自泵送液动径向滑动轴承的制作方法

专利名称:自泵送液动径向滑动轴承的制作方法
本发明涉及一个用于旋转轴的自泵送液动径向滑动轴承，该轴承通过轴滑动表面和与其平行的至少为一个泵扇形件表面之间的间隙液压作用将油槽的滑油诱导输送，于是，这样带走的一小部分滑油构成一个滑油环，而其余部分也即较大部分滑油就在压力下泵送到一个滑油回路，或直接送回油槽。另外，所述的泵扇形件以公知的方式一般有一个凹形结构，一个泵隙供油通道，通过该供油通道将滑油吸到泵凹槽，一般还有一个集合通道，通过该集合通道使滑油从泵凹槽排走，再者，至少具有两个与过旋转轴的垂直线对称布置在一个轴承支承环中的径向滑动轴瓦块，该轴瓦块具有用于支承轴的滑动支座表面。
这种结构形式的径向滑动轴承，由于它的润滑机理是与外部压力油源无关，就特别适合于承受大的垂直载荷的轴支承中，而在重载荷的情况，一旦压力滑油输送失灵就会在极短的时间内导致轴承运行表面和轴颈表面损坏。按照本发明的润滑作用机理，就能在轴运转的全部过程中，从静止状态起动到运行结束，在滑动表面间构成一个液动滑油油楔。这样，轴承和轴的卡住现象，如滑油供给可能出现短时间中断，就实际上被排除了。
公知的径向滑动轴承是滑油槽的滑油送到可能构成滑油楔的地方，送到松动的润滑环上，或者与轴紧固连接的环上，或者由轴的一个零件构成的环上。它们都浸到滑油槽中，为了避免滑油损失，油平面位于轴的轴承壳体滑油排出口的下面并将滑油往高处携带到达轴承间隙处。
这一类型结构的轴承应用领域仅限定在这些情况，即滑油的温度升高不需要冷却器的地方或者只使用一个冷却器就够了，即使其冷却作用一般是有缺陷的。这就意味着所述的方法对于自泵送滑油到轴承处，只满足普通的轴颈直径和圆周速度的情况。此时，滑油升温和滑油泡沫结构处于允许的界限内。这就是说，一般轴颈直颈小于600毫米，而轴颈圆周速度最高为20米/秒。
较重载荷的滑动轴承，在壳体外部没有设置油冷却器时，可能出现不允许的升温。一般说来，这种轴承要装备一个泵使滑油通过轴承或冷却器循环。为了避免轴承损坏，这些元件即泵、冷却器至少应该重复设置。换句话说，这种重载荷轴承的自给自足运转，不用外部能源是不可能的。这些前面略述的问题，在轴向重载荷的止推滑动轴承中，也占有特殊的地位，例如水力发电机。在那里，如果滑油泵失灵，就导致长时间的供电中断，除化去高昂修理费外，还要蒙受重大的经济损失。
对于这种止推(轴向)滑动轴承存在的问题已通过专利公报CH-651362所提出的自泵送液动轴承得以解决，并且是一种止推滑动轴承的导向轴承。这种导向轴承承受作用于止推轴颈上的水平作用力，而且如止推轴承本身一样，由单个的扇形件装配而成。这种导向轴承的滑油输送元件由凹槽结构形成，在扇形件的安置区从轴圆周速度方向可以看出。这些凹槽以其不变的径向深度延伸在扇形件长度的一部份上，同时在运转方向上过一槽段后的最后部分成为楔形减小，这样那里的滑油就被拉入润滑隙缝，并在轴承轴瓦块运行表面的其余部分构成液动润滑膜。因为，由于粘性在凹槽结构的开始较深部分被轴从油槽中带走的滑油比构成滑油膜所需要的和被油膜隙缝所能吸入的要多，所以在已述及的槽段之前设置一个与运行方向垂直走向的滑油排出道，通过它过多的滑油流就会在前述楔形结构产生的压力下排回到滑油槽，或者在必须将较多的热量除掉时压送到一个其他的冷却器中，而后再送回油槽。该部分滑油流是由于粘性所携带的输送量，另外其余的很小部分将挤入滑油膜隙缝，而且在离开它时在轴承轴瓦块的端部区变热。润滑油的循环运行，依此原则是与任何泵装置无关的，而且这种开头已阐述过的输送方式是在滑油输送和冷却都绝对安全无中断时进行的。
在这种前述的结构中的技术原则并不适合于具有水平安置轴的径向滑动轴承，因此就需要进行适当的改进，这就构成本发明的结构方案。
本发明液动径向滑动轴承的特征在于，该泵吸扇形件设置在泵体中，而泵体置于旋转轴的下侧，在两个置于通过旋转轴线的垂直线两侧的径向滑动轴承轴瓦块之间，并由一个弹性的柔韧的支承元件所支承。
在这样一个径向滑动轴承的有益实施例中，设有泵体的支承元件，它是通过液压的由滑油压力起作用的力放大器将泵体压到旋转轴上，该放大器具有与滑油压力成比例的作用力。
下面借助附图中所描绘的实施例详细阐述本发明。其中图1是一用两个轴向止推轴承组合而成的作为管道涡轮发电机轴承的径向滑动轴承纵剖视图;
图2是按照图1标志的切割线所作的剖面图;
图3是滑动轴承扇形件的平面图;
图4是沿图3切割线Ⅳ-Ⅳ所作的滑动轴承扇形件的剖面图;
图5是用于本轴承泵体的压紧装置。
从图1和图2明显可以看出发电机轴1具有一个轴环2，它的圆柱形周边形成一个轴滑动表面3并被一个径向滑动轴承所包围，而轴环2的圆形端面作为两个端面(轴向)滑动轴承5的滑动表面，该轴承5具有在圆周上平均分布的数个端面轴承轴瓦块6，该轴瓦块6以公知的方式可倾斜地支承在轴向轴瓦块支承杆7上，并将轴1固定在其纵轴方向上。该径向滑动轴承4和这两个端面滑动轴承5由两个半个轴承外壳所包围，并且轴1在和轴承外壳形成的通道处置有离心圆盘9，该圆盘9和迷宫装置10共同作用以避免轴承壳体内的滑油外流。
和上述专利公报CH-651362所公开的自泵送液动止推轴承有所不同，本发明滑动轴承中润滑油的贮存和泵吸作用是分开的。而前述止推轴承中，产生泵吸作用和润滑油膜的元件都位于相同的轴承扇形件内。
本发明的轴承设置有一个独特的泵体11，它位于轴承环12的最深处，并在泵体11的两侧置有一个轴承轴瓦块13，这些在图2中没有详细描绘，都是以公知的方式可倾斜地安置于轴承环12中，所以在轴转动的情况，转动方向如图2中箭头所示，通过轴1从油槽携带的润滑油就在轴滑动表面和轴承轴瓦块之间形成一个有承载能力的液动滑油油楔。
图2表示两个轴承轴瓦块13，它足以支承静止状态的轴。为了防止浮起，也可以如图1所示，在轴的最高位置设置另外一个轴瓦块13。
压紧装置15，其结构下面还要详细描述，将泵体11压到轴1上，这样泵体的泵吸作用就增强，以使油通过一个滑油冷却器16，一个滑油过滤器17和一个分枝管路18压入轴承环12中，同时，通过分配器19到达轴向轴瓦块支承杆7上，并通过另外的图中未绘出的通道引向单独的径向轴承轴瓦块。该轴瓦块具有孔道，通过它滑油流到润滑间隙前的滑油储槽。
置于油面为20的油槽中的泵体11，通过一个吸管21抽吸壳体底部的滑油，依此只有稳定的无空气的滑油进入回路流动。从泵体送入回路的滑油将汇集到一个集合通道22中，由此通过油管23流向冷却器16。
泵体11在图3及沿图3Ⅳ-Ⅳ线所作的横剖视图4中都作了描绘。
泵体具有三个泵件24，每个泵件24都有一个泵间隙供油通道25，此外都有3个吸油通道26和一个横越该三个吸油通道26的垂直通道27其深度为“S”，还有一个泵槽28，其径向深度为“t”，以及一个带一列排流通道29的集油环29′，该排流通道29都注入上述的集油通道22中，并由此经过油管23，参看图1将滑油压入回路。该油槽28被横向筋30和端面筋31所分隔，这些筋在某种程度上可避免泵槽28中的滑油泄漏。该泵隙供油通道25仅仅在流向箭头32所指的一端是敞开的，而从滑油流入方向看，向吸油通道26、通道25是封闭的，该通道25的横截面在油流进方向上总是突然缩小的，以使向第一和第二吸油通道26的流动大约遵守连续流规律，这就是图3中描绘的阶梯形，虚线轮廓。
在泵体11中泵件的吸入端通过吸油通道21从油槽吸入到泵隙供油管25中的滑油就通过吸油道26和垂直通道27吸往高处，并被通过泵槽28长度上的轴运转表面所携带。由于轴1和横向筋30之间的隙缝变窄，所以只有一小部分滑油被轴拉走，而大部分油由于滞留而通过集油槽29′进入排油通道29，并从那里，通过上述的集油通道22压入滑油的回路运行，如图3箭头33所示。
图5中表明一个用于泵体的压紧装置结构横剖视图，通过支承盘34，泵体11支承在一个支承杆35上。对于图3和图4所描绘的泵体的情况，置有两个支承盘，而支承盘34卡在泵体上的凹穴中。支承杆35向下延伸并贯穿孔37到达一个液压放大器38处，并用一个螺纹39拧到放大器的上部件上，该放大器38有一个上平板40和一个下平板41，该上、下平板通过一个波纹管件42柔性地相互连接起来，并形成一个封闭腔，该腔通过一个油压管43和滑油回路连接。
一个和下板41相连接的栓轴44以其上端部嵌入一个和上板40连接的套筒45中，这样该上、下两平板40和41是相互同心的。栓轴44的下端具一个轴向孔，孔中嵌有一个同心栓轴46，该栓轴46用螺纹拧紧在一个支承平板47中，并用一个螺母48锁紧保险。
该支承平板47是通过柱螺栓49固紧到支承环12上的，在平板47的中间置有一个螺旋弹簧50，该弹簧50伸张在支承板47和下平板41之间。通过两个柱螺栓49上的螺母52、53使得支承板47的位置和相对于轴承支承环12的距离以及弹簧50的予应力都是可调节的。在支承杆35上的两个圆形软环51起到防止油槽的油外流的密封作用。
在运转中，滑油循环运行的泵压，通过管道23在放大器38中作用的结果就以和泵压成比例的作用力将泵体11压向轴1。在静止状态，弹簧50的作用使泵体11靠到轴1上，同时，也使得栓轴44的上端靠到上平板40上，并由此举起支承杆35。
零件符号表1发电机轴2轴环3轴滑动表面4径向滑动轴承5止推滑动轴承(轴向)6止推轴承轴瓦块7止推轴瓦块支承杆8半轴承外壳9离心圆盘10迷宫环11泵体12轴承支承环13径向滑动轴承轴瓦块14旋转方向箭头15压紧装置16滑油冷却器17滑油过滤器18分枝管路19分配通道20油面21吸油管22集合通道23滑油管
24泵扇形件25泵隙供油道26吸油通道27分配通道28泵槽29排放通道29′集油通道30横向筋31端边筋32流动箭头33流动箭头34支承盘35支承杆36凹穴37孔道38液压放大器39螺栓40上平板41下平板42波纹管43油压管44栓轴45套筒46栓轴
47支承板48螺母49柱螺栓50螺旋弹簧51圆软环52螺母53螺母54垂直通道27的深度55泵槽的径向深度
权利要求
1.用于旋转轴1的自泵送液动径向滑动轴承，该轴承通过轴滑动表面(3)和与其平行的至少为一个泵扇形件(24)表面之间的间隙液压作用将油槽的滑油进行诱导输送，于是，这样带走的一小部分滑油构成一个滑油环，而其余的大部分滑油在泵压下送入一个滑油环(23、16、17)或者直接送回到滑油槽，另外所述的泵吸件(24)以公知的方式一般有一个泵槽(28)，一个泵隙供油通道(25)，通过它滑油被吸入泵槽(28)，以及一个集合通道(22)，通过它滑油从泵槽(28)中排走，还具有至少两个与过转轴的垂直线对称安置在一个轴承环(12)中的径向滑动轴承轴瓦块(13)，该件(13)具有用于支承轴(1)的滑动支座表面，本发明的特征在于泵吸件(24)设置在一个泵体(11)中，该泵体安置在轴(1)的下侧，在两个置于过轴线的垂直线两侧的径向滑动轴承轴瓦块(13)之间，并由一个弹性的柔韧的支承元件(34至51)所支承。
2.按照权利要求
1所述的径向滑动轴承，其特征在于泵体(11)具有一个圆环扇形件的结构，它的泵槽(28)在其开始处按轴(1)的旋转方向(14)看，具有垂直通道(27)，在其端部与一个集油通道(29′)相连，这些通道与轴(1)平行走向，而泵吸件(24)通过与轴(1)平行的横向筋(30)和沿泵体(11)的弯边缘设置的端边筋(31)就与相邻的泵吸件和油槽分隔开来，垂直通道(27)和集油通道(29′)的深度(S)大于泵槽(28)的深度“t”，泵隙供油通道(25)通过吸油管(21)和油槽相连接，而供油通道(25)在其流通方向上具有阶梯形横截面，每个阶梯横截面通过一个吸油通道(26)与垂直通道(27)相连，而集油通道(29′)通过排流通道(29)和集油通道(22)相连。
3.按照权利要求
1所述的径向滑动轴承，其特征在于对于泵体(11)的支承设置有两个在圆周方向彼此相对的支承元件，它们具有下列部件-一个支承杆(35)，它从轴承支轴环(12)的外边通过一个径向孔(37)延伸至泵体(11)的外圆柱面，再通过一个中间支承盘(34)嵌入泵体(11)中的圆形凹穴(36)中;-一个具有上平板(40)和下平板(41)的液压放大器，两平板的外圆周用一个波纹管(42)使之相互连接，并由此限定一个密封腔;-一个油压管(43)，它使滑油回路(23、16、17)和由两平板(40、41)、波纹管(42)限定的腔室连通;-一个在上平板(40)的外侧刚性固定的螺纹套筒，其中拧入带螺纹的支承杆(35);-一个在上平板(40)里侧刚性固定的套筒(45);-一个栓轴(44)，它从下平板的中心挤压贯穿并形成刚性连接，这样套筒(45)就构成一个用于栓轴(44)零件的导向装置，栓轴(44)就伸入由平板(40、41)和波纹管(42)限定的腔室内部，而栓轴(44)的向外伸出的另一端具有一个轴向孔;-一个平板(47)，它通过两个螺母(52、53)固定在用螺纹拧在轴承环(12)上的两个柱螺栓(49)上，这样支承板(47)的位置可相对轴承环(12)进行调节，支承平板(47)具有一个用于容纳螺旋弹簧(50)的中间安置的凹陷件，该弹簧(50)伸张在上述凹件的底部和下板(41)的外侧之间，凹件有一个中间螺纹孔以容纳一个同心栓轴(46)，该栓轴(46)和所述的栓轴(44)的轴向孔啮合，再通过一个螺母(48)使平板(47)与栓轴(46)固紧;-置于支承杆(35)上的圆环(51)以密封轴承环(12)中的孔道(37)。
专利摘要
自泵送液动径向滑动轴承(4)具有一个在径向滑动轴承轴瓦块(13)间的在轴(1)的最低位置下面的泵体(11)。该泵体在其朝轴(1)变曲的圆柱表面上具有深度不变的泵槽(28)，滑油在液压作用下通过通道(25～27)从油槽吸到泵槽(28)，再通过泵槽(28)端部的横筋(30)的滞留作用以及其他通道(29′、29和22)进行循环。
文档编号F16C33/10GK87107378SQ87107378
公开日1988年6月15日 申请日期1987年11月27日
发明者阿明·富斯特, 米哈伊洛·斯塔塞维克 申请人:Bbc勃朗·勃威力有限公司