一种主动控制径向间隙的可倾瓦轴承制造技术

本发明专利技术公开了一种可以通过压电陶瓷驱动器主动控制径向间隙的可倾瓦轴承，涉及流体动压轴承技术领域，包括轴承和与其配合的轴颈，所述轴承包括本体、柔性铰链轴瓦、推力半球、压电陶瓷驱动器、螺栓、盖板；所述柔性铰链轴瓦包括移动平台、轴瓦曲台和两个固定端；所述本体内沿圆周方向开有至少三个轴瓦腔，至少三个柔性铰链轴瓦均匀放置在所述轴瓦腔内，通过柔性铰链轴瓦的固定端进行定位和固定；所述本体内进一步开有至少三个与轴瓦腔相通、均匀布置的圆柱腔，所述圆柱腔内设置压电陶瓷驱动器；通过控制压电陶瓷驱动器的伸长或缩短带动移动平台沿径向运动，进而带动轴瓦曲台产生径向运动，可以实现对油膜间隙大小的主动控制。可以实现对油膜间隙大小的主动控制。

【技术实现步骤摘要】
一种主动控制径向间隙的可倾瓦轴承


[0001]本专利技术涉及流体动压轴承
，特别是一种主动控制径向间隙的可倾瓦轴承。

技术介绍

[0002]可倾瓦轴承的轴瓦一般是由3
‑
5块瓦块组成，瓦块呈弧形，能够随着转速、载荷以及轴承油温的变化而发生自由摆动，从而使瓦片自动调整到形成油楔的最佳位置。每个瓦块作用到轴颈上的油膜压力总是通向轴颈中心，消除了导致轴颈涡动的力源，以此来保证轴承获得较好的稳定性。除此之外，可倾瓦轴承还具有较大的承载能力、摩擦功耗少以及允许承受各个方向的径向载荷等方面的优点。可用于多种不同需求的工况，应用前景广阔。
[0003]在传统可倾瓦轴承中，轴瓦与轴颈之间建立起油膜间隙之后，轴瓦根据实时的工作情况，自主转动一定的角度，使得轴瓦转角与轴颈之间通过油膜压力达到动态平衡。然而，油膜厚度的平均值却基本保持不变，由于油膜厚度的平均值决定了每个轴瓦上的油膜压力，这样无法保证可倾瓦轴承保持在最佳工作状态。本专利技术通过压电陶瓷驱动器主动控制轴瓦与轴颈之间油膜间隙的大小，实现了对轴承与轴颈之间油膜压力的主动控制，从而保证可倾瓦轴承保持在最佳工作状态，可以应用于提高轴颈回转精度、抑制轴颈振动、主动控制轴心轨迹等场合。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种应用于提高轴颈回转精度、抑制轴颈振动和主动控制轴心轨迹等场合的主动控制径向间隙的可倾瓦轴承。
[0005]实现上述目的本专利技术的技术方案为，一种主动控制径向间隙的可倾瓦轴承，包括轴承，还包括与轴承配合的轴颈，所述轴承包括本体、柔性铰链轴瓦、推力半球、压电陶瓷驱动器、螺栓和盖板；所述本体内沿圆周方向开有至少三个轴瓦腔，至少三个柔性铰链轴瓦均匀放置在所述轴瓦腔内，通过柔性铰链轴瓦的固定端进行定位和固定；所述本体内进一步开有至少三个与轴瓦腔相通、均匀布置的圆柱腔，所述圆柱腔内设置压电陶瓷驱动器；所述柔性铰链轴瓦包括移动平台、轴瓦曲台和两个固定端；所述移动平台与两个所述固定端之间通过柔性铰链A和柔性铰链B相连接，柔性铰链的变形刚度极低，所述移动平台在柔性铰链A和柔性铰链B的作用下可产生径向移动；所述移动平台与所述轴瓦曲台之间通过柔性铰链C相连接，所述轴瓦曲台可绕柔性铰链C自主转动；所述轴瓦曲台与轴颈之间设有油膜间隙；压电陶瓷驱动器与柔性铰链轴瓦的移动平台之间通过设置推力半球相连接；通过控制压电陶瓷驱动器的伸长或缩短带动移动平台沿径向运动，进而带动轴瓦曲台产生径向运动，可以实现对油膜间隙大小的主动控制。
[0006]进一步的，所述本体的外圆柱面上与圆柱腔相对应的位置上开有径向螺纹孔A，径向螺纹孔A内设有螺栓，通过拆卸螺栓可以更换压电陶瓷驱动器。
[0007]更进一步的，所述本体外圆柱面开有进油孔A和进油孔B，进油孔A和进油孔B分别
与轴向导油孔B和轴向导油孔D相连通。
[0008]更进一步的，所述本体端面上设有环形槽和多个轴向螺纹孔B，所述盖板上设有多个螺纹孔C，所述盖板通过轴向螺纹孔B和螺纹孔C安装在本体的端面上，使得环形槽形成封闭的供油油路。
[0009]更进一步的，环形槽分别与轴向导油孔A、轴向导油孔B、轴向导油孔C、轴向导油孔D和轴向导油孔E相连通；轴向导油孔A、轴向导油孔B、轴向导油孔C、轴向导油孔D和轴向导油孔E进一步依次与出油孔A、出油孔B、出油孔C、出油孔D和出油孔E相连通。
[0010]更进一步的，所述本体的内圆柱上，在出油孔A、出油孔B、出油孔C、出油孔D和出油孔E的出口位置设有出油凸体，使得出油位置更接近轴颈，在轴颈转动速度的带动下，润滑油更容易充满整个油膜间隙。
[0011]传统可倾瓦轴承中，在轴瓦与轴颈之间建立起油膜间隙之后，轴瓦根据实时的工作情况，自主转动一定的角度，使得轴瓦转角与轴颈之间通过油膜压力达到动态平衡。然而，油膜厚度的平均值却基本保持不变，这样无法保证可倾瓦轴承保持在最佳工作状态。利用本专利技术的技术方案制作的一种主动控制径向间隙的可倾瓦轴承，其有益效果是：通过压电陶瓷驱动器的伸长和缩短，作用于推力半球，推动柔性铰链轴瓦的固定平台径向移动，进一步带动轴瓦曲台的径向运动，实现对油膜间隙大小的主动控制，从而控制轴颈转动过程中油膜动压力的大小。在油膜间隙减小的位置，油膜动压力增大，对轴颈的局部支撑力增大；在油膜间隙增大的位置，油膜动压力减小，对轴颈的局部支撑力减小。多个柔性铰链轴瓦的协同配合，可以实现对轴颈所受压力、刚度、阻尼的控制，应用于保持可倾瓦轴承的最佳工作状态、提高轴颈回转精度、抑制轴颈振动和主动控制轴心轨迹等场合。此外，通过设置柔性铰链，利用柔性铰链无机械摩擦、无间隙、运动灵敏度高的特点，可以进一步提高主动控制轴瓦径向位置的灵敏度。
附图说明
[0012]图1为本专利技术的主动控制径向间隙的可倾瓦轴承结构示意图；
[0013]图2为本专利技术的主动控制径向间隙的可倾瓦轴承的横向剖视图；
[0014]图3为本专利技术的主动控制径向间隙的可倾瓦轴承的轴向视图；
[0015]图4为本专利技术的本体的轴向视图；
[0016]图5为本专利技术的柔性铰链轴瓦的结构示意图；
[0017]图6为本专利技术的端盖的结构示意图。
[0018]以上各图中，
[0019]1、轴承；
[0020]11、本体；110、出油凸体；111、螺纹孔A；112、圆柱腔；113、进油口A；114、进油口B；115、轴向导油孔A；116、轴向导油孔B；117、轴向导油孔C；118、轴向导油孔D；119、轴向导油孔E；1110、出油孔A；1111、出油孔B；1112、出油孔C；1113、出油孔D；1114、出油孔E；1115、环形槽；1116、轴瓦腔；1117、螺纹孔B；
[0021]12、柔性铰链轴瓦；121、移动平台；122、柔性铰链A；123、柔性铰链B；124、柔性铰链C；125、轴瓦曲台；126、固定端；
[0022]13、推力半球；14、压电陶瓷驱动器；15、螺栓；
[0023]16、盖板；161、螺纹孔C；17、油膜间隙；
[0024]2、轴颈。
具体实施方式
[0025]为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：
[0026]一种主动控制径向间隙的可倾瓦轴承，如图1至图6所示，包括轴承1，还包括与轴承1配合的轴颈2，轴承1包括本体11、柔性铰链轴瓦12、推力半球13、压电陶瓷驱动器14、螺栓15和盖板16。其中，本体11内沿圆周方向开有5个轴瓦腔1116，5个柔性铰链轴瓦12均匀放置在本体11的5个轴瓦腔1116内，通过固定端126进行定位和固定；本体11内进一步开有5个与轴瓦腔1116相通、均匀布置的圆柱腔112，圆柱腔112内设置压电陶瓷驱动器14；柔性铰链轴瓦12包括移动平台121、轴瓦曲台125和两个固定端126；移动平台121与两个固定端126之间通过柔性铰链本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主动控制径向间隙的可倾瓦轴承，包括轴承(1)，其特征在于，还包括与轴承(1)配合的轴颈(2)，所述轴承(1)包括本体(11)、柔性铰链轴瓦(12)、推力半球(13)、压电陶瓷驱动器(14)、螺栓(15)和盖板(16)；所述本体(11)内沿圆周方向开有至少三个轴瓦腔(1116)，至少三个柔性铰链轴瓦(12)均匀放置在所述轴瓦腔(1116)内，通过柔性铰链轴瓦的固定端(126)进行定位和固定；所述本体(11)内进一步开有至少三个与轴瓦腔(1116)相通、均匀布置的圆柱腔(112)，圆柱腔(112)内设置压电陶瓷驱动器(14)；所述柔性铰链轴瓦(12)包括移动平台(121)、轴瓦曲台(125)和两个固定端(126)；所述移动平台(121)与两个所述固定端(126)之间通过柔性铰链A(122)和柔性铰链B(123)相连接，所述移动平台(121)在柔性铰链A(122)和柔性铰链B(123)的作用下可产生径向移动；所述移动平台(121)与所述轴瓦曲台(125)之间通过柔性铰链C(124)相连接，所述轴瓦曲台(125)可绕柔性铰链C(124)自主转动；所述轴瓦曲台(125)与轴颈(2)之间设有油膜间隙(17)；所述压电陶瓷驱动器(14)与柔性铰链轴瓦(12)的移动平台(121)之间通过设置推力半球(13)相连接；通过控制压电陶瓷驱动器(14)的伸长或缩短带动移动平台(121)沿径向运动，进而带动轴瓦曲台(125)产生径向运动，可以实现对油膜间隙(17)大小的主动控制。2.根据权利要求1所述的一种主动控制径向间隙的可倾瓦轴承，其特征在于，所述本体(11)的外圆柱面上与圆柱腔(112)相对应的位置上开有径向螺纹孔A(111)，径向螺纹孔A(111)内设有螺栓(15)，通过拆...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永涛，杨泽，史伟杰，赵海霞，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：