CN1004647B - 轴承润滑油供油装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轴承供油装置。装有推力盘５及其相应推力轴瓦９的轴承室２装在油箱１之内，两者的中心线不在同一高度。轴承室内壁上的圆环７伸入到推力盘圆周上的沟槽６内。沟槽６与圆环７之间的间隙８对油箱１内的油起曳引输送作用，其泵送能力可使轴承室２内全部充满油，该油从轴承室上部的排油口１３流回油池３。需要时可在油箱１的端盖１７上装冷油器１４，后者由插入式接口同排油口１３连接。推力盘５上的泵送装置直接从油池３通过进油口１２将油吸入。

Description

轴承润滑油供油装置

本发明涉及一种向转动机械水平轴的轴承，特别是离心泵的止推轴承供油的装置，所述装置有一个止推轴承的推力盘置于轴承室内，该轴承室与一个油箱相连，油箱还与一个冷油器联接，装在轴承室内的一个圆环套在推力盘的外缘，推力盘依靠曳引作用将油从油箱吸入轴承室内，该供油装置具有如下特征，轴承室以其特有的方式装在油箱内，推力盘在外圆周面上有一条围绕全周的沟槽，轴承室内装有整件的或分块组合的圆环，它伸入推力盘上的沟槽之内并与其保持间隙，轴承室以及圆环的下部浸入油池中，轴承室及/或圆环在油面以下的部分有一个特有的进油口，在轴承室的上部有一个排油口。

转动机械现用的不同型式的轴承润滑系统，它们可以配有外置的供油系统，或装有兼作轴承室的油箱。也有将冷油器置于轴承室的底部并形成一个油箱的，例如联邦德国专利3203642所公开者。但这类设计的冷却器内不断有冷却水通过，当机械停用时将使润滑油过分冷却。这类系统规定要带有附加的加热装置。

联邦德国待批的专利申请3319537中公开了一种用于热载荷很高的轴承的供油装置，它将轴承室置于一个兼作冷却室的油箱内，轴的端部装有一个将油从油箱油池吸上来并送入轴承的离心泵叶轮。轴承室偏置于油箱上半部，使下部有空间盛油。

英国米德尔塞克斯郡温布莱市阿尔伯顿的格莱西亚公司出版的编号为AT476/82的一本“格莱西亚设计者手册第十一册”中也公开了一项类似的设计。它有一个装在轴端的推力盘，该盘装在位于油箱上部的轴承室内。轴承室的下部有两个口与油箱内部相通。浸入油面下的推力盘在旋转时起一种曳引和输油的作用。一个由轴承室支承并可旋转的圆环套在推力盘的圆周外面，环的下部向着轴的中心线方向开有两个控制孔，该两孔各有一个开向推力盘切线方向的进油和出油通道。由于推力盘和圆环之间有一层油膜，当推力盘旋转时它带着圆环顺着旋转方向转到其两个控制孔将相应的进油或出油通道开启的位置。如果转向改变，则圆环就顺着新的旋转方向转过去，从而改变供油的方向。这种结构有个无法避免的缺点是它对杂物或污垢很敏感，因为杂物或污垢可以卡住圆环使其转动不了，从而使这种轴承单元丧失功能。

本发明的目的，是提出一种轴承单元的设计，它利用最少的活动部件和外部管道来满足润滑油的贮存、循环、冷却以及必要时油的过滤等方面的要求。本发明的目的是这样实现的：止推轴承的推力盘置于轴承室内。该轴承室装在一个油箱内与该油箱相连通。油箱还与一个冷油器相连通。推力盘的外圆周面上有一条围绕全周的沟槽。在轴承室内的一个圆环套处在推力盘的外缘，伸入沟槽并与其保持一定的间隙。轴承室以及圆环的下部浸入油箱的油池中，并在它们浸入油面以下的部分开有一个进油口。由推力盘依靠曳引作用将油从油箱吸入轴承室。在轴承室的上部开有一个排油口。

采用本方案可以在除了与轴一起旋转的推力盘之外不需其他活动部件。

由于推力盘浸入油面以下以及推力盘上的沟槽与伸入其中的圆环之间的间隙的作用，使得转动的推力盘具有曳引和输送油的功能。油被送至轴承室内各处并将其完全充满，不管轴的转向如何。由于排油孔开在轴承室的上部，它可以把空气和多余的油从轴承室排出去，使轴承室内部全都充满了油，从而保证可靠地向轴承提供满意的润滑。

为提高推力盘的泵油能力，本发明的一个特征实施方案是将盘上沟槽的两侧面做成毛糙状、齿状、带有凹槽或叶片。本发明的另一特征实施方案是将沟槽和圆环的两侧面做成向着推力盘的转动面倾斜的，以增加这些壁面同油接触的面积。

本发明的另一特征实施方案也可具有类似的效能。该方案在圆环的内圆周面上沿垂直方向绕圆周开有一条凹槽，该槽具有吸入螺旋线的形状，因而除了可以提高泵油的能力以外，还可改善吸入的性能。

本发明的又一特征实施方案，是在油箱的端盖与轴承室之间位于油面以上的空间内装设一个冷油器，其进油管与轴承室上部的排油口连接，冷却介质的进出管也布置在油面以上。这种结构方式具有多种优点。当油箱散发的热量不足以冷却箱内的油而必须依赖冷油器时，可以将冷油器装入，它与轴承室可通过一个简单的、如用O形环密封的插入式接头连接。接头处即使有些漏油也无妨，因为整个装置都在油箱内。将冷油器及其冷却介质进出管都布置在油面以上，对于间断运行的机械来说，可以确保在该机械停用、由于调节系统的特点而无法关闭冷却系统时不致造成油的过冷却。这样就不需增设控制装置来关闭冷却水，因为停机时推力盘不转，轴承室内不会充满油，因而也不会有油流入冷油器，冷却也就中断。为预防油池过冷却的加热装置也可省却。

本发明的另一特征实施方案是油箱内在冷油器排油管与轴承室进油口之间装有滤油器，它可以将推力盘或轴瓦面上由于磨损剥落下来的细末过滤掉。

本发明的另一特征实施方案，其轴承室进轴的一侧设置了径向轴承室，它也由推力轴承室供油，并与油箱由一个孔或内部管道相通。这样，它不需外部的供油管道，也就免除了其复杂的密封装置。从外部进入本装置的管子只有供给冷油器冷却介质的进出管。它们可以被焊在油箱的盖上，从而不会引起任何密封方面的问题。

本发明还有一个特征实施方案，其推力盘开有送油通道，后者的入口开在推力盘背离轴承室排油口的那个面上，而其出口则开在推力盘面对排油口的那个面上，位于直径较进口处大的节圆上。此措施可以将流经轴瓦并进入离排油口较远的空间的油送到靠近排油口13的空间，再从排油口流入冷油器，经冷却后流入油池。装在轴承室后面的径向轴承则由另外一股油分流润滑，这股油从带有正压的轴承室通过轴颈处的间隙流到径向轴承内，再从此流出，经过一个孔或类似的通道返回油池内。

对于在极低温地区使用的机械，例如在两极地区或近海石油井架上，为避免由于油箱散热而使油温降得过低，可在油池内装设一个加热器。

附图中示出了本发明的一个实施例，下面将详细加以说明。附图的内容为：

图1为整个装置的剖面图;

图2为图1中Ⅱ-Ⅱ方向的剖面图;

图3为图1中Ⅹ部分的一种变型设计详图;

图4为图3中Ⅳ方向的局部视图。

图1中的1为油箱，一个轴承室2装在油箱中偏高的部位，从而使油箱1的下部有较大的空间容纳油池8。轴承室2的内部有一个紧固于转轴4上的推力盘5，推力盘的外圆周面上开有一环绕的沟槽6。一个伸入推力盘5上沟槽6的圆环7固定于轴承室2的内壁，环与沟槽之间留有间隙8。轴承室2内装设的推力瓦块9支承着从推力盘5传来的轴向推力。

油箱1内加入的油量应使油面10不超过转轴4的下缘间隙11，油位的最高极限应保持在该间隙11以下。

由于轴承室2下部开有进油口12，当机械停止转动时，轴承室2内部的油位同外部的油位10是一样高的，因此无需专门装设轴封。油箱1和轴承室2为具优越性的圆柱形。这两个部件的轴向中线间的距离可以大到直至轴承室顶部与油箱顶部之间的间隙接近于零。

间隙8的尺寸应如此选择，以使推力盘5在转动时其下半部能把轴承室2下部一弓形容积内的油挤带上来。由此泵送过程造成的压差使油池3的油不断地通过进油口12补充进来。当轴承室2内部充满了油以后，就经由轴承室上部的排油口13流回油池3。可以改变间隙8的尺寸或其形态（例如，该间隙可以倾斜和/或平行于推力盘5的转动面）来改变泵送的油量及其压头。如推力盘5是用整件的，则圆环7应分成几段以利安装。也可以用整件的圆环7而将推力盘做成几块组合起来。位于轴承室2下部的进油口12既穿过轴承室2的底壁也穿过圆环7。

排油口13附近装推力瓦块9的底座9.1上开有一个或几个排气孔13.1和过油孔13.2。这些槽形或圆形的孔可以将轴承室2内的空气都排除掉，并使推力瓦块9受到有效的冷却。

处于正压下的轴承室2的内部与油箱1内部之间的压差可以用来使一部分油分流到装于径向轴承室27内的径向轴承，而大部分油则被导向冷油器14。如果转轴穿入处的间隙11是按节流的要求设计的，则径向轴承室27内将是无压的，不需另外装设与大气空间隔离的轴封，只要一个常规的迷宫节流式轴封就够了。径向轴承室27内已用过的油通过一个孔15流回到油池3内。如径向轴承是用滑环润滑的，这种供油方式是足以满足需要的了。但如径向轴承需用带压的油来润滑，则在压力较高的轴承室2内部与径向轴承室27之间开孔相连即可。

如需对被推力盘5泵送循环的油进行冷却，可在排油口13后面接上一个冷油器14。为此，将位于油箱1内的轴承室2偏置于中心线的一边，使轴承室2在背离转轴4的室壁16与油箱1的封闭端盖17之间留出一个空间。冷油器14的进、出水管18密封安装于端盖17上并布置在油面10的上面。冷油器14可用一根带有简单的插入式接头的连接管19与轴承室2上部的排油口13连接起来。

冷油器可采用一般市售商品的结构型式。如用习用的双套管式冷油器，则其优点是它在轴承室2和端盖17之间所占的空间可以很小。将冷油器14设置在油面10的上面的优点是当机械停用、冷油器内无油流过时，油箱1内的油的热量不会损失掉。即使冷油器持续处于运行状态也不可能导致油的过冷却，从而可以免除在机械停运时要将冷却介质关掉所需的控制装置。冷却介质的进、出管道18同时也用作冷油器14的固定架。冷油器有一根排油管20，其下端可装滤油器21。排油管的出口段做成U形，可以通过油箱1上部的一个手孔24将滤油器21向上取出更换，不必将油放空或停下机器。也可以将滤油器21直接装在进油口12的入口，这样可以保证从径向轴承室27流回的油也经过滤净。如机械在温度很低的地方使用，例如在两极地区或近海石油井架上使用，油箱1的散热量大于油的温升，则可在油箱1内部装一个加热器22。

推力盘5上开的送油道26可以将排油口对面轴承空间内的油泵送到排油口使其流入冷油器。送油道26的一个具有优点的布置方式是其中心线与转轴4的中心线之间有一个倾角，即开在距冷油器较远一侧的推力盘5面上的孔的节圆直径要比开在背离转轴4一侧的推力盘5面上的节圆直径小一些。由于节圆直径的差别使得油被沿轴向送到冷油器的一侧。轴承室2内的油通过一个适宜的进油口流入径向轴承室27，然后再经通道15流回油池3。

图2是图1中Ⅱ-Ⅱ线上的剖面。圆环7在转轴中心线两侧各有一条凹槽23，它具有螺旋壳的形状，可以加强推力盘5上的沟槽6的提升作用。进油口12在图中是呈缝隙状的，但一个或几个圆孔也可起同样作用。油箱1的顶部有个可关闭的手孔24，以便更换滤油器时可从上面将其取出。

图3是图1中以X标志的局部沟槽的一个变型方案放大图。从图可见，推力盘5上沟槽6面向圆环7的侧壁开有凹槽25，后者可以增大泵送的效果。这些凹槽25可以在推力盘5上加工出沟槽6之前先行钻孔或铣好。

图4是沟槽6侧壁上为增大泵送效果而开的凹槽25的俯视图。画出的是图3中标明的N方向的视图。

Claims (9)

1、一种向转动机械水平轴的轴承，特别是离心泵的止推轴承供油的装置，所述装置有一个止推轴承的推力盘置于轴承室内，该轴承室与一个油箱相连，油箱还与一个冷油器联接，装在轴承室内的一个圆环套在推力盘的外缘，推力盘依靠曳引作用将油从油箱吸入轴承室内，其特征在于轴承室（2）以其特有的方式装在油箱（1）内，推力盘（5）在外圆周面上有一条围绕全周的沟槽（6），轴承室（2）内装有整件的或分块组合的圆环（7），它伸入推力盘（5）上的沟槽（6）之内并与其保持间隙（8），轴承室（2）以及圆环（7）的下部浸入油池（3）中，轴承室（2）及/或圆环（7）在油面（10）以下的部分有一个特有的进油口（12），在轴承室（2）的上部有一个排油口（13）。

2、根据权利要求1的装置，其特征在于沟槽（6）的侧壁可以是毛糙的、带齿的、带有凹槽（25）或带有叶片的。

3、根据权利要求1和2的装置，其特征在于沟槽（6）和圆环（7）的侧壁是向着推力盘（5）的转动面倾斜的。

4、根据权利要求1的装置，其特征在于圆环（7）的内圆周面上在垂直方向开有凹槽（23）。

5、根据权利要求1的装置，其特征在于油箱（1）内在其前盖（17）及轴承室（2）之间以及油面（10）以上的空间装有一个冷油器（14），其进油管（19）与轴承室（2）上面的排油口（13）相连接，其冷却介质的进出管（18）装在油面（10）以上。

6、根据权利要求5的装置，其特征在于装在油箱（1）内的冷油器（14）的出油管（20）及轴承室（2）的进油口（12）之间布置了一个滤油器（21）。

7、根据权利要求1的装置，其特征在于转轴（4）进入轴承室（2）的一侧有一个径向轴承室（27），它与轴承室（2）连通以得到供油，并通过一个孔或管子（15）与油箱（1）连通。

8、根据权利要求1的装置，其特征在于推力盘（5）内开有送油道（26），其进口开在推力盘（5）背离排油口（13）的一个端面上，其出口则开在推力盘（5）的另一面向排油口（13）的端面上，并位于一条较大的直径上。

9、根据权利要求1的装置，其特征在于在油池（3）内装有一个加热器（22）。

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