CN1085295A - 具有一模组构造的衬垫型流体动力止推轴承 - Google Patents

Abstract

一流体动力轴承其包括一托架及复数个对该托 架周向间隔开的轴承衬垫。该衬垫可具有一模组构 造藉以使衬垫部分被安装至支撑部分。衬垫亦可拆 下地装置在托架上。不同的轴承衬垫构造也作了描 述。

Description

本发明是关于流体动力轴承。在此种轴承中，一旋转物体如一轴被藉一加压流体诸如油，空气或水的一固定轴承衬垫支撑。流体动力轴承的优点是当旋转物体移动时，其不会沿流体之顶端滑动。而是与旋转物体接触的流体紧密附着于旋转物体，同时运动伴随着通过流体薄膜整个高度的流体粒子之间的滑移及剪切。如此，若旋转物体与流动接触层以一已知速度移动，在流体厚度之中间高度处的速度以一已知的速率递减直到与固定轴承衬垫接触的流体附着于轴承衬垫上且为静止。当，经由其对旋转物体的支撑导致的负载，轴承衬垫对旋转构件挠曲-小角度，流体将被吸入一楔形开口，同时在流体薄膜中会产生足够的压力以支撑负载。此一事实如同在传统的流体动力轴颈轴承中一样被使用在水轮机及船的螺旋浆轴的止推轴承中。

止推轴承及径向或轴颈轴承的特点为通常均由轴支撑衬垫关于一轴线的间隔。关于衬垫被间隔的轴线通常系对应于止推及轴颈轴承两者的被支撑轴的纵向轴线。此轴线可被称为主轴线。

在很大程度上，关于习知流体动力轴承的问题已由Ide，即本发明人在美国专利第4，676，668号中描述的轴承构造加以解决。此轴承构造包含复数个分离的轴承衬垫压入配合至一支撑部分。轴承衬垫可由能在三个方向上提供可挠性的至少一脚从支撑构件加以间隔。为提供在运动平面中的可挠性，脚被向内弯曲一角度以形成具有圆锥顶点或在衬垫表面前的交点之一圆锥形。每一脚具有一剖面模数其在期望的运动方向中相当地小以容许对欠对准的补偿。这些说明可应用在轴颈及止推轴承中。

当在本发明人先前的专利中描述的构造代表在此技术中的一项重要的进步，商业上的生产已显示改进是可能的。例如，轴承衬垫的外形相当复杂;且因而有一点难以大量生产，及在径向或轴颈轴承中使用，并难以消振。

此外，因轴承衬垫是单一的，整个轴承衬垫有时必须在轴承任何的部分用需要的最昂贵的材料建造。单一的构造也使它难以改变任何特别的轴承衬垫的性能特性。这对每一种应用需要一不同的轴承衬垫因此而限制了标准化轴承元件的能力（亦即，在每一种应用的不同配置中使用标准元件）以及达到关于标准化的价格及其他商业上的好处的能力。

衬垫的压入配合至托架中也使轴承的组合变得复杂。并且，经由此压入配合，轴承衬垫不能轻易地从托架移开。在万一错误的情况下这使得托架（轴承的最大部分）的再使用变得复杂。

本发明系关于在流体动力止推轴承中的改良，其包含复数个分离轴承衬垫以一圆周间隔的关系安装在一托架中。一般地，本发明系关于衬垫及托架设计中的改良。

概念上，本发明的轴承衬垫和托架的设计是经由将衬垫及托架当作一片固体材料且然后选择移去或增加材料到此固体上以使它在设计的负载下以一期望的方式挠曲。可迅速看出可能会有无数种设计。因此，应当记住若结构的状况许可则在此揭露的结构特色通常可应用至任何其他的轴承衬垫。

发明人已发现在许多特殊的应用中如在高速应用中，必须测试并估计包含轴或转子，流体动力润滑薄膜及轴承的整个系统的动力可挠性。此分析亦应加上对会影响楔组成的其他状况之考量。例如，已知轴至衬垫的接触会导致热隆起其自然会影响在衬垫及轴表面之间的间隔外形。在本系统使用一有限元素模型的电脑分析中，已决定其需将整个轴承当作在操作负载下改变外形的完全可挠构件。经由基本结构的加工以加上较多或较少的可挠性，如此在大操作范围上提供稳定的低摩擦操作的轴承特性可被达成。已发现一些变数本质上会影响轴承的性能特性。其中最重要的变数是由形成于轴承中的内孔、开缝或切缝及槽沟所定义的衬垫及支撑构件的外形、大小、位置及材料特性（例如弹性模数等）。已知支撑构件的外形特别地重要。

根据本发明之轴承的其他重要特征，轴承衬垫可用以支撑挠曲以便保存流体动力流体，如此避免了流体泄漏的问题。考虑径向或轴颈轴承，支撑结构被设计以使得，在负载下，轴承衬垫挠曲以形成一流体保存囊。通常，当主要支撑部分被连接至紧接于轴承衬垫的轴向边缘的轴承衬垫且轴承衬垫的中心未被直接支撑，亦即自由向外径方向挠曲时此一支撑被达成。至于止推轴承，衬垫被支撑以便在负载下向轴承内直径方向倾斜以预防离心外漏。通常，这当在支撑轴承衬垫的主要支撑结构处的衬垫支撑表面被靠近轴承外直径而非轴承内直径处放置时被达成。当主要支撑结构包含两个或更多径向间隔梁时，整个支撑结构必须被设计以导致内端之轴承衬垫的挠曲。再者，当轴承衬垫帽复数个径向间隔梁支撑且在梁间的区域未被直接支撑时，衬垫将倾向于挠曲以便形成一凹面流体保存通道。

衬垫表面轴承衬垫部分也可用一分离材料如一硬化橡皮包覆或是表面可有一如金刚砂之一高性能材料的分离衬垫插入物。

支撑部分的外形最好要配合在托架中之开口的外形。假如此外形不是圆柱形，衬垫在配合入托架中时将会被精确定位。

当衬垫支撑是使得在操作中，例如起动的磨耗是预期的时-磨耗表面可被模制到衬垫上。磨耗表面最好由一具有高PV极限如CELEDYNE^TM的材料形成。若需要，一表面粗糙层可被提供到衬垫上以更好地将磨耗表面固定在衬垫上。衬垫边缘可被斜削以改进入口弯曲。

在某些例子中，对一特殊应用的要求可用一简单的中心支柱设计满足其虽然相当坚固但被塑造或定位以有利地影响挠曲。中心支柱可为复弯曲的、圆柱形的、椭圆形的或任何其他可轻易制造的外形。支柱可相对于它支撑的衬垫部分被偏位。

图1A是根据本发明的一止推轴承构造的一侧面剖面图。

图1B是图1A之轴承构造的一部分俯视图。

图2是以箭头指示顶侧及边缘视线的侧线之一扇形止推衬垫的一透视图。

图3是一圆形止推衬垫的一透视图。

图4是一具斜削边缘的止推衬垫的一侧视图。

图5是显示根据本发明的轴承衬垫在一托架中的排列之一俯视图。

图5A是根据本发明的另一轴承衬垫的俯视图。

图6A是具有用以定位轴承衬垫的一定位器支柱的一托架构件的俯视图。

图6B是图6A的托架构件沿着图6A中指出的线的一剖面图。

图6C是图6D的托架构件的俯视图。

图6D是具有一定位突出的另一托架构件的剖面图。

图6E是在其中形成有定位开口的一托架构件的俯视图。

图6F是图6E之托架的一剖面图。

图6G是具有非圆柱形开口形成的一托架之俯视图。

图7是根据本发明之另一轴承衬垫的俯视图。

图7A是沿着由图7中的箭头指示的线的图7的轴承衬垫的一剖面图。

图7B是图7的轴承衬垫的一前视图。

图7C是具有一磨耗表面形成的图7的轴承衬垫的一剖面图。

图8是显示一个轴承衬垫及部分托架截面之一轴承组合的一部分前视图。

图8A是具有一些虚线的假想外貌的图8的轴承衬垫的一俯视图。

图8B是在其上形成有一表面粗糙层的图8之轴承衬垫的一前视图。

图8C是在其上形成有一磨耗表面的图8之轴承衬垫的部分截面的一前视图。

图9是根据本发明的另一轴承衬垫的一俯视图。

图9A是图9的轴承衬垫的一前视图。

图10是根据本发明的另一轴承衬垫的一俯视图。

图10A是图10之轴承衬垫的一前视图。

图10B是根据本发明的另一轴承衬垫的一前视图。

图11是根据本发明的另一轴承衬垫的一前视图。

图12A是根据本发明的另一轴承衬垫的一前视图。

图12B是根据本发明的另一轴承衬垫的一前视图。

图1A及1B说明本发明之一般情况，亦即流体动力止推轴承，其包含一托架构件10其上具有复数个开口例如在其中形成的内孔及复数个安装在开口中的轴承衬垫构件20。轴承衬垫可如图1B中指明的一般被周向间隔开。

过去，流体动力轴承的衬垫外形主要受制造上的便利控制。对一止推轴承，具有传统方法的扇形衬垫以增加支撑的面积或-在申请人先前的美国专利第4，676，668号中-为了减低制造成本的圆形衬垫。在许多情况中，此种传统的衬垫外形可被支持以获得最佳化的结果。然而，本发明人也发现修正传统的衬垫外形可获致重要的性能特性。由此，支撑结构可被简化，且在某些情况中，甚至可被消除。

典型止推衬垫外形的范例如图2及3中所说明。图2显示一扇形衬垫132。俯视图T，边缘视图E及侧视图S的视线分别以箭头标示T、E及S指出。图3显示一圆形衬垫20。这些衬垫的外形的特点在于连续的平的表面及一均匀的衬垫厚度。衬垫在托架上的排列在图5及5A中加以说明。

对传统的止推衬垫外形的不同修正将讨论如下。通常，这些修正对任何特别应用的效果可用有限元素分析加以决定。此一分析也能解释其他会影响楔成形的因素。例如，若支撑结构容许持续的轴至衬垫的接触，衬垫会变热。此温度的上升将导致衬垫的热畸变或隆起。使用有限元素分析这些热效应可被用以强化楔成形。应记住任何对衬垫外形的修正可结合或单独使用。另外，修正也可轻易适用于具有不同于已说明的特别衬垫外形的外形之衬垫。再者，衬垫可被对称地塑造以允许双向操作或是不对称以提供依据旋转方向的不同操作状况。

图4说明对基本衬垫外形的另一可能修正。特别地，已知斜削轴承衬垫的前缘会导致增加入口弯曲。此允许更多的润滑剂进入到轴-衬垫间隙中其会增加衬垫的负载支持能力。复杂的有限元素分析使用电脑能预测获得最佳化润滑剂流量所需的弯曲量。

附图说明斜削形的边缘在止推、径向、及联合径向/止推轴承中的运用。特别地，图4是沿图3中的S轴线的一侧视图其说明在每一边缘有一斜削132t形成的一止推轴承衬垫132。又，在每一端有斜削形以允许双向操作。当然，若单向操作即已足够，则只一边缘，即前缘，应被斜削。

图7-7C说明根据本发明的一衬垫构造。在此种构造中，一衬垫包含一扇形衬垫23支撑于一支撑柱70上。如图7中的最佳显示，支撑柱70具有一椭圆剖面其径向大小大于其圆周向大小。图7-7C中显示的形式的一长支柱70的提供有多种功能。首先，当此形式的一衬垫被安装至如图6G中所示（讨论如后）具有用以接收支柱70的互补开口101之形式的一托架10中，衬垫20被自动地定位在期望的精确位置中。相对地，若衬垫20被形成具有一圆柱支撑，它将必须以其他方式定位。

此外，图7-7C中显示的一长形椭圆支柱的提供会影响衬垫部分23的支撑。特别地，因支撑支柱70的径向尺寸大于其圆周尺寸，衬垫23的支撑在径向方向比在圆周方向坚固。在图7-7C中显示的轴承衬垫20中其效应是复合的，因为衬垫部分23的扇状外形的圆周尺寸大于其径向尺寸。因此，作为衬垫部分23的外形及支撑柱70的配置两者的结果，衬垫部分23的圆周端面是相对地未受支撑而另一方面衬垫部分23的中间区域则被相当坚固地支撑。

如在此显示的轴承衬垫中的一重要特征是可使润滑剂自周围进入衬垫区域且藉以预防流体润滑剂的周围外漏。在图7-7C中所示的轴承衬垫的情形中，经由设计支撑以使得在负载下，轴承衬垫的径向内缘（RIE）如图7B中所示向下挠曲同时外缘向上挠曲。如图7中之最佳显示，支撑柱70在一较接近轴承衬垫的径向外径（ROE）而非轴承衬垫20的径向内缘（RIE）的位置与衬垫部分23连接。因此，衬垫支撑表面，亦即，在支柱70与衬垫部分23接触处的表面，被向径向分度线的外径方向放置。考虑另一方式，衬垫PC的几何中心被自支撑柱SC的几何中心偏位。因此，轴承被设计以使得在负载下，轴承内缘向下挠曲。

在操作上，轴承衬垫内缘的向下挠曲乃对应于远离被支撑轴的挠曲且轴承衬垫外缘的向上挠曲对应向轴方向的挠曲。轴承衬垫的挠曲定位容许润滑剂受离心力影响而通过径向内缘RIE并进入楔区域同时有效地禁止因离心力作用于流体上而造成通过径向外径ROE的流体损失。当最佳化，这对任何特别的应用的设计为可能，一般的经验法则是支撑柱SC的几何中心应自衬垫PC的几何中心偏位约10个百分率。

如图7A中的最佳说明，支撑衬垫部分23的支撑柱70相当坚固。的确，此衬垫本身并不容许衬垫部分23的运动具有六个自由度。本发明人也发现具六个自由度的运动对于达成适当的结果并非总是需要的。例如，在传统的倾斜轴承中，单独的衬垫只须对一平行于转子的轴线倾斜或枢转。一已知的摇动枢轴衬垫具有近乎零的旋转枢轴刚性。此种轴承已知用以提供适当的性能，但它们较为昂贵且难以适用于单独的应用中。因此，对某些应用，一具有受限可挠性的衬垫就像图7及7C中所示者是可被接受的。

衬垫外形可被沿着上面讨论的线加以修正以达成揭示的结果。在图7-7C所示的轴承衬垫20的情况中，所使用的一特殊修正是轴承衬垫的较低的周围边缘的斜削以增加入口弯曲。此允许更多的润滑剂进入轴-衬垫的间隙中其增加如上讨论关于图4的衬垫的负载支持能力。特别地，如图7B中显示的衬垫部分23的较低边缘是被斜削的。因为显示的特别轴承衬垫20是预计作为双向操作，（亦即，它是对称的且能在任一方向上支撑一轴旋转），在衬垫部分23的两径向延伸周边缘的每一个，（亦即，那些在径向内缘（RIE）及径向外缘（ROE）之间延伸的边缘），均具有斜削形23t以增加入口弯曲。如图7及7B中的最佳显示，轴承衬垫在其顶表面上更包括一倒角以使润滑剂更易于进入。

如同前面提过的，图7-7C中的衬垫构造具有受限的可挠性。在许多情况中，此可挠性，虽然受限制，已是足以达成流体动力操作。在其他实例中，托架10及装置于其中的衬垫20可具有可挠性以在必要时容许挠曲增加。在某些情况中，然而，相当坚固的支撑结构适用于所有的情况中除了起动时。在这些实例中，本发明考虑一可能的磨耗表面之准备用以避免造成在图7C的实施例中所示的衬垫起动时的伤害。此一磨耗表面的目的即是用以容许衬垫能抗拒起动时导致的磨耗。甚至是使用如图7-7C所示形式的一相当坚固的支撑结构，衬垫仍可被设计以在稳定状态条件中达成流体动力操作，但起动时的磨耗特性会导致一潜在关系。由提供一磨耗表面衬垫实际上被设计以在两个模态中操作。首先，在初始起动时，轴承动作如一磨耗轴承一般其中轴和衬垫表面摩擦。在起动后，轴承衬垫流体动力般地操作且在轴和轴承衬垫表面间仅有些微或无接触。

不同的材料可被用作磨耗表面而本发明的较佳实施例则包含使用一CELEDYNE^TM树脂沿在图7C的25所示之衬垫周围模制。

轴承衬垫可以多种不同的金属或塑胶材料形成。在最普遍的应用中，轴承是以金属形成，典型为铸青铜或不锈钢。关于衬垫20的表面粗糙，在模制CELEDYNE^TM磨耗表面25至衬垫20上前最好加上一表面粗糙层24。许多关于此点的制造方法被描述于下。

另一根据本发明的轴承衬垫被揭露在图8-8C中。在此实施例中，轴承衬垫20包括一圆形衬垫部分23其具有一沿着它的较低周边缘之连续斜削23t。衬垫部分23由圆柱形支撑柱71支撑，在此情况中，同轴地支撑衬垫部分23。衬垫20更包括一基座73支撑该支撑柱71。在此特别的情况中，基座73并不提供其他的可挠性给轴承衬垫且其功能只是用以支撑该支撑柱71。因此，若希望，支撑柱71可被直接安装在一托架中且基座73可被消除而不会影响衬垫20的功能。

可选择地，基座73可具有一螺纹开口以装入一固定用螺钉41用以将衬垫20固定至如图8所示之一托架10。此种固定用螺钉固定装置可用以将在此揭露的大部分的衬垫20固定至在此揭露的托架10，但只特别适用于具有一固体基座的衬垫。

在图8-8C显示的衬垫是对称的。如此，它在一托架20中的一内孔101之中的位置不会影响它的性能。因此，不需使用对在内孔中的衬垫精确定位的装置。

图8-8C中所示的衬垫是，又，相当坚固的。支撑柱71坚固地支撑衬垫部分23的中央区域，但并不直接支撑衬垫部分23的外围。因此，轴承衬垫部分23的前缘是未被坚固支撑而可能会弯曲以容许一流体动力楔的成形。入口弯曲的功效更经由如在此描述的斜削23t的供应而被强化，也改进了楔成形。

因为支撑衬垫部分23的支撑柱71相当坚固，在特定的应用中有一种可能性即在衬垫表面及轴之间将会发生磨耗。在这些应用中，若此种磨耗特别难以处理，轴承衬垫20可具有如图8C所示和前面讨论过的一磨耗表面25。又，磨耗表面25可由任何适当的磨耗材料形成。然而，目前较佳的材料是模制到衬垫部分23的表面上的CELEDYNE^TM树脂。

因为典型上衬垫部分23的表面相当平滑，有时难以使一磨耗材料如CELEDYNE^TM附着到衬垫表面上。依据本发明的一种现今将一树脂如CELEDYNE^TM附着到一轴承衬垫的较佳方法将参考图8B及8C被描述如下。

为了得到适当的附着力，须有一树脂被模制在其上的足够粗糙的表面。这个表面可由将此部分铸造成一相当粗糙的表面而完成。在机械制造的部分中，最好在将树脂模制到衬垫上之前加上一表面粗糙层24。有一些方法可达成此点。例如，小片的青铜可被熔化至衬垫表面以形成一粗糙的表面。然而最好的方法是使用一铝/青铜（10%铝，90%青铜）合金用火焰喷射至衬垫上。经由此方式，可制成一相对多孔/粗糙的表面。此表面，在模制过程中，允许树脂流入表面的坑洞中并固定于适当处。然后在它们被嵌入模腔之前衬垫被稍微加热，在铸模中可持续加热，且然后树脂被射至衬垫上。此部分若需要可加以退火。测试显示接合表面对流入包覆中的材料流动及适度的接合强度均有助益。

图8B显示在其上具有一表面粗糙层24的一衬垫20。又，此表面粗糙层24最好是用火焰喷射-铝/青铜合金至衬垫表面而形成。

图8C显示一衬垫20其中该层树脂25已被模制到衬垫20上同时经由表面粗糙层24而附着在衬垫上。

如先前提到过的，图8及8A中显示的支撑柱71在衬垫部分23的几何中心处支撑衬垫部分23。此一排列的优点是衬垫是对称的。这多少简化了制造及组合。在其他例子中，则最好使支撑柱对衬垫部分23偏位。图9-10B描绘轴承衬垫其中支撑柱71被偏位以达成期望的结果。

在图9及9A所示的实施例中，支撑柱71具有一支撑中心SC其自衬垫部分23的中心PC处偏位一表为RO的量。然而注意关于被定义为通过衬垫部分23的中心及托架10（未显示）的轴线之一径向线的圆周中心线CCL的支撑是对称的。如在图9中指出的径向中心线RCL被定义为在托架轴线上并通过衬垫中心PC的圆中心。

关于在图9及9A中显示的一非对称衬垫形式有多种考虑。第一个此种考虑是因为它的非对称构造而使得在托架10中的开口101之中有衬垫20须被精确定位。达成此点的不同方式在此讨论之，其包含定位器支柱等的使用。在图9及9A所示的实施例中，基座73上具有一定位器支柱102。如在图6E及6F中所讨论的，托架10具有一互补开口103用以装入定位器支柱102以便轴承20精确定位于托架10中。

因为支撑柱71的支撑中心SC被径向地通过径向中心线RCL放置，衬垫部分23被支撑使得径向地最内部边缘RIE在负载下被支撑向下挠曲以便增加弯曲而容入油的离心流入，相反地，衬垫部分23的径向地最外部边缘ROE被坚固地支撑使得它形成一流体坝以预防油的离心漏泄。又，作为一经验法则支撑柱71至衬垫部分23的附着点被向外直径方向通常约移动10个百分率以增加弯曲。

衬垫部分23也具有一连续斜削23t以增加入口弯曲即如上讨论。

最后，注意因衬垫对周中心线是对称的故在图9及9A中所示的衬垫是适用于双向操作。换言之，当轴的旋转方向相反时衬垫的挠曲特性将不会改变。

图10-10B显示另一非对称衬垫构造。在此情形中，衬垫20被设计为在由径向中心线RCL上的箭头指出的方向上一方向或单向的操作。在此单向轴承的情形中，支撑柱71至衬垫部分23的附着点是典型地偏位。作为一经验法则，如图10中显示最好衬垫部分23应被向后缘方向移动约12%。如此，支撑柱有一支撑中心SC其自衬垫部分23的中心PC周向偏位一如图10中指出之CO的周向偏位且径向偏位一如图10中指出之RO的量。

径向偏位提供如在图9-9A中显示及前面描述的双向轴承中的径向偏位一样的功能。周偏位CO经由使前缘的支撑较不坚固以改进入口弯曲。衬垫部分23也包含一连续斜削23t以改善入口弯曲。又，如图9及9A的实施例，图10-10B的实施例包括一定位器支柱102以使衬垫20可被精确定位在托架10中。

图10B显示对图10及10A之轴承衬垫的一些微修正。特别地，衬垫20具有一磨耗表面25。又，磨耗表面最好是由将一CELEDYNE^TM树脂模制到衬垫部分23上制成。在图10B所显示的实施例中，支撑柱71也是非常地薄，且因此，比图10及10A中所示的支撑柱71更为可挠。

应注意，在此描述的支撑柱可依粘度、负载、速度、包壳及一般的操作要求而具有薄、厚或中等的直径。此外，操作要求可被模型化而使用有限元素分析以对任何特别的应用决定其最佳化的尺寸。

图11显示依据本发明的另一衬垫20。衬垫20包含一衬垫部分23，一支撑部分72及一基座73。又，基座73被设计以被安装于在此揭露的托架构造中之一的内孔101中。在此情形中，如与图11A及11B相关的前面讨论基座73被形成为具有一螺纹40。在此情况中的衬垫之支撑72被形成为具有一连续弯曲表面其在支撑72的中间部分最薄且向衬垫部分23及基座73张开成钟形。几何上地，此一复杂的外形大概相等于在炸面饼圈中的洞的外形或，更技术而言，被包围在一环面或环形中的外形其由对一不包含圆心的直线轴线旋转该圆而产生一复曲面。此支撑部分72的复杂外形之目的在于增加支撑柱72中心区域的可挠性并减缓来自于支柱72连接衬垫部分23和基座73处的终端区域之应力。否则这些区域会遭受应力集中。利用此构造，衬垫20倾向于更容易对支撑部分72的中心倾斜以改善挠曲。支撑部分72可与衬垫部分23同轴，以简化制造与组合。可选择地，支撑部分可被对径向或对径向及圆周方向两者偏位以达到前述之功能上的优点。

图12A-12B揭露了根据本发明之另一轴承衬垫。此轴承衬垫构造类似于图11中显示和前所描述者。特别地，轴承衬垫20包括一衬垫部分23，一基座部分73和一支撑部分72。支撑部分72以一连续曲线又再向衬垫部分23及基座73两者之方向张开如钟形。然而在此情形中，支撑部分72的中心区域被稍微加长而使得支撑72的外形不能，严格地说，被描述为如在一环面的中心区域中剩余的空间所定义的外形。尽管如此，支撑部分72达成和在支撑72的中心区域中提供最大的可挠性及减缓应力及减少在支撑72最靠近衬垫部分23和基座73的那些部分的可挠性的同样的功效。

衬垫23在其较低之边缘处具有一连续的环形斜削23t。如同先前提到的，此一斜削的供应可改善入口弯曲。

再者，基座73包括一定位器凸出102用以精确定位衬垫20及一托架的内孔101。当然，在支柱中心从衬垫中心偏位时此一定位器支柱是特别地有用。

如在图12B中所示，轴承衬垫20可具有一磨耗表面25。又，磨耗表面25最好是由如图12B所示将CELEDYNE^TM模制到衬垫部分23制成。此外，若须确定适当的附着度，一表面粗糙层24可在树脂或其他材料被模制到衬垫部分23上之前被提供至衬垫部分23的表面上。

本发明之一特别重要的特征是容易用机械制造的衬垫外形之揭露。特别地，在图8-12B中揭露的圆形衬垫外形的形式实际上可使用一车床用一圆柱形棒状坯料形成。以生产费用及制造原型的成本和复杂性之观点而言使用车床成形的衬垫外形提供了一个超越已知须复杂加工或铸造的构造之优点。关于偏位构造，注意衬垫须在多个轴线处用车床旋削以形成此种形状。

本发明的另一重要优点是揭露了与托架分开形成的轴承衬垫。此种构造使得使用标准托架10运用一受到相当限制的数目的衬垫去达成多种不同的结果变得可能。虽然在此显示的一些衬垫的基座部分被描述为简单的圆柱基座其可被安装于内孔中，应了解基座可被加上螺纹，压入配合，以一粘着剂等粘着至托架上。

图6A、6B、6C、6D、6E、6F及6G说明本发明的另一特征藉以使轴承垫20能被精确地放置在托架10中。在图6A及6B中，托架10具有不对称地安置在内孔101中的定位销102用以装入轴承衬垫20。定位销102可被装入于在一轴承衬垫支撑结构内不对称安置的开口中的一个（或在轴承衬垫中的其他地方的一较小开口），以精确定位在托架10内的内孔之中的轴承衬垫。一可选择的构造在图6C及6D中加以说明。在此构造中定位突出102自内孔101的壁延伸并用以取代分离的定位销。定位突出可被装入于本发明之任一轴承衬垫的折曲线或第三（teltiary）支撑部分形成的一互补凹槽中，经由此固定销或突出物的安排，预偏斜的轴承衬垫在安装至内孔中时会被强制适当的对准。

图6E-6F说明一类似的构造其中定位器孔103被形成于每一个内孔101中。定位器孔103适用于装入形成于轴承衬垫之上的定位器销如，举例而言，显示于图9A及10A中者。因为轴承衬垫形成为具有一定位销102其仅能被定位于内孔101中以使得定位器销102被装入定位器孔103中，若衬垫将被装入开口101中则它们须被精确定位。显示于图6E-6F中之构造的一个优点是托架10中可装入不具有一定位器销102的衬垫就如同其可装入具有一定位器销102者一样。如此，图6E-6F中显示的托架构造可被更广泛地使用。

虽然用以将轴承衬垫精确定位于托架中的另一种形式之托架被显示于图6G中。此托架10适用于装入如图7-7C中所示之具有一椭圆基座的衬垫。如此，开口101具有一非圆形的，在此情况中，椭圆外形。利用开口101的非圆形外形，衬垫须被精确定位以贴合至开口中。

Claims (26)

1、适用于支撑一旋转轴的一模组流体动力轴承，该轴承包括：一托架构件，该托架构件具有复数个开口形成于其中，该开口依一既定之轴线被间隔开；复数个轴承衬垫固定于该托架之开口中，每一个该轴承衬垫包含一具有一衬垫表面的衬垫部分及一支撑该衬垫部分的支撑部分；其中每一该衬垫部分被以一扇状外形形成且该支撑部分由该衬垫部分垂直延伸，该支撑部分具有一外形其配合形成于该托架中的该开口之外形使得该支撑部分可被固定于该托架中以便间隔开该托架与该衬垫部分；且每一个该轴承衬垫的该支撑部分被设计使得，在负载下，该轴承衬垫挠曲以形成一关于该轴的楔。

2、如权利要求1的轴承，其中每一个该轴承衬垫的该支撑部分具有一长椭圆外形且形成于该托架中的该开口具有一互补的长椭圆外形使得当该衬垫被安装至形成于该托架内的该开口之中时，该扇状外形衬垫被精确定位于该托架中。

3、如权利要求1的轴承，更包括一磨耗表面其形成于每一个该轴承衬垫的该衬垫部分上，该磨耗表面被以一与该衬垫部分不同的材料形成。

4、如权利要求3的轴承，其中该磨耗表面是一具一高PV定额的高性能树脂如CELEDYNE^TM。

5、如权利要求3的轴承，其中该磨耗表面是一被模制至该衬垫部分上的树脂。

6、如权利要求1的轴承，其中该扇形状外形衬垫部分具有两个周边缘且至少一个此种周边缘在其较低端被斜削。

7、适用于支撑一旋转轴的一模组流体动力轴承，该轴承包括：一托架构件，该托架构件具有复数个开口形成于其中，该开口具有一既定的外形且被依一既定轴线间隔;复数个轴承衬垫安装于该托架的开口中，每一个该轴承衬垫包含一具有一衬垫表面的圆形衬垫部分且一圆柱支撑部分由该衬垫部分垂直延伸并支撑该衬垫部分。

8、如权利要求7的轴承，其中该衬垫部分具有一较低边缘且该较低边缘被连续斜削。

9、如权利要求7的轴承，其中该衬垫更包括一基座，该圆柱支撑柱被支撑于其上。

10、如权利要求9的轴承，其中一定位器突出被提供于该基座上，且托架包含一突出装入开口用以装入该突出，以便相对该支撑部分精确定位该轴承衬垫。

11、如权利要求7的轴承，其中该圆柱支撑柱具有一支撑中心而该衬垫部分具有一衬垫中心且该圆柱的支撑中心自该衬垫中心径向偏位。

12、如权利要求11的轴承，其中该圆柱的支撑中心自该衬垫的中心周偏位。

13、如权利要求7的轴承，更包含一独特的磨耗表面以一与该衬垫部分不同的材料形成于该衬垫表面上。

14、如权利要求13的轴承，其中该磨耗表面以一树脂模制至该衬垫部分上而形成。

15、如权利要求1的轴承，其中该轴承衬垫支撑部分可以螺纹连接至该托架。

16、如权利要求1的轴承，其中每一个轴承衬垫的该支撑部分经由一栓槽固定连接而被连接至该托架。

17、适用于支撑一旋转轴的一模组流体动力轴承，该轴承包括：一托架构件，该托架构件具有复数个开口形成于其中，该开口被依一既定轴线间隔;复数个轴承衬垫安装于该托架的开口中，每一个该轴承衬垫包括一具有一衬垫表面的衬垫部分及一支撑部分其具有一轴线垂直于该衬垫表面的平面且该支撑部分支撑该衬垫部分，及一基座支撑该支撑部分;该支撑部分具有一第一终端依附于该衬垫部分及一第二终端依附于该基座及一介于该第一和第二终端之间的中间区域其中一支撑部分是弯曲的以便向该第一及第二终端方向向外张开如钟形使得该支撑部分在接近该第一及第二终端处较其在中间区域处宽。

18、如权利要求17的轴承，其中该衬垫部分具有一较低边缘其被斜削以改进入口弯曲。

19、如权利要求17的轴承，其中一分离且独特的磨耗表面被以一不同于该衬垫部分的材料形成至该衬垫表面上。

20、如权利要求19的轴承，其中该磨耗表面被以一树脂模制至该衬垫部分上而形成。

21、如权利要求17的轴承，其中该轴承衬垫部分为圆形并具有一衬垫中心且其中该支撑部分的轴线是向该衬垫中心的外径方向使得该衬垫被支撑在负载下以径向最内部边缘向下挠曲。

22、如权利要求17的轴承，其中一定位突出被提供在该衬垫的基座部分及托架的支撑部分之一上而其他的该衬垫部分及该支撑部分包括一突出装入开口用以装入该突出以便相对该支撑部分精确定位该非圆形轴承衬垫。

23、如权利要求17的轴承，更包括定位装置用以精确定向每一个在该托架中的该非对称轴承衬垫。

24、如权利要求17的轴承，其中该托架包括复数个适用于装入该轴承衬垫的内孔且其中一定位突出被形成在每一个内孔中且每一个轴承衬垫包含一开口用以装入该定位突出使得当该轴承衬垫被装入在一托架内的一内孔中时，该定位突出相对该托架精确地定向该轴承衬垫。

25、用以支撑一旋转轴部分的一轴承，该轴承包括：

一单一托架，该托架具有一轴线，该托架更包括复数个依该轴线间隔开的开口;

复数个轴承衬垫，每一个轴承衬垫被安装于形成在该托架中的开口中之一个，每一个轴承衬垫包括一衬垫部分及一支撑部分，该支撑部分包含一双曲截面其在每一终端具有一较大部分且具有一窄的中心区域，一个大的终端被安装至该衬垫部分。

26、如权利要求25的轴承，其中该托架被形成为具有复数个用以装置该轴承衬垫之开口的一可挠托架，其为在一既定方向可挠地支撑该衬垫。

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