CN102322482B - 可承受轴向载荷的水润滑橡胶合金轴承 - Google Patents

可承受轴向载荷的水润滑橡胶合金轴承 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可承受轴向载荷的水润滑橡胶合金轴承，轴壳的一端设有法兰盘，法兰盘上粘有开槽的橡胶合金衬，可以承受轴向推力，从而将水润滑橡胶合金轴承和止推轴承融为一体，与现有的水润滑橡胶合金轴承相比，具有可承受轴向推力的特点，能有效的避免轴运转过程中的轴向窜动，降低轴和轴承工作面间的摩擦、磨损，使轴运转更加平稳、可靠，从而提高轴承的使用寿命和工作效率，节约使用成本，此外，本发明也可以当做一种水润滑橡胶合金止推轴承使用，应用范围广。

Description

可承受轴向载荷的水润滑橡胶合金轴承
技术领域
本发明涉及一种轴承，特别涉及一种水润滑橡胶合金轴承。
背景技术
轴承是机械传动不可缺少的部件，而水润滑橡胶合金轴承作为一种特殊轴承，它利用新型工程复合材料替代贵重金属作为传动件材料，用自然水替代矿物油作为润滑介质。当前，随着石油、贵重金属材料价格的上涨及环境的日益恶化，基于资源节约和环境友好的创新设计理论、方法和技术，越来越受人们的重视。由于自然水具有来源广、无污染等特点，水润滑橡胶合金轴承在机械传动领域特别是船舶、水轮机、水泵等机械设备的滑动轴承上得到了广泛应用。
现有技术中，水润滑橡胶合金轴承均为直管型，轴承在运转过程中，由于外界的干扰会产生轴向窜动，降低了轴承工作的稳定性和工作效率，加剧了橡胶合金衬与轴之间的摩擦磨损，使得水润滑橡胶合金轴承的使用寿命较低，增加了使用成本。
因此，需要对现有的水润滑橡胶合金轴承进行改进，使其能够承受轴向推力，提高轴承运行稳定性，降低轴承工作面的摩擦磨损，从而延长水润滑橡胶合金轴承的使用寿命，节约使用成本。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种可承受轴向载荷的水润滑橡胶合金轴承，该水润滑橡胶合金轴承通过设置法兰盘及轴向承载橡胶合金衬，可防止轴运行时产生轴向窜动，达到提高轴运行稳定性、降低轴承工作面的磨损、延长轴承使用寿命的目的。
本发明的可承受轴向载荷的水润滑橡胶合金轴承，包括筒状轴壳，轴壳的内壁固定粘结有径向承载橡胶合金衬，所述轴壳的一端设置有法兰盘，法兰盘的外端固定粘接有轴向承载橡胶合金衬，所述径向承载橡胶合金衬的内壁上设置有横截面为弧形并沿周向均布的凹槽Ⅰ，凹槽Ⅰ贯通径向承载橡胶合金衬的轴向两端，相邻凹槽Ⅰ之间的橡胶合金衬表面为径向承载工作面，所述轴向承载橡胶合金衬外端设置有横截面为弧形并沿周向均布的凹槽Ⅱ，凹槽Ⅱ贯通轴向承载橡胶合金衬的径向两端，相邻凹槽Ⅱ之间的橡胶合金衬表面为轴向承载工作面。
进一步，所述径向承载工作面的横截面为凹弧形，径向承载工作面与位于其两侧的凹槽Ⅰ之间圆滑过渡；
进一步，所述轴向承载工作面为平面，轴向承载工作面与位于其两侧的凹槽Ⅱ之间圆滑过度；
进一步，所述法兰盘的直径大于或等于径向承载橡胶合金衬内径的2倍；
进一步，所述径向承载橡胶合金衬和轴向承载橡胶合金衬的厚度均为4～25mm；
进一步，所述凹槽Ⅰ的数量为4～14个，凹槽Ⅱ与凹槽Ⅰ一一对应设置；
进一步，所述凹槽Ⅰ和/或凹槽Ⅱ为直槽或螺旋槽。
本发明的有益效果：本发明的可承受轴向载荷的水润滑橡胶合金轴承，轴壳的一端设有法兰盘，法兰盘上粘有开槽的橡胶合金衬，可以承受轴向推力，从而将水润滑橡胶合金轴承和止推轴承融为一体，与现有的水润滑橡胶合金轴承相比，具有可承受轴向推力的特点，能有效的避免轴运转过程中的轴向窜动，降低轴和轴承工作面间的摩擦、磨损，使轴运转更加平稳、可靠，从而提高轴承的使用寿命和工作效率，节约使用成本，此外，本发明也可以当做一种水润滑橡胶合金止推轴承使用，应用范围广。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明法兰方向的轴向示意图；
图3为图2的A-A视图；
图4为图3的B-B视图；
图5为带螺旋槽结构轴向承载橡胶合金轴承的结构示意图；
图6为本发明的工作原理示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细说明，如图所示：本实施例的可承受轴向载荷的水润滑橡胶合金轴承，包括筒状轴壳1，轴壳1可由任何满足强度等性能要求的金属和非金属材料制成，轴壳1的内壁固定粘接有径向承载橡胶合金衬2，径向承载橡胶合金衬2也为筒状结构，所述轴壳1的一端设置有法兰盘3，法兰盘3的外端固定粘接有轴向承载橡胶合金衬4，所述径向承载橡胶合金衬2的内壁上设置有横截面为弧形并沿周向均布的凹槽Ⅰ2a，凹槽Ⅰ2a贯通径向承载橡胶合金衬2的轴向两端，相邻凹槽Ⅰ2a之间的橡胶合金衬表面为径向承载工作面5，所述轴向承载橡胶合金衬4外端设置有横截面为弧形并延周向均布的凹槽Ⅱ4a，凹槽Ⅱ4a贯通轴向承载橡胶合金衬4的径向两端，相邻凹槽Ⅱ4a之间的橡胶合金衬表面为轴向承载工作面6，凹槽Ⅰ和凹槽Ⅱ用于润滑水通过，弧形凹槽有利于形成水膜，通过多个凹槽Ⅰ和凹槽Ⅱ可以使轴承在工作时形成多个水膜，达到良好的润滑效果。
如图6所示，上述水润滑合金轴承的工作原理是：在轴7上设有轴环7a，轴环7a与轴向承载工作面6之间的设置一定的安装间隙，本实施例中安装间隙采用1mm；当高速旋转的轴7没有受到轴向扰动力或力矩时，轴环7a与轴向承载工作面6之间存在1mm的间隙，不形成动压水膜；当高速旋转的轴7受到轴向扰动力或力矩时，轴环7a与轴向承载工作面6相互挤压，使橡胶凹陷变形，使轴环7a与轴向承载工作面6之间形成一个口袋状的高压区，使7a与轴向承载工作面6隔离开来，从而产生动压润滑效应，形成动压润滑水膜，起到承受轴向力或力矩的作用，能有效的避免轴运转过程中的轴向窜动，降低轴和轴承工作面间的摩擦、磨损，使轴承运转更加平稳、可靠，从而提高轴承的使用寿命和工作效率，节约使用成本。
作为上述技术方案的进一步改进，所述径向承载工作面5的横截面为凹弧形，径向承载工作面5与位于其两侧的凹槽Ⅰ2a之间圆滑过渡，所述轴向承载工作面6为平面，轴向承载工作面6与位于其两侧的凹槽Ⅱ4a之间圆滑过渡，承载工作面5的曲面以及各处圆滑过渡的曲面更容易形成弹性流体动压润滑，在传动轴与轴承间形成水膜支承，并有利于泥沙和杂质的排泄，从而减小工作面的磨损。
作为上述技术方案的进一步改进，所述法兰盘3的直径大于或等于径向承载橡胶合金衬2内径的2倍，以提高轴向承载能力。
作为上述技术方案的进一步改进，所述径向承载橡胶合金衬2和轴向承载橡胶合金衬4的厚度均为4～25mm，应综合考虑水润滑橡胶材料内衬径向厚度对轴承承载能力和抗震能力的影响，根据不同规格的轴承，采用相对应的橡胶合金衬4的厚度，提高水润滑轴承的综合性能，延长轴承的使用寿命。
作为上述技术方案的进一步改进，所述凹槽Ⅰ2a的数量为4～14个，凹槽Ⅱ4a与凹槽Ⅰ2a一一对应设置，凹槽Ⅰ和凹槽Ⅱ的数量过少，不能形成多水膜支承，也不利于泥沙和杂质的排泄，润滑效果不理想，凹槽Ⅰ和凹槽Ⅱ的数量过多，会影响橡胶合金衬的强度等性能，因此，需根据轴径大小来合理选择设置凹槽Ⅰ和凹槽Ⅱ的数量。
作为上述技术方案的进一步改进，所述凹槽Ⅰ2a和/或凹槽Ⅱ4a为直槽，由于直槽成型简单，可降低轴承的制造成本。
作为上述技术方案的进一步改进，所述凹槽Ⅰ2a和/或凹槽Ⅱ4a可设计为螺旋槽，由于凹槽Ⅰ和凹槽Ⅱ在导入润滑水的同时，也将润滑水中的泥沙带入轴承内，通过螺旋槽设计，有利于轴承排沙，从而降低轴承工作面的磨损，延长轴承的使用寿命，节约使用成本。
不同轴径对应橡胶合金衬的厚度和凹槽数量的选取原则如下表所示：
轴径（mm） 25~55 55~105 105~180 180~296 196~380 380~500 500~550
橡胶合金衬厚度（mm） 4~7 8~11 11~14 14~17 16~19 18~23 23~25
凹槽Ⅰ（凹槽Ⅱ）个数 4~5 5~6 6~7 7~8 8~10 10~12 12~14
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种可承受轴向载荷的水润滑橡胶合金轴承，包括筒状轴壳（1），轴壳（1）的内壁固定粘接有径向承载橡胶合金衬（2），其特征在于：所述轴壳（1）的一端设置有法兰盘（3），法兰盘（3）的外端固定粘接有轴向承载橡胶合金衬（4），所述径向承载橡胶合金衬（2）的内壁上设置有横截面为弧形并延周向均布的凹槽Ⅰ（2a），凹槽Ⅰ（2a）贯通径向承载橡胶合金衬（2）的轴向两端，相邻凹槽Ⅰ（2a）之间的橡胶合金衬表面为径向承载工作面（5），所述轴向承载橡胶合金衬（4）外端设置有横截面为弧形并沿周向均布的凹槽Ⅱ（4a），凹槽Ⅱ（4a）贯通轴向承载橡胶合金衬（4）的径向两端，相邻凹槽Ⅱ（4a）之间的橡胶合金衬表面为轴向承载工作面（6）。
2.根据权利要求1所述的可承受轴向载荷的水润滑橡胶合金轴承，其特征在于：所述径向承载工作面（5）的横截面为凹弧形，径向承载工作面（5）与位于其两侧的凹槽Ⅰ（2a）之间圆滑过渡。
3.根据权利要求2所述的可承受轴向载荷的水润滑橡胶合金轴承，其特征在于：所述轴向承载工作面（6）为平面，轴向承载工作面（6）与位于其两侧的凹槽Ⅱ（4a）之间圆滑过度。
4.根据权利要求3所述的可承受轴向载荷的水润滑橡胶合金轴承，其特征在于：所述法兰盘（3）的直径大于或等于径向承载橡胶合金衬（2）内径的2倍。
5.根据权利要求4所述的可承受轴向载荷的水润滑橡胶合金轴承，其特征在于：所述径向承载橡胶合金衬（2）和轴向承载橡胶合金衬（4）的厚度均为4～25mm。
6.根据权利要求5所述的可承受轴向载荷的水润滑橡胶合金轴承，其特征在于：所述凹槽Ⅰ（2a）的数量为4～14个，凹槽Ⅱ（4a）与凹槽Ⅰ（2a）一一对应设置。
7.根据权利要求1-6任意一条所述的可承受轴向载荷的水润滑橡胶合金轴承，其特征在于：所述凹槽Ⅰ（2a）和/或凹槽Ⅱ（4a）为直槽或螺旋槽。
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