专利名称：圆弧形弹性金属塑料轴瓦的制作方法
圆弧形弹性金属塑料轴瓦属于机械类，滑动轴承分类。
现有的圆弧形弹性金属塑料轴瓦是由塑料表面层，弹性金属丝层和金属瓦体构成的。专利96202262.4记述了这种塑料轴瓦的结构。由于这种轴瓦的塑料表面是一种圆弧面，它和轴面是有间隙的同心圆面。在近几年的使用中，引发了很多起事故。严重者烧瓦并磨损了轴颈，造成了很大损失。以至于一些用户发表文章“水轮发电机不宜采用聚四氟乙稀导轴瓦”来否定圆弧形塑料轴瓦的应用。(见《水电厂》1998第三期)。根据分析是由于弹性金属塑料轴瓦本身的一些性能引起的。塑料瓦面的热胀系数是金属丝的8-10倍，温度升高产生的热胀在整个圆周上积累产生很大的应力；例如内直径500mm的轴瓦，当温度从10℃变化到60℃时，塑料周圆方向产生的热胀值达7.8mm！其次，由于塑料的胀缩量较大，因此，依靠轴转所形成的油楔是不稳的。油楔不稳定则油膜也会受到破坏而产生烧瓦。其三是弹性金属塑料瓦的边缘效应的影响。塑料面受到膨胀，受到弹性金属丝的束缚，产生边缘比中心瓦面略高 0.03-0.10，这种边缘凸起的现象称为边缘效应。边缘效应也破坏了油膜而引发出事故。如果能克服这三种因素的影响，圆弧形塑料轴瓦还是大有前途的。
本发明提供了一种圆弧形弹性金属塑料轴瓦，它能分解塑料瓦面的热应力，自然存在油楔，预先消除边缘效应的影响。是一种更安全可靠的弹性金属塑料轴瓦。
本发明是这样设想的整个塑料面圆周被分成若干段的话，则其应力也会相应被分散；在塑料瓦面上创造出油楔，使其自然地存在着油膜生成的条件；在油楔和出油面预先设定了边缘效应的反变形值，其对油膜的正常运行便不会产生影响了。
本发明是这样实现的把整个圆周的塑料面分成不相连续的若干段，每一段分别设置A导入面，B进油楔面，C承重面，D出油面。C承重面与轴面间有一个油膜厚度和轴涨间隙。B进油楔面与轴面有一个月牙形的油楔间空。进口与轴面的距离大于轴涨间隙加2倍以上油膜厚再加塑料边缘效应值的总和。D出油面与轴面间也是月牙形的空间，出口与轴面的距离大于轴涨间隙加1倍以上油膜厚再加塑料边缘效应值的总和。A导面是5-20宽，有20-30°的斜面，以利于油的导入。B进油楔面的宽度应该大于该段塑料面弧长的六分之一。小了则形成的油膜压力小。但也不能太长，一般不应大于该段弧长的二分之一。因为大了虽然可以提高油膜压力，但减小承重面也是不可取的。D出油面不应大于八分之一该段瓦面弧长。如果大了会使油泄压加快降低承重面的油压。如果太小圆使油流减速。不利于瓦面温度的散失。最理想的状态是将整个圆周瓦分成若干块而形成分块式圆弧形弹性金属塑料轴瓦。由于每块瓦间已经独立，所以热胀变形不会产生积累应力。每块瓦设置A导面，B进油楔面，C承重面，D出油面。为了加工方便，采用塑料瓦面半径大于轴半径0.5％-3％的简单处理。
立轴筒式弹性金属塑料轴瓦可以按油槽自然分段，每段设置A入导面，B进油楔面、C承重面、D出油面，它们与油槽平行。
为了使进油和出油不相混合，还可以单独设计出油槽。这样进油槽与进油孔连通，进油槽上端封死，有助于保持进油压力。出油槽下端封死，上端开口，以保证出油顺利。
卧式圆筒弹性金属塑料轴瓦，按水平分逢面下半块瓦最少分成三段，每段设有B进油楔面，C承重面，D出油。应保持承重面在中垂线大于±25°以内。进油楔面和出油面的两端应该封死，以免边缘泄油。
本发明现有技术相比，使整套瓦面被分成若干段，分散了热应力；每段设有A导入面，B进油楔面，C承重面，D出油面，使整套塑料瓦表面呈现多个弧形表面，自然存在油楔，所以便自然地存在着油膜存在的条件，又在设置进出油楔面的时候，已经预置了塑料边缘效应，所以一旦运行后，并不会对油膜产生影响。由于上述因素使圆弧形弹性金属塑料轴瓦的运行更安全、更可靠。
说明书附
图1是本发明的分块式圆弧形弹性金属塑料轴瓦的轴向示意图；附图2是本发明的立轴筒式弹性金属塑料轴瓦的轴向示意图；附图3是本发明的立轴筒式弹性金属塑料轴瓦由二瓣组合的合缝面M-N展开后的塑料瓦面的展开图；附图4是本发明的带有双油槽的立轴筒式弹性金属塑料轴瓦合缝面M-N展开后的塑料瓦面展开图；附图5是本发明的卧式圆筒形弹性金属塑料轴瓦的轴向示意图；附图6是本发明的卧式圆筒形弹性金属塑料轴瓦的下半轴瓦塑料瓦面展开图。
上述附图的说明结合最佳实施例叙述如下例1分块圆弧形弹性金属塑料轴瓦如图1所示。该图是从轴向看去的示意图。图中1是轴，它的半径200±0mm(以下单位略去)，它的轴动方向如箭头V所示。0是轴的中心。2是分块的塑料瓦块，它的表面是聚四氟乙稀塑料层，厚约2.5，弹性铜丝与塑料镶，铜丝又与钢的瓦基钎焊成整体。它共分六块，每块弧度54°，外弧半径300。每块瓦高度是180。内弧面是塑料瓦面，按轴旋转方向，依次设置A导入面，B进油楔面，C承重面，D出油面。由于是分块的结构，应设A面为10×30°导面。BCD可以在大于轴半径的R1，它的中心P是与0有偏心的。下面计算一下每块瓦的内弧面半径R1的值。首先设定B进油楔的进口为1)、3倍油膜厚度0.03，则3×0.03＝0.09；2)塑料边缘效应根据试验曲线得0.05。两者相加0.05+0.09＝0.14。由此用作图法，或几何计算法算出R1＝207.35。轴瓦塑料表面按半径Rα＝1207.35+，粗糙度低于Rα0.4以下。在安装时，使承重面C与轴颈有0.15的间隙作为轴的热胀值。
例2立轴筒式弹性金属塑料轴瓦见图2、图3所示。图2是轴视剖面图，图3是是半块轴瓦沿合缝面M—N展开后其塑料面的展开图。图中3是轴的剖面，0是轴中心，轴半径R0＝300.±0。4是筒式弹性金属塑料瓦，由两块组合而成，M—N是合缝面。筒式瓦高度H＝400。有进油孔，共4个对称分布0在轴瓦的下部的油槽Q内。是宽20深5的环形凹槽，距最下端25，油槽Q与进油槽E相连通。V是轴的旋转方向。E油槽向旋转方向倾斜55-60度。E油槽将筒式轴瓦的内塑料表面分成四段，能有效地消除热应力的影响。从E油槽开始沿旋转方向依次设置A导入面、B进油楔面、C承重面、D出油面。C承重面的半径R0应该是轴半径加上油膜厚度和轴热胀值，即RC＝300+0.03+0.20＝300+0.23。B进油楔面的进口处距C承重面圆 距离为3倍油膜3×0.03＝0.09再加上塑料边缘效应0.05共计0.14。B进油楔面的宽度取该弧面长90度的1/3为30度弧长。利用计算法计算出R1＝288.34。D出油面的出口距离为2倍油膜1.5×0.03＝0.045再加上塑料边缘效应0.05共计0.095取0.09。计算出R2＝232.44。A导入面是在B面的基础上做20×30°的斜面。所有A、B、C、D面的粗糙度均应在Ra0.4以下。所有的A、B、C、D均与油槽E平行。这样在运行时，油W从进油孔6进入油槽Q，旋转动力使其沿E油槽上升，经A面导入在B面形成油楔，产生压力进入C承重面。到D时则加快流进E油槽从上面流出。
例3、双油道的圆筒弹性金属塑料轴瓦如图4所示。这里与例2不同的是设置了F出油槽，E则成为单进油的槽。E与油槽Q相连通，但上面封住。出油槽F上端开口但下端封住，这样油流W从进油孔6进入油槽Q，随旋转V的动力进入E进油槽，通过A、B、C、D流出油槽F，然后流出轴瓦。这样的设置使进出油不至于混合，有利于油流带走热量，降低瓦面的温度。
例4、卧式圆筒形弹性金属塑料轴瓦如图5和图6所示。图5是轴向视图，图6是下轴瓦塑料瓦面展开图。图中7是上半瓦，8是轴，轴径460±0，9是下半轴瓦，它与上半轴瓦的合缝面是MN，10是油膜所占的空间，11是进油孔设置在上轴瓦上。上轴瓦分成三段，下轴瓦也分为三段。8上轴瓦从合缝面N处开始沿旋转方向设置ABCD—BCD—BCD三段。下轴瓦9从合缝面M沿旋转方向V设置AB1C1D—B2C2D—B3C3D三段。其中下轴瓦9的中段C2承重面弧度应大于60°以保证负荷能力。C承重面的半径RD＝230+0.03+0.14＝230+0.17，其中0.14是轴热胀值，0.03是油膜厚度。B进油楔面的进口距C承重面圆周的距离为3×0.03＝0.09再加上塑料边缘效应0.043共计0.133。D出油面出口距离为1.5×0.03+0.043＝0.09。由此可以计算出R1＝221.3，R2＝198.5。上半轴瓦的三段可以平均分配。而下半轴瓦为了保证C2＝60弧度面，B2＝20弧度面，则B1＝15弧度面，C1＝20弧度面，B3＝20弧度面，C3＝30弧度面，则D均为5弧度面。A导入角为15×30度。为了使油流不至于从边端泄出，每个弧面采用圆弧形，只有A面和最后的出油面D采用直线面。为了使卧式轴瓦具有可调心性能轴瓦与轴座可采用球面接触。
本发明有关名词解释如下1、圆弧这是用来描述轴瓦摩擦表面形状特征是圆筒弧面形状。圆筒弧面是指与某直线段距离相等的点的集合所形成的曲面内表面的部分。其外表面则称为圆柱弧面。
2、圆弧形轴瓦，是指具有圆筒弧面摩擦表面特征的轴瓦。它是由两块瓦，或两块以上组成一个圆筒形。当瓦块与瓦块之间是有间隔的，相瓦独立的情况时，则称为分块式圆弧形轴瓦，或分瓣式圆弧轴瓦。当瓦块间是相互连接接触组合成完整的圆筒形时，则称为筒式轴瓦。如果只由一块瓦构成一个完整的圆筒形时，一般不称为轴瓦，而称为轴套。当轴为水平安置时，圆弧形的轴瓦则称为卧式筒形瓦或径向轴瓦，或向心轴瓦。
权利要求
1.涉及一种机械类，滑动轴承分类的圆弧形弹性金属塑料轴瓦是由塑料磨擦层、弹性金属层和金属瓦体组成的镶嵌焊接体，其特征是(1)整套塑料圆周面被分成若干段；(2)每段塑料面由A导入面、B进油楔面、C承重面、D出油面构成；(3)B进油楔面与轴面是半月牙形空间，其进口处距轴面距离大于2倍的油膜加上塑料边缘效应和轴胀值；(4)D出油面与轴面呈半月牙形空间，其出口处距轴面的距离大于1.5倍的油膜加上塑料边缘效应和轴胀值；
2.如权利要求1所述的圆弧形弹性金属塑料轴瓦，其特征是分块式轴瓦的承重面和进出油面半径大于轴半径的百分之0.5-3。
3.如权利要求1所述的圆弧形弹性金属塑料轴瓦，其特征是立轴圆筒式轴瓦沿油槽分段，每段设置A导入面、B进油楔面、D出油面都与油槽平行。
4.如权利要求1与3所述的圆弧形弹性金属塑料轴瓦，其特征是卧轴圆筒轴瓦的下半瓦塑料面最少分成三段；其中垂线所在段的C承重面不得小于50度弧面。
5.如权利要求1和4所述的圆弧形弹性金属塑料轴瓦，其特征是轴瓦与轴承座的接触面是球面形。
全文摘要
涉及一种机械类滑动轴承分类的圆弧形弹性金属塑料轴瓦是由塑料摩擦层、弹性金属层和金属瓦体组成的镶嵌焊接体。它解决了现有轴瓦运行时热应力集中、油膜形成不良和边缘效应影响的难题。它的特征是将整个圆周塑料面分成若干段;每一段分别设置A导入面、B进油楔面、C承重面、D出油面;分块式轴瓦的半径比轴半径大百分之0.5—3;立式圆筒轴瓦按油槽分段;卧式圆筒轴瓦的下半瓦最少分成三段。
文档编号F16C33/04GK1261131SQ9910141
公开日2000年7月26日 申请日期1999年1月20日 优先权日1999年1月20日
发明者孙晶, 杨纯, 孙守驯 申请人:孙晶, 孙守驯