CN104533955B - 一种回水槽冷却的水润滑可倾瓦静压轴承结构 - Google Patents

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何雪明
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Abstract

本发明公开了一种回水槽冷却的水润滑可倾瓦静压轴承结构,包括轴瓦座、静压可倾瓦片、中空柱销、旋转轴和端盖等。所述轴瓦座的外圆柱面上设有2个低压环形水槽和1个高压环形水槽，所述静压可倾瓦片由不锈钢外瓦片和多孔陶瓷静压内瓦片堆叠而成，相邻两个静压可倾瓦片之间设置有回水槽，每个回水槽与2个低压环形水槽采用圆孔方式贯通。本发明装置一方面在可倾瓦片内采用了多孔陶瓷材料的静压水腔结构，瓦块可以绕其支点灵活摆动以减小水静压轴承的交叉刚度；另一方面采用高压和低压联合供水方式，高压供水通过高压环形水槽连通可倾瓦片内的静压水腔以提高轴承承载力，而低压供水通过2个低压环形水槽连通回水槽，以降低高速条件下水轴承的温升。

Description

一种回水槽冷却的水润滑可倾瓦静压轴承结构
技术领域
本发明属于润滑及轴承技术领域，涉及一种回水槽冷却的水润滑可倾瓦静压轴承结构。
背景技术
水润滑轴承具有高效节能、环境保护、粘-温特性好等显著特点，应用于船舶、水轮机、水泵、液压元件等产品。近年来，随着工业旋转机械高速、高精度、高刚度等的发展需求，高速水轴承成为学术界竞相研究的热点之一，例如：瑞士FISCHER公司与美国IBAG公司已成功研发水静压轴承，并应用于机床主轴、挤压油膜阻尼器等产品。然而，由于交叉刚度的存在，水静压轴承在高速工况下容易发生油膜振荡现象，从而失稳，且高速条件下液体静压轴承存在发热严重的技术瓶颈，这就限制了水静压轴承在高速和高精密旋转机械中的推广和应用。
发明内容
本发明克服了上述水静压轴承技术存在的缺陷，提供了一种回水槽冷却的水润滑可倾瓦静压轴承结构，一方面在可倾瓦片内采用了多孔陶瓷材料的静压水腔结构，瓦块可以绕其支点灵活摆动以减小水静压轴承的交叉刚度，另一方面采用高压和低压联合供水方式，高压供水入口连通可倾瓦片内的静压水腔以提高轴承承载力，而低压供水入口连通两个可倾瓦片之间的回水槽，以降低高速条件下水轴承的温升。
本发明采用的技术方案为：一种回水槽冷却的水润滑可倾瓦静压轴承结构，包括轴瓦座、静压可倾瓦片、中空柱销、旋转轴和端盖等。其中静压可倾瓦片又由不锈钢外瓦片和静压内瓦片组成。
所述轴瓦座内沿周向均布有3-5个静压可倾瓦片，所述静压可倾瓦片内套有旋转轴，瓦块支点被设计成一个中空的柱销，以柱销根部的螺纹固定于轴瓦座上，所述轴瓦座的外圆柱面上设有2个低压环形水槽和1个高压环形水槽。
作为优选，所述的静压可倾瓦片由不锈钢外瓦片和静压内瓦片堆叠而成，所述不锈钢外瓦片的内表面上设置有静压水腔，所述的静压内瓦片由多孔陶瓷材料制成，外部的高压水泵供水依次经过：轴瓦座表面的高压环形水槽-瓦块支点处柱销的中空过道-不锈钢外瓦片内的静压水腔，然后再经过静压内瓦片内大量的微孔节流器后，进入旋转轴表面的润滑间隙，形成水膜压力实现承载。
作为优选，相邻两个静压可倾瓦片之间设置有回水槽，所述回水槽与轴瓦座表面的低压环形水槽采用圆孔方式贯通，外部的低压水泵供水依次经过：轴瓦座表面的低压环形水槽-贯通圆孔-回水槽，然后经由轴承两端排出，实现对水轴承的冷却。
有益效果：本专利涉及的一种回水槽冷却的水润滑可倾瓦静压轴承结构，具有绿色环保、温升低、稳定性好等特点，能解决水静压轴承高速工况下发热严重的技术难题，同时也降低了水静压轴承在高速工况下发生油膜振荡现象。
附图说明
图1为本发明一种回水槽冷却的水润滑可倾瓦静压轴承的剖视图。
图2为C-C剖视图。
【附图符号说明】1.不锈钢外瓦片；2.静压内瓦片；3.螺套；4.中空柱销；5.密封圈；6.轴瓦座；7.回水槽；8.密封圈；9.回水槽；10.静压水腔；11.高压水通道；12.压紧螺钉；13.定位销；14.出水口；15.端盖；16.低压水通道；17.低压环形供水槽；18.高压环形供水槽；19.低压水泵；20.低压环形供水槽；21.低压水通道；22.端盖；23.出水口；24.旋转主轴；25.高压水泵。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
如图1和2所示：一种回水槽冷却的水润滑可倾瓦静压轴承结构，包括不锈钢外瓦片1、静压内瓦片2、螺套3、中空柱销4、密封圈5和密封圈8、轴瓦座6、压紧螺钉12、定位销13、低压水泵19和高压水泵25。轴瓦座的外圆柱面设置有高压环形供水槽18、低压环形供水槽17和20。分别连通外部的高压水泵25和低压水泵19。
所述静压内瓦片2采用多孔陶瓷(SiC,SiO2等)材料烧结而成，所述不锈钢外瓦片1采用奥氏体不锈钢0Cr18Ni9材料，不锈钢外瓦片1内表面上设置有矩形静压水腔10，所述静压内瓦片2与不锈钢外瓦片1的结合面进行密封和压紧，整体组成水轴承的静压可倾瓦片。
所述的静压可倾瓦片共4片，均布在轴瓦座6内沿周向分布，中心处套有旋转主轴24，相邻的两个静压可倾瓦片之间分别设置有回水槽(如回水槽7，回水槽9)，静压可倾瓦片的支点为中空柱销4，中空柱销4被螺套3压紧并固定于轴瓦座6上。
水润滑路径：高压水泵25将水高压泵入高压环形供水槽18后，分为4路分别进入4个静压可倾瓦片，进入其中一静压可倾瓦片的通道依次是：高压水通道11-矩形静压水腔10-静压内瓦片2内部的多孔节流结构，然后4路润滑水进入了旋转主轴与可倾瓦片之间的润滑间隙，再经4个回水槽(如回水槽7和回水槽9)后，由水轴承两端的出水口14和23流出形成润滑通路。
水冷却路径：低压水泵19将水低压泵入两个低压环形供水槽17和20，再分别经过低压水通道16和低压水通道21，然后流入4个回水槽(如回水槽7和回水槽9)并与润滑间隙的高压水混合后，由水轴承两端的出水口14和23流出形成冷却通路。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (3)

1.一种回水槽冷却的水润滑可倾瓦静压轴承结构，包括不锈钢外瓦片(1)、静压内瓦片(2)、螺套(3)、中空柱销(4)、轴瓦座(6)、端盖(22)、低压水泵(19)、旋转主轴(24)和高压水泵(25)，其特征在于：所述轴瓦座(6)的外圆柱面设置有高压环形供水槽(18)、两个低压环形供水槽(17、20)，高压环形供水槽(18)连通外部的高压水泵(25)，两个低压环形供水槽(17、20)连通外部的低压水泵(19)；所述不锈钢外瓦片(1)内表面上设置有矩形静压水腔(10)，所述静压内瓦片(2)与不锈钢外瓦片(1)的结合面进行密封和压紧，整体组成所述轴承结构的静压可倾瓦片；所述的静压可倾瓦片有3-5个在轴瓦座(6)内沿周向均布分布，中心处套有旋转主轴(24)，相邻的两个静压可倾瓦片之间设置有回水槽(7、9)，静压可倾瓦片的支点为中空柱销(4)，中空柱销(4)被螺套(3)压紧并固定于轴瓦座(6)上。
2.根据权利要求1所述的一种回水槽冷却的水润滑可倾瓦静压轴承结构，其特征在于：所述静压可倾瓦片由不锈钢外瓦片(1)和多孔陶瓷材料的静压内瓦片(2)堆叠而成，所述不锈钢外瓦片的内表面上设置有静压水腔，所述可倾瓦静压轴承结构具有可倾瓦轴承和静压轴承的优点。
3.根据权利要求1所述的一种回水槽冷却的水润滑可倾瓦静压轴承结构，其特征在于：所述的低压环形供水槽(17、20)与所述的静压可倾瓦片之间的回水槽(7、9)采用贯通圆孔方式连通，形成低压水通道(16、21)；外部的低压水泵(19)将水泵入所述低压环形供水槽，再分别经过低压水通道(16、21)，然后流入回水槽(7、9)，由所述轴承结构两端的出水口(14、23)流出，实现了对所述轴承结构的冷却。
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Denomination of invention: A water lubricated tilting pad static pressure bearing structure for cooling in a return water tank

Granted publication date: 20170125

License type: Common License

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Denomination of invention: A water lubricated tilting pad static pressure bearing structure for cooling in a return water tank

Granted publication date: 20170125

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