要存在二种形式的偏转，即单线或多线的或单隔板或多隔板的，它们以弯曲的模式沿着负荷的主要方向进行偏转，其次是在轴颈轴承中，梁或隔板沿着轴的纵轴，以从轴瓦向外延伸的方向进行扭力偏转。在弯曲模式中，其偏转度数，就一部分来说，是支撑构件在径向上刚度的函数。瓦块本身可以制成在一定负荷下可偏转的，以便能变成不同的形状，这可以借助在瓦块的下方提供一些内切口或通过下切瓦块的边部来予以实现。在这二种情况下，切口的特别制作都应该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种密封的流体动压轴承，该轴承包括：一个密封的壳体，它具有一个静止的壳体部分。一个转动的壳体部分，和若干个用于在静止的壳体部分和转动的壳体部分之间提供流体密封的密封结构，以密封壳体的内部：一个被固定安装到静止壳体部分内的流体动压 轴承，其包括一个整体的圆筒形件，它具有一个径向内表面，一个径向外表面和两个轴向平面，所说的圆筒形件在其轴向平面上形成若干个径向切缝和至少一个从径向内表面上形成若干个径向切缝和至少一个从径向内表面径向向外延伸的圆筒形槽及一个径向外表面的径向向内延伸的圆筒形槽，所说的径向切缝和圆筒形槽一起限定出若干个在圆周方向相互隔开的轴瓦和一个整体支承结构，它至少包括一个梁状件，该梁状件支承每一个瓦块，其中，每个瓦块包括在圆周方向延伸的和在径向延伸的边缘及一个轴向的与轴接触的外表面，每个瓦块的一个径向延伸的边缘都包括一个前边缘，每个瓦块的另一个径向延伸的边缘都包括一个后边缘，瓦块的外表面适于承受摩擦力和压力对其的作用，以便相对支承件摆动，从而使瓦块表面的前边缘和后边缘发生偏转，形成渐缩的楔形空间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【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]