一种立式浮动支撑轴系结构的制作方法

本实用新型涉及机械传动领域，尤其涉及一种立式浮动支撑轴系结构。

背景技术：

立式长轴传动结构多用于水平空间结构尺寸受限、动力源位于机械结构垂直方向的立式系统中。具有占地面积小、无需大面积预留安装空间、控制原动机实现长距离操作等特点。

传统的立式长轴轴系结构轴径较粗，材料浪费严重。尤其在轴系较长的传动中，很难保证加工质量、装配质量等，可调整性差，容差性差，对零部件要求高，无补偿结构，影响到轴系运行效果，导致振动大，最终使得机械寿命严重降低。

有鉴于此，现提出一种立式浮动支撑轴系结构来解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种立式浮动支撑轴系结构，通过设置配合定位调节机构与浮动支撑结构，通过短轴结构保证与工作段的传动稳定，不受前端影响，解决了传统立式长轴轴系材料浪费、转子动力学性能差等问题，降低了零部件加工装配难度，提高了轴系容差性及补偿性，延长整体机械寿命。

本实用新型采用的技术是：

一种立式浮动支撑轴系结构，包括定位调节结构、若干浮动支撑结构及短轴结构，还包括第一轴、若干个第二轴及第三轴，第一轴、若干个第二轴及第三轴依次连接，定位调节结构套设在第一轴上，定位调节结构驱动第一轴在第一轴的轴向方向上运动，短轴结构套设在第三轴上，短轴结构与第三轴在第三轴的轴向方向上相对静止；

定位调节结构包括第一止推轴承、轴套及轴承箱体，轴套套设在第一轴上，第一止推轴承套设在轴套上，第一止推轴承外圈相对轴承箱体静止，第一止推轴承的内圈相对于轴套静止，定位调节结构还包括调节螺母，调节螺母套设在第一轴上，调节螺母位于轴套的端面上，调节螺母驱动第一轴相对于轴套在第一轴的轴向方向上运动；

短轴结构包括第二止推轴承、短轴轴承箱体，第二止推轴承的外圈与短轴轴承箱体相对静止，第二止推轴承套设在第三轴上，第二止推轴承的内圈与第三轴相对静止；

浮动支撑结构包括滚动轴承、轴承浮动套、滑动键及浮动轴承支架，至少一个第二轴上设有一个滚动轴承，滚动轴承的内圈与第二轴相对静止，轴承浮动套套设在滚动轴承的外圈，轴承浮动套与滚动轴承的外圈相对静止，轴承浮动套与滑动键连接，浮动轴承支架设有滑动槽，滑动键与滑动槽相互嵌套；

定位调节结构驱动第一轴运动，第一轴带动第二轴运动，滑动键在滑动槽的长度方向上运动；第三轴与第二轴之间采用联轴器连接。

通过上述方案，在轴系的输入端、传动中间段及输出端进行优化设计，实现了轴向定位，保证传动中间段的振动减少，提高整体轴系的性能，实现降本增效。

作为方案的进一步优化，浮动支撑结构还包括轴用挡圈，第二轴上设有第二限位轴肩，滚动轴承内圈的一个端面与轴用挡圈接触，另一个端面与第二限位轴肩接触。采用轴用挡圈配合第二限位轴肩能快速实现对滚动轴承的内圈进行轴向固定，拆除便捷，方便维护。

作为方案的进一步优化，浮动支撑结构还包括套筒，套筒设于轴肩与滚动轴承之间。套筒能实现补偿修正作用，应对加工误差与滚动轴承厚度误差。

作为方案的进一步优化，定位调节结构还包括第一轴承压盖，第一轴承压盖与轴承箱体连接，轴承箱体设有第一轴承限位槽，第一止推轴承的外圈一个端面与第一轴承限位槽接触，另一个端面与第一轴承压盖接触。通过第一轴承压盖与第一轴承限位槽的配合实现对第一止推轴承外圈的轴向固定。

作为方案的进一步优化，还包括端盖与密封结构，第一止推轴承位于端盖与第一轴承压盖之间，端盖与轴承箱体连接，密封结构设于端盖上，密封结构套设在第一轴上。设置密封结构有利于对第一轴与第一止推轴承进行保护。

作为方案的进一步优化，还包括润滑件，第一止推轴承、第一轴、密封结构与轴承箱体形成封闭的润滑腔，轴承箱体上设有连通润滑腔的润滑通道，润滑件位于润滑通道的入口处。润滑腔能提高第一轴与第一止推轴承的运动顺畅性，减少磨损。

作为方案的进一步优化，第一轴上设有第一限位轴肩，轴套一端与第一限位轴肩接触时，限制第一轴与轴套的相对运动。第一限位轴肩提供一端调节终点，保证不会调节过度。

作为方案的进一步优化，短轴结构还包括第二轴承压盖，第二轴承压盖与短轴轴承箱体连接，短轴轴承箱体设有第二轴承限位槽，第二止推轴承的外圈一个端面与第二轴承限位槽接触，另一个端面与第二轴承压盖接触。利用第二轴承压盖与第二轴承限位槽实现了对第二止推轴承外圈的轴向固定。

作为方案的进一步优化，短轴结构还包括止推螺母，第三轴设有第三限位轴肩，第二止推轴承的内圈一个端面与第三限位轴肩接触，另一个端面与止推螺母接触，止推螺母套设在第三轴上。止推螺母与第三限位轴肩能实现对第二止推轴承内圈的稳定轴向固定。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

根据传动功率进行计算得出的轴径能够完全满足传动需求，但是对于细长轴系尤其是长跨距传动，轴系对于振动十分敏感，对于临界转速的控制严格，对于加工装配精度要求高。该新型轴系解决了原轴系因振动等问题不断放大轴径而产生的材料浪费、转子动力学性能差、对加工装配要求高、无法在使用现场方便的进行调节、无法自动补偿适应等缺点，从而使长跨距立式传动可以在更合理的轴径下进行，提高转子动力学性能，并方便现场调节。

滚动轴承能随着第二轴轴向尺寸变化时，随着第二轴进行浮动，始终实现对第二轴的中心固定，减少由于轴心不居中导致的振动问题。

定位调节结构能为第二轴的轴向尺寸变化提供调节让位空间，同时保证第一轴在周向的稳定转动。

短轴结构能稳定固定第三轴，保证第三轴稳定转动，不发生轴向与周向相对运动。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种立式浮动支撑轴系结构的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种立式浮动支撑轴系结构的浮动支撑结构的结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种立式浮动支撑轴系结构的定位调节结构的结构示意图；

图4为本实用新型提供的一种立式浮动支撑轴系结构的短轴结构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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创造和简化描述，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创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

实施例1：

请参照图1-4所示，一种立式浮动支撑轴系结构，包括定位调节结构27、若干浮动支撑结构26及短轴结构28，还包括第一轴17、若干个第二轴7及第三轴25，第一轴17、若干个第二轴7及第三轴25依次连接，定位调节结构27套设在第一轴17上，定位调节结构27驱动第一轴17在第一轴17的轴向方向上运动，短轴结构28套设在第三轴25上，短轴结构28限制第三轴25在第三轴25的轴向方向上相对静止；定位调节结构27包括第一止推轴承11、轴套10及轴承箱体15，轴套10套设在第一轴17上，第一止推轴承11套设在轴套10上，第一止推轴承11外圈相对轴承箱体15静止，第一止推轴承11的内圈相对于轴套10静止，定位调节结构27还包括调节螺母9，调节螺母9套设在第一轴17上，调节螺母9位于轴套10的端面上，调节螺母9驱动第一轴17相对于轴套10在第一轴17的轴向方向上运动；短轴结构28包括第二止推轴承21、短轴轴承箱体22，第二止推轴承21的外圈与短轴轴承箱体22相对静止，第二止推轴承21套设在第三轴25上，第二止推轴承21的内圈与第三轴25相对静止；浮动支撑结构26包括滚动轴承4、轴承浮动套3、滑动键6及浮动轴承支架1，至少一个第二轴7上设有一个滚动轴承4，滚动轴承4的内圈与第二轴7相对静止，轴承浮动套3套设在滚动轴承4的外圈，轴承浮动套3与滚动轴承4的外圈相对静止，轴承浮动套3与滑动键6连接，浮动轴承支架1设有滑动槽，滑动键6与滑动槽相互嵌套；定位调节结构27驱动第一轴17运动，第一轴17带动第二轴7运动，滑动键6在滑动槽的长度方向上运动；第三轴25与第二轴7之间采用爪式弹性联轴器或轮胎联轴器连接。

传统的立式细长轴系结构，基于长距离传动，整体结构由多个子结构进行装配形成，其中轴分为与动力源端的第一轴17，中间转动的第二轴7，以及工作端的第三轴25，其中多个第二轴7进行首尾连接，由于加工精度、环境温度、装配效果多方面影响，导致轴系运行的整体稳定性不足、传动结构容差性大等多个使用问题。其中为了轴系的整体重量，加工难度，轴承配件等实际问题，轴多采用为细长轴，由于轴在加工、装配、环境温度、自重伸长以及运行等多个影响因素下，轴的轴向尺寸发生变化，与设计值存在明显偏差，因此出现了影响到轴系运行效果，导致振动大，最终使得机械寿命严重降低的问题。尤其是由多个第二轴7形成的中间传动，系上述问题产生的主要问题所在，因此针对第二轴7的运动限制，减少振动以及位置调节显得尤为重要。

为了减少振动问题，现阶段多采用了增大轴尺寸来减少上述问题，虽然在一定程度上得到缓解，但是导致了整体材料浪费，配合装配零件成本增加，占用空间增大等问题难以解决。

为此，在本实施例中，提供了一种长距离立式浮动支撑轴系结构，根据轴系转子动力学分析后，在需要变形限制处设置利用滚动轴承4工作的浮动支撑结构26限制轴系变形，浮动支撑结构26通过轴承浮动套3和滑动键6可以在轴向进行补偿运动，消除轴在加工、装配、环境温度、自重伸长以及运行中轴向尺寸的变化带来的影响；轴系输出端利用爪式弹性联轴器、轮胎联轴器等能够承受轴向、角度偏差运行的联轴结构与末端短轴结构28相连接，短轴由独立的轴承箱固定，保证机械动力输出端轴系零部件的相对位置和间隙等；除末端短轴结构28外，其他轴的轴向位置可通过原动机端设置的止推轴承定位调节结构27进行调节。

作为减少轴系的变形量，其顶部采用具有调节功能的调节定位结构，形成上部调节、中部限制及底部固定三大结构，形成稳定的轴传动结构。第一轴17需要配合第二轴7进行轴向运动，同时需要传动的时候保证轴向静止，那么需要通过调节螺母9与第二轴7的螺纹连接，迫使第一轴17与轴套10轴向相对运动。

针对多个连接的第二轴7，其轴长发生变化后，顶部定位调节结构27能进行调节，将第一轴17进行位置调整，对第二轴7实现让位调节，保证整体轴系不变形。利用滚动轴承4形成浮动支撑结构26，滚动轴承4能保证第二轴7的中心位置不变，轴承浮动套3可以在浮动轴承支架1中上下运动，保证滚动轴承4可以随第二轴7的运动而调整自身位置，始终实现滚动轴承4对第二轴7的居中定位效果。

短轴结构28为连接工作端的轴系，要求保持固定位置，利用爪式弹性联轴器、轮胎联轴器等能够承受轴向、角度偏差运行的联轴结构，将第二轴7与第三轴25进行连接，保证机械动力输出端轴系零部件的相对位置和间隙。短轴结构28需要保证对第三轴25的稳定轴向固定，利用止推轴承与第三轴25进行轴向固定，止推轴承一方面为第三轴25的转动提供轴承连接效果，转动的时候居中稳定，另一方面与短轴轴承箱体22进行轴向固定，保证第三轴25满足输出需要。

造成振动问题的重点原因，主要是多个第二轴7连接后，各自的中心不居中造成偏心，另外是轴线尺寸变化造成的变形，通过定位调节结构27为第二轴7提供轴向尺寸变形空间，同时通过浮动支撑结构26保证各个第二轴7的中心位置，实现对上述两个原因的解决。短轴结构28利用联轴器能实现与第二轴7的过渡连接，规避偏心问题。

实施例2：

请参照图1-4所示，本实施例对浮动支撑结构26进行优化设计，实现对第二轴7更好的限制效果及使用效果。

如图2所示，在本实施例中浮动支撑结构26包括滚动轴承4、轴承浮动套3、滑动键6及浮动轴承支架1，若干个滚动轴承4套设在第二轴7上，滚动轴承4的内圈与第二轴7相对静止，轴承浮动套3套设在滚动轴承4的外圈，轴承浮动套3与滚动轴承4的外圈相对静止，轴承浮动套3与滑动键6连接，浮动轴承支架1设有滑动槽，滑动键6与滑动槽相互嵌套。当第二轴7进行轴向的上下运动时，第二轴7带动滚动轴承4进行运动，滚动轴承4的外圈需要保证周向固定及轴向运动，通过轴承浮动套3与滑动键6，可以保证滚动轴承4的外圈相对于浮动轴承支架1为周向固定及轴向可进行相对运动。

作为方案的进一步优化，浮动支撑结构26还包括轴用挡圈2，第二轴7上设有第二限位轴肩，滚动轴承4内圈的一个端面与轴用挡圈2接触，另一个端面与第二限位轴肩接触。滚动轴承4的内圈需要与第二轴7保持轴向固定，除了采用过盈配合外，还采用第二限位轴肩与轴用挡圈2进行进一步固定。

作为方案的进一步优化，浮动支撑结构26还包括套筒5，套筒5设于第二限位轴肩与所述滚动轴承4之间。当滚动轴承4的高度与设计值出现偏差时，可以采用套筒5作为补偿限位件，保证内圈在与第二轴7在其轴向上的固定。

实施例3：

请参照图1-4所示，本实施例对定位调节结构27进行优化设计，实现更好的定位调节效果。

在实施例中，如图3所示，定位调节结构27包括第一止推轴承11、轴套10及轴承箱体15，轴套10套设在第一轴17上，第一止推轴承11套设在轴套10上，第一止推轴承11外圈相对轴承箱体15静止，第一止推轴承11的内圈相对于轴套10静止，定位调节结构27还包括调节螺母9，调节螺母9套设在第一轴17上，调节螺母9位于轴套10的端面上，调节螺母9驱动第一轴17相对于轴套10在第一轴17的轴向方向上运动。调节螺母9通过第一轴17上设置的螺纹，调节螺母9与轴套10相抵，第一轴17收螺纹转动的效果进行了上下运动的效果。轴套10与第一轴17采用传动键16进行周向的固定，实现转动的传动，并允许进行轴向运动。

作为方案的进一步优化，定位调节结构27还包括第一轴承压盖8，第一轴承压盖8与轴承箱体15连接，轴承箱体15设有第一轴承限位槽，第一止推轴承11的外圈一个端面与第一轴承限位槽接触，另一个端面与第一轴承压盖8接触。止推轴承通过配合轴套10实现对第一轴17，实现可进行轴向调节的效果，其止推轴承的内圈通过轴套10上设置了轴套10肩进行限位，外圈通过第一轴承压盖8配合轴承箱体15进行限位，实现止推轴承相抵与轴承箱体15的轴向固定，同时外圈与第一轴承限位槽采用过盈配合进行进一步固定。

作为方案的进一步优化，定位调节结构27还包括端盖12与密封结构13，第一止推轴承11位于端盖12与第一轴承压盖8之间，端盖12与轴承箱体15连接，密封结构13设于端盖12上，密封结构13套设在第一轴17上。第一轴承压盖8上设置的通孔配合第一轴17的尺寸，第二轴7一端采用端盖12与密封结构13实现密封效果，能保护止推轴承的结构，以及第一轴17与轴套10之间的接触面，保证调节效果运与转动效果。

作为方案的进一步优化，定位调节结构27还包括润滑件14，第一止推轴承11、第一轴17、密封结构13与轴承箱体15形成封闭的润滑腔，轴承箱体15上设有连通润滑腔的润滑通道，润滑件14位于润滑通道的入口处。通过设置润滑腔，加入润滑油可以对止推轴承进行润滑保养，可以保证轴套10与第一轴17之间的接触面光滑。

作为方案的进一步优化，第一轴17上设有第一限位轴肩，轴套10一端与第一限位轴肩接触时，限制第一轴17与轴套10的相对运动。为了避免调节时出现调节过度的问题产生，在第一轴17向上运动到一定程度后，第一轴17的第一限位轴肩与轴套10相抵，第一轴17向上运动被终止，作业人员获得调节到底的信号；而当第一轴17向下运动的时候，调节螺母9在第一轴17的螺纹结构上相对上移，调节过度的，调节螺母9将脱离第一轴17的螺纹结构，作业人员能明显观察。因为在自重的效果，第一轴17会被第二轴7牵引向下，调节完成后，通过两个调节螺母9或者增加垫片结构进行锁定，不能再向下运动。

实施例4：

请参照图1-4所示，本实施例通过对短轴结构28进行优化设计，实现更好的第三轴25固定效果。

如图4所示，在本实施例中，短轴结构28包括第二止推轴承21、短轴轴承箱体22，第二止推轴承21的外圈与短轴轴承箱体22相对静止，第二止推轴承21套设在第三轴25上，第二止推轴承21的内圈与第三轴25相对静止。第三轴25的固定，最好采用两端固定的方式，一端采用上述方式，另一端采用轴肩与孔用挡圈24对径向轴承23进行轴向固定，保证两端的转动顺畅，实现完全定位。

作为方案的进一步优化，短轴结构28还包括第二轴承压盖18，第二轴承压盖18与短轴轴承箱体22连接，短轴轴承箱体22设有第二轴承限位槽，第二止推轴承21的外圈一个端面与第二轴承限位槽接触，另一个端面与第二轴承压盖18接触。而对第二止推轴承21的外圈采用第二轴承压盖18与第二轴承限位槽进行轴向限位，配合过盈配合进行外圈的固定。

作为方案的进一步优化，短轴结构28还包括止推螺母19，第三轴25设有第三限位轴肩，第二止推轴承21的内圈一个端面与第三限位轴肩接触，另一个端面与止推螺母19接触，止推螺母19套设在第三轴25上。针对内圈的固定，采用了第三限位轴肩与止推螺母19进行直接固定，止推螺母19采用两个或者采用止推垫片20进行锁定防松。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。