CN106763147A - 新型自适应水润滑推力轴承 - Google Patents

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向果
韩彦峰
周广武
肖科
李俊阳
蒲伟
倪小康
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Abstract

本发明公开了一种新型自适应水润滑推力轴承，包括推力轴承座、推力盘和轴向支撑于推力轴承座与推力盘之间的多个推力瓦；所述推力瓦可拆式固定于推力轴承座的端面；本发明的新型自适应水润滑推力轴承，推力瓦可拆式固定于推力轴承座，实现推力瓦的互换达到长寿命目标。通过推力瓦的刚柔复合结构实现大承载与自适应功能。

Description

新型自适应水润滑推力轴承
技术领域
本发明涉及水润滑轴承，尤其涉及一种新型自适应水润滑推力轴承。
背景技术
由于用水做机械传动摩擦副的润滑介质在许多方面比用油更具有优越性，因此，在机械传动系统中，采用水润滑轴承已经成为其结构设计的一种发展方向，由于水是一种低粘度液体，而润滑液膜的承载能力与粘度成正比，因此在其他条件都相同的情况下，很难形成稳定的水膜。除此之外现有的水润滑推力轴承还有以下几点不足之处，其一是在运转过程中有较大的振动噪声,运行不平稳，其二是承载能力较低,一旦出现推力瓦损坏,维修较为困难,寿命较低。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种新型自适应水润滑推力轴承，通过实现推力瓦的互换达到长寿命目标。通过推力瓦的刚柔复合结构实现大承载与自适应功能。
本发明的新型自适应水润滑推力轴承，包括推力轴承座、推力盘和轴向支撑于推力轴承座与推力盘之间的多个推力瓦；所述推力瓦可拆式固定于推力轴承座的端面。
进一步，所述推力轴承座上设有用于连接推力瓦的扇形槽以及用于对各个推力瓦进行径向定位的固定外环。
进一步，所述推力轴承座的端面对应各个推力瓦之间的间隙设有凸台；相邻两个凸台之间形成所述扇形槽；相邻两个凸台的相对的一侧均设有用于对位于该两凸台之间的推力瓦进行滑动导向的滑槽；所述推力瓦对应滑槽设有凸耳；所述固定外环设于各推力瓦的径向外侧并与各个凸台之间通过连接件可拆卸式固定在一起。
进一步，所述推力瓦包括瓦块基体、弹性层和耐磨层；所述凸耳与瓦块基体一体成型；所述耐磨层通过弹性层固定于瓦块基体；所述弹性层底面为斜面使弹性层的厚度沿推力盘旋转方向逐渐变薄；弹性层底面还设有向瓦块基体凸出的条形凸块；所述条形凸块沿弹性层径向设置并且布置于弹性层的中部；所述瓦块基体顶面为与弹性层底面相吻合的斜面并且设有用于供条形凸块嵌入固定的条形嵌入槽。
进一步，所述弹性层由橡胶制成；所述耐磨层由自润滑材料制成。
进一步，所述瓦块基体与弹性层之间以及弹性层与耐磨层之间均通过硫化工艺固定在一起。
进一步，所述推力瓦顶面四周棱边均为圆角结构。
本发明的有益效果是：本发明的新型自适应水润滑推力轴承，推力瓦可拆式固定于推力轴承座，实现推力瓦的互换达到长寿命目标。通过推力瓦的刚柔复合结构实现大承载与自适应功能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的A-A剖面图。
图3为第一种形式的单转式推力瓦结构剖面图
图4为第二种形式的单转式推力瓦结构剖面图
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，图2为图1的A-A剖面图，图3为第一种形式的单转式推力瓦结构剖面图,图4为第二种形式的单转式推力瓦结构剖面图。如图所示：本实施例的新型自适应水润滑推力轴承，包括推力轴承座1、推力盘和轴向支撑于推力轴承座1与推力盘之间的多个推力瓦2；所述推力瓦2可拆式固定于推力轴承座1的端面；具体的是将推力瓦2可拆式固定于推力轴承座1朝向推力盘的端面，实现推力瓦2的互换达到长寿命目标；通过推力瓦2的刚柔复合结构实现大承载与自适应功能。
本实施例中，所述推力轴承座1上设有用于连接推力瓦2的扇形槽以及用于对各个推力瓦2进行径向定位的固定外环3，推力瓦2沿卡接连接于推力轴承座1，利用卡接结构实现对推力瓦2的轴向定位，配合固定外环3的定位功能实现推力瓦2与推力轴承座1之间的可拆卸式固定连接，连接结构稳定，结构紧凑。
本实施例中，所述推力轴承座1的端面对应各个推力瓦2之间的间隙设有凸台4；相邻两个凸台4之间形成所述扇形槽；相邻两个凸台4的相对的一侧均设有用于对位于该两凸台4之间的推力瓦2进行滑动导向的滑槽；所述推力瓦2对应滑槽设有凸耳；所述固定外环3设于各推力瓦2的径向外侧并与各个凸台4之间通过连接件可拆卸式固定在一起；凸台4和推力轴承座1一体成型，结构强度高，稳定性好，固定外环3通过螺钉紧固于各个凸台4的径向外端面，推力轴承座1上对应固定外环3设有让位槽，因此拆下螺钉后可将固定外环3放入让位槽内，便于取出推力瓦2，因此无需拆卸推力盘即可取出推力瓦2，更换及维修较方便，大大降低维护成本。
本实施例中，所述推力瓦2包括瓦块基体5、弹性层6和耐磨层7；所述凸耳与瓦块基体5一体成型；所述耐磨层7通过弹性层6固定于瓦块基体5；所述弹性层6底面为斜面使弹性层6的厚度沿推力盘旋转方向逐渐变薄；弹性层6底面还设有向瓦块基体5凸出的条形凸块；所述条形凸块沿弹性层6径向设置并且布置于弹性层6的中部；所述瓦块基体5顶面为与弹性层6底面相吻合的斜面并且设有用于供条形凸块嵌入固定的条形嵌入槽；瓦块基体5由金属材料制成，推力瓦2为金属与非金属的复合结构，一方面具有金属材料高强度的优势，另一方面又兼具非金属材料缓冲吸振、自适应变形、亲水性、低摩擦磨损等优良性能；瓦块基体5安装于推力轴承座1上的滑槽内，可以达到定位可靠的目的。瓦块基体5的高强度特性保证了轴承大推力的工作要求，而楔形的弹性层6可以实现自适应与自平衡功能，即是说，当瓦面承受不均匀载荷的时候，可以通过各瓦面的自适应变形使得承载面受力更加均衡(受力大的瓦面，其瓦面高度必然大于受力小的瓦面，当受力越大其引起的弹性层6的轴向变形越大，于是通过弹性层6的变形来调整各瓦面的高度，达到各个瓦面均匀承载的目标)。弹性层6设计成楔形，根据动压润滑理论可知，要使得两表面间形成承压水膜，则必须满足两面之间形成楔形收敛空间以及流体从大端流向小端两个条件，本发明的楔形弹性层6设计意图在于，当瓦面承受均匀载荷的时候，弹性层6较厚的部分的变形量必然大于较薄的部分，因此弹性层6的这种变形差异必将产生一个楔形空间，这就为形成动压润滑水膜提供条件。所述推力瓦2的结构形式还可以作为如图3与图4所示，图3所述的推力瓦结构可以实现单向旋转的要求，其旋转方向为从橡胶量多的一侧转向橡胶量少的一侧。图4所述的推力瓦与图3所述推力瓦工作原理一致，其区别在于：图4所述推力瓦变形后的收敛空间大于图3所述的推力瓦，因此可用于有不同承载要求的场合。
本实施例中，所述弹性层6由橡胶制成，性能好，使用寿命久；所述耐磨层7由自润滑材料制成，耐磨层7的材料为PEEK、聚酰亚胺、赛龙、飞龙或添加铜粉的聚四氟乙烯等自润滑材料。
本实施例中，所述瓦块基体5与弹性层6之间以及弹性层6与耐磨层7之间均通过硫化工艺固定在一起，粘接强度高，结构稳定性好。
本实施例中，所述推力瓦2顶面四周棱边均为圆角结构；各部件的顶面均指朝向推力盘的一侧面，底面均指朝向推力轴承座1的一侧面，采用圆角结构有利于形成动压润滑以及防止刮擦磨损。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种新型自适应水润滑推力轴承，其特征在于：包括推力轴承座、推力盘和轴向支撑于推力轴承座与推力盘之间的多个推力瓦；所述推力瓦可拆式固定于推力轴承座的端面。
2.根据权利要求1所述的新型自适应水润滑推力轴承，其特征在于：所述推力轴承座上设有用于连接推力瓦的扇形槽以及用于对各个推力瓦进行径向定位的固定外环。
3.根据权利要求2所述的新型自适应水润滑推力轴承，其特征在于：所述推力轴承座的端面对应各个推力瓦之间的间隙设有凸台；相邻两个凸台之间形成所述扇形槽；相邻两个凸台的相对的一侧均设有用于对位于该两凸台之间的推力瓦进行滑动导向的滑槽；所述推力瓦对应滑槽设有凸耳；所述固定外环设于各推力瓦的径向外侧并与各个凸台之间通过连接件可拆卸式固定在一起。
4.根据权利要求3所述的新型自适应水润滑推力轴承，其特征在于：所述推力瓦包括瓦块基体、弹性层和耐磨层；所述凸耳与瓦块基体一体成型；所述耐磨层通过弹性层固定于瓦块基体；所述弹性层底面为斜面使弹性层的厚度沿推力盘旋转方向逐渐变薄；弹性层底面还设有向瓦块基体凸出的条形凸块；所述条形凸块沿弹性层径向设置并且布置于弹性层的中部；所述瓦块基体顶面为与弹性层底面相吻合的斜面并且设有用于供条形凸块嵌入固定的条形嵌入槽。
5.根据权利要求4所述的新型自适应水润滑推力轴承，其特征在于：所述弹性层由橡胶制成；所述耐磨层由自润滑材料制成。
6.根据权利要求5所述的新型自适应水润滑推力轴承，其特征在于：所述瓦块基体与弹性层之间以及弹性层与耐磨层之间均通过硫化工艺固定在一起。
7.根据权利要求1所述的新型自适应水润滑推力轴承，其特征在于：所述推力瓦顶面四周棱边均为圆角结构。
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