CN104364055A - 对开摩擦轴承组件的维修工具和方法及利用它的旋转机器 - Google Patents

Abstract

一种工具设计成对轴承组件(1)执行维修操作，轴承组件包括分裂成至少两个壳(5,6)的衬套；维修工具包括设置成对衬套壳(5,6)起作用并使之旋转的装置。具体地说，这种装置包括滑动件(9)和销(8)；滑动件(9)具有横向于其滑动方向的孔，并且销(8)可滑动地安装在孔的内部，并从孔中突出来；在第一操作位置，销对壳(5,6)起作用，而在第二操作位置，销不对任何壳起作用。方法包括使衬套壳(5,6)旋转而不使受支撑的轴(2)旋转，以及一次对一个壳执行维修操作同时使轴受到另一壳的支撑。

Description

对开摩擦轴承组件的维修工具和方法及利用它的旋转机器

技术领域

这里公开的主题的实施例总地涉及一种用于对开式摩擦轴承组件的维修工具和维修方法，以及利用它的旋转机器。

背景技术

在“石油和天然气”的领域(即工业领域，包括涉及寻找、生产、处理、运输和分配石油和天然气的工业)使用了不同类型的机器，例如往复式压缩机，其包括一个或多个可旋转的轴，当机器在进行操作时，轴发生旋转。

可旋转的轴通常受到至少两个轴承组件的支撑，并且轴承组件固定在机器的框架上。

存在不同类型的轴承。

这里公开的主题的实施例涉及摩擦轴承，更具体地说涉及“对开式摩擦轴承”，即摩擦轴承，其中它们的衬套被分裂成至少两个壳；相当普遍的是，壳只是两个，从而避免构造轴承的复杂性。

对开式摩擦轴承例如在US 2010/0166347 A1中是已知的。

由于机器的操作，更具体地说由于其轴的旋转，对开式摩擦轴承的壳会遭遇磨损和/或结垢。

因此，对轴承，更具体地说对其壳执行维修操作。

从US 6,470,846 B1中已知一种用于修理凸轮轴支撑轴承的拉刀工具，凸轮轴支撑轴承用于可操作地支撑内燃机中的凸轮轴。发动机包括带有轴承支撑塔的气缸头，轴承支撑塔在多个对准的轴承位置可操作地支撑凸轮轴上的轴颈。提供的拉刀工具适合于线性地拉过对准的轴承位置，以便改造轴承支撑结构。修理方法包括将至少一个凸轮轴支撑轴承扩大至过大尺寸的状况，例如通过利用拉刀，根据需要可选地通过用热定形聚合物填充空隙和被擦伤区域而修理过大尺寸的凸轮轴支撑轴承，并且可选地将轴承插件定位在凸轮轴上，并将包括轴承插件的凸轮轴定位在凸轮轴支撑轴承中，使凸轮轴可旋转地支撑在轴承插件中，并且轴承插件固定在过大尺寸的凸轮轴支撑轴承上。

因此，对于在不拆卸机器和/或其构件的条件下允许维修对开式摩擦轴承的衬套壳的解决方案存在普遍需求。

更具体地说，对于在不使轴承所支撑的机器轴平移和/或旋转的条件下允许维修对开式摩擦轴承的衬套壳的解决方案存在需求。

发明内容

本发明的第一方面是一种用于轴承组件的维修工具。

根据其实施例，轴承组件包括分裂成至少两个壳的衬套，用于轴承组件的维修工具包括设置成对所述至少两个壳中的一个壳起作用并使之旋转的装置。

下文中将阐述某些有利的特征和变体。

所述装置典型地设置成对所述轴承组件的一个壳起作用，并使所述轴承组件的所有壳旋转。

所述装置可包括滑动件和销；所述滑动件具有横向于其滑动方向的孔；所述销可滑动地安装在所述孔的内部，并从所述孔中突出来；在第一操作位置，所述销对所述壳起作用，并且在第二操作位置，所述销不对所述壳起作用。

所述销可手动地滑动。

所述孔可带螺纹，并且可通过旋紧和旋松所述销而使所述销进行滑动。

所述轴承组件可包括轴承壳体，其分裂成第一壳体部分和第二壳体部分；所述第一壳体部分和所述第二壳体部分可释放地固定在一起；在这种情况下，维修工具可包括工具壳体，其可释放地固定在所述轴承组件的所述第二壳体部分上。

所述第一壳体部分可为半圆柱形的，所述工具壳体可为半圆柱形的，并且各个壳可为半圆柱形的。

维修工具可进一步包括工具壳体；所述装置可包括滑动件；所述工具壳体可具有弧形形状的导向器；所述滑动件设置成沿着所述导向器而来回滑动。

本发明的第二方面是一种用于维修轴承组件的衬套壳的方法。

根据其实施例，一种用于维修轴承组件的衬套壳的方法，其中所述轴承组件与机器的固定的可旋转的轴相关联，其中所述轴承组件设有开口，其具有与所述壳中的任一个相等或更大的尺寸，方法包括如下步骤：

A) 使所述壳旋转，直至一个壳处于与所述开口相对应的位置，

B) 从所述轴承组件中取出所述壳，

C) 对所述壳执行维修操作，且

D) 将所述壳插入到所述轴承组件中。

下文中将阐述某些有利的特征和变体。

该方法还可进一步包括如下步骤：

E) 使所述壳旋转，直至另一壳处于与所述开口相对应的位置，

F) 从所述轴承组件中取出所述另一壳，

G) 对所述另一壳执行维修操作，且

H) 将所述另一壳插入到所述轴承组件中。

所述壳可为半圆柱形的。

所述开口可为常闭的；在这种情况下，在取出壳之前打开所述开口，并且在插入壳之后关闭所述开口。

所述壳的旋转可以在关闭所述开口的同时得到执行。

所述壳的旋转可在所述轴停止的同时得到有利地执行。

可通过对一个或多个所述壳的一个或多个润滑孔起作用而使所述壳旋转。

所述壳可通过多个旋转操作而进行旋转。

所述轴承组件可设有轴承壳体，其分裂成第一壳体部分和第二壳体部分；所述第一壳体部分和所述第二壳体部分可释放地固定在一起。在这种情况下，维修工具可用于使所述壳旋转；所述工具包括工具壳体，所述工具壳体设置成可释放地固定在所述第二壳体部分上。

所述维修工具可在步骤A之前安装到所述第二壳体部分上，并且可在步骤D之后从所述第二壳体部分拆卸下来。

所述维修工具可在步骤H之后从所述第二壳体部分拆卸下来。

所述维修工具可在所述壳旋转直至操作位置之后从所述第二壳体部分拆卸下来。

上面阐述的工具和/或方法可有利地用于一种旋转机器，即包括由至少两个轴承组件支撑的可旋转的轴的机器。

这种机器可设有仅在维修操作期间由维修人员使用的自身专用的维修工具；在这种情况下，工具是一种“附件”。

有利的是，同一工具适合于用于同一机器的不止一个轴承组件。

对于不同类型(例如不同尺寸)的轴承组件，单个机器可设有一组自身专用的维修工具。

附图说明

结合在本文中并组成本说明书的一部分的附图显示了本发明的实施例，并且将与说明书一起解释这些实施例。图中：

图01至图18非常示意性地显示了根据本发明的对开式轴承组件的一个实施例在不同条件下的横向的横截面，

图19是流程图，其涉及与图01至图18相对应的维修方法的一个实施例，

图20显示了根据本发明的对开式轴承组件的另一实施例的透视图，

图21显示了图19的放大的细节，且

图22显示了一种用于对对开式轴承的衬套壳起作用并使之旋转的装置的横截面，其包括在图20和图21的轴承组件中。

具体实施方式

以下参照附图描述典型的实施例。不同图纸中的相同的标号标识相同或相似的元件。以下详细描述并不限制本发明。相反，本发明的范围由附属权利要求来限定。

整个说明书中对“某一实施例”或“一个实施例”的表述意味着结合实施例所述的特定的特性、结构或特征包括在公开的主题的至少一个实施例中。因而，出现在整个说明书的各个地方的短语“在某一实施例中”或“在一个实施例中”并不一定参照同一实施例。此外，在一个或多个实施例中可将特定的特性、结构或特征以任何合适的方式组合起来。

在一种旋转机器中，具有由至少两个轴承组件支撑的可旋转的轴。

在下文中假定这两个轴承都是“对开式摩擦轴承”。

在这个机器的操作期间，其轴旋转，而这些支撑轴承组件，尤其其衬套的壳是固定的。

图01以非常示意性的方式显示了与该机器的可旋转轴2相关联的摩擦轴承组件1的一个实施例的横向的横截面。

轴承组件1包括轴承壳体，其被分裂成上部壳体部分3和下部壳体部分4；上部和下部壳体部分3和4以可释放的方式，通过例如螺钉或螺栓(在图01中未显示)而固定在一起；轴承壳体容纳包围轴2的衬套；衬套被分裂成两个半圆柱形的壳5和6，它们在内部提供了用于旋转的轴2的轴承表面(分裂成半圆柱形的表面)；在图01的实施例中，两个壳体部分具有两个半圆柱形的底座，用于接收壳5和6且将其压靠在轴2上。

应该注意在轴承内部存在润滑流体，尤其在壳5和6与轴2之间；润滑流体在轴承中进行恰当地循环；这在“石油和天然气”领域中是已知的。

根据这个实施例，如图01中所示，两个壳5和6相对于壳体部分3和4进行横向定位；具体地说，壳体部分3和4进行水平定位(即分型平面是水平的)，并且衬套壳5和6进行竖直定位(即分型平面是竖直的)。

在机器操作期间，壳体部分3和4与衬套壳5和6是固定的，而轴旋转。

为了对衬套壳5和6执行维修操作，停止机器；但不拆卸机器和/或其构件；尤其轴2可保持在停止机器之后所占据的位置上。

为了对衬套壳5和6执行维修操作，使用了一种维修工具，其包括设置成对壳5和6起作用并使之旋转的装置。在图01至图18中，非常示意性地显示了这个装置，并且其与标号8相关联；这些图显示装置是一种简单的销，其可径向滑动，并可围绕轴2的轴线旋转；这种旋转通过使销8沿着工具壳体7圆形地滑动来实现，同时保持销8的径向设置；工具壳体7可按照可释放的方式，例如通过螺钉或螺栓而固定在下部壳体部分4上。

图20至图22更详细地显示了维修工具的装置，尤其以滑动件和销(其用作暗榫)的组合形式。

图01的轴承组件1可通过从下部壳体部分4上拆卸上部壳体部分3而被打开(如图02中所示)；因此，可以说轴承组件1设有开口，其具有(大约)等于壳5和6中的任一个的尺寸；当壳(基本上)与开口对准时，从轴承组件取出壳可通过径向(或几乎径向)移动来实现。

参照与轴承组件相关的图01至图18以及与流程图相关的图19，轴承组件的维修可如下执行：

从下部壳体部分4拆卸下上部壳体部分3(步骤1901)，见图02；

将维修工具7和8安装到下部壳体部分4上(步骤1902)，见图03；

使壳5(和从而壳6)(顺时针)旋转，直至壳5处于与所述开口相对应的位置(步骤1903)，见图04和图05；

从下部壳体部分4拆卸下维修工具7和8(步骤1904)，见图06；

从轴承组件取出壳5(步骤1905)，见图07；

对壳5执行维修操作(步骤1906)，例如清洗或替换；

将壳5插入到轴承组件中(步骤1907)；

将维修工具7和8安装到下部壳体部分4上(步骤1908)，见图08；

使所述壳5和6(逆时针方向)旋转，直至壳6处于与所述开口相对应的位置(步骤1909和1910)，见图08、图09、图10和图11；

从下部壳体部分4拆卸下维修工具7和8(步骤1911)，见图012；

从轴承组件取出壳6(步骤1912)，见图13；

对壳7执行维修操作(步骤1913)，例如清洗或替换；

将壳6插入到轴承组件中(步骤1914)；

将维修工具7和8安装到下部壳体部分4上(步骤1915)，见图14；

使壳6(和从而壳5)(顺时针方向)旋转，直至壳5和6处于轴承组件的操作位置(步骤1916)，见图14和图15；

从下部壳体部分4拆卸下维修工具7和8(步骤1917)，见图16和图17；

将上部壳体部分3安装到下部壳体部分4(步骤1918)，参见精确地与图01相对应的图18。

总之，这种方法包括在不使受支撑的轴旋转的条件下使衬套壳旋转，以及一次对一个壳执行维修操作，同时使轴受到另一壳的支撑。

参照图01至图18，应该注意：

在第一操作位置时，销8对壳起作用(参见例如图04和图05)，并且在第二操作位置时，销8并不对壳起作用(参见例如图02)；

一个壳的旋转造成另一壳的旋转，因为它们的边缘发生接触；

在轴承组件从图01的起始状态至图18的最终状态的任何状态下，机器的轴都受到衬套的一个壳或两个壳的支撑；

壳的旋转通过手动地从外部作用于壳体，尤其工具壳体上而获得。

参照图08至11，应该注意，这种旋转分两个步骤来执行，即步骤1909和步骤1910：

使壳5(和从而壳6)(逆时针方向)旋转90°(步骤1909)，比较图08和图09，且

使壳6(和从而壳5)(逆时针方向)旋转90°(步骤1910)，比较图10和图11；

在壳的这两个旋转之间，销8旋转(顺时针方向)90°，比较图09和图10，在此期间，销8并不对任何壳5和6起作用。

由于轴承组件的壳体部分施加于衬套壳上的压力，并且由于在衬套壳和轴颈之间的间隙中的润滑流体的原因，即使当机器的轴旋转时，衬套壳也不会旋转。

当轴固定时，衬套壳被挤压在轴颈和壳体部分(具体地说壳体部分的底座)之间；关于这个方面，应该注意即使在图01至图18中，壳的边缘看起来似乎彼此远离，但它们在现实中实际上是相当靠近的。

为了通过维修工具的装置促进衬套壳的旋转，设计一种工具壳体是有利的，其中用于衬套壳的底座是相当深的，即比轴承组件的壳体部分的底座更深；换句话说，存在更大的空间用于容纳衬套壳。

此外，在深底座的情况下，当壳到达与轴承组件的开口相对应的位置时(参见例如图05和图06，图11和图12)，壳倾向于离开轴承组件；因此，取出变得更为容易。

无论如何，在深底座的情况下，更加难以将壳再次插入到轴承组件中，即从例如图08或图14中所示的位置开始执行壳旋转的起始部分。为了克服这个问题，工具壳体的底座可在内部设有两个装置(图中未显示)，用于将壳引导至轴承组件的壳体部分的较小的底座中。

如已经解释的那样，维修工具的装置对一个衬套壳起作用，并使之旋转；备选实施例可使得装置对不止一个衬套壳起作用并使之旋转。

实现这个结果的一种非常有效的方式(即使不是唯一的)是通过利用可与衬套壳的润滑孔协作的销；按照这个方式，对于壳不需要设计变化；从例如US 2010/0166347 A1中已知具有径向润滑孔的对开式摩擦轴承。

通过使销径向滑动，销被插入到衬套壳的孔中；然后通过使销围绕轴的轴线(其与衬套的轴线相对应)旋转，从而使衬套壳旋转(按照这种方式，销用作暗榫)；通过使销径向滑动回来，可将其从衬套壳中取出出来，并且释放衬套壳。

根据本发明的典型应用，维修工具设计成与圆柱形的衬套协作，衬套具有在100mm至450mm范围内的直径，在80mm至250mm范围内的长度，在5mm至15mm范围内的宽度，在15mm至40mm的范围内且数量为4至16个的润滑孔；在半圆柱形的壳中，润滑孔的数量典型地在2至7个的范围内。

图20部分地显示了机器的框架10和轴承组件1，轴承组件1固定在框架10上并支撑机器的可旋转的轴2；精确地说，图20显示了机器的轴的轴颈。

后面的详细说明参照了图20、图21和图22。

在图20中，轴承组件的上部壳体部分3已经从下部壳体部分4拆卸下来，并且维修工具(参见图21，为了更好的视图)已经通过四个螺钉11而安装在下部壳体部分4上；很明显的是，图04可被认为是图20的示意性展示。

该装置基本上由滑动件9和销8组成。

滑动件9具有横向于其滑动方向的孔(见图22)。

销8可滑动地安装在横向孔内部，并在滑动件9的两侧从孔中突出来；在第一操作位置(见图22)，当销的两个末端中的第一末端81插入到壳的润滑孔中的第一孔50中时，销8对壳(图22中的壳5)起作用；在当销缩回(例如在工具壳体7的内部)并且第一末端81远离壳的任何润滑孔时的第二操作位置(图中未显示)，销8并不对壳起作用。销8具有中间柄部，其包括适合于同滑动件9的横向孔的螺纹部分协作的相对应的带螺纹部分83；通过旋紧和旋松(例如手动地)，销8沿着短的行程来回滑动，并且可插入到衬套壳的润滑孔中以及从中取出；通过销8的第二末端82来执行旋紧和旋松。

在图20和图21和图22的实施例中，维修工具的装置的滑动件实际上是一种托架9，其包括本体91、从本体91突出来的两个支脚92，以及可旋转地安装在两个支脚92上的四个轮子93；用于销8的孔设于本体91中。在图22中的实施例中，支脚92是平坦的，从本体91横向地突出来；轮子93定位在支脚92的内侧上；按照这种方式实现了C形横截面元件(见图22)。

在图20和图21和图22的实施例中，滑动件91与导向器72(精确地说双导向器)协作，导向器72集成在工具壳体7中，并在壳体的外侧从壳体7的本体70突出来；导向器72具有与上述元件的C形横截面相匹配的T形横截面。导向器72是弧形的，并且滑动件9设置成通过(例如手动地)对销8的第二末端82起作用而沿着导向器72来回滑动；这种平移-旋转运动的行程是例如110°，甚至有效的(考虑到衬套壳的期望旋转)行程是例如90°。为了容许滑动件9和销8的组合进行这种平移-旋转运动，工具壳体具有槽口71，用于在销运动期间接收销8的柄部；槽口71切入本体70和导向器72两者中。

Claims (11)

1. 一种用于轴承组件的维修工具，其中所述轴承组件包括分裂成至少两个壳的衬套，并且其中所述维护工具包括设置成对所述至少两个壳中的一个壳起作用并使之旋转的装置。

2. 根据权利要求1所述的维护工具，其特征在于，所述装置包括滑动件和销；其中所述滑动件具有横向于其滑动方向的孔；其中所述销可滑动地安装在所述孔的内部，并从所述孔中突出来；由此在第一操作位置，所述销对所述壳起作用，而在第二操作位置，所述销不对所述壳起作用。

3. 根据权利要求1或权利要求2所述的维修工具，其特征在于，所述轴承组件包括轴承壳体，其被分裂成第一壳体部分和第二壳体部分，其中所述第一壳体部分和所述第二壳体部分可释放地固定在一起，并且其中所述维修工具包括工具壳体，其可释放地固定在所述轴承组件的所述第二壳体部分上。

4. 根据前述权利要求中的任一项所述的维修工具，其特征在于，还包括工具壳体；其中所述装置包括滑动件；所述工具壳体具有弧形形状的导向器；并且其中所述滑动件设置成沿着所述导向器而来回滑动。

5. 一种机器，包括由至少两个轴承组件支撑的可旋转的轴，并且设有根据前述权利要求中的任一项所述的机器工具，所述机器工具用于所述两个轴承组件中的至少一个轴承组件，其中所述轴承组件包括分裂成至少两个壳的衬套。

6. 一种机器，包括由至少两个轴承组件支撑的可旋转的轴，并且设有用于所述至少两个轴承组件中的至少一个轴承组件的维修工具，其中所述轴承组件包括分裂成至少两个壳的衬套，并且其中所述维修工具包括设置成对所述至少两个壳中的一个壳起作用并使之旋转的装置。

7. 一种用于维修轴承组件的衬套的壳的方法，其中所述轴承组件与机器的固定的可旋转的轴相关联，其中所述轴承组件设有开口，其具有与所述壳中的任一个相等或更大的尺寸，所述方法包括如下步骤：

A) 使所述壳旋转，直至壳处于与所述开口相对应的位置，

B) 从所述轴承组件中取出所述壳，

C) 对所述壳执行维修操作，且

D) 将所述壳插入到所述轴承组件中。

8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：

E) 使所述壳旋转，直至另一壳处于与所述开口相对应的位置，

F) 从所述轴承组件中取出所述另一壳，

G) 对所述另一壳执行维修操作，且

H) 将所述另一壳插入到所述轴承组件中。

9. 根据权利要求7或权利要求8所述的方法，其特征在于，所述开口是常闭的，并且其中在取出壳之前，打开所述开口，并且在插入壳之后关闭所述开口。

10. 根据权利要求7至9中的任一权项所述的方法，其特征在于，所述轴承组件设有轴承壳体，其被分裂成第一壳体部分和第二壳体部分，其中所述第一壳体部分和所述第二壳体部分可释放地固定在一起，其中维修工具用于使所述壳旋转，所述工具包括工具壳体，所述工具壳体设置成可释放地固定在所述第二壳体部分上。

11. 根据权利要求7至10中的任一权项所述的方法，其特征在于，所述维修工具在步骤A之前安装到所述第二壳体部分上，并且在步骤D之后从所述第二壳体部分上拆卸下来。