具有组件式结构和多偏斜性轴瓦的液力动力推力和轴颈滑动轴承制造技术

液力动压轴承，其包括和多个沿支座的圆周间隔设置的轴承瓦块。轴承瓦块可以有组件式构造，因此轴瓦部分可拆卸地固定到支座上。设计的各种轴承瓦块结构包括具有膜片的第二支撑部分和具有圆柱形元件的主支撑部分，圆柱形元件设置在膜片和轴瓦之间。连续的环形轴瓦可以代替不连续的轴瓦。支座的轴瓦接收孔中可以设置定位销，使轴承瓦块适当定向。支座中可以有切口和槽，以便增加柔性，或者在支座中设置支撑轴承瓦块的梁。轴承也可以有多功能的构造，以及具有灵敏结构。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液力动压轴承。在这种轴承中借助压力流体例如油、空气或水，由固定的轴承支撑旋转物体例如轴。液力动压轴承具有的优点是当旋转物体运动时，其不会沿着流体顶部滑动。不是与旋转物体接触的流体紧密粘接旋转物体，而且伴随着滑动和剪切运动，这些运动发生在整个流体薄膜高度范围内的流体粒子之间。因此，如果旋转物体和相接触的流体层以已知的速度运动，流体薄膜中部高度的速度以已知的速度减小，直到与固定轴瓦接触处，粘接到轴瓦上的流体层不运动。由于旋转物体支承部分受载荷作用，使轴瓦相对于旋转元件偏斜一小角度，流体被引入楔形开口，在流体薄膜中将产生足够的压力，以便支撑载荷。这些技术已用于水轮机和轮船的驱动轴，以及常规的液力动压轴颈滑动轴承中。推力轴承和径向或轴颈轴承的基本特征是支撑轴的轴瓦沿轴线间隔设置。间隔设置的轴瓦轴线与推力的轴颈轴承支撑的轴的纵向轴线大体上相对应。这条轴线称为主轴线。在理想的液力动压轴承中，液力动压楔沿整个轴瓦表面伸展，流体膜的厚度正好足以支撑载荷，轴承的主轴线和轴的轴线对准，与液体膜的引导和拖拉边缘相邻的轴瓦表面端部流体的泄漏被限制到最小，轴一开始转动就使流体膜展开，在使用推力轴承的情况下，轴瓦以相同的方式承载。获得理想的液力动压轴承同时，所述的专门设计出的轴承可以达到上述目的。在轴承中形成完善的液力动压楔。用于任何特殊场合中的“完善楔”在其它诸因素中还依赖于承受的载荷量。如果承受重载荷，需要相当厚的流体膜，另外，薄流体膜可以减小摩擦阻力，并且降低与摩擦相联系的能量损失。本专利技术主要涉及液力动压轴承，其有时也被认为是轴瓦可移动的轴承，以及制造这种轴承的方法。通常这些轴承的轴瓦以能够运动的方式安装，以便在相对运动的部件之间形成楔形润滑油膜。因为过量的流体会引起不可预见的摩擦和能量损失，流体厚度最好恰恰能够支撑最大载荷。这才是真正形成的完善楔。最基本的是，轴瓦相对于轴瓦表面前方的中心位置，由枢轴或摆动运动产生位移，轴承摩擦趋于打开流体楔，当形成完善楔时，楔沿整个轴瓦表面展开。此外，理想的是轴一开始旋转，流体楔就能以最慢的速度形成。Trumpler的美国专利US-3，107，955公开了一种轴承的实例，这种轴承具有安装轴瓦的梁架，轴瓦相对于轴瓦表面前方的中心位置由枢轴或摆动运动产生位移，这种轴承象许多已有技术中的轴承一样，仅仅在两个尺寸方向上产生轴瓦偏斜，因此，不能获得完善楔。在Hall的美国专利US-2，137，487中，具有可看到的液力动压的可移动轴瓦轴承，通过使轴瓦沿球形表面滑动展开其液力动压楔。在许多情况下，轴瓦粘连，因而不能展开流体楔。在Greene的美国专利US-3，930，691中，用橡胶弹性体产生摆动，这种弹性体会被污染和产生变质。Etsion的美国专利US-4，099，799公开了一种安装有弹性轴瓦的非整体形悬臂梁的气体轴承。在这种公开的轴承中，将轴瓦安装到矩形悬臂梁上，以便在轴瓦和旋转轴之间产生润滑楔。并且公开了这种类型的推力轴承和轴颈或径向轴承。Lde的美国专利US-4，496，251中，专利技术人公开了一种轴瓦，其随着片状带产生偏斜，从而在相对运动的部件之间形成楔形润滑油膜。还有Lde的美国专利US-4，515，486公开了液力动压推力轴承和轴颈轴承，其中包括若干个轴承瓦块，每个轴承瓦块具有分开的轴瓦表面元件和支承元件。通过弹性材料将它们连接到一起。Lde的美国专利US-4，526，482公开了一种液力动压轴承，其主要用于改善润滑的场合，即设计的轴承在有效的流体条件下工作，而不用特殊的润滑流体。液力动压轴承由载荷承受表面的中心部分形成，这个中心部分比轴承表面的其余部分柔软，以致在载荷作用条件下，中心部分将偏斜，从而形成流体压力槽，或变成偏心。本申请特别相关于液力动压推力和轴颈轴承。当在这种轴承中形成完善的液力动压楔时，作用在沿圆周间隔分布的轴瓦表面上的载荷完全与作用在推力轴承中轴瓦表面上的载荷相同。迄今为止，最广泛采用的液力动压推力轴承是所谓金斯帕里(Kings bury)靴形轴承。金斯帕里靴形轴承的特征在于结构复杂，其中包括铰接的靴形物，推力环随轴旋转，并向靴形物施加载荷，底环支撑靴形物，机壳或支架包容和支撑内部的轴承元件，润滑系统和冷却系统。这种复杂结构的结果是金斯帕里靴形轴承是典型的需要支付昂贵费用的轴承。复杂的金斯帕里靴形轴承的一种改变形式是整体支座轴承，在诸多场合中，其被用于深井泵。这种相当简单的结构用典型的砂型铸造制成，或者用其它粗糙的机械加工技术制成。轴承的结构特征在于宽平底座上具有厚的内部周边凸出物，多个刚性支座由底座横向延伸，推力轴瓦集中到各刚性支座上。本专利技术人也发现已知的刚性支座轴承和金斯帕里靴形轴承的中心铰接性没有对轴承产生有效影响。也应当注意到，因为它们具有刚性中心枢轴，金斯帕里靴形轴承和支座轴承不在六个自由度上产生偏斜，也不能形成完善的流体楔。因此，在某些实例中，已有技术中的轴承运动能够有六个自由度，因为这些轴承不能仿制或设计出，使之可以沿六个自由度运动，这些轴承的工作性能最终受到限制。对于大的范围，与现有技术中的液力动压轴承有关的问题已经由本专利技术人lde的美国专利US-4，676，668中公开的轴承结构解决，这种轴承结构包括多个不连续的轴瓦，这些轴瓦通过压配合装入支撑部分。轴瓦可以通过至少一条支腿与支承元件隔开，支腿可以使三个方向产生柔性。要在运动平面内产生柔性，支腿向内倾斜，与圆椎顶点或轴瓦表面前方的交叉点形成圆椎形体。各支腿有模数制部分，这一部分尺寸在要求产生移动的方向上相当小，以便为轴线对准误差提供补偿，这种技术可以用于轴颈和推力轴承。虽然在本专利技术人的前几项专利中公开的轴承结构代表了在本
的重要进步，但是商业生产表明可以对之作进一步的改善。例如，轴瓦结构类型相当复杂，因此难于大批量生产，用于径向或轴颈轴承时，效果欠佳。此外，轴承瓦块呈整体结构，全部轴瓦有时必须用非常昂贵的材料来制造轴承的任何一部分。整体式结构也使得轴承难于改变任何特殊轴瓦的工作特性。这种结构对各种应用场合需要不同的轴瓦，因此限制了标准化轴承元件的工作能力(即对于各种应用场合，在不同的结构中使用标准元件)，不利于降低成本，减少了与标准化有关的其它商业性优点。将轴瓦压配合装入支座，也使轴承组装复杂化。此外，由于压配合，轴瓦不易从支座上取下。在出现故障情况下，这种配合使支座的再利用变复杂(支座是轴承最基本的部分)。还有，这种轴承仅有一种运转方式可以获得完善的工作特性，它的偏斜特性实际上不能得到控制。本专利技术涉及液力动压推力和轴颈轴承的改善，这种类型的轴承包括多个安装在支座中的不连续轴承瓦块，这些轴承瓦块在支座上沿周边间隔设置。简单地说，本专利技术涉及改善轴瓦和支座的构造。总之，设计出的本专利技术的轴承瓦块和支座将轴瓦和支座作为固体材料块，并且可选择地从中去除或附加部分材料，使所述固体材料块在预计的载荷作用下，以预定的方式产生偏斜。很容易得知，可以获得无数设计方案。因此，应当清楚地认识到本文中公开的结构特征，在结构条件可能的情况下，一般能够用于任何其它轴瓦。在诸多方案中，本专利技术提供的液力动压推力和轴颈轴承适于支撑旋转轴。这类轴承包括具有多个孔或其它开口的支座元件，所述的孔绕预本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于支撑旋转轴的组件式液力动压轴承，其包括：支座元件，支座元件中设有多个开口，开口绕确定的轴线间隔设置；多个轴承瓦块可拆卸地固定在支座的开口中，每个轴承瓦块包括轴瓦部分，轴瓦部分具有支撑轴瓦部分的支承部分和轴瓦表面，轴瓦部分可拆 卸地固定到支承部分的一个部位，支承部分的另一部分可拆卸地固定在多个所述的孔之一中；设计的每个轴承瓦块的支承部分在载荷作用条件下，轴瓦偏斜，以致这些轴承瓦块相对于旋转轴形成液力动压楔。

【技术特征摘要】
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【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]