一种灵活调节的可倾瓦推力轴承

技术领域

本发明涉及轴承设计与制造技术领域，尤其涉及一种灵活调节的可倾瓦推力轴承。

背景技术

轴承是当代机械设备中的重要组成部分，它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，对机械设备的承载能力、使用寿命和运转稳定性等起着至关重要的作用。轴承作为一种机械设备广泛使用的零部件，其种类也多种多样，按接触方式可分为滑动轴承和滚动轴承，按工作表面间的摩擦和润滑状态，滑动轴承分为固体润滑滑动轴承、混合摩擦滑动轴承和流体摩擦滑动轴承。按运行方向与承载力方向的相对位置又可分为推力轴承和径向轴承。在流体摩擦滑动轴承中，由于流体动压效应的存在，转子和轴瓦表面被一层具有压力的油膜隔开，显著减少了转子和轴瓦表面的摩擦磨损，但是轴瓦底部与轴承座之间多存在点接触或线接触，长时间使用过程中易出现轴瓦底部磨损，轴瓦自动调节灵活性变差，不能及时调整其倾斜角度，最终易导致轴瓦承载表面磨损等问题。

发明内容

本发明为了解决现有轴承的技术问题，提出一种灵活调节可倾瓦推力轴承，通过结构上的设计提高了轴瓦自动对中和调节的灵活性，从而避免了轴瓦与轴承座之间点接触或线接触带来的接触应力过大、易磨损、调节不灵活的弊端，有效增强了推力轴承对各种工况的适应能力，以满足变工况条件下转子的稳定运转。

本发明采用的技术方案是：一种灵活调节的可倾瓦推力轴承，包括轴承座(1)和沿周向均匀设置在轴承座(1)上端面的多个轴瓦块(2)，轴瓦块(2)整体呈扇形块状结构，轴瓦块(2)的下端面具有凸球面(3)；所述轴瓦块(2)上开设有贯通轴瓦块(2)上下端面的油通道(4)；油通道(4)的上端靠近轴瓦块(2)的出油侧，油通道(4)的下端位于凸球面(3)的底部中心位置；

所述轴承座(1)的上端面与多个轴瓦块(2)凸球面(3)一一对应的位置设有多个凹球面(5)，轴瓦块(2)下端面的凸球面(3)安装在轴承座(1)上端面的凹球面(5)内；凸球面(3)与凹球面(5)接触，以在轴瓦(2)工作表面和转子的工作表面共同作用下形成流体动压效应；轴承座(1)凹球面(5)的底部设有储油槽(6)，储油槽(6)位于凹球面(5)的底部中心处；轴瓦(2)上的凸球面(3)和轴承座(1)上的凹球面(5)和储油槽(6)三者之间形成密闭空间，轴瓦(2)表面的高压润滑油通过油通道(4)到达轴承座(1)上的储油槽(6)中；

当所述可倾瓦推力轴承工作时，轴瓦块(2)靠近出油侧的工作表面产生的较高流体动压力，高压油通过油通道(4)到达轴承座(1)上的储油槽(6)中，储油槽(6)中的高压油作用在轴瓦块(2)的凸球面(3)上，形成一个向上的作用力，同时轴瓦块(2)的倾斜角度会发生改变，轴瓦块(2)能自主调节其倾斜角度。

进一步，所述凸球面(3)球心位置位于轴瓦块(2)的支点位置。

进一步，所述储油槽(6)的槽截面为矩形或圆形。

进一步，所述凸球面(3)与轴承座(1)的凹球面(5)的曲率半径相同。

本发明的有益效果是：将轴瓦底部与轴承座的点接触或线接触转化为面接触，降低了底部的接触应力。在轴承工作过程中，由于轴瓦表面的静压油孔偏向于出油侧，因此轴瓦表面的高压油液通过静压油孔进入轴承座凹球面的储油槽，一方面起到整个轴瓦的静压支撑作用，另一方面则对相互配合的球面摩擦副进行润滑，减小了球面间的摩擦系数，使得轴瓦具有灵活的自动调节作用。由于本装置结构上的设计，轴瓦和轴承座通过两个球面接触，保证了轴承的支承能力，降低了接触应力和摩擦阻力，增强了轴瓦底部的润滑。当轴承出现不稳定工况时，瓦块能及时自动调整各方向倾斜角度，防止轴承调节不及时带来的轴承卡涩和和动力学差的问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是轴瓦的结构示意图。

图3是轴瓦的立体图。

图4是轴承座的结构示意图。

图5是轴承座圆柱形储油槽的剖视图。

图6是轴瓦和轴承座接触面的剖视图。

图7是轴承座球形储油槽的剖视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明专利的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1到图7所示，本发明一种灵活调节的可倾瓦推力轴承，包括轴承座1、若干个轴瓦块2，所述若干个轴瓦2沿周向均匀分布在轴承座1的上端面，轴瓦2整体呈扇形块形状，内部加工有油通道4，油通道4一端位置偏向轴瓦2出油侧，另一端位于凸球面3的底部中心位置，轴瓦2背面设置有凸球面3，凸球面3球心位置为设计的轴瓦支点位置，轴承座1的上端面沿周向均匀设置有若干个凹球面5，轴瓦2安装在凹球面5内，轴承座1通过轴瓦背面的凸球面3和凹球面5支撑轴瓦2，轴瓦2的凸球面3与轴承座1的凹球面5接触，且轴瓦2的凸球面3与轴承座1的凹球面5的曲率半径相同，在轴瓦2工作表面和转子的工作表面共同作用下形成流体动压效应，轴承座1设置的若干凹球面5的底部设置有储油槽6，储油槽6位于凹球面5的底部中心处。

通过该设计，当轴承处于工作状态时，轴瓦2靠近出油侧的工作表面产生的较高流体动压力，高压油通过油通道4到达轴承座1设置的储油槽4中，储油槽中的高压油作用在轴瓦2的凸球面3上，形成一个向上的作用力，避免了轴承工作时，支点处接触应力过大导致轴承寿命降低的问题。

通过该设计，当轴承正常工作时，轴瓦2的倾斜角度会灵活的发生改变，避免轴承倾斜角度不足导致动压效应减弱发生磨损的问题。

通过该设计，轴瓦2背面凸球面3和轴承座1上面的凹球面5之间形成面接触，避免了传统推力轴承点接触、线接触造成应力过大，导致支点失效的情况。

具体的工作原理为：当轴承工作时，轴瓦2设置的凸球面3和轴承座1设置的凹球面5和储油槽6三者之间形成密闭空间，当轴承处于工作状态时，轴瓦2靠近出油侧的工作表面产生的较高流体动压力，高压油通过供油通道4到达轴承座1设置的储油槽4中，储油槽中的高压油作用在轴瓦2的凸球面3上，当轴承正常工作时，储油槽6中的高压油对轴瓦2背面的凸球面3形成一个向上的作用力，同时轴瓦2的倾斜角度会灵活的发生改变，轴瓦2能自主调节其倾斜角度，本设计提高了轴承工作的稳定性，优化了轴承的转子动力学性能。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。