文中所公开和教导的发明主要涉及轴承系统和方法；并且更具体地涉及具有可调式偏移的轴承系统和方法。
背景技术：
广泛的各种旋转装备利用一个或多个转动组件来对负荷起作用以及促进旋转运动。例如，离心式压缩机可认为是转动组件并且使用轴承系统来对离心式压缩机的负荷起作用和用以促进旋转运动。
如果旋转机器（例如，离心式压缩机）在试验台上或在操作中经受转子动态不稳定性，或者变化的轴承温度，则当前解决该问题是通过将轴颈垫利用不同的轴颈垫予以替换，其中每个轴颈垫均具有不同的枢轴偏移。
例如，当测试机器例如离心式压缩机时，它可具有轴承温度或稳定性问题，该问题可通过垫偏移方面的变化来解决。典型地，使用者将必须购买两组单独的轴颈垫，例如，一组具有50%的枢轴偏移而另一组具有55%的枢轴偏移或者对长度进行机加工以建立新的偏移。
文中所公开和教导的发明涉及具有可调式枢轴偏移的改进轴承系统和用于调节枢轴偏移的方法。
技术实现要素：
作为文中所主张的发明的本性和实质的许多可能的简短概要之一，本发明包括用于调节轴承组件的偏移的设备，其中，设备的长度大于设备的宽度而设备的宽度大于设备的高度，该设备包括：基本上平坦的底部表面，其中，基本上平坦的底部表面形成设备的长度和宽度；顶部表面，其中，顶部表面平行于基本上平坦的底部表面；以及形成在顶部表面中的球形座部，其中，球形座部沿着沿设备的长度延伸的轴线基本上居中并且沿着沿设备的宽度延伸的轴线偏移。
该设备还可包括形成在顶部表面中的斜切部（chamfer），其中，斜切部沿着沿设备的长度延伸的轴线基本上居中，并且斜切部形成在顶部表面的边缘中，其中，该边缘平行于沿着沿设备的宽度延伸的轴线并且距离球形座部最远。该设备还可适于以第一取向和第二取向插入到轴承组件的垫中，其中，第一取向与第二取向相距180度。该设备还可适于将轴承组件的枢轴偏移从50%的枢轴偏移改变至55%的枢轴偏移。该设备还可适于将轴承组件的枢轴偏移从55%的枢轴偏移改变至60%的枢轴偏移。该设备可由铜或钢制成。
作为文中所主张的发明的本性和实质的许多可能的简短概要中的另一个，本发明包括用于调节轴承组件的方法，该轴承组件具有多个垫和装设在上述多个垫之一内的可调式偏移垫插件，该方法包括：从垫中拆卸可调式偏移垫插件；将可调式偏移垫插件从其初始位置旋转180度；以及使可调式偏移垫插件以距其初始的旋转前位置为180度的取向与垫装设在一起。
另外，方法中所用的可调式偏移垫可为长方形的。另外，方法中所用的可调式偏移垫插件可包括形成在顶部表面中的球形座部，其中，球形座部沿着沿可调式偏移垫插件的长度延伸的轴线基本上居中并且沿着沿可调式偏移垫插件的宽度延伸的轴线偏移，其中，长度长于宽度。另外，方法中所用的可调式偏移垫可包括形成在顶部表面中的卸荷斜切部，其中，顶部表面与和垫装设在一起的表面相对，其中，斜切部沿着沿可调式偏移垫插件的长度延伸的轴线基本上居中，并且卸荷斜切部形成在顶部表面的边缘中，其中，该边缘平行于沿着沿可调式偏移垫插件的宽度延伸的轴线并且距离球形座部最远。该方法还可包括调节枢轴偏移。该方法可包括将枢轴偏移从49-51%调节至54-56%的枢轴偏移。
作为文中所主张的发明的本性和实质的许多可能的简短概要中的又一个，本发明包括用于支承可旋转部件的轴承组件，该轴承组件包括：具有内表面的轴承壳体；装设至轴承壳体内表面的多个垫，其中，该多个垫均具有沉孔；与该多个垫中之一的沉孔装设在一起的可调式偏移垫插件，其中，偏移垫插件为长方形的。
另外，轴承组件的可调式偏移垫插件可包括形成在与和沉孔装设在一起的表面相对的顶部表面中的球形座部，其中，球形座部沿着沿可调式偏移垫插件的长度延伸的轴线基本上居中并且沿着沿可调式偏移垫插件的宽度延伸的轴线偏移。另外，轴承组件的可调式偏移垫插件可包括形成在可调式偏移垫插件的顶部表面中的斜切部，其中，顶部表面与和沉孔装设在一起的表面相对，其中，斜切部沿着沿可调式偏移垫插件的长度延伸的轴线基本上居中，并且斜切部形成在顶部表面的边缘中，其中，该边缘平行于沿着沿可调式偏移垫插件的宽度延伸的轴线并且距离球形座部最远。此外，轴承组件的可调式偏移垫插件可适于改变轴承组件的枢轴偏移。另外，轴承组件的可调式偏移垫插件可适于将轴承组件的枢轴偏移从50%的枢轴偏移改变至55%的枢轴偏移。另外，轴承组件可包括轴颈轴承。轴承组件的可调式偏移垫插件可由铜或钢制成。
本发明的这些简短概要无一意图限制或以其它方式影响所附权利要求的范围，并且在本发明的发明内容中所称内容并非意图作为对权利要求用语或措辞的定义或者作为对权利要求范围的否定或否认。
附图说明
下述各图构成本说明书的一部分并且被包括进来以进一步展示本发明的某些方面。结合文中所提供的具体实施例的详细描述参照这些图中的一个或多个，可较好地理解本发明。
图1a显示根据本公开内容的某些教导的可调式偏移垫插件的许多可行实施例中之一的透视图。
图1b显示图1a中所示实施例的顶视图。
图1c显示图1a中所示实施例的侧视图。
图1d显示图1a中所示实施例的另一侧视图。
图2a显示根据本公开内容的某些教导的安装到轴颈垫中具有55%偏移的可调式偏移垫插件的许多可行实施例中之一的透视图。
图2b显示图2a中所示实施例的顶视图。
图3a显示根据本公开内容的某些教导的在轴颈垫中具有50%偏移的可调式偏移垫插件的许多可行实施例中之一的透视图。
图3b显示图3a中所示实施例的顶视图。
图4a显示根据本公开内容的某些教导的在轴颈轴承中具有55%偏移的可调式偏移垫插件的许多可行实施例中之一的剖面透视图。
图4b显示4a图中所示实施例的侧视图。
图5a显示根据本公开内容的某些教导的在轴颈轴承中具有50%偏移的可调式偏移垫插件的许多可行实施例中之一的剖面透视图。
图5b显示图5a中所示实施例的侧视图。
图6为根据本公开内容的某些教导的用于调节枢轴偏移的方法的许多可行实施例中之一的方框图。
图7显示根据本公开内容的某些教导的可调式偏移垫插件的许多可行实施例中之一的透视图。
尽管文中所公开的发明容许各种修正和备选形式，但仅一些具体实施例在附图中通过实例的方式示出并在下文详细地描述。这些具体实施例的图和详细描述并非意图以任何方式限制本发明的概念或所附权利要求的广度或范围。确切而言，这些图和详细的书面描述提供用来对本领域普通技术人员说明本发明的概念和使得他们能够处理和利用本发明的概念。
具体实施方式
上文所述的图和下文对具体结构和功能的书面描述并非提供用来限制申请人所发明创造的范围或所附权利要求的范围。确切而言，这些图和书面描述提供用来教导本领域技术人员处理和利用寻求得到专利保护的本发明。本领域技术人员将会认识到，为清楚和理解起见并未描述或示出本发明的商业实施例的全部特征。本领域技术人员还将认识到，并入了本发明的方面的实际商业实施例的发展将需要许多具体实施决定来实现对于该商业实施例的开发者的最终目标。此类具体实施决定可包括（并且很可能不限于）与相关系统、相关商务、相关管控以及其它约束的顺应性，这些约束可根据具体实施方式、位置以及时间而变化。尽管在绝对意义上开发者的努力可能很复杂和耗时，但此类努力对于具有此公开内容的益处的本领域技术人员而言仍将是常规工作。必须理解，文中所公开和教导的发明容许各种各样的修正和备选形式。最后，采用单数用语例如但不限于“一”并不认为是对物品数目的限制。此外，采用关系用语例如但不限于“顶”、“底”、“左”、“右”、“上”、“下”、“向下”、“向上”、“侧”等为清楚起见在书面描述中用于具体参照附图而且并非意图限制本发明或所附权利要求的范围。
本发明的具体实施例可参照方框图和/或方法的操作说明在下文描述。在一些备选实施中，图中所提到的功能/动作/结构可不按方框图和/或操作说明中提到的次序发生。例如，示出为连续发生的两个操作实际上可大致同时地进行或者该操作可根据所涉及的功能性/动作/结构以相反的次序进行。
申请人已创造用于调节枢轴偏移的改进轴承系统和方法，更具体地包括可调式偏移枢轴轴颈垫和可调式偏移轴颈垫插件。改进的轴承系统和方法提供了偏移枢轴可调性。当可调式偏移垫插件以一种方式安装时，设置了一个枢轴偏移。枢轴偏移可通过下述方式来调节或改变，也即移除可调式偏移垫插件、使其典型地旋转180度，以及将可调式偏移垫插件安装回轴颈垫中。枢轴偏移可标出以有助于适当偏移的安装。改进的轴承系统和方法可允许在轴承温度、刚度和阻尼系数方面的变化。用于调节枢轴偏移的改进轴承系统和方法可例如在油气、碳氢化合物以及其它相关行业中使用。
现在转到附图，图1a、1b、1c和1d显示根据本公开内容的某些教导的可调式偏移垫插件的许多可行实施例中之一的透视图、顶视图以及两个侧视图。图1b显示图1a中所示实施例的顶视图。图1c显示图1a中所示实施例的侧视图。图1d显示图1a中所示实施例的另一侧视图。
图1a、1b、1c和1d中所示的可调式偏移垫（或枢轴）插件100球形地定形为具有底部表面125。在一个实施例中，底部表面125为基本上平坦的表面。在可调式偏移垫插件100的顶部表面上的是座部110。座部110沿着可调式偏移垫插件100的顶部表面的一个轴线基本上居中地定位并且与可调式偏移垫插件100的顶部表面的第二轴线偏移地定位。座部110为基本上球形的。在可调式偏移垫插件100的顶部表面上还有斜切部120。斜切部120可为卸荷斜切部。斜切部120定位在（可调式偏移垫插件100的顶部表面的）最远离座部110的边缘上。
可调式偏移垫插件100可具有许多不同的实施例，同时仍允许可调的枢轴偏移。例如，球形座部110可更小或更大，可为椭圆形的，或者可定位在与中心线的不同距离处以允许产生不同的枢轴偏移。作为另一实例，斜切部120可更小或更大，可为偏离中心的，或者可具有不同的形状。斜切部120在其它实施例中还可省略。可调式偏移垫插件100的本体可具有不同的形状，只要本体可旋转180度并且仍如图2a、2b、3a、3b、4a、4b、5a和5b中所示那样与垫适当地装设在一起。
可调式偏移垫插件100可在包括但不限于轴颈轴承的各种轴承系统中使用。
可调式偏移垫插件100允许两个枢轴偏移选项：50%和55%。应当认识到的是，也可使用其它的枢轴偏移组合。例如，可使用55%和60%或者60%和65%的枢轴偏移。此前结合现有的两个单独的偏移垫插件方法使用的枢轴偏移的任何组合可用于文中所公开的可调式偏移垫插件。
可调式偏移垫插件可由此前已利用其制作轴颈垫插件的材料（包括例如铜或钢）制成。可调式偏移垫插件可镀银用于酸性气体应用，在其中裸钢或裸插件材料将与该气体反应。如果轴承将进入酸性气体应用（h2n2），则可能存在其中可调式偏移枢轴将需要镀银的情况。银涂层可避免钢和铜插件材料之间的化学反应。
图2a、2b、3a、3b、4a、4b、5a和5b显示在轴颈垫155中的可调式偏移垫插件100的多个实施例，其中图4a、4b、5a和5b还示出在轴颈轴承组件130中的可调式偏移垫插件100和轴颈垫155的许多可行实施例中的一者。尽管本公开内容在轴颈垫的情况下提供，但本发明的适用性和寻求保护本发明的权利要求并不限于轴颈垫乃至轴承的具体类型。
图2a、2b、3a和3b显示在轴颈垫155中的可调式偏移垫插件100。图2a和2b显示根据本公开内容的某些教导的安装到轴颈垫155中具有55%偏移的可调式偏移垫插件100的许多可行实施例中之一的透视图和顶视图。图3a和3b显示根据本公开内容的某些教导的安装到轴颈垫155中具有50%偏移的可调式偏移垫插件100的许多可行实施例中之一的透视图和顶视图。
图2a和2b显示如何当可调式偏移垫插件100以一种方式安装时设置一个枢轴偏移（在这种情况下为55%）。在图2b中，偏移（在这种情况下为55%）在垫中心线175和球形中心线180之间示出。轴承的枢轴偏移可通过以下方式来调节或改变，也即移除可调式偏移垫插件100、使它旋转180度，以及如图3a和3b中所示，将可调式偏移垫插件100安装回轴颈垫155中，从而产生50%的偏移。在图3b中，偏移（在这种情况下为50%）以垫中心线175和球形中心线180的重叠示出。这些改进的轴承系统和方法可允许在轴承温度、刚度和阻尼系数方面的变化。
可调式偏移垫插件100可装设成使得它与轴颈垫155的顶部基本上齐平、可装设成使得它完全地容纳在轴颈垫155的底部表面下方，或者可延伸超出轴颈垫155的顶部表面。在备选实施例中，可调式偏移垫插件100可通过其它手段与轴颈垫155装设在一起。
图4a、4b、5a和5b显示在轴颈轴承组件130中的可调式偏移垫插件100和轴颈垫155的许多可行实施例中的一个。图4a和4b显示根据本公开内容的某些教导的在轴颈轴承中具有55%偏移的可调式偏移垫插件的许多可行实施例中之一的剖面透视图和侧视图。图5a和5b显示根据本公开内容的某些教导的在轴颈轴承中具有50%偏移的可调式偏移垫插件的许多可行实施例中之一的剖面透视图和侧视图。
如在图2a、2b、2c和2d中所述，可调式偏移垫插件100与轴颈垫155装设在一起。在图4a、4b、5a和5b的实施例中，轴颈垫155包括垫插件沉孔160。典型地，可调式偏移垫插件100通过被安置或安装在垫插件沉孔160中而与轴颈垫155装设或匹配在一起。枢轴145（在此示为球形，但也可采用其它形状）安置成与可调式偏移垫插件100接触或装设至可调式偏移垫插件100。枢轴145和可调式偏移垫插件100之间的接触部位（或点，point）为座部110。枢轴145和座部110相匹配以形成轴颈垫155和轴承外壳150之间的连接。枢轴150典型地由钢制成但也可由其它适合材料制成。枢轴螺栓135典型地用于使轴承外壳150与枢轴对齐并连接至其上。枢轴螺栓135典型地为球形螺栓。间隔调节垫片140为可用于对齐、形成适当配合，或者提供在枢轴145和轴承外壳150之间间隔的材料条带。间隔调节垫片140还可帮助减小磨损。
图4a和4b显示在某种程度上安装成允许以逆时针方式旋转165的可调式偏移垫插件100。在图4a和4b中，可调式偏移垫插件100安装成促使轴颈垫155向右偏移。在图4a和4b中，偏移为相对于偏移轴线170向左50%和相对于偏移轴线170向右50%。其它实施例例如相对于偏移轴线170向左40%和相对于偏移轴线170向右60%也是可行的。偏移百分数的任何组合都是可能的，只要该百分数不小于50%。
图5a和5b显示在某种程度上安装成允许以双向方式旋转165的可调式偏移垫插件100。在图5a和5b中，可调式偏移垫插件100安装成促使轴颈垫155向右偏移。在图5a和5b中，偏移为相对于偏移轴线170向左50%和相对于偏移轴线170向右50%。
其它的偏移、角度和旋转可通过改变座部110在可调式偏移垫插件100中的位置来获得。可调式偏移垫插件100的每个实施例均提供两个不同的偏移且因此允许在角度、旋转，以及轴承温度、刚度和阻尼系数方面的变化。垫弧长度也可改变。
图6为根据本公开内容的某些教导的用于调节枢轴偏移的方法的许多可行实施例中之一的方框图。改进的轴承方法提供偏移枢轴可调性。当可调式偏移垫插件以一种方式安装时，设置了一个枢轴偏移。在图6中示出用于偏移枢轴可调性的改进的轴承方法。该方法说明如何通过拆卸、旋转和重新装设可调式垫插件来调节轴承的偏移。在步骤210中，将可调式偏移垫插件从轴承组件的垫中拆卸或移除。在步骤220中，将可调式偏移垫插件从其初始位置旋转180度并且以距其初始的旋转前位置为180度的取向与垫装设在一起。改进的轴承方法可允许在轴承温度、刚度和阻尼系数方面的变化。备选地，多个可调式偏移垫插件可在单个轴承系统上变化以进一步地调节偏移，其可允许轴承系统改进的操作状况或允许在轴承系统的轴承温度、刚度和阻尼系数方面的变化。
图7显示根据本公开内容的某些教导的可调式偏移垫插件100的许多可行实施例中之一的透视图。在图7中，可调式偏移垫插件100在形状上为基本上矩形的，带有为矩形截除部的拐角。在其它备选实施例中，可调式偏移垫插件100可为矩形的、椭圆形的或长方形的。
下文的实例被包括进来以展示本发明的优选实施例。本领域技术人员将认识到，在接下来的实例中所公开的技术代表了发明人发现的在本发明的实施中运行良好的技术，且因此可视作为构成其实施的优选模式。然而，本领域技术人员根据本公开内容将认识到，在所公开的具体实施例中可作出许多变化并且在不脱离本发明范围的情况下仍获得同样或类似的效果。
实例
实例1。作为另一实例，如果旋转涡轮机器（例如，离心式压缩机）在试验台上或在操作中经受转子动态不稳定性或者热的轴承温度，该问题可通过在轴颈垫的后部（或背部）中移除可调式偏移垫插件并且改变枢轴偏移来补救。可调式偏移轴颈垫插件可通过消除对运送轴颈轴承回制造厂商的需要而节省时间和金钱，以及节省必须购买备用轴颈垫组的成本。在轴颈垫的后部中的可调式偏移提供了偏移枢轴可调性，因此用户可在现场作出改变。这通过插件来实现。当将它以一种方式安装时，其具有设定的枢轴偏移。枢轴偏移可通过下述方式来改变，也即移除可调式偏移垫插件、将其旋转180度以及安装回轴颈垫中。这可允许在轴承温度、刚度和阻尼系数方面的变化，其可允许机器以更加稳定的方式操作或降低轴承温度。可调式偏移轴颈垫插件可给予原始装备制造厂商灵活性用以针对装备最好的操作效率优化枢轴偏移。
实例2。作为另一实例，如果高速、负荷较轻的机器在未负荷垫上正经受垫颤振，但由于刚度和阻尼原因其在负荷垫上需要50%的偏移枢轴，则可将未负荷垫调节至55%的偏移枢轴以促使在轴和未负荷垫之间的较厚油楔使得垫颤振状况安定下来。
实例3。作为又一实例，如果因为例如在测试期间来自一个偏移枢轴的效果未产生优化效果且不同的偏移枢轴可改善试验效果而需要用以使转子动态特性最大化的调节，则可急忙调节偏移。使用文中所公开的用于调节轴承系统的枢轴偏移的改进轴承系统和方法可避免将轴承从机器中取出和利用具有不同偏移的新的轴颈垫组来替换它们，或者将轴承回返给制造厂商以便缩短垫弧长度，从而改变有效的轴颈垫偏移。利用新的垫调节枢轴偏移或者将垫回返用于机加工可能在装运方面昂贵和增加费用以及延误使装备再次运行的时间。
实例4。文中所公开的用于调节轴承系统的枢轴偏移的改进轴承系统和方法可提供在改装现有装备以便在更高的速度和负荷下重新使用时的灵活性。例如，如果不能得到初始的转子动态信息，用以调节枢轴偏移的能力提供了对温度、刚度和阻尼系数的改进的灵活性和控制。
另外，系统的制造和组装的各种方法和方法的实施例以及位置规范可彼此结合地包括进来以产生所公开方法和实施例的变型。对单数元件的讨论可包括复数个元件，反之亦然。
除非另有具体地限制，步骤的次序可采用各种顺序进行。文中所述的各个步骤可结合其它步骤、插在所声称步骤之间，和/或分解成多个步骤。相似地，元件已在功能上描述并且可具体化为单独的构件或者可结合成具有多种功能的构件。
本发明已在优选实施例的情况下描述并且已描述了其它实施例而不是本发明的每一个实施例。本领域普通技术人员可获得对所述实施例的明显修正和更改。所公开和未公开的实施例并非意图限制或约束申请人所想到的本发明的范围或适用性，而是根据专利法，申请人意图全面地保护落入所附权利要求的范围或同等界限内的所有此类修正和改进。