CN103717923A - 用于单轴流体机械的倾斜段径向轴承 - Google Patents

Abstract

一种用于单轴流体机械的倾斜段径向轴承，其具有：支撑环（3）、倾斜段固定装置（4）和倾斜段（5），所述倾斜段在所述倾斜段径向轴承（1）的安装状态中位于上部并地且在径向上可移动地由所述倾斜段固定装置（4）支撑在所述支撑环（3）上，所述倾斜段固定装置具有预紧装置（20），当单轴流体机械的运行转速高于预先确定的倾斜段预紧转速时，倾斜段（5）借助所述预紧装置在朝向单轴流体机械的轴的方向上预紧，以至于，当单轴流动机械的运行转速低于倾斜段预紧转速时，所述倾斜段（5）能够无预紧力地在径向上运动。

Description

用于单轴流体机械的倾斜段径向轴承

技术领域

本发明涉及一种用于单轴流体机械的倾斜段径向轴承。

背景技术

流体机械，例如单轴流体机械，具有转子，所述转子具有轴。对于轴的轴承尤其可以考虑倾斜段径向轴承，在所述倾斜段径向轴承中，轴能够围绕其轴线转动。倾斜段径向轴承通常具有三个或四个倾斜段，其中在下部和上部的倾斜段之间是不同的。下部的倾斜段承载轴的重力，所述重力经由下部的倾斜段、支撑环和轴承壳体被导入到基座中。上部的倾斜段防止在故障情况中轴从下部的倾斜段抬起并且对轴起减振的作用。上部的倾斜段或者松动地位于轴上或者借助于弹簧被压到轴上。

为了润滑并且为了冷却，油穿过倾斜段流入到轴和倾斜段的滑动面之间的密封间隙中。在轴转动时，形成流体动力油膜，轴在所述流体动力的油膜上“浮动”。如果在转动时出现不平衡，那么会出现浮动。如果上部的倾斜段松动地位于轴上，那么通过它们仅能够产生较小的减振。通常为了减振，上部的倾斜段借助于弹簧被压到轴上。如果机器关断，那么轴必须在所谓的转动模式中缓慢地旋转，以至于它在冷却时没有被压弯。但是在这个转动模式中以及在机器起动时，不利的是，上部的倾斜段压到轴上，因为由此会在倾斜段的滑动面上和轴的表面上导致损伤。此外，仅少量的油能够流到密封间隙中，以至于仅产生较小的冷却。此外，由于在转动模式中的差的滑动特性，需要高的驱动力，由此降低了机器的效率。

在FR2574503A1中描述了一种流体动力的轴承，其中在轴和倾斜段之间的间隙中存在流体，所述流体与压力室连接，其中所述压力室对倾斜段施加压力。其它的轴承在US3497276A和DE1425111A1中描述。

发明内容

本发明的目的是，完成一种用于单轴流体机械的倾斜段径向轴承，其中所述倾斜段径向轴承实现了良好的减振并且在运行中可良好地冷却。

根据本发明的用于单轴流体机械的倾斜段径向轴承具有支撑环、倾斜段固定装置和倾斜段，所述倾斜段在倾斜段径向轴承的安装状态中位于上部地并且在径向上可移动地由倾斜段固定装置支撑在支撑环上，所述倾斜段固定装置具有预紧装置，当单轴流体机械的运行转速高于预先确定的倾斜段预紧转速时，倾斜段借助所述预紧装置在朝向单轴流体机械的轴的方向上预紧，以至于，当单轴流动机械的运行转速低于倾斜段预紧转速时，所述倾斜段能够无预紧力地在径向上运动。

在单轴流体机械转速低时，所述轴距下部的倾斜段的距离小，因为流体动力的油膜不会构成，轴在所述流体动力油膜上“浮动”。根据本发明的倾斜段径向轴承的倾斜段在这种情况下仅借助其重力位于轴上。如果轴的转速提高，那么构成流体动力油膜，所述流体动力油膜使轴抬起。如果预先确定的倾斜段预紧转速被超过，那么轴具有距下部的倾斜段这样大的距离，使得根据本发明的倾斜段径向轴承的预紧装置有利地经由倾斜段对轴施加压力。

预紧装置优选设计为，使得倾斜段的预紧在单轴流体机械以高于倾斜段预紧转速的运行转速运行时随着所述单轴流体机械的转速而增加。预紧装置优选具有盘形弹簧，所述盘形弹簧径向地支撑在支撑环上和倾斜段上。此外，预紧装置根据本发明设计为，使得倾斜段的预紧在单轴流体机械在预紧转速中运行时具有预先确定的极限预紧力。根据本发明，倾斜段固定装置具有保持部分，所述保持部分具有锁定机构、可在径向上移动地安装在支撑环上的杆和盘，倾斜段径向地支撑在所述盘的内侧上并且预紧装置径向地支撑在所述盘的外侧上，其中借助锁定机构，所述杆受限地固定在支撑环上，使得，当单轴流体机械的运行转速与倾斜段预紧转速相同时，倾斜段支撑在盘上并且被预紧装置以极限预紧力预紧。

优选倾斜段的径向运动向外受到限制。此外，盘优选在其径向地位于外部的一侧上具有止挡件以用于抵挡支撑环，通过所述止挡件，倾斜段的径向运动向外受到限制。此外，杆优选借助凸起从盘径向向内地凸出，所述凸起与倾斜段接合，以至于倾斜段在径向上可移动地并且在圆周方向上固定地安装。优选倾斜段固定装置具有固定销，通过所述固定销，倾斜段径向轴承的最小的径向位置被限制为，使得倾斜段与凸起不脱离接合。此外保持部分优选在其径向移动时在支撑环上径向地被引导。

当单轴流体机械以低于倾斜段预紧转速的转速转动时，根据本发明的倾斜段径向轴承的倾斜段有利地在径向上被引导地、在杆的凸起上自由地运动。如果机器的转速达到倾斜段预紧转速，那么有利地除了倾斜段的重力还有下述力起作用，所述力由盘形弹簧的预先确定的极限预紧力导致。此外，有利地通过盘式弹簧衰减轴的振动。

附图说明

在下文中，根据示意性的附图阐述根据本发明的倾斜段径向轴承的一个优选的实施方式。

图1示出根据本发明的、具有位于上部的倾斜段的倾斜段径向轴承的实施方式的横截面。

图2示出穿过所述实施方式的位于上部的倾斜段的纵向截面。

具体实施方式

如从图1和2中所示，倾斜段径向轴承1在其上部的轴承半部2中具有支撑环3、倾斜段5以及倾斜段固定装置4，借助所述倾斜段固定装置，倾斜段5被固定在支撑环3上。倾斜段滑动面6位于倾斜段4的径向的内侧上，所述倾斜段滑动面是圆柱面，其转动轴线在安装状态中与机器轴线重合。在安装状态中，倾斜段5位于轴上。倾斜段5在背离倾斜段滑动面6的一侧上具有倾斜段背部7，所述倾斜段背部平行于倾斜段滑动面6。

如从图1和2中所示，倾斜段固定装置4具有构成为空心的保持部分8，所述保持部分借助杆9在径向上可移动地安装在支撑环3上。此外保持部分8具有在轴向方向上并且在圆周方向上位于外部的盘10。此外，保持部分8在径向上位于内部的盘内侧11上具有凸起15，所述凸起的内侧在轴向方向上并且在圆周方向上与杆9的内侧形成连续的面。

如从图1和2中所示，预紧装置20支撑在背离盘内侧11的盘外侧12上。预紧装置20具有盘形弹簧22、垫片23、座16、补偿片17以及环形螺母13。盘形弹簧22的弹簧力径向地定向。垫片23的径向内侧位于盘外侧12上并且垫片在轴向方向上设置在杆9上。盘形弹簧22的径向内侧位于垫片23上并且盘形弹簧在轴向方向上设置在杆9上。座16被引入到支撑环3的内侧中的留空部中，其中所述座16径向地在内侧上贴靠盘形弹簧22。在座16和支撑环3之间引入补偿片17。环形螺母13被施加在杆9的径向外侧的端部上和轴向的外侧上，所述环形螺母经由支撑盘14支撑在支撑环3的外侧的留空部中。

如从图1和2中所示，座16具有止挡件18，盘10在其径向运动中能够与所述止挡件抵挡，以至于径向运动向外受到限制。垫片23具有比盘形弹簧22更长的轴向延伸，以至于在盘形弹簧22和止挡件18之间构成盘形弹簧空腔21，在所述盘形弹簧空腔中，盘形弹簧22在压缩时能够在轴向上扩展。

如从图1和2中所示，凸起15在倾斜段背部7上与倾斜段5接合，以至于倾斜段5在凸起15上径向地被引导。在倾斜段5中，在其倾斜段背部7上引入螺纹25，固定销24的下部的端部被引入到所述螺纹中。固定销24被引导穿过构成为空心的保持部分8和穿孔板27，所述穿孔板在保持部分8的位于外部的端部上被支撑。在穿孔板27的外侧上，固定销24设置有固定螺母26，借助所述固定螺母，固定销24支撑在穿孔板27上，以至于倾斜段5的最小的径向位置得到确定。

如从图1和2中所示，倾斜段5在凸起15上被径向地引导并且仅因其重力影响而运动。如果轴以倾斜段预紧转速旋转，那么它在流体动力膜上“浮动”，并且位于轴上的倾斜段5借助其倾斜段背部7抵挡盘内侧11，并且除了重力外还有下述力作用在倾斜段5上，所述力由通过预紧装置20设定的盘形弹簧22的极限预紧力导致。

如从图1和2中所示，在固定销24和保持部分8之间的空腔中构成油道28，所述油道通入到构成在倾斜段5中的油腔29中。在倾斜段滑动面6中设置油出口30，所述油出口与油腔29连接。

如从图2中所示，在盘10和止挡件18的孔中设置有径向定向的引导销19，以至于保持部分8在其径向移动时在支撑环3上径向地被引导。

为了预设倾斜段5的间隙，将倾斜段径向轴承1竖起地设置，并且将模拟轴置入到倾斜段径向轴承1中。通过垫片17的厚度设定所期望的极限预紧力。紧接着，将环形螺母13旋紧并且将固定螺母26拧紧到这种程度，使得倾斜段5恰好不位于虚拟轴上。在这种设置中，倾斜段5的最大的间隙被测量，并且当所述间隙不满足安装规范时，调节补偿片17的厚度。紧接着，环形螺母13被松到这种程度，使得倾斜段5以预先确定的间隙悬在轴的上方。环形螺母13的这个位置通过标记来识别。

为了最终设置所述间隙，在倾斜段径向轴承1被安装到机器壳体中之后并且在轴被安装到倾斜段径向轴承中之后，首先将环形螺母13旋紧并且测量最大的间隙。如果必要，则调节补偿片17的厚度。紧接着，将环形螺母13松开直至标记处并且测量所述间隙。如果必要，则通过再调整环形螺母13调节所述间隙。最后，将固定螺母26松到这种程度，使得倾斜段5松动地放在轴上，并且将环形螺母13以及固定螺母26固定以防止旋转。

Claims (8)

1.一种用于单轴流体机械的倾斜段径向轴承，具有：

支撑环（3）、倾斜段固定装置（4）和倾斜段（5），所述倾斜段在所述倾斜段径向轴承（1）的安装状态中位于上部地并且在径向上能移动地由所述倾斜段固定装置（4）支撑在所述支撑环（3）上，所述倾斜段固定装置具有预紧装置（20）和保持部分（8），所述保持部分具有锁定机构（13）、能径向移动地安装在所述支撑环（3）上的杆（9）和在所述杆（9）上凸出的并且固定在所述杆（9）上的盘（10），所述倾斜段（5）能够径向地支撑在所述盘内侧上并且所述预紧装置（20）能够径向地支撑在所述盘外侧上，

其中借助所述锁定机构（13），所述杆（9）径向向内受限地固定在所述支撑环（3）上，使得当所述单轴流体机械的运行转速与预先确定的倾斜段预紧转速相同时，所述倾斜段（5）才支撑在所述盘（10）上并且由所述预紧装置（20）以预先确定的极限预紧力预紧，

由此在所述单轴流体机械的所有运行转速高于所述倾斜段预紧转速时，所述倾斜段（5）借助所述预紧装置（20）在朝向所述单轴流体机械的轴的方向上预紧，并且在所述单轴流动机械的所有的运行转速低于所述倾斜段预紧转速时，所述倾斜段（5）能无预紧力地在径向上运动。

2.根据权利要求1所述的倾斜段径向轴承，

其中所述预紧装置（20）设计为，使得在所述单轴流体机械以高于所述倾斜段预紧转速的运行转速运行时，所述倾斜段（5）的预紧力随着所述单轴流体机械的所述运行转速而增加。

3.根据权利要求2所述的倾斜段径向轴承，

其中所述预紧装置（20）具有盘形弹簧（22），所述盘形弹簧径向地支撑在所述支撑环（3）上和所述倾斜段（5）上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的倾斜段径向轴承，

其中所述倾斜段（5）的径向运动向外受到限制。

5.根据权利要求4所述的倾斜段径向轴承，

其中所述盘（10）在其径向地位于外部的侧（12）上具有止挡件（18）用于抵挡所述支撑环（3），通过所述止挡件，所述倾斜段（5）的所述径向运动向外受到限制。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的倾斜段径向轴承，

其中所述杆（9）借助凸起（15）从所述盘（10）径向向内地凸出，所述凸起与所述倾斜段（5）接合，以至于所述倾斜段（5）在径向上能移动地并且在圆周方向上固定地安装。

7.根据权利要求6所述的倾斜段径向轴承，

其中所述倾斜段固定装置（4）具有固定销（24），借助所述固定销，所述倾斜段径向轴承（1）的最小的径向位置被限制为，使得所述倾斜段（5）与所述凸起（15）没有脱离接合。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的倾斜段径向轴承，

其中所述保持部分（8）在其径向移动时在所述支撑环（3）上径向地被引导。

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