CN103429918B - 流体动力滑动轴承的安装方法和尤其是磁耦合泵的流体动力滑动轴承 - Google Patents

流体动力滑动轴承的安装方法和尤其是磁耦合泵的流体动力滑动轴承 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于安装尤其是磁耦合泵(1)的轴(2)的流体动力滑动轴承(4)的方法,其中该流体动力滑动轴承(4)具有设于轴承套(6)和轴承壳体(16)之间的轴承衬套(13),该方法至少包括以下步骤:A.在夹紧环(14)的至少一个表面上涂覆增强摩擦涂层(57),B.加热该夹紧环(14)并安装到轴承衬套(13)上,从而形成预组装单元(58),C.加热该轴承壳体(16),其中该预组装单元(58)被装入该轴承壳体(16)中。因此,有利地提供一种双重压力接合,在此获得了径向抗转动性和轴向抗移动性,而不需要作为抗转动机构的销接装置以及轴承衬套(13)的轴向夹紧(例如L形环)。

Description

流体动力滑动轴承的安装方法和尤其是磁耦合泵的流体动力滑动轴承
技术领域
本发明涉及一种用于安装尤其是磁耦合泵的轴的流体动力滑动轴承的方法,其中该流体动力滑动轴承具有设于轴承套和轴承壳体之间的轴承衬套。但本发明还涉及流体动力滑动轴承本身。
背景技术
磁耦合泵是众所周知的并且例如在DE102009022916A1中被描述。在此,泵动力从驱动轴经由装有磁体的转子(外转子)被以不接触且基本不打滑的方式传递至泵侧的磁载体(内转子)。内转子驱动泵轴,所述泵轴安装在由输送介质润滑的滑动轴承(即流体动力滑动轴承)内。在外转子和内转子之间,即在外磁体和内磁体之间,存在有具有圆柱形壁的分离罐。分离罐使其凸缘与泵组件(例如壳体盖)相连并且具有与之对置的封闭的底面。分离罐(即磁耦合泵)将产品空间与外部环境可靠地间隔开,从而使得产品流出的危险及所有与之相关的不利结果被排除。据此,磁耦合泵是由传统的泵液压装置与磁力驱动系统一起组成的组合。此系统在两个半离合器之间利用磁体之间的吸引力和排斥力来以不接触且不打滑的方式传递转矩。尤其在处理很昂贵或非常有害的物质时,磁耦合泵对此有很大的益处。
EP0814275B1旨在提供一种磁耦合泵的流体动力滑动轴承,其以组合的推力轴承和径向轴承的形式构成。EP0814275B1的滑动轴承有两个轴承套、可在轴承套上滑动的两个轴承衬套、设于轴承套之间的间隔套和设于轴承衬套之间的间隔衬套。轴承套和轴承衬套由陶瓷材料构成,其中间隔套和间隔衬套由金属构成。为了提供一种能够以较经济的方式制造且能够构造成能随时通过待输送至滑动轴承的介质来实现充分润滑的流体动力滑动轴承,EP0814275B1提出了轴承套的内径大于间隔套的内径。EP0814275B1公开了轴承套在冷态下在径向上通过间隔套的L形环来对中。在热态下,由轴承套通过轴的膨胀来进行对中。此时视为不利的是,颗粒例如污物颗粒可能聚集在轴和陶瓷轴承套之间,从而存在着轴承套在热膨胀时可能受损或被挣破的危险。
据此公开了一种流体动力滑动轴承,该流体动力滑动轴承的组件由不同类型的材料构成,其中例如该轴承套由陶瓷材料(例如烧结碳化硅)构成,而该紧固套或者间隔套由金属(例如不锈钢)构成。轴承衬套在此也优选地由陶瓷材料构成,其中轴承壳体也由金属材料构成。但要注意的是,这些材料具有不同的特性,在此要说明的是具有例如不同的(热)膨胀系数(陶瓷:金属是1:4)。就此而言,在金属-陶瓷的组合承受热荷载时可能出现张紧,其中金属的组合件比陶瓷的组合件更大程度地膨胀。为了以抗转动的方式将轴承衬套安装在轴承壳体内,已知有销的解决方案,在这里例如设有多个径向销,它们在滑动轴承的安装状态下插入轴承衬套的径向孔中,就像如EP0814275B1所公开的那样。
在该现有技术中不利的是,轴承衬套因为要开设的径向孔而易出故障,这是因为轴承衬套因结合而在开设径向孔之处至少被削弱。而且,必须以不利的方式采取轴向夹紧措施例如L形环,用于能阻碍不同材料的不同的热引起的纵向膨胀。
发明内容
本发明基于以下任务,即,提供上述类型的用于安装流体动力滑动轴承的方法和流体动力滑动轴承,其中可以避免轴承衬套的材料削弱,在这里可以同时省除特殊的轴向和/或径向夹紧措施。
根据本发明,该任务将通过一种具有本发明第一方面的特征的流体动力滑动轴承的安装方法来实现。该任务的装置技术部分通过一种具有本发明第六方面的特征的流体动力滑动轴承来实现。
说明书尤其是结合附图附加表征并且说明了本发明。
根据本发明,提供一种用于安装尤其是磁耦合泵的轴的流体动力滑动轴承的方法,其中该流体动力滑动轴承具有设置于轴承套和轴承壳体之间的轴承衬套,至少包括以下步骤:
A.在夹紧环的至少一个表面上涂覆增强摩擦涂层,
B.加热该夹紧环并将其安装到轴承衬套上,从而形成预组装单元,
C.加热该轴承壳体,其中该预组装单元被装入该轴承壳体。
有利的是,夹紧环在其内周表面即在其朝向轴承衬套的表面具有增强摩擦涂层。在优选实施方式中规定,夹紧环在两个表面上即在其内周表面和其外周表面上配设有增强摩擦涂层。增强摩擦涂层可以借助电解施加到夹紧环上。但是也可以想到增强摩擦涂层能被粘附或喷涂,其中例举出的涂覆方法当然不应该起限制性作用。
夹紧环可以由金属材料或非金属材料构成,优选地由金属特殊材料例如由双相钢或具有相似物理特性的材料构成,其中该夹紧环也可以由耐高温的不锈钢或弹簧钢构成。
当加热金属制的夹紧环时,夹紧环扩张,从而优选地由陶瓷材料例如烧结碳化硅(SSiC)构成的轴承衬套可被置入夹紧环中。适当的是如此构成的预组装单元或者被加热的夹紧环被先冷却,从而夹紧环又收缩。因此,获得了第一压力接合,即在陶瓷轴承衬套和金属夹紧环之间的压力接合。
在步骤C中,加热金属制成的轴承壳体,使得它扩张。预组装单元可以被装入扩张的轴承壳体中,在这里,轴承壳体在装入后被冷却,从而夹紧环使其朝向轴承壳体取向的表面即其外周表面抵靠轴承壳体。
在本发明意义上针对目标的是,因此形成了双重压力接合(夹紧环/轴承衬套;夹紧环/轴承壳体),其中夹紧环、轴承衬套和轴承壳体在热作用下被安装并且随后分别被冷却。因此获得了很高的接合压力,该接合压力保证了径向抗转动性和轴向抗移动性,其也可以在工作使用条件下尤其在热影响下获得。利用有利的多层压力接合,整个单元即流体动力滑动轴承中的组件的径向和轴向的承载能力提高许多倍。
在优选实施方式中,增强摩擦涂层成比轴承衬套的陶瓷材料坚硬,即例如以金刚石涂层的形式构成。它一方面咬入陶瓷轴承衬套中且另一方面咬入金属轴承壳体中,因此形成径向和轴向的抗转动性和抗移动性。
就本发明意义而言还合适的是,在轴承衬套或其周向表面上在端侧分别设置斜边即倒角,以由此避免边缘载荷。该措施尤其在示例性的磁耦合泵的启动或关停时是目标明显的,因为可以因此补偿边缘压力,该边缘压力可能因转动单元的晃动和压力套管的径向力作用于叶轮而出现。就此而言,倒角对于例如通过径向液压负荷来避免例如在磁耦合泵启动和关停时的边缘载荷是有利的。因此近似排除了局部的或逐点的轴承负荷。
在其它有利的实施方式中,提供一种尤其是磁耦合泵的轴的流体动力滑动轴承,它具有设于轴承套之间的紧固套,其中该轴承套将其轴承端面分别安装在推力轴承上。旨在规定,轴承套和紧固套在其各自相接的端面具有一个分别相应构成的球状区域,该球状区域相互咬合。
在优选的实施方式中规定,各轴承套在相关的端面具有球状的即球形的表面,在此,紧固套随即具有相应构成的球形凹部。当然也可以规定,球状的即球形的表面分别布置在各紧固套的端面上,其中该相应的凹部则自然布置在轴承套的相关端面上。
在另一个优选实施方式中,该轴承套在其相关的端面具有呈球状的部分,在该部分上设有多个过渡区域,即朝向轴承套的内周表面或外周表面的内过渡区域和外过渡区域。轴承套的内周表面朝向所述轴取向,其中该外周表面与内周表面对置地布置,优选地朝向轴承衬套取向。内过渡区域被设计成略微倾斜地偏离内周表面延伸而与所述球状区域相接。与之相反地,外过渡区域在外周表面从球状部起相连贯地构成。球形表面即球状部使其顶点相对于轴承套的中心轴线优选地偏心布置或朝外偏移。进一步优选的是,内过渡区域具有比外过渡区域大的延伸尺寸。因此,轴承套的相关端面具有球状区域,其因此以近似球缺部的形式构成,其中相关的端面还是具有近似锥形延伸的过渡区域。当然,顶点也可以居中地布置,即与中心轴线重合地布置,这当然意味着过渡区域相应匹配地构造。
因为朝向凹部的表面呈球状构造或者说因为以近似球缺的形式构成,因此有利地获得在陶瓷-金属组合结构被机械预紧时和/或在金属部件热膨胀时例如避免边缘受力。取而代之,避免有害的应力过渡和/或应力峰值。另外,在承受热荷载或压力荷载的情况下也有利地获得通过以球缺状支承在相应凹部中总是保证近似对中地安装就位。尤其更简单地产生同类型的金属和陶瓷的组合件的接合,因为球状结构容许均匀的应力过渡,在此总是避免点状或线状的载荷,取而代之地获得通过球表面产生的均匀的表面载荷。
还有利的是,在其端面具有针对目标的球状结构的紧固套在使用状态下在轴承套的相应端面的相应球状结构上滚动,而不沿径向或轴向对其施加负荷。
可行的是,轴承套由烧结陶瓷(例如烧结碳化硅,SSiC)构成。具有其针对目标的结构的相关端面可以在轴承套制造时被同时烧结形成,或者随后制造或成型。紧固套可以由金属材料或非金属材料构成。
在其它有利的实施方式中可以规定,紧固套在其至少一个纵向侧具有至少一个环形槽,优选是赤道环形槽。
本发明意义上的环形槽是材料去除部,其从外周表面朝向内周表面或从内周表面朝向外周表面延伸,但不是贯通的。通过该环形槽,紧固套获得一定的匹配能力或者说弹性,其中该紧固套在预紧安装时被夹紧,热引起的膨胀由紧固套来补偿。如果该环形槽以其中心轴线垂直于平坦表面布置,则它在本发明意义上是赤道环形槽。当然,这些环形槽也能以其中心轴线相对于平坦表面呈角度设置。
就是说,紧固套具有内周表面和与之对置的外周表面。利用内周表面,紧固套朝向轴或者说朝向磁耦合泵轴取向。旨在规定紧固套有多个环形槽。在优选实施方式中可以规定,各有一个环形槽分别开设在紧固套的一个端侧区内,环形槽能呈缝状构成。示例性的缝状环形槽可从内周表面朝向外周表面开设于紧固套中。
旨在规定,紧固套具有多个环形槽。在优选实施方式中可以规定,各有一个环形槽分别开设在夹紧套的一个端侧区内,环形槽能呈缝状构成。示例性的缝状环形槽可从内周表面朝向外周表面开设于紧固套中。
在另一个优选实施方式中可以规定,该紧固套具有一环形槽,该环形槽居中地开设于紧固套中。有利的是,中心环形槽从内周表面朝向外周表面开设于紧固套中,即优选与端侧环形槽以相同取向开设于紧固套中。例如这些端侧环形槽可以比中心环形槽窄。
在另一有利的实施方式中可以规定,在相应的端侧环形槽和中心环形槽之间还设有多个中间环形槽,它们从外周表面朝向内周表面地开设于紧固套中,就是说与端侧环形槽和中心环形槽以相反取向开设于紧固套中。
适当的是,设于端侧区内的环形槽例如呈具有最好为倒圆的缝底面的缝隙状。中心环形槽的截面可以呈U形,具有底边和两个U形边,该U形边可以垂直于底边布置。优选可以规定,中间环形槽类似于U形构成,其中U形边相互分开地相对于底面呈钝角布置,从而形成一个从底边起朝向外周表面呈锥形扩宽的材料去除部。当然,环形槽和材料去除部的例举出的几何形状设计不应该起到限制性作用。尤其是环形槽的顺序和数量只是示例性的。
有利构成的紧固套可以有利地补偿热膨胀。尤其针对目标的是紧固套仍在其端面具有上述的球状结构。在特别优选的实施方式中,紧固套在其端面分别具有对应于所属的轴承套端面的球形表面构成的球形凹部。
在特别优选的实施方式中,紧固套由金属材料或非金属材料构成,尤其由耐高温的不锈钢或具有相似物理材料特性的材料构成,在这里,紧固套也可以由双相钢或弹簧钢构成。
还有利的是,推力轴承件具有与轴承套匹配的凹空部。
适当的是,该凹空部呈阶梯状地构成,即近似地为具有竖边和纵边的L形。该竖边从朝向轴取向的内周表面朝向对置的外周表面延伸。纵边与竖边相接,纵边朝向轴承垫圈的内端面延伸。
优选地呈阶梯状结构的凹空部的尺寸尤其是竖边的延伸尺寸与轴承套的径向结构匹配,从而该轴承套使其轴承端面抵靠轴承垫圈的竖边并且使其相应的外周表面部抵靠纵边。即,轴承套使得其对应的端侧区似乎容纳在轴承垫圈内。
该轴承套由陶瓷材料例如烧结碳化硅(SSiC)构成。在优选实施方式中,轴承垫圈即推力轴承件由与之相同类型的材料即例如也由烧结碳化硅构成。这是有利的,因为这两个构件尤其是关于热膨胀系数而言具有相同的特性。轴承垫圈构成推力轴承件。
为了还能采取增强摩擦的措施而可以规定,推力轴承件和/或轴承套在端侧配设有增强摩擦涂层。此时合适的是,规定在轴承垫圈或者说推力轴承件的轴承端面或者在轴承垫圈或者说推力轴承件的竖边处对该轴承套进行涂覆,其中该轴承套的涂层应该与坚硬的陶瓷材料相匹配。在此设置金刚石涂层是有利的。也可以在轴承垫圈上即在推力轴承件上或者在其接触轴承垫圈容纳件或者说推力轴承座的接触区实现涂覆。虽然轴承垫圈容纳件或者说推力轴承座可以由与陶瓷材料相比柔软的材料构成,但可以优选地设置金刚石涂层。
因此,利用本发明,通过有利构造的陶瓷轴承垫圈(推力轴承件)、轴承套的球形结构连同预紧的紧固套的球状构造来有利地获得轴向和径向对中,夹紧套还可以具有尤其好像波浪形的包括例举出的环形槽的结构。因此,预紧的紧固套补偿由材料决定的不同材料(SSiC和不锈钢轴)之间产生的热膨胀差异。紧固套在冷态下用作转矩限制件且在使用状态(热态)下通过预紧补偿轴的纵向膨胀。
此时,紧固套的预紧力用于在转动部件例如叶轮、轴承垫圈、轴承套、轴、内磁转子和紧固套本身之间的传力配合。预紧力此时优选地如此选择,使得用于传递摩擦力矩的传力也在热作用下最佳地维持不变。就是说,例举出的类似波浪形的紧固套结构在冷态预紧下迫使紧固套向内(径向)变形,其中该紧固套支承在该轴上并且起到径向引导滑动轴承的作用。在热作用下,预紧的紧固套随后在轴向和径向上也补偿由材料决定的在不同材料即在SSiC部件和不锈钢轴(SSiC-不锈钢=大约1:4)之间产生的纵向热膨胀差异。因此,利用本发明总是保证即使在不同的热作用(不同的温度)下的传力配合。如上所述,该紧固套因相关的端面呈球状的相应构成而在轴承套上滚动,但不对轴承套施加负荷。在热作用下,轴的直径及其长度改变,就此而言是已知的。利用本发明,此时通过预紧的紧固套来实现径向对中,紧固套被膨胀的轴在保持预紧的情况下就像从合适状态被压迫至圆柱形基本形态。这种好像强迫朝外压迫紧固套至圆柱形基本形态补偿了轴相对于没有膨胀或膨胀很小的陶瓷配对轴承的纵向膨胀差。因此,利用本发明,可以有利地省除现有技术所采用的静止的用于轴向膨胀补偿的弹性柔软构件例如像密封材料,在这里,随时保证了同轴度即在例如-60℃至+450℃温度范围内虽然材料不同但维持预紧力不变的同时的对中。本发明尤其可被有利地用于支承磁耦合泵的轴。
附图说明
在本发明其他方面和以下的附图说明中公开了本发明的其它有利实施方式,其中:
图1以剖视图示出了磁耦合泵;
图2放大地示出了图1的磁耦合泵的流体动力滑动轴承;
图3示出了包括预安装的紧固套的图2的滑动轴承的局部;
图4示出了包括预紧的紧固套的图2的滑动轴承的局部;
图5示出了在热作用下的图2的滑动轴承的局部;
图6示出了用于构造轴承垫圈的图2的滑动轴承的局部;以及
图7是用于表示双重压力接合的图2的放大细节。
在不同的图中,相同的零部件始终被标以相同的附图标记,因而一般也仅描述一次。
具体实施方式
图1示出了磁耦合泵1,该磁耦合泵具有例如呈不锈钢轴2的形式的泵轴2,在该泵轴上安装有叶轮3并且该泵轴安装在流体动力滑动轴承4内,在此,流体动力滑动轴承4可以由输送介质但也可用产品相容的其它流体进行外润滑。磁耦合泵1本身是已知的,因而未做详述。
本发明的目标尤其是磁耦合泵1的轴2或者说泵轴2的滑动轴承4的有利设计,其中流体动力滑动轴承4具有设置于轴承套6之间的紧固套7,这些轴承套7将轴承套6的相应的轴承端面8分别安装在推力轴承件9上(图2)。推力轴承件9以下也被称为轴承垫圈9,其中流体动力滑动轴承4以下仅被称为滑动轴承4。
例如如图2所示,紧固套7安置在两个轴承套6之间。轴承套6的相应的端面11接触紧固套7的对应端面12。轴承套6将其与紧固套侧的端面11对置的轴承端面8安装在轴承垫圈9内。
滑动轴承4还具有轴承衬套13、夹紧环14以及轴承壳体16。轴承垫圈9保持在推力轴承座17中,所述推力轴承座17也可被称为轴承垫圈容纳件17。
轴承套6在其紧固套侧的端面11具有球状结构,该球状结构与紧固套7的相关端面12的相应球状结构协作。
在优选实施方式中,轴承套6的紧固套侧的端面11具有呈球状的部分18,优选的是球缺状的表面18,其插入紧固套7的相应构造的球形凹部19中,例如如图3所示。
在另一个优选实施方式中,轴承套6如图3至图5所示在其紧固套侧的端面11具有呈球状的部分18,在该部分上朝向轴承套6的内周表面或外周表面22、23布置有过渡区域20、21,即内过渡区域20和外过渡区域21。轴承套6的内周表面22朝向轴2取向,在此,外周表面23与内周表面对置地布置,最好朝向轴承衬套13取向。内过渡区域20的取向略微倾斜地偏离内周表面22,被构造成在图面中朝上延伸而与球状部18相接。与之相反地,外过渡区域21在外周表面23上从球状区域18起相连贯地构成,即在图面中如图所示也向上延伸。进一步优选的是,内过渡区域20具有比外过渡区域21更大的延伸尺寸。球形表面18即球状区域18据此以其顶点24相对于轴承套6的中心轴线X偏心地布置,或者说在图面中向上即向外偏移。
与之对应地构成紧固套7的轴承套侧的端面12,其中,与凹部19相邻地设有多个端侧剩余边26、27。如图所示的上剩余边26具有比如图所示的下剩余边27短的延伸尺寸,从而其实施结构与过渡区域20、21的结构相匹配。即,凹部19也是偏心地布置的。
因为相互咬合的端面呈球形构成,因此紧固套7在轴承套6上滚动,但不对轴承套6施加负荷。
在优选实施方式中,紧固套7具有至少一个环形槽28、29和/或31,尤其优选的是两个端侧的环形槽28、一个中心环形槽29和两个中间环形槽31。
环形槽28至31优选地以赤道环形槽28至31的形式构成并且也可被称为材料去除部28至31。通过材料去除部28至31,紧固套7以波浪形构成。
那些端侧环形槽28在紧固套7的端侧区32内从其内周表面33起朝向其外周表面34开设于紧固套7中。端侧环形槽28呈缝状构成并且可以具有倒圆的底面36,其中例如在图3至5中能看到底面36呈平面构成。
中心环形槽29布置在端侧环形槽28之间并且在所示出的实施例中比端侧环形槽28宽。中心环形槽29近似呈U形构成,其中,U形边37可相对于底面38倾斜或与之垂直地布置。中心环形槽29从内周表面33起朝向外周表面34开设到紧固套7中。即,端侧环形槽28与中心环形槽29相同地取向。
中间环形槽31布置在中心环形槽29和端侧环形槽29之间,但从紧固套7的外周表面34朝向其内周表面33开设。
可以如图所示地规定,中间环形槽31近似呈U形构成,其U形边39相互分开地取向而相对于底面41呈钝角布置,从而构成一个从底面41朝向外周表面34呈锥形扩大的材料去除部。
当然,环形槽28至31或者说材料去除部28至31的举例说明的形状设计结构应该不起到限制性作用。尤其是环形槽28至31的数量和顺序只是示例性的。
在图3中标出用于描述紧固套7和轴承套6的球状构造的附图标记,其中涉及包括其环形槽28至31的紧固套7的附图标记在图5中被标出,其中图4没有附图标记,这应该用于概览。
在如图3所示的实施例中,预安装滑动轴承4,其中该紧固套7以其内周表面完全与轴表面间隔开。
在图4中示出了预紧状态,在这里,紧固套7的内周表面33在中间环形槽31的区域内接触轴表面。内周表面33的端侧区32与轴表面间隔开。
在图5中示出了使用状态,在这里存在例如320℃的温度值。借助有利构造的紧固套7,有利地在轴向和径向上都获得轴2的膨胀补偿,如图5所示。内周表面的端侧区32也接触轴表面。
在图6中示出了轴承套6特殊地支承在轴承垫圈9内。
轴承垫圈9具有优选地呈阶梯状的凹空部42。凹空部42具有竖边43和与之相接的纵边44。竖边43在图面中从轴承垫圈9的内周表面46朝向外周表面47取向并且过渡至纵边44,该纵边相对于轴承垫圈9的内端面48取向。轴承垫圈9的内端面48可以接触轴承衬套13,如图6所示。竖边43也可以被称为径向边。因此,阶梯状的凹空部42内置地设置。
凹空部42的尺寸与轴承套6的径向以及轴向的结构设计相匹配,从而各轴承套6的各自的轴承端面8和与之相接的支承端侧区好像容纳在轴承垫圈9内。
轴承套6例如由陶瓷材料构成,例如由烧结碳化硅(SSiC)构成。轴承垫圈可以有利地由陶瓷材料构成,例如由与轴承套6的材料相同的材料,即例如由烧结碳化硅(SSiC)构成。因此排除轴承套6相对于轴承垫圈9的热引起的膨胀差。
还可能的是设有增强摩擦涂层49、51,例如像图6所示的那样。
增强摩擦涂层49可以在轴承套6的轴承侧端面8和竖边43之间起作用。增强摩擦涂层49可以或是布置在支承端面8,或是布置在竖边43,并且优选地以金刚石涂层的形式构成。增强摩擦涂层49、51例如能以金刚石涂覆膜的形式被粘接或者以金刚石涂层的形式来喷涂,其中例举出的施加方法当然不应该是限制性的。增强摩擦涂层51可以或是布置在轴承垫圈9的外端面52,或是布置在推力轴承座17的相应的接触面53,并且也能以金刚石涂层(如金刚石涂覆膜)的形式构成。虽然图6仅示出一侧,但所述内容也适用于滑动轴承4的未示出的那一侧。
紧固套7可由不锈钢例如耐高温的不锈钢或具有相似的物理特性的材料构成。夹紧环14可以由金属材料或非金属材料构成,优选地由特殊金属材料例如像双相钢或具有相似的物理特性的材料构成。可用于夹紧环14的材料还可以是耐高温的不锈钢或弹簧钢,其中紧固套7仍然可由双相钢或弹簧钢构成。
夹紧环14布置在轴承衬套13和轴承壳体16之间。在优选实施方式中,夹紧环14在其内周表面54和其外周表面56都具有增强摩擦涂层57,如图7所示。
因此在安装时优选采取以下操作,首先为夹紧环14配设增强摩擦涂层57。这可以像增强摩擦涂层49或51那样来施加。随后或者与涂覆过程同时地,加热夹紧环14,使得它扩张。扩张的夹紧环14收纳轴承衬套13,从而形成一个预组装单元58。如果夹紧环14被冷却,则它根据其材料特性收缩,从而使得相互紧贴的表面之间形成第一压力接合,在这里,增强摩擦涂层57接设于其间。随后,加热轴承壳体16,使得它扩张。因此,预组装单元58可被装入轴承壳体16,其中轴承壳体16随后冷却,即又收缩。
预组装单元58或者说其夹紧环的冷却可以无需使用相应的冷却装置或者借助冷却装置来完成,这当然也适用于轴承壳体16。
没有详细地介绍滑动轴承4的其它组成部分的安装。
针对目标的是,好像一方面在夹紧环14和轴承衬套13之间且另一方面在夹紧环14和轴承壳体16之间提供了双重压力接合。
因此,尤其可以获得轴向抗移动性和径向抗转动性。相应地设置的增强摩擦涂层57支持这样做。
另外,例如在图3和图6中还能看到,轴承衬套13在其内周表面59具有倒角边缘(倒角62)。倒角62可设置在两侧即在图面中的右侧和/或左侧。该措施尤其在示例性的磁耦合泵1启动或关停时是目标明显的,因为由此能补偿边缘压力,该边缘压力可能因为转动单元的晃动和压力套管对叶轮的径向力作用而出现。就此而言,倒角62对于例如通过径向液压负荷来避免例如在磁耦合泵1启动和关停时的边缘载荷是有利的。因此近似地排除了局部的或逐点的轴承负荷。
还如图7所示,轴承衬套13最好在其内周表面59也具有倒角62。也可以在外周表面61设置倒角。夹紧环14和轴承壳体16同样也可以具有倒角。
轴承壳体16和轴2由不锈钢构成。轴承衬套13、轴承套6和轴承垫圈9由陶瓷材料例如烧结碳化硅(SSiC)构成,其中紧固套7例如可由耐高温的不锈钢构成,而夹紧环14例如可由双相钢构成。增强摩擦涂层49、51和57能够以金刚石涂层的形式构成。
轴承套6、轴承垫圈9以及轴承衬套13和紧固套7且还有夹紧环14的例举出的材料配对当然不应该是限制性的。也可以想到各个组成部件原则上由所有合适的陶瓷构成。碳化钨、碳、聚四氟乙烯(PTFE)、玻璃纤维加强材料、碳纤维加强材料或者金属材料也可以作为所述材料或材料的组合。
附图标记列表
1磁耦合泵
2泵轴
3叶轮
4流体动力滑动轴承
6轴承套
7紧固套
8支承端面
9推力轴承件
116的端面
127的端面
13轴承衬套
14夹紧环
16轴承壳体
17推力轴承件
1811的球状表面
1912中的球形凹部
20过渡区域
21过渡区域
226的内周表面
236的外周表面
2418的顶点
2612上的上剩余边
2712上的下剩余边
28端侧环形槽
29中心环形槽
31中间环形槽
327的端侧区
337的内周表面
347的外周表面
3628的底面
3729的U形边
3829的底面
3931的U形边
4131的底面
429中的凹空部
43竖边/径向边
44纵边
469的内周表面
479的外周表面
489的内端面
49增强摩擦涂层
51增强摩擦涂层
529的外端面
53接触面
5414的内周表面
5614的外周表面
5714上的增强摩擦涂层
58预组装单元
5913的内周表面
6113的外周表面
62倒角

Claims (12)

1.一种用于安装磁耦合泵(1)的轴(2)的流体动力滑动轴承(4)的方法,其中该流体动力滑动轴承(4)具有设置于轴承套(6)之间的紧固套(7)和设于轴承套(6)和轴承壳体(16)之间的轴承衬套(13),该轴承衬套由陶瓷材料构成,其特征在于,该方法至少包括以下步骤:
A.至少在夹紧环(14)的朝向所述轴承衬套(13)的内周表面(54)上涂覆增强摩擦涂层(57),
B.加热所述夹紧环(14)并将其安装到轴承衬套(13)上,从而形成预组装单元(58),并且
C.加热所述轴承壳体(16),其中所述预组装单元(58)被装入所述轴承壳体(16)。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预组装单元(58)在其被装入轴承壳体(16)之前被冷却。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述轴承壳体(16)在所述预组装单元(58)被装入轴承壳体(16)之后被冷却。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述夹紧环(14)的内周表面(54)和外周表面(56)上都施加有增强摩擦涂层(57)。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述轴承衬套(13)上设置有倒角(62)。
6.一种根据前述权利要求中的任一项所述的方法安装的磁耦合泵(1)的轴(2)的流体动力滑动轴承,其中所述流体动力滑动轴承(4)具有设置于轴承套(6)之间的紧固套(7)和设于轴承套(6)和轴承壳体(16)之间的轴承衬套(13),该轴承衬套由陶瓷材料构成,其特征在于,在所述轴承壳体(16)和所述轴承衬套(13)之间设有夹紧环(14),所述夹紧环(14)至少在它的朝向所述轴承衬套(13)的内周表面(54)上具有增强摩擦涂层(57)。
7.根据权利要求6所述的流体动力滑动轴承,其特征在于,所述夹紧环(14)在其内周表面(54)和其外周表面(56)上都具有增强摩擦涂层(57)。
8.根据权利要求6或7所述的流体动力滑动轴承,其特征在于,所述夹紧环(14)一方面具有与轴承衬套(13)的压力接合且另一方面具有与轴承壳体(16)的压力接合。
9.根据权利要求6所述的流体动力滑动轴承,其特征在于,所述轴承衬套(13)至少在其内周表面(59)上具有倒角(62)。
10.根据权利要求6所述的流体动力滑动轴承,其特征在于,所述轴承衬套(13)由陶瓷材料构成,并且所述夹紧环(14)由金属材料构成,其中所述增强摩擦涂层(57)以金刚石涂层的形式构成。
11.根据权利要求6所述的流体动力滑动轴承,其特征在于,所述轴承衬套(13)由烧结碳化硅构成,其中所述增强摩擦涂层(57)以金刚石涂层的形式构成。
12.根据权利要求6所述的流体动力滑动轴承,其特征在于,所述夹紧环(14)由双相钢构成,其中所述增强摩擦涂层(57)以金刚石涂层的形式构成。
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