CN107131215B - 一种几何尺寸可调的智能轴承支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种几何尺寸可调的智能轴承支撑装置，包括几何尺寸可调的滑动轴承支撑结构和检测控制系统；几何尺寸可调的滑动轴承支撑结构分为滑动轴承和支撑结构，支撑分为支撑座和支撑盖，二者相对安装，轴承安装在支撑结构内部，轴承分为上下两瓦，二者相对安装，上瓦固定，下瓦在支撑结构内部上下滑动；在检测控制系统中，位移传感器安装在滑动轴承附近，与状态监测控制器相连，控制器控制伺服电机转动，伺服电机带动丝杠转动，丝杠带动斜铁移动，斜铁的移动使轴承下瓦上下滑动。该装置可以实时监测转子的运行状况，通过伺服电机的转动调节轴承下瓦的上下滑动的距离，对变化的工况做出判断，调整轴承的几何尺寸，使转子轴承系统稳定安全运行。

Description

一种几何尺寸可调的智能轴承支撑装置

技术领域

本发明涉及转子轴承系统试验机技术领域，具体涉及一种几何尺寸可调的智能滑动轴承支撑装置，尤其适用于时变工况下转子轴承系统的径向滑动支撑。

背景技术

滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下，滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触，还可以大大减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具有一定的吸振能力。虽然在一般工况下，例如机床、减速箱汽车等场合被滚动轴承取代，但在很多重要场合，如发电机组、汽轮机、轧钢机、高速主轴等领域仍占重要地位。滑动轴承按其承受的工作载荷可分为径向滑动轴承和推力滑动轴承，径向滑动轴承又分为普通圆瓦轴承、椭圆瓦轴承、三油叶轴承、错位瓦轴承、上瓦开槽轴承、均布可倾瓦轴承和非均布可倾瓦轴承，而推力轴承可分为扇形固定瓦轴承，圆形可倾瓦轴承和扇形可倾瓦轴承等。在一般的设计过程中，滑动轴承都是基于某种特定工作状况进行设计的，然而在实际工程应用中，滑动轴承的工作状况会发生变化，即滑动轴承的设计工况与运行工况可能是不同的，如舰船发电机组在海平面上摇摆，转子轴承的运转稳定性会受到很大影响，严重影响发电机的可靠性，而某一特定参数的滑动轴承往往无法适应这种时变的工况，几何尺寸固定的轴承也不能根据实际工作状态调整其工作参数。因此，很有必要开发一种可以适用于时变工况的轴承支撑技术，不仅可以提高转子轴承系统的稳定性和安全性，也有利于轴承支撑技术的快速发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种几何尺寸可调的智能轴承支撑装置，该装置有利于解决现有径向滑动轴承只能适用于特定工作状况的缺点，而且可以实现时变工况下轴承转子系统的安全稳定运行。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

该装置包括几何尺寸可调的滑动轴承支撑结构和检测控制系统两部分；其特征在于：几何尺寸可调的滑动轴承支撑结构分为滑动轴承和支撑结构，支撑分为支撑座和支撑座上盖，二者相对安装，轴承安装在支撑结构内部，轴承又分为上瓦和下瓦，二者相对安装，在检测控制系统中，水平位移传感器和竖直位移传感器安装在滑动轴承附近，与状态监测控制器相连，控制器可以控制伺服电机转动使轴承下瓦上下滑动。

轴承上瓦和下瓦安装在支撑座内部，并且上瓦固定，下瓦可以在支撑结构内部上下滑动。

水平位移传感器和竖直位移传感器成90度安装。

控制器可以控制伺服电机转动，伺服电机带动丝杠转动，丝杠带动斜铁移动，斜铁的移动使轴承下瓦上下滑动。

在本发明装置中，当转子的工作状态发生变化，通过位移传感器采集信号，智能控制器对转子的振动信号进行分析，如果轴承的工作状态和设计的状态不同，或者转子的振动振值过大时，控制器就会发出控制信号，控制伺服电机转动一点的角度，然后带动丝杠转动，丝杠带动斜铁的移动，斜铁推动轴承下瓦上下滑动，这样通过改变轴承的间隙调整转子的工作状态，改善转子轴承系统的振动情况。

本发明具有的有益效果是：

1.轴承支撑结构可以适用于时变的工作状况。

2.自动调整轴承的几何参数，达到最优的工作状态。

3.可以实时监测转子轴承系统的稳定性，如果出现过大的振幅，及时进行调整。

4.整个装置具有反馈的优点，实现对轴承几何尺寸的智能控制。

附图说明

图1是几何尺寸可调智能轴承支撑装置各部件的连接结构示意图。

图中1是支撑座、2是丝杠、3是支撑座上盖、4是轴承上瓦、5是轴承下瓦、6是转子、7和8是高精度位移传感器、9是斜铁、10是控制器、11是伺服电机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

本发明一种几何尺寸可调的智能轴承支撑装置，该装置包括几何尺寸可调的滑动轴承支撑结构和检测控制系统两部分；其中几何尺寸可调的滑动轴承支撑结构分为滑动轴承和支撑结构，支撑分为支撑座和支撑盖，二者相对安装，轴承安装在支撑结构内部，轴承又分为上下两瓦，二者相对安装，上瓦固定，下瓦可以在支撑结构内部上下滑动；在检测控制系统中，位移传感器安装在滑动轴承附近，与状态监测控制器相连，控制器可以控制伺服电机转动，伺服电机带动丝杠转动，丝杠带动斜铁移动，斜铁的移动使轴承下瓦上下滑动。当转子的运行工况发生变化时，通过位移传感器检测转子的运行信号，然后将信号传递给智能控制器，智能控制器根据转子信号做出判断，控制伺服电机转动控制下瓦上下滑动，从而改变轴承的几何尺寸来调节转子的运转状况。该装置可以实时监测转子的运行状况，通过伺服电机的转动调节轴承下瓦的上下滑动的距离，对变化的工况做出判断，调整轴承的几何尺寸，使转子轴承系统稳定安全运行。

几何尺寸可调的滑动轴承通过控制轴承间隙改变油膜厚度的方法，对轴承的工作状态进行调节，因而可在一定程度上减少由于重载、高速、高温等苛刻服役工况所造成的安全事故隐患。控制方法可以分为自动或手动两种控制方案，将伺服电机的旋转运动通过传动丝杠转换为斜铁的水平运动，借此来调节滑动轴承下瓦的上下滑动，从而调整滑动轴承的油楔形状，改变轴承的工作姿态，最终改善转子轴承系统的运行状态。

如图1所示，几何尺寸可调的滑动轴承分为上瓦4和下瓦5组成，上瓦4固定，下瓦5可以在支撑结构内部上下滑动，通过改变轴承的几何尺寸，即改变轴承油楔形状，从而改善轴承运行状态；位移传感器7和8在轴承附近沿转子6的周向方向成90度安装，监测转子6的运行信号，当转子6的运转状态发生变化时，位移传感器7和8会采集转子6的位移振动信号，将信号发送到控制器10，控制器10根据得到的信息，分析目前转子6的运转状态，如果达不到工作要求，便会发出信号控制伺服电机11转动，伺服电机11带动丝杠2转动，丝杠2带动斜铁9移动，斜铁9的移动使轴承下瓦5上下滑动，通过改变轴承的几何尺寸来调节转子的运转状况。调整后的转子6的工作状态可继续由传感器7和8进行监测，若未达到工作要求，自动控制器10对轴承姿态做进一步的修正，直至满足工作要求。

Claims (4)

1.一种几何尺寸可调的智能轴承支撑装置，该装置包括几何尺寸可调的滑动轴承支撑结构和检测控制系统两部分；其特征在于：几何尺寸可调的滑动轴承支撑结构分为滑动轴承和支撑结构，支撑分为支撑座(1)和支撑座上盖(3)，二者相对安装，轴承安装在支撑结构内部，轴承又分为上瓦(4)和下瓦(5)，二者相对安装，在检测控制系统中，水平位移传感器(7)和竖直位移传感器(8)安装在滑动轴承附近，与状态监测控制器(10)相连，控制器(10)可以控制伺服电机(11)转动使轴承下瓦(5)上下滑动。

2.根据权利要求1所述的一种几何尺寸可调的智能轴承支撑装置，其特征在于，轴承上瓦(4)和下瓦(5)安装在支撑座内部，并且上瓦(4)固定，下瓦(5)可以在支撑结构内部上下滑动。

3.根据权利要求1所述的一种几何尺寸可调的智能轴承支撑装置，其特征在于，水平位移传感器(7)和竖直位移传感器(8)成90度安装。

4.根据权利要求1所述的一种几何尺寸可调的智能轴承支撑装置，其特征在于，控制器(10)可以控制伺服电机(11)转动，伺服电机(11)带动丝杠(2)转动，丝杠(2)带动斜铁(9)移动，斜铁(9)的移动使轴承下瓦(5)上下滑动。