CN106958588A - 一种组合式推力轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种组合式推力轴承。该轴承包括两个对扣连接形成的中空柱腔的分瓣式外套筒、以共轴线方式穿装在分瓣式外套筒中空柱腔内的受力轴、内圈通过内隔套依次间隔环套在受力轴上的若干个推力轴承；在中空柱腔的内腔面设置有若干个沿轴向布置的凸台，在推力轴承的外圈端面与凸台之间均放有环形尼龙垫片，在轴向力的作用下，推力轴承的外圈端面通过环形尼龙垫片抵靠在所述凸台的相应端面上。组合式推力轴承受到轴向载荷后，因为各环形尼龙垫片能产生一定的弹性变形来适应整体结构变形，因而能保证外部载荷通过环形尼龙垫片传递至每一个推力轴承。本发明通过串联推力轴承的多级载荷分流，使承载能力实现了倍增，大大提高了载荷的传递能力。

Description

一种组合式推力轴承
技术领域
本发明属于机械工程中轴承领域，更具体讲涉及一种带有环形尼龙垫片的组合式推力轴承。
背景技术
推力轴承是机械设备旋转部件中重要的轴向载荷传递构件。随着技术的发展和设备能力的增加，需要传递的轴向载荷越来越大，有的甚至超出现有标准中最大规格轴承的承载能力若干倍。再加上空间位置的限制，按照传统结构专门设计出单个承载能力足够大的推力轴承是行不通的。而为了满足传递越来越大的轴向载荷，只能把若干个推力轴承串联起来进行协同工作以满足更大轴向载荷的要求。但在实际操作中想把若干个推力轴承串联起来使用时，如果不采取一定的特殊措施，直接将多个轴承通过内外隔套串联起来，由于内外隔套、推力轴承、中心轴以及轴承组外壳均不是理想刚体，各个串联轴承的载荷传递分枝结构受力后会产生相对变形，并且沿串联轴承组轴向受力远近端互不相等，从而造成传递到各个轴承的载荷严重不均：有的轴承负载已经超出了承载极限，有的轴承甚至还没受到载荷。因此把若干个推力轴承串联起来能够进行协同工作的关键在于：能够根据需要调整与每个推力轴承相连接的隔套的刚度，以此协调相串联的轴承组载荷传递分枝结构的相对变形，从而将较大的轴向力分流到相互串联的各个轴承上。这就要求安装在相邻轴承之间的隔套的轴向刚度要比组合式推力轴承中其它零部件的轴向刚度小一些，即隔套所能产生的轴向变形要大于其它零部件，这样才能通过隔套适当的轴向弹性变形将轴向力分流至各个相互串联推力轴承上。如果要实现将整体轴向力平均分流到相互串联的各个轴承上，需要对能产生适当轴向弹性变形的隔套的几何尺寸进行计算，并根据计算结果来确定。为了实现这个目的，中国专利号 87108026.A采用了在每个推力轴承隔套底座上增设弹簧装置，但由于结构太复杂、占用空间大、不易维护等缺点，难于实施应用。中国专利号00258777.7和中国专利号02111804.3两个专利都是采用了调整全部串联轴承间内外金属隔套刚度，从而实现载荷平均分流的方法：专利 00258777.7通过调整相应隔套的壁厚来实现每个轴承隔套所需要的刚度，专利02111804.3采用在同厚度隔套上挖透孔的去除材料方式来实现每个轴承隔套所需要的刚度，这两项专利技术方案的弊端在于：装配精度要求高、制造成本高、加工难度大。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供的一种组合式推力轴承。本发明使组合式推力轴承的承载能力实现了倍增，大大提高了组合式推力轴承的传递载荷的能力。此外，本发明中的环形尼龙垫片结构简单、容易加工、性能可靠、装配精度要求低、材料成本低廉，具有极大的实用价值。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
本发明的组合式推力轴承包括两个通过连接件对扣连接形成中空柱腔的分瓣式外套筒，以共轴线方式穿装在分瓣式外套筒中空柱腔内的受力轴，内圈通过内隔套依次间隔环套在受力轴上的若干个推力轴承；在所述中空柱腔的内腔面设置有若干个沿轴向间隔布置的凸台，所述推力轴承的外圈端面与凸台之间均放置有环形尼龙垫片，在轴向力的作用下，推力轴承的外圈端面通过环形尼龙垫片抵靠在所述凸台的相应端面上。
本发明中所述环形尼龙垫片根据需要分摊载荷的大小不同制作成对应厚度不同的垫片（当相串联的多个推力轴承要求分流的外部载荷均匀程度较高时，可以根据分摊载荷的大小进行计算，得出对应的环形尼龙垫片所需的厚度）。
本发明中位于所述分瓣式外套筒两端头的凸台段均开设有定位环槽，在所述定位环槽内嵌装有径向定位环，所述径向定位环的内环面与受力轴之间处于动配合状态（当组合式推力轴承承受有径向力时，增设径向定位环）。
本发明中位于所述分瓣式外套筒一端头的凸台内端侧设置反向推力轴承和反向环形尼龙垫片，所述反向推力轴承的安装方向与推力轴承相反（当组合式推力轴承承受有反向轴向力时，增设反向推力轴承和反向环形尼龙垫片）。
本发明的工作原理如下：
本发明是将若干个推力轴承的内圈通过内隔套以间隔方式依次环套在受力轴上，每个推力轴承的外圈同时又套嵌在分瓣式外套筒中空内腔的凸台之间，而且在推力轴承的外圈端面与凸台的受力面之间均卡放有环形尼龙垫片。由于环形尼龙垫片采用的是尼龙材料制成，不仅具有优良的抗拉压强度和韧性，而且环形尼龙垫片的刚性比金属材料制成的内隔套的刚性小得多，受到同等轴向力时环形尼龙垫片所能产生的轴向变形要大于内隔套，因而使得每个推力轴承都具有分摊轴向载荷的条件；这样，当中心轴受到轴向载荷后，通过内隔套将载荷传递至每个推力轴承，每个推力轴承通过与其在外圈相连的环形尼龙垫片将载荷传递至分瓣式外套筒，由于各环形尼龙垫片较小的轴向刚度（换句话说也就是较好的载荷分摊能力），使得外部载荷能够分流施加到各个推力轴承上。如果想达到最理想的载荷分流效果，还可以借助经典力学分析方法或采用有限元力学分析方法比较精确地确定各个环形尼龙垫片的厚度，来实现多个环形尼龙垫片的单元应变基本一致，使各个推力轴承的分流荷载相对均匀。因此，本发明是通过多个环形尼龙垫片的弹性应变产生轴向变形的方法，使相互串联的推力轴承在传递载荷时顺利实现多级分流，使组合式推力轴承的承载能力实现了倍增，大大提高了组合式推力轴承的传递能力。此外，本发明中的环形尼龙垫片结构简单、容易加工、装配精度要求低、材料成本低廉，具有极大的实用价值。
本发明的有益效果如下：
综上所述，本发明使组合式推力轴承的承载能力实现了倍增，大大提高了组合式推力轴承的传递载荷的能力。此外，本发明中的环形尼龙垫片结构简单、容易加工、性能可靠、装配精度要求低、材料成本低廉，具有极大的实用价值。
附图说明
图1是实施例一的结构示意图。
图2是图1的左视图。
图3是实施例二的结构示意图。
图4是实施例三的结构示意图。
图中序号：1、受力轴，2、环形尼龙垫片，3、推力轴承，4、分瓣式外套管，4-1、凸台，4-2、定位环槽，5、内隔套，6、连接件，7、径向定位环，8、反向推力轴承，9、反向环形尼龙垫片。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述：
实施例一
如图1、图2所示，本发明的组合式推力轴承包括两个通过连接件6对扣连接形成中空柱腔的分瓣式外套筒4，以共轴线方式穿装在分瓣式外套筒4中空柱腔内的受力轴1，内圈通过内隔套5依次间隔环套在受力轴1上的若干个推力轴承3；在所述中空柱腔的内腔面设置有若干个沿轴向间隔布置的凸台4-1，所述推力轴承3的外圈端面与凸台4-1之间均放置有环形尼龙垫片2，在轴向力的作用下，推力轴承3的外圈端面通过环形尼龙垫片2抵靠在所述凸台4-1的相应端面上。
本发明中所述环形尼龙垫片2根据需要分摊载荷的大小不同制作成对应厚度不同的垫片（当相串联的多个推力轴承要求分流的外部载荷均匀程度较高时，可以根据分摊载荷的大小进行计算，得出对应的环形尼龙垫片2所需的厚度）。
实施例二
如图3所示，本实施例适用于组合式推力轴承承受有径向力的工况。本实施例与实施例一的不同之处在于：本实施例是在实施例一的基础上增设了两个用于承受径向载荷的径向定位环7。所述径向定位环7嵌装在位于分瓣式外套筒4两端头的凸台4-1段内所开设的定位环槽4-2内，所述径向定位环7的内环面与受力轴1之间处于动配合状态。
实施例三
如图4所示，本实施例适用于组合式推力轴承承受有反向轴向力的工况。本实施例与实施例二的不同之处在于：本实施例是在实施例二的基础上增设了用于承受反向载荷的反向推力轴承8和反向环形尼龙垫片9。所述反向推力轴承8安装在位于分瓣式外套筒4一端头的凸台4-1内端侧，安装方向与推力轴承3相反。

Claims (4)

1.一种组合式推力轴承，其特征在于：它包括两个通过连接件（6）对扣连接形成中空柱腔的分瓣式外套筒（4），以共轴线方式穿装在分瓣式外套筒（4）中空柱腔内的受力轴（1），内圈通过内隔套（5）依次间隔环套在受力轴（1）上的若干个推力轴承（3）；在所述中空柱腔的内腔面设置有若干个沿轴向间隔布置的凸台（4-1），所述推力轴承（3）的外圈端面与凸台（4-1）之间均放置有环形尼龙垫片（2），在轴向力的作用下，推力轴承（3）的外圈端面通过环形尼龙垫片（2）抵靠在所述凸台（4-1）的相应端面上。
2.根据权利要求1所述的组合式推力轴承，其特征在于：所述环形尼龙垫片(2)根据需要分摊载荷的大小不同制作成对应厚度不同的垫片。
3. 根据权利要求1所述的组合式推力轴承，其特征在于：位于所述分瓣式外套筒（4）两端头的凸台（4-1）段均开设有定位环槽（4-2），在所述定位环槽（4-2）内嵌装有径向定位环(7)，所述径向定位环(7) 的内环面与受力轴（1）之间处于动配合状态。
4.根据权利要求1所述的组合式推力轴承，其特征在于：位于所述分瓣式外套筒（4）一端头的凸台（4-1）内端侧设置反向推力轴承（8）和反向环形尼龙垫片（9），所述反向推力轴承（8）的安装方向与推力轴承（3）相反。
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