一种用于深井泵的可拆卸式径向轴承

技术领域

本发明涉及径向轴承技术领域，具体为一种用于深井泵的可拆卸式径向轴承。

背景技术

径向轴承可承受轴的径向力，而深井泵在作业过程中，深井泵的转轴会产生径向跳动，因此深井泵的转轴通常需要安装径向轴承来承受转轴的径向力。

深井泵通常用在地下水井或者污水井等环境恶劣的地方，抽取的介质当中通常含有沙砾、泥沙等杂质，从而容易导致深井泵的叶轮容易被这些杂质卡住，从而导致转轴的转动负载增加，致使轴承的载荷以及温度均超过轴承的可承受载荷与温度，因而会经常出现轴承损坏的问题，为此深井泵的轴承需要经常更换维护，而通常的径向轴承均采用与转轴进行过盈配合连接，而该连接方式在进行轴承的更换维护时，通常采用敲击轴承或使轴承受热膨胀或使转轴冷却收缩等方法对轴承进行拆除，但在对户外的深井泵轴承进行更换时，由于缺少专业的工具，通常采用敲击轴承的方法对轴承进行拆除，但该方式需要将深井泵转轴完全拆除才有足够的空间对轴承进行敲击，增加轴承的更换工作量，造成人工成本的增加，而采用敲击的方式会损坏转轴，导致后续轴承与转轴的配合精度降低，而导致后续安装的轴承更容易损坏。

为了解决该问题，深井泵的轴承可采用锥形孔的轴承，该轴承通过紧定套及锥形孔的配合，并通过拧紧紧定套上的锁紧螺母，即可使轴承固定至转轴上，在拆装时通过反转锁紧螺母即可松开紧定套，将轴承从转轴上拆卸，但锁紧螺母在拧紧或松开锁紧螺母的过程中，转轴需要时刻保持固定，不然锁紧螺母会跟随转轴同时转动，致使锁紧螺母无法锁紧或松开紧定套，而导致轴承在后续使用时容易松动或者不易拆卸，由于深井泵通常用在地下水井或者污水井等环境当中，由于这些环境狭窄，因而在进行轴承安装或拆卸时无法进行多人作业，使得工作人员在进行作业时不易对转轴进行固定，因而锥形孔的轴承在进行安装或拆卸时，需要将转轴整体拆卸，与普通的轴承相比，虽然不会对转轴造成损害，但在拆卸及安装时仍存在工作量较大的问题，从而仍会导致深井泵径向轴承的维护成本增加。

因此，为了提高锥形孔轴承的安装及拆卸速度，降低轴承的维护成本，为此提出一种用于深井泵的可拆卸式径向轴承。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于深井泵的可拆卸式径向轴承，在不拆除深井泵的转轴的前提下，该径向轴承可依靠深井泵的动力辅助工作人员对轴承的锁紧螺母进行拆装，以此减少深井泵径向轴承的安装或拆卸步骤，以此在地下水井或者污水井等不便于人工操作的环境当中进行深井泵径向轴承的拆装时，可降低深井泵轴承在安装或拆卸难度，以此降低深井泵轴承的维护成本。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于深井泵的可拆卸式径向轴承，包括内圈、转动体、外圈、衬套和锁紧螺母，所述转动体设置在内圈与外圈之间，所述内圈套设在衬套上，所述衬套用于安装至转轴上，所述外圈用于安装至轴承座上，所述锁紧螺母螺纹连接在衬套上，所述锁紧螺母上连接有插销，所述轴承座上安装有用于遮挡轴承座内圈的盖体，盖体与轴承座螺纹连接，且盖体与轴承座及转轴之间均设有密封圈，所述盖体上开设有与插销配合的卡槽，所述盖体上设有解除装置，所述转轴带动衬套转动使衬套与锁紧螺母产生相对转动，通过衬套与锁紧螺母的螺纹连接使锁紧螺母沿转轴轴向移动，所述解除装置在锁紧螺母移动至设定位置时使插销脱离卡槽，所述锁紧螺母上设有锁紧装置，所述锁紧装置在插销脱离卡槽后锁紧插销，并使插销脱离与盖体的接触，所述盖体上方内壁上转动安装有反转挡板，反转挡板在重力作用下指向转轴中心，所述反转挡板用于限制插销往锁紧螺母松动方向转动。

在使用过程中，由于插销位于卡槽内部，使得锁紧螺母与盖体相对静止，而转轴依靠摩擦力带动衬套转动，进而使衬套与锁紧螺母产生相对转动，进而可将锁紧螺母拧紧，实现对轴承的固定，而反转过程中，反转挡板在重力的作用下下落，阻挡插销的移动路径，进而可通过转轴的转动将衬套拆下，在进行轴承安装时，当锁紧螺母锁紧力到达合适力度时，解除装置将插销推出卡槽，从而使插销脱离卡槽，使轴承进行正常作业，而锁紧装置可将插销锁紧，避免插销往复进入卡槽当中，造成解除装置的往复触发，而影响零件的使用寿命。

优选的，所述解除装置包括正转挡板、弹簧一、阻挡板、滑槽，所述正转挡板转动安装在卡槽内部，所述弹簧一设置在正转挡板与盖体之间，且盖体上设有通道，弹簧一一端位于通道内部，所述滑槽设置在锁紧螺母上，所述插销滑动安装在滑槽内部，且插销与锁紧螺母之间连接有弹簧二，所述阻挡板转动安装在正转挡板上，且阻挡板贴合至盖体上，所述盖体与外圈贴合，所述插销直径为5-8mm。

优选的，所述锁紧装置包括锁紧销、伸缩杆、锁槽，所述锁紧销通过伸缩杆与锁紧螺母连接，所述伸缩杆设为两段伸缩筒，其中一端伸缩筒为中空状，且中空状伸缩筒壁厚设为1-1.5mm，另一段伸缩筒为实心结构，所述实心状伸缩筒滑动安装在中空伸缩筒内部，且实心伸缩筒与中空伸缩筒弹性连接，所述锁槽开设在插销上，所述锁槽上开设有斜面一，所述锁紧销上开设有斜面二，所述插销收缩时锁紧销与转轴的径向距离小于锁槽距离转轴的进行距离，所述斜面一与斜面一配合时，所述锁紧销对插销产生向下推力。

优选的，所述锁紧螺母锁紧力为F，所述正转挡板与锁紧螺母的摩擦系数为μ

在转轴转动过程中，插销会挤压正转挡板，且还会通过挤压板挤压弹簧一，通过在正转挡板旋转角度达到Q＝arctanμ

插销的直径小于5mm时，插销容易受到较大的扭力而损坏，而当插销直径大于8mm，材料过多，会导致材料的浪费，而伸缩杆分为两段时，中空状伸缩筒壁厚设为1-1.5mm，可减小伸缩筒的体积的同时，还可保证伸缩筒的强度，避免中空伸缩筒变形损坏。

优选的，所述插销端部一体式设置有卡块，所述正转挡板上固定连接有连接轴，所述连接轴上通过扭簧转动安装有限位板，所述限位板内部滑动安装有卡杆，且卡杆与限位板弹性连接，所述连接轴上开设有锁孔，所述锁孔内部滑动安装有推杆，所述锁孔内部设有限位，使所述推杆始终位于锁孔当中，所述正转挡板受插销推力转动，使推杆与盖体接触，推动推杆在锁孔内部移动，并推动卡杆脱离锁孔。

而插销脱离卡槽的过程中，会与插销与锁紧螺母的摩擦有关，而深井泵的作业环境会导致盖体内部产生灰尘、水汽等，这些方式均会造成插销与锁紧螺母的摩擦力降低，为此设置卡块与限位板，使插销始终与正转挡板连接，而当正转挡板转动至arctanμ

优选的，所述反转挡板上设置有连接钩，所述连接钩与卡块相互配合，所述锁紧螺母上设有转动销，所述插销上开设有调节槽，且转动销贯穿调节槽，所述调节槽包括限位槽与转动槽，所述转动销为非回转体结构，所述限位槽宽度大于转动销最小直径且小于转动销的最大直径，所述转动槽大于转动销的最大直径2-4mm。

优选的，所述锁紧螺母锁紧力为F，所述螺纹之间的摩擦系数为μ

通过连接钩的设置，在锁紧螺母松动时，可使卡块与连接钩配合，以此通过转轴的转动使插销摆动，致使插销脱离锁紧销的锁紧，使插销再次与卡槽配合，从而可对锁紧螺母再次拧紧，在锁紧螺母因松动产生移动时，锁紧螺母会沿转轴的轴向移动，此时连接钩则会阻拦插销路径，而插销通过转动销与锁紧螺母连接，可使阻挡块在推动插销移动时，使插销绕着转动销转动，因此可使锁槽处产生更大的摆动量，从而使插销更容易脱离锁槽，保证锁紧销进入插销的深度，使锁紧销的固定效果更好，避免锁紧销因震动而脱离锁槽而连接钩距离卡块的距离为0.1FL/EAμ

优选的，所述伸缩杆倾斜设置，使所述锁紧销沿轴向方向倾斜向上并朝向轴承座，所述伸缩杆与转轴轴向倾斜角度为75°-85°，所述伸缩杆与转轴径向方向夹角为75°-85°。

伸缩杆使锁紧销轴向方向倾斜向上并朝向轴承座，可使锁紧销在受离心力的作用时，向轴承座一侧倾斜向上移动，使插销更深入锁槽，避免锁紧销因震动而脱离锁槽，避免插销在高速时进入卡槽造成受高速撞击而损坏，且可推动插销朝轴承座移动，增加卡块与连接钩的轴向距离，以此避免深井泵作业过程中卡块与连接钩配合，而导致插销在高速时进入卡槽造成受高速撞击而损坏问题发生，伸缩杆与转轴轴向倾斜角度为75°-85°，所述伸缩杆与转轴径向方向夹角为75°-85，可使锁紧销推动锁紧销移动足够距离，避免卡块与连接钩连接，且还可限制插销受离心力伸出距离过大，而导致插销与盖体接触影响锁紧螺母的转动。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、在地下水井或者污水井等环境恶劣的地方进行轴承更换时，通过在轴承上设置插销使锁紧螺母与轴承座连接，并通过深井泵转轴的转动带动轴紧定套的锁紧螺母进行自动锁紧与松开，在锁紧螺母转动至合适扭力后自动解除插销与轴承座的连接，并通过锁紧装置将插销锁紧避免插销在深井泵作业时与轴承座连接，以此在狭窄环境下进行轴承的维护更换时，能有效减少轴承的更换的步骤，明显降低轴承的更换难度，以此降低深井泵径向轴承的维护成本。

2、通过在锁紧螺母拧紧且插销脱离与轴承座的连接后，在锁紧螺母因深井泵震动而产生松动时，通过在用于对轴承进行拆卸的反转挡板上设置连接钩，在锁紧螺母松动产生轴向位移后可使插销与连接钩连接，进而可解除锁紧装置对插销的锁紧，使插销再次与卡槽配合，并依靠转轴的转动使锁紧螺母再次拧紧至紧定套上，因此可使径向轴承可依靠转轴转动锁紧及松开的同时，也可依靠转轴的转动防止轴承的锁紧螺母松动，保证径向轴承作业的稳定性。

3、锁紧装置在对插销锁紧的同时，还可使插销在深井泵转轴进行高速转动时，使插销向轴承方向进行轴向移动，使插销轴与连接钩之间的轴向距离增加，从而可避免深井泵在作业过程中插销与连接钩的连接，从而避免插销在高速时进入卡槽造成受高速撞击而容易损坏的问题。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明图1中A处局部放大图；

图3为本发明图2中B处局部放大图；

图4为本发明部分结构示意图；

图5为本发明插销与卡槽配合时的工作示意图；

图6为本发明插销被锁紧时的工作示意图。

图中：1、内圈；2、转动体；3、外圈；4、衬套；5、锁紧螺母；6、解除装置；61、插销；611、卡块；62、正转挡板；63、弹簧一；64、阻挡板；65、滑槽；66、弹簧二；7、盖体；71、卡槽；8、锁紧装置；81、锁紧销；811、斜面二；82、伸缩杆；83、锁槽；831、斜面一；9、反转挡板；10、连接轴；11、限位板；12、卡杆；13、锁孔；14、推杆；15、连接钩；16、转动销；17、调节槽；171、限位槽；172、转动槽；18、轴承座；19、转轴。

具体实施方式

如图1至图6所示，具体如下：

一种用于深井泵的可拆卸式径向轴承，包括内圈1、转动体2、外圈3、衬套4和锁紧螺母5，转动体2设置在内圈1与外圈3之间，内圈1套设在衬套4上，衬套4用于安装至转轴19上，外圈3用于安装至轴承座18上，锁紧螺母5螺纹连接在衬套4上，该轴承在使用过程中，需要拧紧锁紧螺母5，使衬套4的锥形斜面与内圈1的锥形斜面配合，在配合过程中，衬套4会在轴承内圈1的作用下产生变形，使衬套4夹紧在转轴19上以及使衬套4固定在轴承内圈1上，从而实现将间隙配合的轴承安装至转轴19上，以此方便轴承的拆装，而锁紧螺母5上通过弹簧二66连接有插销61，轴承座18上连接有盖体7，盖体7遮挡轴承座18内圈1避免外部杂质进入到轴承当中，且盖体7与轴承外圈3贴合，盖体7上设置有卡槽71，而因此在深井泵正转时，依靠衬套4与转轴19之间的夹紧力，从而带动衬套4转动，而轴承内圈1卡在衬套4上，因此同时转动，而锁紧螺母5依靠插销61与卡槽71的配合与盖体7连接，从而使衬套4与锁紧螺母5产生相对转动，从而逐渐将锁紧螺母5拧紧，实现对锁紧螺母5的固定，盖体7与轴承外圈3了连接，可避免在拧紧锁紧螺母5的过程中轴承与轴承座18产生相对移动，而导致轴承与轴承座18的配合度降低，以此容易造成轴承在作业过程受力不均匀而损坏，而盖体7上设有解除装置6，解除装置6为转动安装在盖体7上的正转挡板62，而正转挡板62通过弹簧一63连接在盖体7上，因此在通过插销61挤压正转挡板62使弹簧一63收缩时，正转挡板62也会开始倾斜，在正转挡板62转动至倾斜状态时，正转挡板62会对插销61产生向上的推力，以此使插销61在推力作用下脱离卡槽71，此时弹簧一63的弹力应等于锁紧螺母5的拧紧力，则需要插销61脱离卡槽71，需要正转挡板62对插销61的推力大于插销61与锁紧螺母5的摩擦力，而正转挡板62对插销61的作用力倾斜插销61轴向，根据受力分析可得，插销61受到的推力为FsinQ，而插销61受到的摩擦力FcosQμ

而在插销61收缩之后，锁紧销81会在伸缩杆82而作用下弹出，以此锁紧销81进入到锁槽83当中，此时则会限制插销61的移动，避免插销61再次进入到卡槽71当中，在插销61收缩时，锁槽83的高度大于插销61的高度，而锁紧销81与锁槽83上的斜面二811与斜面一831的设置，此时依靠斜面二811挤压斜面一831，使锁紧销81对插销61产生向下的作用力，推动插销61向下移动，以此将锁槽83与锁紧销81进行完全配合，使得插销61脱离盖体7，以此避免插销61始终与盖体7接触而产生磨损，伸缩杆82实心段直径为2mm，而伸缩杆82空心段壁厚为2mm，以此避免伸缩杆82变形弯曲而无法进行伸缩，在转轴19进行逆时针旋转时，此时盖体7上连接有反转挡板9，反转挡板9沿螺纹旋转反向的反向旋转时，盖体7会限制反转挡板9的旋转角度，使反转挡板9转动至朝向盖体7内圈1中心方向，因此会阻挡插销61，从而使锁紧螺母5再次相对于转轴19转动，以此将锁紧螺母5松开，在不需要人工固定转轴19的情况下将轴承拆开，使轴承的拆卸更为方便，而在转轴19正转时，由于正转挡板62转动安装在盖体7上，因此插销61对正转挡板62撞击可使正转挡板62转动，以此避免正转挡板62的干涉插销61进行正转，而锁紧螺母5在作业过程中，由于泵自身的震动，因此锁紧螺母5会逐渐产生松动，为了避免锁紧螺母5松动造成轴承与转轴19的配合度降低，在反转挡板9上设置连接钩15，在锁紧螺母5产生松动后，插销61这会逐渐远离轴承座18，因此在锁紧螺母5逐渐远离轴承座18的过程中，可使卡块611逐渐靠近连接钩15，最终连接钩15会与卡块611配合，并拉动插销61移动，从而使锁紧销81脱离锁槽83，在转轴19继续转动的过程中，当卡块611与连接钩15的拉力达到一定程度时，连接钩15转动，进而使连接钩15脱离卡块611，此时插销61即可在弹簧二66的作用下进入到卡槽71当中，从而可再次拧紧锁紧螺母5，避免锁紧螺母5松动，锁紧螺母5的拧紧通常依靠衬套4螺纹的变形，在锁紧螺母5拧紧的过程中时，锁紧螺母5移动距离主要为螺纹的变形距离，螺纹的变形长度可以通过以下公式计算：

Δl＝F

其中，Δl表示变形长度，F

Δl＝FL/EAμ

而锁紧螺母5在拧紧时，扭力的拨动范围允许在0.9F-1.1F之间，以此锁紧螺母5移动距离的变动范围为Δl＝0.2FL/EAμ

Δl＝2.7mm

即Δl设置在2.7mm，可使锁紧螺母5始终保持良好的锁紧力，保证衬套4与内圈1及转轴19的贴合度，以此保证轴承的工作效果，而锁紧螺母5上设有转动销16，插销61通过调节槽17与转动销16连接，调节槽17分为限位槽171与转动槽172，当插销61与卡槽71完全配合时，此时转动轴位于限位槽171中，此时插销61只能竖直的往复移动，以此避免插销61在移动过程中进行转动，而当插销61被锁紧销81锁紧后，此时转动销16进入转动槽172当中，此时转动槽172即沿转动轴转动，从而使插销61与锁紧销81连接处相对与转动轴转动，而转动轴此时距离插销61端部的长度与距离锁槽83的长度比值小于1，使得插销61在移动时，锁槽83处的位移量增加，以此在锁紧销81深入锁槽83的情况下，可使锁紧销81仍可脱离锁槽83，而锁紧销81深入锁槽83，可保证锁紧销81即使在深井泵的震动下也不会脱离锁槽83，以此避免插销61在深井泵进行高速转动时与卡槽71配合而受到高速撞击损坏，而伸缩杆82倾斜设置，使锁紧销81轴向方向倾斜向上并朝向轴承座18，可使插销61在深井泵的作业过程中，锁紧销81受到转动向心力而被拉长，以此使锁紧销81更深入锁槽83当中，进一步避免锁紧销81因松动而脱落，而锁紧销81受向心力拉长的同时，可使锁紧销81对插销61产生朝向轴承座18的推力，使插销61朝轴承座18方向移动，以此使卡块611的轴向距离远离连接钩15，使卡块611始终无法与连接钩15配合，以此避免插销61在深井泵进行高速转动时与卡槽71配合而受到高速撞击损坏，插销61移动的距离至少需要达到2mm，以此避免锁紧螺母5松动过多而导致卡块611在转轴19进行高速转动时与连接钩15连接，伸缩杆82与转轴19轴向倾斜角度为75°，且与转轴19径向方向夹角为75°，而该角度的限制可限制插销61受向心力向上移动的距离，以此避免插销61甩出距离过大而与盖体7接触影响锁紧螺母5的转动，而在深井泵启动过程中的低速转动过程中，卡块611可与连接钩15连接，可松动插销61在滑槽65内摆动，可脱离锁紧销81的锁紧，使插销61与卡槽71配合，而在插销61脱离的过程中，若插销61处于阻挡板64位置则不会进入到弹簧一63处，由于转轴19在进行低速转动，此时插销61不会与正转挡板62产生较大的撞击力度，以此保证衬套4与轴承及转轴19都能很好的配合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。