CN106015314B - 一种瓦块支点带弹簧的刚度可调式径向滑动轴承 - Google Patents

一种瓦块支点带弹簧的刚度可调式径向滑动轴承 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种瓦块支点带弹簧的刚度可调式径向滑动轴承，包括用于支承转子的轴承瓦块和用于支承轴承瓦块的轴承座，所述轴承瓦块与轴承座之间设置有瓦块支点弹性支承组件；所述瓦块支点弹性支承组件包括瓦块支点、弹簧组、预紧螺栓和粗调螺栓，所述瓦块支点通过预紧螺栓连接在粗调螺栓上，瓦块支点的顶面与轴承瓦块交接，其底面与粗调弹簧之间设置有起弹性支承作用的弹簧组，弹簧组套设在预紧螺栓的螺杆上，所述瓦块支点和弹簧组通过预紧螺栓预紧到粗调螺栓上，所述粗调螺栓连接在轴承座上。这种结构轴承通过支点弹簧刚度和轴承油膜刚度的耦合可实现轴承支承刚度的调控，降低轴系的非线性同时在较大范围内控制轴系的振动特性。

Description

一种瓦块支点带弹簧的刚度可调式径向滑动轴承
技术领域
本发明属于滑动轴承技术领域，涉及轴承刚度可调的径向滑动轴承，特别是一种瓦块支点带弹簧的刚度可调式径向滑动轴承。
背景技术
现有的径向可倾瓦轴承支承结构基本为刚性点支承或线支承，在一些特殊的立式核主泵机组和发电机组中，轴承和转子尺寸较大且轴系转速较高，轴系的非线性特性较强，对机组的振动影响较大且预测有一定的难度，故对于可靠性要求极高的立式机组，需要降低轴系的非线性特性，改善轴系的振动特性，从结构设计着手是有效且直接的方法。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种瓦块支点带弹簧的刚度可调式径向滑动轴承，这种结构轴承通过支点弹簧刚度和轴承油膜刚度的耦合可实现轴承支承刚度的调控，降低轴系的非线性同时在较大范围内控制轴系的振动特性。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种瓦块支点带弹簧的刚度可调式径向滑动轴承，包括用于支承转子的轴承瓦块和用于支承轴承瓦块的轴承座，所述轴承瓦块与轴承座之间设置有瓦块支点弹性支承组件；所述瓦块支点弹性支承组件包括瓦块支点、弹簧组、预紧螺栓和粗调螺栓，所述瓦块支点通过预紧螺栓连接在粗调螺栓上，瓦块支点的顶面与轴承瓦块交接，其底面与粗调螺栓之间设置有起弹性支承作用的弹簧组，弹簧组套设在预紧螺栓的螺杆上，所述瓦块支点和弹簧组通过预紧螺栓预紧到粗调螺栓上，所述粗调螺栓连接在轴承座上。
所述瓦块支点末端连接有承载压板，所述承载压板的末端卡设在预紧螺栓的螺栓头下方，所述弹簧组设置在承载压板和粗调螺栓之间，所述预紧螺栓的下端与粗调螺栓螺纹连接，预紧螺栓的尾端连接有预紧螺母。
所述瓦块支点弹性支承组件还包括弹簧调整垫块，所述弹簧调整垫块位于弹簧组和粗调螺栓之间。
所述瓦块支点弹性支承组件还包括防转螺母，所述防转螺母连接在粗调螺栓上。
所述弹簧组为碟形弹簧组，所述碟形弹簧组由1～3个碟形弹簧组成。
所述碟形弹簧组采用叠合、对合或复合组合的结构。
所述滑动轴承至少包括3～6个轴承瓦块。
至少一个轴承瓦块上设置有与瓦块支点的顶面交接的瓦背支承块。
所述轴承瓦块为可倾瓦。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明的滑动轴承将瓦块支点弹性支承组件与径向轴承瓦块有效的组合起来，轴承在工作时，瓦块表面与转子表面之间形成油膜力，油膜力通过瓦块和支点传递到弹簧并使弹簧产生变形，由于具有非线性特性的轴承油膜刚度和具有线性特性的弹簧刚度为串联形式，将会弱化轴系的非线性同时控制轴系的振动特性。本发明通过弹簧组件的刚度和轴承油膜刚度的组合可实现轴系振动控制，达到的效果有两个：一是通过较低的弹簧刚度可降低轴承转子系统的临界转速，能够在低转速范围内研究轴承和轴系的临界特性和过临界特性；二是通过增大瓦块预负荷和调整弹簧刚度两种技术，保持轴承的刚度不变同时降低系统的非线性。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例2的结构示意图；
图3是本发明实施例3的结构示意图。
附图中：
1-转子，2-轴承瓦块，3-瓦背支承块，4-连接螺栓，5-轴承座，6-瓦块支点，7-承载压板，8-弹簧组，9-弹簧调整垫块，10-预紧螺栓，11-粗调螺栓，12-预紧螺母，13-防转螺母。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细描述。
本发明的滑动轴承由3～6个轴承瓦块组成，其中至少有一个轴承瓦块安装瓦块支点弹性支承组件，但是图1-3中仅示出了部分轴承瓦块，特此说明。
实施例1
如图1所示，本发明瓦块支点带弹簧的刚度可调式径向滑动轴承主要包括轴承瓦块2和瓦块支点弹性支承组件，所述轴承瓦块2包括轴瓦本体和瓦背支承块3，瓦背支承块3通过液氮冷却镶嵌在轴瓦本体的凹槽中，轴承瓦块2为可倾瓦，瓦块支点弹性支承组件主要包括瓦块支点6，连接螺栓4，承载压板7，碟形弹簧组，弹簧调整垫块9，预紧螺栓10，粗调螺栓11，预紧螺母12和防转螺母13；弹簧调整垫块9放入粗调螺栓11顶部的圆形槽中，弹簧调整垫块9根据不同的碟形弹簧组中的弹簧数目和组合方式有不同的厚度垫块进行替换；图1中碟形弹簧组由两个碟形弹簧组成，两个碟形弹簧通过对合的组合方式放在弹簧调整垫块9的上端面，承载压板7的末端为卡钩结构，卡钩结构的最小直径小于预紧螺栓10的螺栓头直径，卡钩结构卡设在螺栓头的下方实现预紧螺栓10对承载压板7的预紧，预紧螺栓10的下端螺纹处于粗调螺栓11的螺纹孔进行配合拧紧，使得承载压板7下端面与碟形弹簧组配合压紧，再将预紧螺母12拧到预紧螺栓10的下端对碟形弹簧组进行预紧，瓦块支点6通过连接螺栓4固定到承载压板7的螺纹孔中，此时除防转螺母13外，瓦块支点弹性支承组件装配完成，瓦块支点弹性支承组件通过粗调螺栓11固定到轴承座5上，瓦块支点弹性支承组件通过轴承座5上的螺纹孔进给与轴承瓦块配合，并使轴瓦瓦面与转子表面存在一定的间隙，调整粗调螺栓11，通过塞尺确定轴瓦瓦面和转子表面之间的最终间隙，此时固定粗调螺栓11的位置，拧紧防转螺母13，通过防转螺母13和轴承座5配合面之间的摩擦力防止粗调螺栓11反向退出。
轴承工作时，轴承瓦块2表面与转子1表面之间形成油膜力，油膜力通过轴承瓦块2和瓦块支点6传递到碟形弹簧组并使碟形弹簧产生变形，假设弹簧刚度为107数量级，油膜刚度为108数量级，通过轴承油膜刚度和弹簧刚度的串联，轴承刚度减小，降低轴承转子系统临界转速，改变轴系的振动特性和临界特性。
实施例2
如图2所示，此实施例的具体实施方式与实施例1的流程基本相同，区别在于碟形弹簧组的数目为1个且弹簧调整垫块9的尺寸发生了相应变化。
实施例3
如图3所示，此实施例的具体实施方式与实施例1的流程基本相同，区别在于碟形弹簧组的两个碟形弹簧通过叠合的组合方式放在弹簧调整垫块9的上端面且弹簧调整垫块9的尺寸发生了相应变化，进而达成的目标不同。假设未加弹簧前轴承支承刚度即轴承油膜刚度为K1，油膜力非线性指数为1.6；加弹簧后的方案是，选用弹簧刚度K＝2K1，通过粗调螺栓进给调节轴瓦的预负荷，使得轴承油膜刚度K2＝2K1，通过K和K2的串联，新的轴承支承刚度K3＝K×K2/(K+K2)＝K1，轴承的支承刚度没有发生变化，但是耦合弹簧的线性特性之后，油膜力非线性指数降为了1.3，明显的改善了轴系的非线性特性。
在实际应用中，瓦块支点弹性支承组件的刚度可以小于轴承油膜刚度，也可以大于轴承油膜刚度，具体可以根据实际需求进行选择碟形弹簧的数目、刚度和轴承油膜刚度的组合。
本发明这种瓦块支点带弹簧的刚度可调式径向滑动轴承的实施，通过碟形弹簧组件的刚度和轴承油膜刚度的组合可有效的实现轴系振动控制，同时达到两个有益效果：一是通过较低的弹簧刚度可降低轴承转子系统的临界转速，能够在低转速范围内研究轴承和轴系的临界特性和过临界特性；二是通过增大瓦块预负荷和调整弹簧刚度两种技术达到保持轴承的刚度不变同时降低系统的非线性。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非用于限制本发明的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种替换与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (4)

1.一种瓦块支点带弹簧的刚度可调式径向滑动轴承，其特征在于，包括用于支承转子(1)的轴承瓦块(2)和用于支承轴承瓦块(2)的轴承座(5)，所述轴承瓦块(2)与轴承座(5)之间设置有瓦块支点弹性支承组件；所述瓦块支点弹性支承组件包括瓦块支点(6)、弹簧组(8)、预紧螺栓(10)和粗调螺栓(11)，所述瓦块支点(6)通过预紧螺栓(10)连接在粗调螺栓(11)上，瓦块支点(6)的顶面与轴承瓦块(2)交接，其底面与粗调螺栓(11)之间设置有起弹性支承作用的弹簧组(8)，弹簧组(8)套设在预紧螺栓(10)的螺杆上，所述瓦块支点(6)和弹簧组(8)通过预紧螺栓(10)预紧到粗调螺栓(11)上，所述粗调螺栓(11)连接在轴承座(5)上；所述瓦块支点(6)末端连接有承载压板(7)，所述承载压板(7)的末端卡设在预紧螺栓(10)的螺栓头下方，所述弹簧组(8)设置在承载压板(7)和粗调螺栓(11)之间，所述预紧螺栓(10)的下端与粗调螺栓(11)螺纹连接，预紧螺栓(10)的尾端连接有预紧螺母(12)；
所述瓦块支点弹性支承组件还包括防转螺母(13)，所述防转螺母(13)连接在粗调螺栓(11)上；
所述弹簧组(8)为碟形弹簧组，所述碟形弹簧组由1～3个碟形弹簧组成；
所述瓦块支点弹性支承组件还包括弹簧调整垫块(9)，所述弹簧调整垫块(9)位于弹簧组和粗调螺栓(11)之间；
所述瓦块支点(6)通过连接螺栓(4)固定在承载压板(7)上。
2.根据权利要求1所述的一种瓦块支点带弹簧的刚度可调式径向滑动轴承，其特征在于，所述滑动轴承至少包括3～6个轴承瓦块(2)。
3.根据权利要求2所述的一种瓦块支点带弹簧的刚度可调式径向滑动轴承，其特征在于，至少一个轴承瓦块(2)上设置有与瓦块支点(6)的顶面交接的瓦背支承块(3)。
4.根据权利要求1所述的一种瓦块支点带弹簧的刚度可调式径向滑动轴承，其特征在于，所述轴承瓦块(2)为可倾瓦。
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