CN103998800A - 轴承组件系统的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种轴承组件系统适于在碎石机上使用，碎石机具有主框架、主轴、偏心件和压碎机头。轴承组件系统包括围绕主轴设置的第一轴承环、相邻于第一轴承环设置的第二轴承环、和用于输送流体到第一轴承环和第二轴承环中的至少一个的装置。该较佳的轴承组件系统的第一轴承环和第二轴承环中的至少一个包括流体凹陷部。该较佳的方法还包括了从用于输送流体到第一轴承环和第二轴承环中的至少一个的装置输送流体。

Description

轴承组件系统的装置和方法
相关申请的交叉引用
本申请是重新涉及并要求于2011年10月6日提交的、申请号为61/626,981名称为“用于碎石机的止推轴承系统”的美国临时申请优先权。
技术领域
本发明总体涉及了轴承组件，并尤其涉及了适于在碎石机上使用的轴承组件系统。
背景技术
已知在压碎机轴或碎石机头部的下方使用球轴承或球形止推轴承。然而，传统的球轴承和球形止推轴承具有一个或多个缺点。例如，传统的球轴承和球形止推轴承是昂贵的。传统的球轴承和球形止推轴承也产生了不想要的热并具有不想要的短的可操作寿命。传统的球轴承和球形止推轴承还具有不理想的低承载能力。此外，传统的球轴承和球形止推轴承难以维护、维修和替换。
所以，希望提供能减少轴承成本的轴承组件系统的装置和方法。也希望提供的装置和方法可减少由轴承产生的热并增加轴承的可操作寿命。如果所提供的设备和方法可增加轴承的承载能力，将会是更理想的。如果这个设备和方法可提供将简化轴承的维护、维修和替换，将会是更理想的。
本发明具体实施方式的优点
因此，在此要求的本发明的具体实施例一个优点是提供了一种轴承组件的设备和方法，其降低了轴承的成本。在此要求的本发明的具体实施例的另一优点是提供了用于轴承组件系统的装置和方法，其减少了由轴承产生的热并增加了轴承的可操作寿命。在此要求的本发明具体实施例再一个优点是提供了一种轴承组件的设备和方法，其增加了轴承的承载能力。在此要求的本发明具体实施例再一个优点是提供了一种轴承组件的设备和方法，其简化了轴承的维护、维修和替换。
本发明具体实施例的额外的优点从附图和下述说明的检查中更加明显。
技术术语的解释
如文中所用的术语“流体凹陷部”是指任何槽、通道、凹穴、斜面，或在轴承接触表面的适于接收、收集和/或分配加压流体的其他区域。
如文中所用的术语“环”无限制地包括单环或多环段，或包含在偏心件、主框架和/或压碎机头内的单环或多环段压碎机头。
发明内容
本发明的装置包括适于在碎石机上使用的轴承组件系统，碎石机具有主框架、主轴、偏心件和压碎机头。轴承组件系统包括围绕主轴的设置第一轴承环、相邻于第一轴承环设置的第二轴承环和用于传送流体到第一轴承环和第二轴承环中的至少一个的装置。在该较佳的轴承组件系统中，第一轴承环和第二轴承环中的至少一个包括了流体凹陷部。
本发明的方法包括了轴承组件系统的方法，所述方法包括提供轴承组件系统。该较佳的轴承组件系统适于在碎石机上使用，碎石机具有主框架、主轴、偏心件和压碎机头。较佳的轴承组件系统包括围绕主轴设置的第一轴承环、相邻于第一轴承环设置的第二轴承环和用于传送流体到第一轴承环和第二轴承环中至少一个的装置。在该较佳的轴承组件系统中，第一轴承环和第二轴承环中的至少一个包括流体凹陷部。该较佳的方法还包括了从传送流体装置传送流体到第一和第二轴承环中的至少一个。
附图说明
本发明目前较佳的实施例在附图中示出。其中参考标记在全篇中表示类似的部分，其中：
图1是本发明的轴承组件系统的较佳实施例的正面剖视图。
图2是图1中示出的较佳轴承组件系统的正面剖视图。
图3是图1到2中示出的本发明的轴承组件系统的较佳的平轴承环的立体图。
图4是图1到2中示出的本发明的轴承组件系统的较佳的斜面轴承环的立体图。
图5是图1到2和4中示出的本发明的轴承组件系统的较佳的斜面轴承环的立体图。
图6是图1到2和4到5中示出的本发明的轴承组件系统的较佳的斜面轴承环的立体剖视图。
图7是图1到2和4到6中示出的本发明的轴承组件系统的较佳的内套管的立体图。
图8是本发明的轴承组件系统的第一替换实施例的正面剖视图。
图9是本发明的较佳的斜面轴承环的第一替换实施例的立体图。
图10是图9所示的较佳的斜面轴承环的第一替换实施例的立体图。
图11是图9-10所示的较佳的斜面轴承环的第一替换实施例的立体剖视图。
具体实施方式
现在参照附图，根据本发明的轴承组件系统的具体实施例如图1到11所示。如图1-11所示，较佳的轴承组件系统适于减少轴承的成本。在此要求的本发明的具体实施例也提供了用于轴承组件系统的装置和方法，其减少了由轴承产生的热并增加了轴承的可操作寿命。在此要求的本发明具体实施例又提供了一种轴承组件的设备和方法，其增加了轴承的承载能力。在此要求的本发明具体实施例又提供了一种轴承组件的设备和方法，其简化了轴承的维护、维修和替换。
现参照图1，示出了本发明的轴承组装系统的较佳实施例的正面剖视图。如图1所示，该较佳的轴承组件系统总的用附图标记20标识。
较佳的轴承组件系统20适于在碎石机22上使用，碎石机具有主框架24、主轴26、偏心件28和压碎机头30。在轴承组件系统20的较佳实施例中，轴承组件系统适于支承压碎机头30的载荷或在该压碎机头30上的载荷，来自压碎机头的载荷通过轴承被直接或间接地传送到主框架24。
仍参照图1，较佳的轴承组件20包括第一轴承环如下部平轴承环32和第二轴承环如下部斜面轴承环34，该下部平轴承环32围绕主轴26设置，该下部斜面轴承环34相邻于第一轴承环设置。较佳地，下部平轴承环32设置在主框架上，而下部斜面轴承环34设置在偏心件28上。在轴承组件系统的较佳实施例中，第一轴承环和第二轴承环中的至少一个包括了流体凹陷部。较佳的下部平轴承环32和下部斜面轴承环34适于在开始前流体静力地分离，并在开始时(例如，在转动时)彼此流体动力地分离，以保证在碎石机正常运行期间在轴承环之间没有接触。较佳的轴承组件系统20还包括第三轴承环如围绕主轴26设置的上部斜面轴承环40和第四轴承环如相邻于第三轴承环设置的上部平轴承环42。较佳地，上部斜面轴承环40设置在偏心件28上，上部平轴承环42设置在压碎机头30上。尽管图1示出轴承环的较佳构造和布置，但在本发明的范围内可设想到，轴承环可以是任何合适的构造和布置。例如，在本发明的范围内可以设想，斜面轴承环可设置在主框架上，而平轴承环可设置在偏心件上。
仍参照图1，较佳的轴承组件系统20还包括用于传送流体到第一轴承环和第二轴承环中的至少一个的装置。用于传送流体到第一轴承环和第二轴承环中的至少一个的较佳装置是油供给组件44，其包括导管46和流体源48。较佳地，用于传送流体到第一轴承环和第二轴承环中的至少一个的同一装置也适于传送流体到第三轴承环和第四轴承环中的至少一个。尽管图1示出了用于传送流体到轴承环的装置的较佳构造和布置，但在本发明的范围内可设想到，用于传送流体到轴承环的装置可以是任何合适的构造和布置。
现在参照图2，示出了较佳的轴承组件系统20的前视剖视图。如图2所示，较佳的轴承组件系统20包括下部平轴承环32、下部斜面轴承环34、上部斜面轴承环40、上部平轴承环42、油供给组件44和导管46。在本发明的较佳实施例中，平轴承环32和斜面轴承环34在用流体加压系统之前彼此支承。加压油被从轴的底部向轴的顶部输送到压碎机的主轴26。加压油接着通过径向导管50被输送到环状室48，该环状室通过主轴26的外壁和内套管49的内壁限定。在环状室48内的加压油被输送到转动的内套管49内的竖直槽，该内套管安装于转动的偏心件28。因为环状室48围绕主轴26，油可恒定地流入转动的内套管9。加压油接着流经在内套管49内的竖直槽，并通过径向导管52输送到偏心件28。较佳的径向导管52与每一个斜面轴承环34和40中的油入口孔流体连通。尽管图2示出了用于传送流体到轴承环的装置的较佳构造和布置，但在本发明的范围内可设想到，用于传送流体到轴承环的装置可以是任何合适的构造和布置。
现参照图3，示出了轴承组件系统20的较佳的下部平轴承环32的立体图。如图3所示，较佳的平轴承环包括适于支承斜面下部轴承环34的基本上平的轴承表面53，和适于接收紧固装置的多个孔54。尽管图3示出平轴承环的较佳构造和布置，但在本发明的范围内可设想到，平轴承环可以是任何合适的构造和布置。
现参照图4，示出了根据本发明的较佳的斜面轴承环34的立体图。如图4所示，较佳的轴承环34包括平轴承表面55、流体馈送入口56、流体馈送凹穴57、流体出口58和斜面凹穴62。尽管图4示出斜面轴承环的较佳构造和布置，但在本发明的范围内可设想到，斜面轴承环可以是任何合适的构造和布置。例如，在本发明的范围内设想的斜面轴承环可不包括任何流体出口，使得加压油从轴承环的面排出系统。
现参照图5，示出了轴承组件系统20的较佳的下部斜面轴承环34的立体图。如图5所示，较佳的下部斜面轴承环34包括斜面凹穴62，该斜面凹穴从靠近流体馈送凹穴57的下端64向靠近流体出口58的上端66倾斜。
现参照图6，示出了轴承组件系统20的较佳的下部斜面轴承环34的立体剖视图。如图6所示，较佳的下部斜面轴承环34包括在斜面轴承凹穴62对面的基本上平的面70。较佳的基本上平的面70包括与流体馈送凹穴57流体连通的外部通道72。在该较佳实施例中，轴承组件系统的流体静力操作允许在机器开始期间的低速、低载荷的操作。在压碎机开始之前(转动开始之前)，该较佳的系统输送加压油到一对轴承环。油通过流体馈送入口56进入每一个斜面凹穴(每个斜面轴承环较佳地具有多个轴承垫)。
加压油填充流体馈送凹穴57和斜面凹穴62。较佳的斜面凹穴62优选地在下端64的深度开始，向设置在斜面凹穴的相对端的上端66的平表面倾斜。这个区域上的压力给予流体静力升力，提供斜面轴承环和平轴承环之间的分离。当部件分离时，油将会经过轴承的平面输送出斜面凹穴区域并到面上。所达到的升力大小取决于油流速。
在压碎机开始转动之后，平轴承环32和斜面轴承环34已经由上述的流体静力类型油薄膜分离。随着碎石机速度增加，在平轴承环32和平轴承环34之间的相对运动也增加。这种相对运动会引起在流体馈送凹穴57内的油由于其粘度而被“拖拽”进入斜面凹穴62的下端64。一旦在斜面凹穴62中，油就会由于其粘度而被迫进入在斜坡(楔块)和匹配平轴承环之间的会聚容积。楔作用形成了压力，并借助可支承垂向压碎载荷的一个力将平轴承环推离斜面凹穴。当承载时，该轴承组件系统较佳地在非常接近的间隙(较佳地少于0.003)工作。该小间隙足够形成在围绕斜坡的平表面和平轴承环之间的密封，并且油泄漏被最小化或消除。
现参照图7，示出了轴承组件系统20的较佳的内套管49的立体图。如图7所示，较佳的内套管49包括竖直槽82。尽管图7示出内套管的较佳构造和布置，但在本发明的范围内可设想到，内套管可以是任何合适的构造和布置。
现参照图8，示出了本发明的轴承组装系统的较佳实施例的第一替代实施例的正面剖视图。如图8所示，轴承组件系统的第一替代实施例总的用参考标记120标识。较佳的轴承组件系统120包括下部平轴承环132、下部斜面轴承环134、上部斜面轴承环140和上部平轴承环142。较佳的下部平轴承环132设置在主框架122上，较佳的下部斜面轴承环134设置在偏心件126上，较佳的上部轴承环140设置在偏心件126上，而较佳的上部平轴承环142设置在压碎机头上。在较佳的轴承组件系统120中，加压油通过主框架导管146被输送到下部轴承环，主框架导管146经过主框架122。较佳地，加压油通过平轴承环132输送到在斜面轴承环134中的转动槽161。较佳的转动槽161能保持与平轴承环132连接，甚至在斜面轴承环134转动时也行。加压油从下部斜面轴承环134通过偏心件导管148传输到上部斜面轴承环140。尽管图8示出轴承组件系统的第一替代实施例的较佳构造和布置，但在本发明的范围内可设想到，轴承组件系统可以是任何合适的构造和布置。
现参照图9，示出了本发明的下部斜面轴承环的第一替代实施例的立体图。如图9所示，下部斜面轴承环的第一替代实施例总的用参考标记234标识。较佳的下部斜面轴承环234包括平轴承表面255，其适于支承下部平轴承环的基本上平的轴承表面。更具体地，较佳的下部斜面轴承环234包括流体馈送入口256、流体馈送凹穴257、流体出口258、第一转动槽260、第二转动槽261和斜面凹穴262。尽管图9示出斜面轴承环234的较佳构造和布置，但在本发明的范围内可设想到，斜面轴承环可能是任何合适的构造和布置。
现参照图10，示出了轴承组件系统20的较佳的下部斜面轴承环234的立体图。如图10所示，较佳的下部斜面轴承环234包括斜面凹穴262，该斜面凹穴从相邻于流体馈送凹穴257的下端264向相邻于流体出口258的上端266倾斜。
现参照图11，示出了较佳的下部斜面轴承环234的立体剖视图。如图11所示，较佳的下部斜面轴承环234包括在斜面轴承凹穴262对面的基本上平的面270。较佳的基本上平的面270包括与流体馈送凹穴257和转动槽260流体连接的外部通道272。此外，较佳的转动槽260和261适于输送加压油进入必要的支承区域，并在低速(开始)状态下支承压碎机头。较佳地，转动槽260和261可包含在斜面轴承环234内并适于通过轴承分配加压油。较佳的转动槽260和261还可在低速状态下(如开始状态)贡献流体静力升力。较佳的斜面轴承环包括两个转动槽，其中的每一个与转动偏心件独立连接以控制每个转动槽到轴承的油流。在本发明的范围内也可设想到，一个或多个转动槽可适于传输加压油到不同的轴承组。
在操作中，轴承组件系统的具体实施例的若干优点已经达到。例如，轴承组件系统的具体实施例适于减少轴承的成本。在此要求的本发明的具体实施例要求也提供了用于轴承组件系统的装置和方法，其减少了由轴承产生的热并增加了轴承的可操作寿命。在此要求的本发明具体实施例又要求提供了一种轴承组件的设备和方法，其增加了轴承的承载能力。在此要求的本发明具体实施例又提供了一种轴承组件的设备和方法，其简化了轴承的维护、维修和替换。
该较佳的混合型流体静力－流体动力轴承组件系统也支承压碎机头载荷。较佳地，轴承环具有相比传统球形设计更大的直径，从而提供较大的表面面积(每单位面积较少载荷)并增加能产生流体动力分离的相对表面速度。该较佳的流体动力轴承的成本低，并具有相比传统球轴承而言更小尺寸的横截面和较长的可操作寿命。此外，为了耐久，较佳的油膜生成斜面由钢铁制成。传统的斜环包括由铜制成的斜面。
该较佳的混合型流体静力－流体动力轴承组件系统可放置在压碎机头和偏心件以及偏心件和压碎机框架之间。当偏心件转动时，压碎力和构件的重量通过轴承组件系统由框架支承。一系列槽馈送加压油进入轴承组件系统以提供斜面轴承环和平轴承环之间的分离。互连的油槽被包括在压碎框架、偏心件和轴承环中。
该较佳的轴承组件系统的构造和布置将推力载荷直接输送到压碎框架，而不是像传统设计那样经过主轴。所以，压碎机框架可较轻，因为压碎机力靠近框架的支承臂。
尽管此说明书包含很多具体内容，但这些不应被诠释成是对本发明的范围的限制，而是仅提供对本发明的一些目前较佳的实施例以及发明人实施本发明所设想的最佳模式的说明。这里描述的发明易于各种改变和修改，这些改变和修改意在所附权利要求书的等同物的范围和意义下理解。

Claims (19)

1.一种适于在碎石机上使用的轴承组件系统，所述碎石机具有主框架、主轴、偏心件和压碎机头，所述轴承组件系统包括：
(a)第一轴承环，所述轴承环围绕主轴设置；
(b)第二轴承环，所述第二轴承环相邻于第一轴承环设置；
(c)用于输送流体到第一轴承环和第二轴承环中的至少一个的装置；
其中，第一轴承环和第二轴承环中的至少一个包括了流体凹陷部。
2.如权利要求1所述的轴承组件系统，其特征在于，其中第一轴承环设置在主轴上。
3.如权利要求1所述的轴承组件系统，其特征在于，其中第二轴承环设置在偏心件上。
4.如权利要求1所述的轴承组件系统，其特征在于，其中轴承组件系统适于支承压碎机头的载荷以及压碎机头上的载荷。
5.如权利要求1所述的轴承组件系统，其特征在于，其中第二轴承环包括流体进口。
6.如权利要求1所述的轴承组件系统，其特征在于，其中第二轴承环包括流体馈送凹穴。
7.如权利要求1所述的轴承组件系统，其特征在于，其中第二轴承环包括流体出口。
8.如权利要求1所述的轴承组件系统，其特征在于，其中第二轴承环包括转动槽。
9.如权利要求1所述的轴承组件系统，其特征在于，其中第二轴承环包括斜坡面。
10.如权利要求1所述的轴承组件系统，其特征在于，其中用于输送液体到第一轴承环和第二轴承环中的至少一个的装置包括导管。
11.如权利要求1所述的轴承组件系统，其特征在于，其中用于输送液体到第一轴承环和第二轴承环中的至少一个的装置包括流体源。
12.如权利要求1所述的轴承组件系统，其特征在于，其中第一轴承环和第二轴承环适于在用流体对系统加压时流体静力地分离。
13.如权利要求1所述的轴承组件系统，其特征在于，其中第一轴承环和第二轴承环适于在开始之后流体动力地彼此分离。
14.如权利要求1所述的轴承组件系统，其特征在于，还包括：
(a)第三轴承环，所述第三轴承环围绕主轴设置；
(b)第四轴承环，所述第四轴承环相邻于第三轴承环设置；
15.如权利要求14所述的轴承组件系统，其特征在于，其中第三轴承环设置在偏心件上。
16.如权利要求14所述的轴承组件系统，其特征在于，其中第四轴承环设置在压碎机头上。
17.如权利要求1所述的轴承组件系统，其特征在于，还包括油供给组件，所述油供给组件适于将油供给到第一和第二轴承环中的至少一个。
18.一种适于在碎石机上使用的轴承组件系统，所述碎石机具有主框架、主轴、偏心件和压碎机头，所述轴承组件系统包括：
(a)第一轴承环，所述轴承环围绕主轴设置；
(b)第二轴承环，所述第二轴承环相邻于第一轴承环设置；
(c)用于输送流体到第一轴承环和第二轴承环中的至少一个的装置；
其中，第一轴承环和第二轴承环中的至少一个包括流体凹陷部；以及其中，第一轴承环和第二轴承环适于在用流体对系统加压时流体静力地分离；其中，第一轴承环和第二轴承环适于在开始之后流体动力地彼此分离。
19.一种适于在碎石机上使用的轴承组件系统的方法，所述碎石机具有主框架、主轴、偏心件和压碎机头，所述方法包括：
(a)提供轴承组件系统，所述轴承组件系统包括：
(i)第一轴承环，所述轴承环围绕主轴设置；
(ii)第二轴承环，所述第二轴承环相邻于第一轴承环设置；
(iii)用于输送液体到第一轴承环和第二轴承环中的至少一个的装置；
其中，第一轴承环和第二轴承环中的至少一个包括了流体凹陷部；
(b)从传送流体装置传送流体到第一和第二轴承环中的至少一个。
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