一种用于变温环境下的自润滑球形支座

技术领域

本发明属于大型低温试验装置设计领域，具体涉及一种用于变温环境下的自润滑球形支座。

背景技术

大型低温装置的特点之一是温度较低，这决定了大型低温装置中大量的零部件需在常温至零下150℃这一变温环境下工作。由于金属材料的热胀冷缩效应，特别是对于大尺度的大型低温装置，其中的零部件将会出现较大尺寸的收缩，以一长度为7000mm、直径10000mm，壁厚20mm的圆筒为例，在温度由20℃降至零下150℃的过程中，其长度方向和直径方向将分别出现约20mm和30mm左右的收缩。因此零部件的支撑机构需要具有良好的润滑和自适应性能。对于具有润滑油、润滑脂的支撑结构，一方面，在低温环境下润滑油、润滑脂粘度增大，润滑性能降低，另一方面，润滑油、润滑脂的挥发、泄漏会污染风洞试验气体，影响实验精度。

当前，亟需发展一种用于变温环境下的自润滑球形支座。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于变温环境下的自润滑球形支座。

本发明的用于变温环境下的自润滑球形支座，其特点是，所述的自润滑球形支座包括从下至上顺序连接的滑动组件和支撑组件；滑动组件放置在支撑座的上表面，支撑组件用于支撑部件，部件在变温环境下发生形变后，通过支撑组件带动滑动组件在支撑座的上表面自由滑动，自润滑球形支座实现自适应支撑部件；

滑动组件的主体是球座，球座为方形体，球座的上表面覆盖有球盖，球盖通过螺钉Ⅰ和垫片Ⅰ固定在球座的上表面；球座的下表面贴合有滑动板，滑动板通过垫片Ⅱ和螺钉Ⅱ固定在球座的下表面；球盖和球座的组合体内开有球形空腔，球盖上开有连通球形空腔的通孔；球形空腔内壁涂敷自润滑材料；

支撑组件的主体是球杆，球杆的上部为杆体，杆体上设置有外螺纹，球杆的下部为球体；球体位于滑动组件的球形空腔内，球杆通过球盖上的通孔穿出滑动组件，通孔与杆体之间设置有隔离间隙，实现球杆在预先设置的角度范围内进行自由转动和倾斜；球体表面涂敷自润滑材料；

部件穿入球杆，位于球杆的外螺纹部段，通过位于部件下方的蝶形弹簧Ⅱ、螺母Ⅱ调整移动部件的位置，通过位于部件上方的螺母Ⅰ、蝶形弹簧Ⅰ锁紧固定部件的位置。

进一步地，所述的自润滑球形支座用于大型低温试验装置，运行的温度范围为20℃～-150℃。

进一步地，所述的球形空腔内壁开有均匀分布的沟槽，沟槽内填充自润滑材料。

进一步地，所述的滑动板采用聚四氟乙烯或者黄铜自润滑材料制作；或者滑动板的下表面涂敷有自润滑材料。

进一步地，所述的自润滑材料包括四氟乙烯、石墨、二硫化钼、二硫化钨中的一种或者二种以上的组合物。

当环境温度变化引起被支撑部件与支撑座之间出现相对滑动时，滑动板起润滑作用，实现被支撑部件带动自润滑球形支座在支撑座表面沿收缩方向自由滑动，在滑动过程中自润滑球形支座始终保持支撑距离，保证被支撑部件与支撑面之间的相对位置。

当环境温度变化引起被支撑部件发生旋转、倾斜时，球杆的球头与球盖和球座之间具有自润滑功能，实现被支撑部件带动球杆在预先设置的角度范围内旋转、倾斜，在旋转、倾斜时自润滑球形支座始终与支撑面保持有效接触和支撑。

本发明的变温环境下的自润滑球形支座中的球杆、球盖、球座和滑动板的表面均不同程度的采用自润滑材料，使得自润滑球形支座具有良好的润滑和自适应性能。当周围环境温度变化时，被支撑部件与支撑座发生相对运动，一方面部件可沿收缩方向自由移动，另一方面部件可以在一定范围内旋转和倾斜，自润滑球形支座在移动过程中将始终保持与支撑座的平面接触，实现结构的支撑和导向。本发明的变温环境下的自润滑球形支座有效地解决了变温环境下支撑和导向问题，同时避免了被支撑部件产生过大的应力，适用于大型低温装置及其它在变温环境中的工作设备。

附图说明

图1为本发明的变温环境下的自润滑球形支座的结构示意图。

图中，1.球杆；2.螺母Ⅰ；3.蝶形弹簧Ⅰ；4.蝶形弹簧Ⅱ；5.螺母Ⅱ；6.螺钉Ⅰ；7.垫片Ⅰ；8.球盖；9.球座；10.滑动板；11.垫片Ⅱ；12.螺钉Ⅱ；13.部件；14.支撑座。

实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明。

实施例1

本实施例的用于变温环境下的自润滑球形支座应用于大型低温试验装置内部支撑。

如图1所示，本实施例的用于变温环境下的自润滑球形支座包括从下至上顺序连接的滑动组件和支撑组件；滑动组件放置在支撑座14的上表面，支撑组件用于支撑部件13，部件13在变温环境下发生形变后，通过支撑组件带动滑动组件在支撑座14的上表面自由滑动，自润滑球形支座实现自适应支撑部件13；

滑动组件的主体是球座9，球座9为方形体，球座9的上表面覆盖有球盖8，球盖8通过螺钉Ⅰ6和垫片Ⅰ7固定在球座9的上表面；球座9的下表面贴合有滑动板10，滑动板10通过垫片Ⅱ11和螺钉Ⅱ12固定在球座9的下表面；球盖8和球座9的组合体内开有球形空腔，球盖8上开有连通球形空腔的通孔；球形空腔内壁涂敷自润滑材料；

支撑组件的主体是球杆1，球杆1的上部为杆体，杆体上设置有外螺纹，球杆1的下部为球体；球体位于滑动组件的球形空腔内，球杆1通过球盖8上的通孔穿出滑动组件，通孔与杆体之间设置有隔离间隙，实现球杆1在预先设置的角度范围内进行自由转动和倾斜；球体表面涂敷自润滑材料；

部件13穿入球杆1，位于球杆1的外螺纹部段，通过位于部件13下方的蝶形弹簧Ⅱ4、螺母Ⅱ5调整移动部件13的位置，通过位于部件13上方的螺母Ⅰ2、蝶形弹簧Ⅰ3锁紧固定部件13的位置。

进一步地，所述的自润滑球形支座用于大型低温试验装置，运行的温度范围为20℃～-150℃。

进一步地，所述的球形空腔内壁开有均匀分布的沟槽，沟槽内填充自润滑材料。

进一步地，所述的滑动板10采用聚四氟乙烯或者黄铜自润滑材料制作；或者滑动板10的下表面涂敷有自润滑材料。

进一步地，所述的自润滑材料包括四氟乙烯、石墨、二硫化钼、二硫化钨中的一种或者二种以上的组合物。

大型低温试验装置运行的温度范围为20℃～-150℃，以降温过程为例，在这一变温过程中，当温度变化引起被支撑部件13与支撑座14之间出现相对滑动时，滑动板10起润滑作用，实现被支撑部件13带动自润滑球形支座在支撑座14表面沿收缩方向自由滑动，在滑动过程中自润滑球形支座始终保持支撑距离，保证被支撑部件13与支撑面14之间的相对位置。当温度变化引起部件13发生旋转、倾斜时，球杆1的球头与球盖8和球座9之间具有自润滑功能，实现部件13带动球杆1在在预先设置的角度范围内旋转、倾斜，在旋转、倾斜时，在蝶形弹簧Ⅰ3和蝶形弹簧Ⅱ4的弹性作用下，自润滑球形支座始终与支撑面保持有效接触和支撑。

在大型低温试验装置中，内部部段与承压壳体之间的支撑和导向机构均采用本发明的用于变温环境下的自润滑球形支座，有效解决了大型低温试验装置的支撑和导向问题。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，可容易地实现另外的改进和润饰，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。