CN101137851B - 支撑旋转轴的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种支撑旋转轴的装置(10)，其包括：环绕轴的套(12)；插在套(12)和轴之间的多个倾斜垫(14)，其以接触的方式绕轴的圆周延伸，每个倾斜垫(14)可以在轴旋转时摆动；和插在每对相邻倾斜垫(14)之间的保持装置，用来防止由于轴的旋转造成的倾斜垫(14)围绕套(12)的圆周运动，其中，在至少一个倾斜垫(14)和其相邻的保持装置(20)之间的物理关系是这样的，即所述垫(14)的摆动是在没有垫(14)围绕套(12)圆周滑动的情况下发生的。

Description

支撑旋转轴的装置
本发明涉及一种支撑旋转轴的装置。
更具体地，本发明涉及一种支撑旋转轴的装置，其包括：环绕轴的套；插在套和轴之间的多个倾斜垫，其以接触的方式绕轴的圆周延伸，每个倾斜垫可以在轴的旋转中摆摇动；和插在每对相邻倾斜垫之间的保持装置，用来防止由于轴的旋转造成的倾斜垫围绕套的圆周运动。
本发明具体应用在透平机设备如涡轮机、压缩机、泵的转子的支撑中。
图1显示了已知的支撑旋转轴的装置10。附图的左边所示的装置10是部分装配好的，右边显示了完全装配好的，附图下部显示了该装置的单个倾斜垫14。因此，装置10包括：(i)管状套12，其沿该装置使用中的支撑轴(未示出)的轴线A’延伸；(ii)五块倾斜垫，其以接触的方式绕轴的圆周延伸，被套12支撑，且在装置的使用中插在套12和被支撑的轴之间，每个倾斜垫在轴的旋转中可以用已知的方式摆动以适应轴的振动；和(iii)插在每对相邻倾斜垫14之间的圆柱形保持销20，其用来防止由于轴的旋转造成的倾斜垫围绕套12的圆周运动。图1的下部显示的单个倾斜垫14上表示的是倾斜垫的轴A。每个倾斜垫14的半径R以已知的方式稍微小于管状套12的半径R’，如图1的右边的部分装配好的装置所示。这样每个倾斜垫14可以在套12内按要求摆动以适应被支撑的轴的振动。
图2说明了在装置10的使用中倾斜垫的摆动。被支撑的轴(未示出)以箭头22表示的逆时针方向旋转。轴和垫14之间的摩擦导致垫14压在圆柱形保持销20上。垫14的摆动趋向于把垫14从实线所示的位置带到虚线所示的位置。然而，这样无约束的摆动通过与保持销20的抵靠而被阻止。
如图2的分解部分所示，在垫14的实线位置，该垫的右手侧靠近且平行于圆柱形保持销20的左手侧。垫14从其实线位置到虚线位置的摆动倾向于移动该垫的右手侧。该运动当然被保持销20阻止。因此，为了摆动，垫14绕管状套12顺时针沿圆周滑动距离Df。距离Df是沿圆周方向在垫14的右手侧的径向外边缘24的实线和虚线位置之间距离。最终，当垫14被摇摆回实线位置，这又导致垫14绕套12沿圆周滑动距离Df，但此时为逆时针方向。
垫14绕套12沿圆周的来回滑动导致垫14和套12的接触面之间的摩擦，导致垫和套的过早磨损。
根据本发明，提供了一种支撑旋转轴的装置，其包括：环绕轴的套；插在套和轴之间的多个倾斜垫，其以接触的方式绕轴的圆周延伸，每个倾斜垫可以在轴旋转时摆动；和插在每对相邻倾斜垫之间的保持装置，用来防止由于轴的旋转造成的倾斜垫围绕套的圆周运动，其中在至少一个倾斜垫和其相邻的保持装置之间的物理关系是这样的，即所述垫的摆动是在没有垫围绕套圆周滑动的情况下发生的。
优选地，轴沿第一方向旋转促使所述至少一个倾斜垫压在一个相邻的保持装置上，且该垫和这一个保持装置之间的物理关系是：在所述垫的整个摆动中，该垫的接触保持装置的端部保持接触以防止由于轴的旋转造成的垫沿所述第一方向的绕套的圆周运动。
优选地，所述一个保持装置是伸长的形状，且在所述至少一个倾斜垫接触一个保持装置的区域，这一个保持装置的截面为圆形。
在要描述的第一装置中，所述一个保持装置是圆柱形保持销，其具有圆锥形端部，且在所述垫的整个摆动中，圆锥端的倾斜表面依从与保持销接触的所述垫的端部的径向外边缘形成的路线。
在要描述的第二装置中，所述一个保持装置是其整个长度为圆柱形的圆柱形保持销，且在所述垫的整个摆动中，与保持销接触的所述垫的端部沿着保持销的端部的一部分形成的路线。
本发明将参考附图通过举例加以描述，其中：
图1说明了已知的支撑旋转轴的装置；
图2说明了使用图1的公知的装置的倾斜垫的摆动；
图3说明了根据本发明的支撑旋转轴的第一装置的部分；
图4说明了根据本发明的支撑旋转轴的第二装置的部分；
参考图3，在根据本发明的第一装置中使用的圆柱形保持销20具有圆锥形端部。圆锥形端部的倾斜表面的精确角度α取决于当该垫以无约束的方式在它的实线和虚线位置之间摆动时倾斜垫14的右手侧的径向外边缘24形成的路线。角度α应该使得倾斜表面沿着垫14摆动时边缘24形成的路线。
通过这样形成圆柱形保持销20的端部，边缘24被允许在它的实线和虚线位置之间无障碍移动，从而消除垫14沿圆周方向的滑动的要求。换句话说，在图2中，销20的形状使得仅允许垫14摆动时边缘24的径向移动而不允许其圆周移动，而在图3中，销20的形状允许边缘24径向和圆周的移动，消除圆周滑动的要求。
应注意到，在图3中，在边缘24的整个移动中其保持与保持销20的倾斜表面的接触，因此销20始终防止由于被支撑的轴的旋转造成的垫14绕套12沿逆时针方向的运动。
参考图4，在根据本发明的第二装置中使用的圆柱形保持销20与图1和图2的公知装置中的相同，即沿其整个长度为圆柱形，但是，当垫14在实线和虚线位置之间以无约束的方式摆动时，倾斜垫14的右手侧被成形以依从靠近垫14的销20的端部的部分30形成的路线。
通过这样形成倾斜垫14的右手侧，垫14可以在它的实线和虚线位置之间无障碍移动，从而消除该垫沿圆周方向的滑动的要求。
应注意到，在图4中，在倾斜垫14的整个移动中其保持与圆柱形保持销20的部分30接触，因此销20始终防止由于被支撑的轴的旋转造成的垫14绕套12沿逆时针方向的运动。
应该认识到，图3和图4描述了应用到图2的倾斜垫14和保持销20的形状的相反的极端。在图3中垫14没有被整形，被整形的是销20。在图4中销20没有被整形，被整形的是垫14。在这两个极端之间，垫和销都可以被整形。整形所要满足的标准与两个极端的情形中的相同：(i)垫和销之间的物理关系必须是垫的摆动在不发生垫绕套的圆周滑动的情况下进行；(ii)贯穿其整个摆动，垫必须保持与销的接触以防止由于被支撑的轴的旋转造成的垫绕套沿逆时针方向的运动。
应注意到，在图3和图4中，在倾斜垫14抵靠保持销20的区域，销20为圆形截面。其具有的优点是，如果销20在使用中旋转额外的时间，仍然在垫14和销20之间存在适当的物理关系，即本发明的运转没有被打乱。

Claims (6)

1.一种支撑旋转轴的装置(10)，其包括：环绕轴的套(12)；插在套(12)和轴之间的多个倾斜垫(14)，其以接触的方式绕轴的圆周延伸，每个倾斜垫(14)可以在轴旋转时摆动；和插在每对相邻倾斜垫(14)之间的保持装置，用来防止由于轴的旋转造成的倾斜垫(14)围绕套(12)的圆周运动，其中，在至少一个倾斜垫(14)和其相邻的保持装置(20)之间的物理关系是这样的，即所述倾斜垫(14)的摆动是在没有倾斜垫(14)围绕套(12)圆周滑动的情况下发生的。
2.如权利要求1所述的支撑旋转轴的装置(10)，其中轴沿第一方向(22)旋转促使所述至少一个倾斜垫(14)压在其相邻的一个保持装置(20)上，且该倾斜垫(14)和所述保持装置(20)之间的物理关系是：在所述倾斜垫(14)的整个摆动中，该倾斜垫(14)的接触保持装置(20)的端部保持与所述保持装置(20)接触，防止由于轴的旋转造成的倾斜垫(14)沿所述第一方向的绕套(12)的圆周运动。
3.如权利要求2所述的支撑旋转轴的装置(10)，其中所述一个保持装置(20)是伸长的形状，且在所述至少一个倾斜垫(14)接触所述一个保持装置(20)的区域内，所述一个保持装置(20)的截面为圆形。
4.如权利要求3所述的支撑旋转轴的装置(10)，其中所述一个保持装置(20)是圆柱形保持销，其具有圆锥形端部，且在所述至少一个倾斜垫(14)的整个摆动中，所述圆锥形端部的倾斜表面遵循与保持销(20)接触的所述倾斜垫(14)的所述端部的径向外边缘(24)形成的路线。
5.如权利要求3所述的支撑旋转轴的装置(10)，其中所述一个保持装置(20)是沿其整个长度为圆柱形的圆柱形保持销(20)，且在所述至少一个倾斜垫(14)的整个摆动中，与保持销(20)接触的所述倾斜垫(14)的端部依从与所述倾斜垫的端部接触的保持销(20)的端部的部分(30)形成的路线。
6.透平机械设备，其包括被根据前述权利要求任一项所述的支撑旋转轴的装置(10)支撑的转子。
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