专利名称：一种水润滑组合轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及滑动轴承，特别涉及一种水润滑组合轴承。
背景技术：
立式发电机组等设备的推力轴承和导轴承，是机组重要的部件。现有水电机组所用轴承绝大多数为油润滑，占用空间较大，结构复杂，除了需要油润滑，还需要配置内置或外置水冷却器。
发明内容
本发明针对以上问题，提供一种使用新型复合水润滑轴承材料，并将轴承及附属 部件组合成为一体，使用清洁的水做为润滑介质的水润滑推导组合轴承。为达到以上目的，通过以下技术方案实现的一种水润滑组合轴承，包括支撑环、静U形环、轴承体、动U形环、镜板和推力头；静U形环固定在支撑环上端面；静U形环为轴向加工有“U”字形凹槽的圆环，且径向加工有进水孔和回水孔；静U形环凹槽内固定有轴承体，且轴承体与静U形环凹槽内壁两侧均有间隙；轴承体上端面和内壁设置有水润滑金属塑料层；轴承体上端和内壁的水润滑金属塑料层上表面加工有压力水槽，且压力水槽数量为I个或者I个以上；当压力水槽为I个时，压力水槽为圆环形，且压力水槽中心与轴承体中心同轴；当压力水槽为I个以上时，压力水槽均匀分布在轴承体上端环形表面上，压力水槽截面为扇形或圆形；轴承体轴向加工有一端与静U形环进水孔连通，另一端与轴承体上端的水润滑金属塑料层上表面压力水槽连通的静水压力孔 ’动U形环为轴向加工有倒“U”字形凹槽的圆环；动U形环扣置在静U形环上，且与静U形环为旋转式动密封；动U形环上端固定有推力头；镜板固定在动U形环凹槽底部。采用了上述技术方案为本发明适用于较小负荷的情况通过合理设计静U形环、轴承体、动U形环的结构，并利用静U形环与动U形环之间采用旋转动密封来形成密封腔体，通过压力水槽和镜板形成密封腔体内注入高压水后形成压力，来实现轴承的受力静平衡，即轴承所受径向力和轴向力与高压水提供压力平衡；通过设置在轴承体上表面和内壁的水润滑金属塑料层来实现轴承的支撑和润滑；通过静U形环的出水孔连接抽水机构实现水的循环。一种水润滑组合轴承，包括支撑环、静U形环、轴承体、动U形环、镜板和推力头；静U形环固定在支撑环上端面；静U形环为轴向加工有“U”字形凹槽的圆环，且径向加工有进水孔和回水孔；静U形环凹槽内固定有轴承体，且轴承体与静U形环凹槽内壁两侧均有间隙；轴承体为一体式或者分为大小相等的若干部分均匀分布在静U形环环状凹槽内；轴承体上端面设置有水润滑金属塑料层；水润滑金属塑料层上表面加工有压力水槽，且压力水槽数量为I个或者I个以上；轴承体轴向加工有一端与静U形环进水孔连通，另一端与水润滑金属塑料层上表面压力水槽连通的静水压力孔 ’动U形环为轴向加工有倒“U”字形凹槽的圆环 ’动U形环内部固定有镜板；镜板为一体环状固定在动U形环环状凹槽内；镜板形成圆环宽度小于动U形环环状凹槽宽度，且镜板与动U形环环状凹槽底部和小径端侧壁紧密接合，即镜板形成圆环与动U形环外径端侧壁形成环状凹槽；镜板形成圆环外套置有径向受力环；径向受力环与镜板接触端表面固定有径向水润滑金属塑料层，且此处径向水润滑金属塑料层与镜板接触表面加工有径向压力水槽，即此处径向压力水槽与镜板外壁形成腔体，同时此处径向受力环和径向水润滑金属塑料层加工有连通径向压力水槽与进水孔的径向入水孔 ’动U形环扣置在静U形环上，且与静U形环为旋转式动密封；动U形环上端固定有推力头。压力水槽和径向压力水槽可加工为I个或I个以上；当压力水槽加工为I个时，压力水槽为圆环形，且压力水槽中心与轴承中心同轴；当压力水槽加工为I个以上时，压力水槽均匀分布在轴承体上端表面上，数量与轴承体所分块数相同；径向压力水槽为I个时，径向压力水槽为圆环形，且径向压力水槽中心与轴承中心同轴；当径向压力水槽加工为I个以上时，径向压力水槽均匀分布在径向受力环内壁环形表面上；压力水槽截面为圆形或者扇形。采用了上述技术方案为本发明适用于较大负荷的情况通过合理设计静U形环、轴承体、动U形环，动U形环内固定有镜板，且动U形环外壁套置径向受力环，利用固定在轴承体上端水润滑金属塑料层上表面轴向凹陷的压力水槽和固定在径向受力环内壁水润滑金属塑料层径向凹陷的径向压力水槽与固定在动U形环内的镜板形成轴向压力腔体和径向压力腔体，并在静U形环、轴承体和径向受力环上设置有用于将高压水注入轴向压力腔体和径向压力腔体内部的水孔，同时利用静U形环与动U形环之间采用旋转动密封来形成密封腔体，这样当压力水槽、径向压力水槽腔体内注入高压水后形成压力，来实现增加轴承的径向承载能力和轴向承载能力，通过设置在轴承体上表面和内壁的水润滑金属塑料层来实现轴承的润滑；通过静U形环的出水孔连接抽水机构实现水的循环。上述两种结构水润滑轴承，适用于水平方向安装，转轴竖直的旋转机械设备，如水电机组等。通过上、下U型环构成整体结构为其主要特点，具有将承受轴向力和径向力轴承·组安装在定U型环结构之中，结构紧凑的特点。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图I为本发明剖面的结构示意图。图2为本发明的主视结构示意图。图3为本发明拆除推力头和支撑环后的剖面结构示意图。图4为本发明拆除推力头、支撑环和动U形环后的俯视结构示意图。图5为本发明用于较大负荷情况剖面结构不意图。图6为本发明用于较大负荷情况拆除推力头、支撑环和动U形环后剖面结构示意图。图7为本发明用于较大负荷情况压力水槽采用圆形时拆除推力头、支撑环和动U形环后的俯视结构示意图。图8为本发明用于较大负荷情况压力水槽采用扇形时拆除推力头、支撑环和动U形环后的俯视结构示意图。
具体实施例方式实施方式一 如图I、图2和图3所示的一种水润滑组合轴承，包括支撑环I、静U形环2、轴承体3、动U形环4、镜板5和推力头6 ;静U形环2固定在支撑环I上端面；静U形环2为轴向加工有“U”字形凹槽的圆环，且径向加工有进水孔2. I和回水孔2. 2 ;静U形环2凹槽内固定有轴承体3，且轴承体3与静U形环2凹槽内壁两侧均有间隙如图I和图3所示；轴承体3上端面和内壁设置有水润滑金属塑料层7 ;轴承体3上端的水润滑金属塑料层7上表面加工有压力水槽8，且压力水槽8数量为I个或者I个以上；轴承体3轴向加工有一端与静 U形环2进水孔2. I连通，另一端与轴承体3上端的水润滑金属塑料层7上表面压力水槽8连通的静水压力孔3. I如图3所示；动U形环4为轴向加工有倒“U”字形凹槽的圆环；动U形环4扣置在静U形环2上，且与静U形环2为旋转式动密封如图I和图3所示；动U形环4上端固定有推力头6如图I和图2所示；镜板5固定在动U形环4凹槽底部；压力水槽8的加工深度为深度l_3mm。采用上述技术方案的本发明适用于较小负荷的情况，在轴承最下端的支撑环I用于与发电机组的支架固定，承受垂直向下的推力和水平的径向力；静U形环2与支撑环I固定，起到支撑轴承体3，并与动U形环4形成密闭腔体的作用；轴承体3为静U形环2与动U形环4形成环形空腔的剖分结构，且与静U形环2固定，其上端面和内圆柱面采用钎焊或其他方式固定有水润滑金属塑料层7 (此材料相关信息可在本公司已经获得授权专利200410100476. 9有相关说明)，且水润滑金属塑料层7上表面加工有压力水槽8，且底部有连通到静U形环2外侧底部进水孔2. I的静水压力孔3. 1，当高压的润滑用水通入静U形环2、轴承体3和动U形环4形成的密封腔体内，在腔体内形成压力与外来的受力形成受力平衡，与此同时固定在轴承体3上表面和内壁的水润滑金属塑料层7构成两处摩擦副起到润滑作用，使轴承能够旋转；推力头6与机组的转轴连接，将受力传递到动U形环4 ;静U形环2的内、外侧均布高低位回水口 2. 2，由润滑水循环系统通过负压抽出经过摩擦副的润滑用水，进而形成循环；本发明可根据使用者的实际情况选择将压力水槽8加工为I个或I个以上；当压力水槽8加工为I个时，压力水槽8为圆环形，且压力水槽8中心与轴承体3中心同轴；当压力水槽8加工为I个以上时，压力水槽8均匀分布在轴承体3上端环形表面上，且压力水槽8截面为扇形或圆形如图4所示，以确保压力的均衡。实施方式二为了提高轴承的轴向和径向承载能力，同时考虑轴承加工和后期调试，在保证原理和主体结构不变化的前提下进行动U形环4与静U形环2形成的密封空腔内部结构进行调整，其结构为如图5、图6、图7和图8所示的一种水润滑组合轴承，包括支撑环I、静U形环2、轴承体3、动U形环4、镜板5和推力头6 ;静U形环2固定在支撑环I上端面；静U形环2为轴向加工有“U”字形凹槽的圆环，且径向加工有进水孔2. I和回水孔2. 2 ;静U形环2凹槽内固定有轴承体3，且轴承体3与静U形环2凹槽内壁两侧均有间隙；轴承体3为一体式或者分为大小相等的若干部分均匀分布在静U形环2环状凹槽内；轴承体3上端面固定有垫圈9，且垫圈9上端面设置有水润滑金属塑料层7 ;水润滑金属塑料层7上表面加工有压力水槽8，且压力水槽8数量为I个或者I个以上；轴承体3轴向加工有一端与静U形环2进水孔2. I连通，另一端与水润滑金属塑料层7上表面压力水槽8连通的静水压力孔3. I如图5和图6所示；动U形环4为轴向加工有倒“U”字形凹槽的圆环；动U形环4内部固定有镜板5 ;镜板5可加工为一体环状或者分为大小相等的若干部分均匀分布在动U形环4环状凹槽内；镜板5形成圆环宽度小于动U形环4环状凹槽宽度，且镜板5与动U形环4环状凹槽底部和小径端侧壁紧密接合，即镜板5形成圆环与动U形环4外径端侧壁形成环状凹槽；镜板5形成圆环外套置有径向受力环10 ;径向受力环10与镜板5接触端表面固定
有径向水润滑金属塑料层11，且此处径向水润滑金属塑料层11与镜板5接触表面加工有径向压力水槽12，即此处径向压力水槽12与镜板5外壁形成腔体，同时此处径向受力环10和径向水润滑金属塑料层11加工有连通径向压力水槽12与进水孔2. I的径向入水孔13 ;动U形环4扣置在静U形环2上，且与静U形环2为旋转式动密封；所述动U形环4上端固定有推力头6如图5所示；压力水槽8和径向压力水槽12可加工为I个或I个以上；当压力水槽8加工为I个时，压力水槽8为圆环形，且压力水槽8中心与轴承中心同轴；当压力水槽8加工为I个以上时，压力水槽8均匀分布在轴承体3上端环形表面上；径向压力水槽12为I个时，径向压力水槽12为圆环形，且径向压力水槽8中心与轴承中心同轴；当径向压力水槽12加工为I个以上时，径向压力水槽12均匀分布在径向受力环10内壁环形表面上；压力水槽8截面为圆形或者扇形如图7和图8所示；径向压力水槽12和压力水槽8的加工深度为深度采用了上述技术方案的本发明适用于较大负荷的情况，通过合理设计静U形环2、轴承体3、动U形环4，并在动U形环4内固定有镜板5，外壁套置径向受力环10，利用固定在垫圈9上端水润滑金属塑料层7上表面轴向凹陷的压力水槽8和固定在径向受力环10内壁径向水润滑金属塑料层11径向凹陷的径向压力水槽12与固定在动U形环4内的镜板5形成轴向压力腔体和径向压力腔体，并在静U形环2、轴承体3和径向受力环10上设置有用于将高压水注入轴向压力腔体和径向压力腔体内部的水孔(即进水孔2. I、径向入水孔13和静水压力孔3. I),同时利用静U形环2与动U形环4之间采用旋转动密封来形成密封腔体，这样当压力水槽8、径向压力水槽12以及静U形环2与动U形环4形成腔体内注入高压水后自然形成压力，来实现增加轴承的径向承载能力和轴向承载能力，通过设置在轴承体3上表面和径向受力环10内壁的水润滑金属塑料层7和径向水润滑金属塑料层11来实现轴承的润滑；通过静U形环2的出水孔连接抽水机构实现水的循环。上述本发明的两种实施方式的轴承结构可以使用水也可以使用润滑油作为压力承载和润滑介质，通过上、下U型环构成整体结构为其主要特点，具有将承受轴向力和径向力轴承组安装在定U型环结构之中，结构紧凑的特点，同时承载能力得到一定提高。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上诉揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对 以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种水润滑组合轴承，其特征在于包括，支撑环(I)、静U形环(2)、轴承体(3)、动U形环(4 )、镜板(5 )和推力头(6 );所述静U形环(2 )固定在支撑环(I)上端面；所述静U形环(2)为轴向加工有“U”字形凹槽的圆环，且径向加工有进水孔(2. I)和回水孔(2. 2);所述静U形环(2)凹槽内固定有轴承体(3)，且轴承体(3)与静U形环(2)凹槽内壁两侧均有间隙；所述轴承体(3)上端面和内壁设置有水润滑金属塑料层(7);所述轴承体(3)上端的水润滑金属塑料层(7 )上表面加工有压力水槽(8 )，且所述压力水槽(8 )数量为I个或者I个以上；当压力水槽(8)为I个时，所述压力水槽(8)为圆环形，且压力水槽(8)中心与轴承体(3)中心同轴；当压力水槽(8)为I个以上时，所述压力水槽(8)均匀分布在轴承体(3)上端环形表面上；所述轴承体(3)轴向加工有一端与静U形环(2)进水孔(2. I)连通，另一端与轴承体(3)上端的水润滑金属塑料层(7)上表面压力水槽(8)连通的静水压力孔(3. I)；所述动U形环(4)为轴向加工有倒“U”字形凹槽的圆环；所述动U形环(4)扣置在静U形环(2)上，且与静U形环(2)为旋转式动密封；所述动U形环(4)上端固定有推力头(6);所述镜板(5)固定在动U形环(4)凹槽底部。
2.根据权利要求I所述的一种水润滑组合轴承，其特征在于当压力水槽(8)数量为一个以上时，所述压力水槽(8)截面为扇形或圆形。
3.一种水润滑组合轴承，其特征在于包括支撑环(I)、静U形环(2)、轴承体(3)、动U形环(4)、镜板(5)和推力头(6);所述静U形环(2)固定在支撑环(I)上端面；所述静U形环(2)为轴向加工有“U”字形凹槽的圆环，且径向加工有进水孔(2. I)和回水孔(2. 2);所述静U形环(2)凹槽内固定有轴承体(3)，且轴承体(3)与静U形环(2)凹槽内壁两侧均有间隙；所述轴承体(3)为一体式或者分为大小相等的若干部分均匀分布在静U形环(2)环状凹槽内；所述轴承体(3)上端面固定有垫圈(9)，且所述垫圈(9)上端面设置有水润滑金属塑料层(7);所述水润滑金属塑料层(7)上表面加工有压力水槽(8)，且压力水槽(8)数量为I个或者I个以上；轴承体(3)轴向加工有一端与静U形环(2)进水孔(2. I)连通，另一端与水润滑金属塑料层(7)上表面压力水槽(8)连通的静水压力孔(3. I);所述动U形环(4)为轴向加工有倒“U”字形凹槽的圆环；所述动U形环(4)内部固定有镜板(5);所述镜板(5)可加工为一体环状或者分为大小相等的若干部分均匀分布在动U形环(4)环状凹槽内；所述镜板(5)形成圆环宽度小于动U形环(4)环状凹槽宽度，且镜板(5)与动U形环(4)环状凹槽底部和小径端侧壁紧密接合，即镜板(5)形成圆环与动U形环(4)外径端侧壁形成环状凹槽；所述镜板(5)形成圆环外套置有径向受力环(10);所述径向受力环(10)与镜板(5)接触端表面固定有径向水润滑金属塑料层(11)，且此处径向水润滑金属塑料层(11)与镜板(5)接触表面加工有径向压力水槽(12)，即此处径向压力水槽(12)与镜板(5)外壁形成腔体，同时此处径向受力环(10)和径向水润滑金属塑料层(11)加工有连通径向压力水槽(12)与进水孔(2. I)的径向入水孔(13);所述动U形环(4)扣置在静U形环(2)上，且与静U形环(2)为旋转式动密封；所述动U形环(4)上端固定有推力头(6)。
4.根据权利要求3所述的一种水润滑组合轴承，其特征在于所述压力水槽(8)和径向压力水槽(12)可加工为I个或I个以上；当压力水槽(8)加工为I个时，压力水槽(8)为圆环形，且压力水槽(8)中心与轴承中心同轴；当压力水槽(8)加工为I个以上时，压力水槽(8)均匀分布在轴承体(3)上端环形表面上；所述径向压力水槽(12)为I个时，径向压力水槽(12)为圆环形，且径向压力水槽(8)中心与轴承中心同轴；当径向压力水槽(12)加工为I个以上时，径向压力水槽(12)均匀分布在径向受力环(10)内壁环形表面上；所述压力水槽(8)截面为圆形或者扇形。·
全文摘要
本发明公开了一种水润滑组合轴承，包括支撑环、静U形环、轴承体、动U形环和镜板；静U形环固定在支撑环上端面；静U形环为轴向加工有“U”字形凹槽的圆环；静U形环凹槽内固定有轴承体，且轴承体与静U形环凹槽内壁两侧均有间隙；轴承体上端面和侧面设置有水润滑金属塑料层；采用了上述技术方案的本发明通过合理设计静U形环、轴承体、动U形环的结构；通过水润滑金属塑料层来实现轴承的润滑，通过水润滑金属塑料层处表面加工有的压力水槽，当水槽内注入高压水后形成压力，以实现轴承所受径向力和轴向力与高压水提供压力平衡；利用静U形环与动U形环之间采用旋转动密封来形成轴承密封。
文档编号F03B11/06GK102943731SQ20121039353
公开日2013年2月27日 申请日期2012年10月16日 优先权日2012年10月16日
发明者魏柏林, 刘长波, 孙成玉, 武中德 申请人:大连三环复合材料技术开发有限公司