一种应用于动力涡轮的新型滚珠轴承轴向受力调整结构和方法技术

本发明专利技术提出了一种动力涡轮的新型滚珠轴承轴向受力调整结构和方法，创新性的将弹性环这种弹性元件引入到滚珠轴承的外环固定结构中，将滚珠轴承的轴向受力由两部分结构进行控制，一部分是弹性环的预压缩，另一部分是推力轴承与止推轴承的间隙。弹性环这种弹性元件的引入使得转子轴向串动量增加，进而可以增加了安装条件下的推力轴承与止推轴承间隙，优化了装配工艺，除此之外，动力涡轮停机后，由于弹性元件的存在，可以使得推力轴承与止推轴承脱开，防止滑油粘连推力轴承与止推轴承，优化了寒冷条件下的启动性能。动力涡轮工作状态下弹性环总的压缩量合理分配给弹性环预压缩量和推力轴承与止推轴承之间的间隙值，使滚珠轴承处于最佳轴向载荷状态。处于最佳轴向载荷状态。处于最佳轴向载荷状态。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于动力涡轮的新型滚珠轴承轴向受力调整结构和方法


[0001]本专利技术专利属于能源动力行业，具体涉及一种应用于动力涡轮的新型滚珠轴承轴向受力调整结构和方法。

技术介绍

[0002]滚珠轴承作为动力涡轮中的关键部件，起到对转子结构的支撑作用，其工作状态对动力涡轮运行的可靠性及寿命有着重大影响。滚珠轴承既可以承受径向载荷也可以承受一定轴向载荷。轴向载荷的大小对滚珠轴承的寿命影响极大，轴向载荷过大时，滚珠轴承的疲劳磨损加剧，将使轴承的工作寿命大大降低，轴向载荷过小时，滚珠轴承容易发生打滑现象，也将使得轴承的寿命大大降低。因此需要合理地控制工作状态下的滚珠轴承轴向受力，尽可能使滚珠轴承在设计的轴向载荷状态下工作，有效降低滚珠轴承的磨损，增大滚珠轴承的寿命。
[0003]动力涡轮转子所受的轴向力主要由推力轴承和滚珠轴承共同承担。在传统结构中，仅通过单一调整推力轴承与止推轴承的间隙来调整滚珠轴承所受的轴向载荷，该间隙值较小，不易控制。除此之外，动力涡轮停机后，推力轴承与止推轴承不易脱离分开，寒冷条件下，滑油将推力轴承与止推轴承粘连，造成动力涡轮启动困难。

技术实现思路

[0004]本专利技术专利的目的是提出一种具有结构简单、调整自由度大、安装方便、结构可靠性高的新型滚珠轴承轴向受力调整结构和方法，该结构主要由弹性环、压环、推力轴承、止推轴承、轴套、调整环、轴承壳体、轴等部件组成。
[0005]本专利技术的目的是这样实现的：
[0006]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：/>[0007]一种应用于动力涡轮的新型滚珠轴承轴向受力调整结构，包括轴承壳体、轴套、弹性环、压环、推力轴承、止推轴承、滚珠轴承、调整环、内轴套、螺母、轴和螺栓；所述滚珠轴承由外环、保持架、滚珠、内环组成；外环外圆表面与轴套内表面接触，轴套外圆表面与轴承壳体内表面接触，对滚珠轴承起到径向支撑作用；外环左端面与轴承座接触，右侧端面与弹性环接触，通过螺栓和压环将弹性环、外环、轴套进行轴向固定，弹性环的预压缩量a；
[0008]内环内孔表面与内轴套外圆表面接触，内轴套与轴连接，起到支承动力涡轮轴的作用；内环左端面与内轴套端面接触，内环右端面与调整环端面接触，并通过推力轴承和螺母固定内环，止推轴承通过螺栓固定于轴承座上，推力轴承与止推轴承之间的间隙b；
[0009]工作状态下，滚珠轴承最佳轴向载荷时，弹性环总的压缩变形量为c，按1:2比例进行分配，弹性环总的压缩变形量c分配给弹性环初始预压缩量a和推力轴承与止推轴承初始间隙b，a＝c/3,b＝2c/3。
[0010]所述弹性环为环状结构，在两个侧面上都有均匀分布的凸台，且两侧凸台在周向
上错落分布；
[0011]每个侧面上的凸台数量为6；
[0012]根据权利要求2所述的应用于动力涡轮的新型滚珠轴承轴向受力调整结构，其特征在于，凸台为梯形。
[0013]一种应用于动力涡轮的新型滚珠轴承轴向受力调整方法，使用以上调整结构，包括如下步骤：
[0014]根据动力涡轮设计要求，进行滚珠轴承的选型或设计；
[0015]确定动力涡轮工作时，滚珠轴承所承受最佳轴向载荷；
[0016]根据滚珠轴承结构尺寸，完成弹性环结构设计，确保弹性环凸台可以与滚珠轴承外环端面保证良好的接触；；
[0017]对弹性环进行压力实验，获得压力与弹性环变形量之间的关系；
[0018]根据滚珠轴承最佳轴向载荷和弹性环压力与变形对应关系，确定工作状态下弹性环总的压缩变形量c；
[0019]弹性环总的压缩量c按1:2比例进行分配；
[0020]装配时将弹性环总的压缩变形量c分配给弹性环初始预压缩量a和推力轴承与止推轴承初始间隙b，a＝c/3,b＝2c/3。
[0021]通过改变压环的轴向厚度调整弹性环的预压缩量a；
[0022]通过改变调整环的轴向厚度调整推力轴承与止推轴承之间的间隙b。
[0023]本专利技术专利提出的一种动力涡轮的新型滚珠轴承轴向受力调整结构，创新性的将弹性环这种弹性元件引入到滚珠轴承的外环固定结构中，将滚珠轴承的轴向受力由两部分结构进行控制，一部分是弹性环的预压缩，另一部分是推力轴承与止推轴承的间隙。弹性环这种弹性元件的引入使得转子轴向串动量增加，进而可以增加了安装条件下的推力轴承与止推轴承间隙，优化了装配工艺，除此之外，动力涡轮停机后，由于弹性元件的存在，可以使得推力轴承与止推轴承脱开，防止滑油粘连推力轴承与止推轴承，优化了寒冷条件下的启动性能。在动力涡轮初始设计时，已知滚珠轴承最佳轴向受力载荷和弹性环受力与变形对应关系，可以求解出动力涡轮工作状态下弹性环总的压缩量，将总的压缩量合理分配给弹性环预压缩量和推力轴承与止推轴承之间的间隙值，便可以使得动力涡轮在运行时，滚珠轴承处于最佳轴向载荷状态；
[0024]本专利技术专利提出的一种动力涡轮的新型滚珠轴承轴向受力调整结构，具有结构简单、调整自由度大、安装方便、结构可靠性高的特点。
附图说明
[0025]图1为滚珠轴承轴向受力调整结构安装示意图；
[0026]图2为滚珠轴承结构示意图；
[0027]图3为弹性环三维结构视图；
[0028]图4为弹性环正向视图；
[0029]图5为弹性环反向视图；
[0030]图6为滚珠轴承轴向载荷调整设计流程示意图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和具体实施方案对本专利技术做进一步说明：
[0032]本专利技术所述应用于动力涡轮的新型滚珠轴承轴向受力调整结构主要由轴承壳体1、轴套2、弹性环3、压环4、推力轴承5、止推轴承6、滚珠轴承7、调整环8、内轴套9、螺母10、轴11、螺栓12组成，滚珠轴承的轴向载荷调整结构安装布置位置如图1所示。滚珠轴承7由外环13、保持架14、滚珠15、内环16组成，滚珠轴承结构如图2所示。外环13外圆表面与轴套2内表面接触，轴套2外圆表面与轴承壳体1内表面接触，对滚珠轴承7起到径向支撑作用；外环13左端面与轴承座1接触，右侧端面与弹性环3接触，通过螺栓12和压环4将弹性环3、外环13、轴套2进行轴向固定，并使得弹性环3具有一定程度压缩量。
[0033]内环16内孔表面与内轴套9外圆表面接触，内轴套9与轴11连接，起到支承动力涡轮轴11的作用；内环16左端面与内轴套9端面接触，内环16右端面与调整环8端面接触，并通过推力轴承5和螺母10固定内环16。
[0034]止推轴承通过螺栓12固定于轴承座1上。
[0035]弹性环3为环状结构，其三维结构如图4所示，在两个侧面上都有均匀分布的6处凸台，凸台为梯形结构，且两侧凸台在周向上错落分布，错开一定角度，因此在受压过程具有一定弹性变形能力。正面视图凸台分布如图5所示，反面视图凸台分布如图6所示。
[0036]在安装之前，使用拉伸试验机压紧弹性环两个带凸台的表面，可以获得弹性环压力与变形量之间的对应关系。安装时通过磨削压环4的A表面，可以调正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于动力涡轮的新型滚珠轴承轴向受力调整结构，其特征在于，包括轴承壳体、轴套、弹性环、压环、推力轴承、止推轴承、滚珠轴承、调整环、内轴套、螺母、轴和螺栓；所述滚珠轴承由外环、保持架、滚珠、内环组成；外环外圆表面与轴套内表面接触，轴套外圆表面与轴承壳体内表面接触，对滚珠轴承起到径向支撑作用；外环左端面与轴承座接触，右侧端面与弹性环接触，通过螺栓和压环将弹性环、外环、轴套进行轴向固定，弹性环的预压缩量a；内环内孔表面与内轴套外圆表面接触，内轴套与轴连接，起到支承动力涡轮轴的作用；内环左端面与内轴套端面接触，内环右端面与调整环端面接触，并通过推力轴承和螺母固定内环，止推轴承通过螺栓固定于轴承座上，推力轴承与止推轴承之间的间隙b；工作状态下，滚珠轴承最佳轴向载荷时，弹性环总的压缩变形量为c，按1:2比例进行分配，弹性环总的压缩变形量c分配给弹性环初始预压缩量a和推力轴承与止推轴承初始间隙b，a＝c/3,b＝2c/3。2.根据权利要求1所述的应用于动力涡轮的新型滚珠轴承轴向受力调整结构，其特征在于，所述弹性环为环状结构，在两个侧面上都有均匀分布的凸台，且两侧凸台在周向上错落分布。3.根据权利要求2所述的应用于动力涡轮的新型滚珠轴承轴向受力调整结...

【专利技术属性】
技术研发人员：林枫，李宗全，安仲玉，徐文燕，李名家，马涛，刘宇，毛冬岩，牛夕莹，刘勋，姜海燕，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零三研究所，
类型：发明
国别省市：