CN1100498A - 特别应用于船体上轴承体 - Google Patents

Abstract

轴承体12用来支撑某一结构构件，特别是用于 某一机座14上，支撑受到各种不同负载的部件，这种 使用场合存在着由材料变形所引起的定位误差或部 件间相对移动，尤其是倾斜移动和滑移，通由一个固 定于机座，或结构部件10上的载重部件16和一个 位于载重部件上面的支撑部件18组成，载重部件和 支撑部件之间至少有一层钢球48；尤为重要的是至 少有一个定位装置50，它允许在规定的范围内有一 定的定位误差和相对移动，但能防止载重部件与支撑 部件的意外分离。

Description

本发明是关于一种轴承体，它用于支撑某一结构构件，特别是用于某一机座上，支撑受各种不同负载的部件，这种使用场合由材料变形所引起的定位误差或部件间相对移动，尤其是倾斜移动和滑移，这种轴承体被固定于机座上或某一结构上;它由一个受载部件和一个位于受载部件上面的负载支撑部件组成。

这类轴承体在桥梁建造方面已得到了应用。如用于桥与支撑桥的桥墩之间。轴承体的主要任务是把桥的重量传递到桥墩上。这类轴承体同时也必须允许少量的滑移存在，这种滑移是由于热胀冷缩或不同负载造成。上面所述，仅仅是这类轴承体应用的一个实例，但这种负载状况可以在各种各样的工程领域均可遇到。如用于船上作为船舱盖板支撑轴承，特别是在集装箱船上。

对滑动轴承，即表面支撑的结构设计及其制造材料的选择，起决定作用的是负载P，它与支撑力F相平衡，分布在支撑材料的支撑面上。在此可认为，支撑力F均匀地分布在整个支撑面上。如果各支撑面之间不是非常平行，那么就会出现部分结触，由此引起受力面A上的负载P升高。这种接触在极端情况下会引起压力集中，特别是在线接触或点接触的情况下。这种接触情况往往使支撑表面遭到损坏，从而使整个支撑体失灵。

所以将轴承体按设计要求使用的条件是两个支撑面完全平行的接触。而轴承体组成部分的位置变化可由各种各样的原因引起。特别是在极装船船舱盖的支承上产生了较为棘手的问题。支撑部件在通常条件下产生被焊接于甲板和船盖上。这就不能保证机械制造精度。由不精确加工和焊接时因温度变化造成的变形引起的支撑面间位置变化将出现。这样支撑面间的平面平行接触就不能保证。

此外，用于那里的支撑体受到各种不同作用力。一方面，必须考虑到静态重力，它由舱盖的自重和装于集装箱内货物组成，有些货物甚至可造成集装箱的极限荷载。不同大小的重量引起船舱盖支撑结构不同程度的弯曲，由此也改变了货物重量和分布的有关的支撑面间的接触角，而这又会由于接触减少而导致负载集中。另一方面，还存在着动态作用力。普通船体，尤其是平宽的集装箱船体，在逆着斜面而来的海浪行驶时，受到强大扭转力。这表明：船体也受到持续的变形，这一变形导致了船体与船舱盖间的相对移动，这就是说，两个支撑面间产生了相对移动。

除了上述的几种受力情况外，还必须考虑到由于温度影响引起的支撑面托座的变形以及轴承桥的变形。在支撑面间非平面平行的情况下，负载集中可导致损坏支撑表面。

由诸如塑性变形，表面剥落，形成的小沟槽或由损坏支撑面外的补焊等引起的相对移动会导致所谓的粘滑效应，这有时会引起明显动态负载集中。强大的负载有时也会来自船舱盖的焊接支撑结构。焊接点和承重材料会老化和失效。

深入的研究表明：只有确保了支撑面间的平面平行接触，才有可能对用于支撑的各种材料的使用可能性有一个可靠说明。弹性的中间层在补偿支撑位置变化方面没有任何效果。这些材料的弹性总是在一定负载范围内才有效。因此任何预定的负载范围不能满足由船舱盖空载，部分负载或满载所带来的各种要求。

本发明的任务在于，设计开头说过的那种轴承体。它能，特别是在高负载和变形引起的相对移动情况下，通过各个支撑位置的各种调节使支撑面间保持平面平行接触，由此可以在一个相当宽的负载范围内避免负载集中，从而不会使轴承体的支撑表面过早失灵。

为了解决这一难题，发明性作了如下几点设计：至少一个位置在受载部件和支撑部件之间由钢球支撑，至少一个定位装置可以在规定的范围内允许有一定的定位误差和相对移动，但能防止受载部件和支撑部件的意外分离。

这一发明性概念的具体形成可以至少从两个方面来说明，一方面按要求4用受载部件来限制一个凹区，这一凹区用钢球在多层分布来填充。这样支撑部件就位于钢球的最高部位。

按要求10的另一设计的可能性为：受载部件上有一个半圆拱形凹槽，而支撑部件上有一个与凹槽互补拱起的支撑面，并且在拱形凹槽的表面和与之互补成形的支撑面间只有一层钢球。在这个例子中，凹槽或支撑面可以仅仅是一个平面，好一点可以是圆柱形拱面，这里拱形半径与移动平面成直角。同样的道理也可以把凹槽设计成在两个平面内拱起，主要形式是球状拱面。这里定位可按要求12主要通过装边上的连接板来实现，这些连接板有一个纵向槽，它又有一个凹形拱面。与连接板表面相极接触的定位销表面是凸出的，负重支撑板就处于有限可摆动的位置。

按要求15设计的另一种形式是：负重支撑板的侧面设计成半圆柱形凸形拱面。而对面受载部件的表面正好补偿凸的支撑板侧面，成为凹形拱面。这里面向滚珠轴承的面与支撑面相平行。

按要求16也可把面向滚珠轴承的面设计成半圆柱形凸面，这样就有更大的表面来承担载荷。这里防滑出定位装置可按要求17通过装于边上的燕尾弹簧来实现。这些弹簧被夹在一条互补形的槽中，并被固定。这样就保证了负重支撑板的有限度摆动。

对所有上述的例子，其定位装置应允许在受载部件与支撑部件之间，或在至少其中一个部件与其本身之间有一定的缝隙，这一缝隙由定位误差或相对移动的大小来决定，当然它必须小于单个钢球的直径。这样钢球就不会掉出，也不会被夹在受载部件和支撑部件之间。

跟据这一发明性的构思，定位误差或相对移动导致受载部件和支撑部件的相对位置变化，而钢球能随时适应这种变化，并能将载荷通过许多分布点从支撑部件传递到受载部件上。

受载部件及支撑部件与钢球接触的表面特别要淬硬。当然其硬度应小于钢球本身的硬度，这样钢球就不会被坚硬的表面损坏，因为这种损坏往往会危害轴承功能。

用于制造受载部件的材料可相应地按预期的载荷和使用条件来选择，特别要按要求28中所述的部分来选择。钢球可采用普通轴承用钢球，它们具有高的表面质量且价格便宜。钢球也可按要求27由特种材料制成，这种特殊材料可以抗腐蚀和抗磨损等角度来考虑。

本发明的优先设计形式可以从附属要求中得到。

在此应指出，该轴承体优先应用在船舱盖和船体之间。只有当船舱盖上堆积集装箱时，这种结构才具有优越性。

把现今使用的，受载部件和支撑部件间大面积接触的轴承体用支撑面来传递载荷的轴承体来替代，第一眼看上去好象不太符合逻辑。但应该考虑到：在因变形引起的定位误差和相对移动的情况下，面接触的普通轴承体中，受载部件与支撑部件之间的实际接触面积已降到了最小值，由此可使这最小值的接触面大为过载。本发明性的轴承体的设计正好与此相反：起始就有的相对较小的接触面足以传递设定的载荷，这里即使在定位误差和相对移动的情况下，能始终保持这一相对较小的接触面，因而不会出现接触面减少并且轴承体也不会由于局部负载过重而过早失灵。

最后还应指出，对于这一发明性的轴承体的长方形设计形式，其受载部件被分成两份或多份，以使受载部件上的扭曲变形得以平衡，并使支撑部件的全面积整体支撑得以保证。

下面我们将根据所附的图对本项发明作进一步的说明：

图1是一个零件的示意图，它由机座所支撑，但是在一个不受载的状态下。

图2是一个与图1同样的示意图，但零件在受载的状况下。

图3是一个船体受到强波浪状态下变形的示意图。

图4是船体支撑左面船舱盖板的轴承体的应用图。

图5是第一个发明性的轴承体的设计图。

图6是一个定位螺栓的装配图。

图7是图5轴承体的俯视图。

图8是图7相应的俯视图，但是一个变形的轴承体。

图9A，B，C是另外一个发明性的轴承体的设计图。

图10是图9轴承体的俯视图。

图11是另外一个发明性的轴承体的设计图。

图12是另外一个发明性的轴承体的设计图。

图13是一个跟据图11和图12的设计图。

图14是另外一个发明性的轴承体的设计图和俯视图。

图15A是一个发明性轴承体的长方形设计形式的俯视图。

图15B是一个由两个分开的受载部分组成的轴承体的俯视图。

图15C是一个由两个分开，但中间安装有隔板的，受载部分组成的轴承体的俯视图。

图15D是一个在受载部件装有隔板和上隔板的轴承体的俯视图。

图16是一个发明性的配有安装架的轴承体在受到变形状态下的横截面的示意图。

图17是一个与图16相似的发明性的配有安装架的轴承体在受到变形状态下的正视图。

图18是通过另外一个发明性的轴承体的横截面示意图。该轴承体具有一个由两部分组成的负载支撑部件。

图19是一个把发明性的轴承体安装于船围板上的楔形装配示意图。

图20是一个图19中通过ⅩⅩ-ⅩⅩ横截面的剖面图。

图21是图19中垫楔相互连接的零件图。

图22是一个图19的派生设计图，它带有一个对立导板。

图23是一各图22中通过ⅩⅩⅢ-ⅩⅩⅢ横截面的剖面图。

图1是零件10的示意图，它被用作支撑结构，各种不同重量的物体加在该支撑结构上，并由它来支撑。零件10在它的左右两端各有轴承体支撑，该轴承体属于载重体14，这样就保证了结构的稳定性。在这个例子中，每个轴承体12由一个位于下部的载重板16和一个位于上部的支撑板18组成。上部的支撑板通过一个较大的面平行放置在受载板16上。

图2表示零件10受载的状态。由于载荷F使零件10受到了弯曲，导致了上部支撑板18的倾斜，以至于所有的支撑板18通过一个更小的接触面压到下部的受载板上，该接触面几乎相当于线接触的面积。因为每个轴承体12的接触面急剧减小，所以每个轴承体上的负载增加了载荷F的一半。这将会出现诸如下面的载重板和上面的支撑板急剧变形，可能导致轴承体12过早的。通过零件10的弯曲也可能导致上面的支撑板偏移于下面的载重板，这种偏移会进一步损坏支撑板和载重板间的接触面。这表明由于零件10的变形所出现的侧压力导致了轴承体12上的非平行的支撑面，不难理解，这将会造成塑性变形，剥落，麻点或者补焊，这些都可以毁坏支撑面。

图3是船体受到了斜面而来的海浪时受到变形的示意图，这里海浪的方向用箭头20来表示。图3展示了在外甲板，第一底舱和第二底舱变形的情况。这些变形虽然表现形式各有不同，但在所有情况下都产生了舱口（船舱盖就座落在上面）的变形这表明这些变形也造成了轴承体12上支撑面间的不平行和支撑板18与载重板16间的相对移动。在船舱盖重载的情况下，如装有集装箱的船舱盖会增加面压力，如再加上载重板与支撑板间的相对移动就会产生毁坏轴承体的危险。还有一个问题是，在船体和舱口的制造中，在载重板装于船体上时，或在舱盖制造中和支撑板装于舱盖时，会出现明显的各种变形，由此造成起始就存在着定位误差。也正由此原因造成了支撑面间的不平行，在船舱盖负载时，这种支撑面间的不平行会使面压力升高，而这又容易使支撑面损坏。

图4简单地表示了一个位于零件10即舱口盖和载重体14即船体之间，处于船舱口一侧的轴承体的情况。我们看到：在正视图中，船舱盖有一个支撑梁，实际上，沿船舱盖的长度方向排列着许多这样的支撑梁。船体在舱口30的范围内有一个垂直的钢板32和一个水平的钢盖板34，它们在36处相焊接。在盖板34的上部有一个焊上去的圆柱形钢条38，在这个圆柱形的钢条上有一个矩形断面橡胶密封垫圈38，它沿着舱口盖的外围铺设，由此可阻止水从舱口30进入到舱内。在舱口盖的左侧42有一个加固零件44，它的另一端与支撑板18相焊接。在船体中也可能出现加固部件，以便避免载重板16范围内的盖板34的局部弯曲。

图5是第一个轴承体12设计图，这个轴承体代替前面提到过的轴承体被应用。此图还说明了，如何避免由于载重板16和支撑板18之间的定位误差或相对移动所增加巨大面压力。轴承体12在这里被改建成一个密封室，并带有一个大槽46，这个槽由自由移动的淬硬钢球所填充。支撑部件18是由一块板构成，淬硬的钢球可以在板上自由安放一个销子50，这里是一个螺栓，通过支撑板18的钻孔52，并与之有一缝隙S，螺栓的下端有螺纹54，它在载重板16底部58的内螺孔56中被拧紧。在支撑板18的上部的环形孔62中，有一个螺丝的头部60和一个安全螺母，它们通过一个环形阶梯64进入到钻孔52中，并与钻孔同轴相连。螺丝头部60的直径小于环形孔62的直径，但大于钻孔52的直径，以便只有在取出螺丝50和松开螺母后才能将支撑板18从载重板16中拿走。钢球与载重板16相接触的面66和支撑板18下部的面68，即槽46所局限的区域，这两个面是被淬硬的表面。它们的硬度要小于钢球的硬度。

支撑板18必须与载重板16的内壁保持一定缝隙S，以便载重板16与支撑板18的相对移动通过一个振幅能达到这个缝隙。

支撑板18和槽盒之间的最大缝隙应小于钢球的直径。这里应考虑支撑18的侧压力。缝隙S的大小和与之相关的轴承体12的规格允许了支撑板18与载重板16之间有一个可能的倾斜角，这里缝隙表示在Y轴上。也有可能在X轴上有一个相应的倾斜角，以便图5中的轴承体12能使支撑板18和载重板16之间的相对移动成为可能，这样就相当于一个万向接头，所以在图5中轴承体12是一个万向轴承。

图6是当没有螺栓和安全螺母时，可应用的装配工序。在装配中首先将直通孔97下部的螺丝96拧紧，直到螺丝与板的表面平行为止。螺栓96通过钢球挤压，直至它于螺丝96的面99相接触为止。然后将螺丝96向下拧出来，而螺栓50则同步旋入。

图7是图5中轴承体的一个俯视图，在这俯视图中，图5是一个正方形结构，加固螺丝50被安装在中央。

图8是稍有改变的轴承体12的设计图。在这里的俯视图中，轴承体是一个矩形，至少有两个定位螺栓50，这两个定位螺栓被安装在轴承体12的中心线70上，两者之间有一个距离72。

支撑板18可根据使用条件和负荷情况，由以下材料来制造：

-钢材（普通钢，抗腐蚀，抗磨损钢材等等）

-复合材料（CORC-g钢材，金属/合成材料-复合材料等等）

-NE金属（青铜，铝青铜材料）

-涂膜材料（TIC-TIN涂膜材料，硬质合金涂膜材料，金属-合成材料-涂膜材料等等）。

-合成材料（PTFE或聚已烯材料）-陶瓷材料

钢球48和与之相接触的面66，68应受负载所制约被淬硬。为了避免钢球48的毁坏和轴承体的失灵，应使接触面66和68的淬硬度小于钢球的淬硬。

钢球的直径越小，那么支座对位置变化的敏感性就越强，由此造成了有限的缝隙宽度S，可能出现的倾斜角也就越小。

钢球装入前须涂上润滑脂。润滑脂的品种是由投入地点的环境条件来决定。这里也应考虑一下它的防摩擦性能。我们应采用发明性的含钼或镍的特殊润滑脂（例如由内瓦西车联合公司和莫莉口特公司生产的润滑脂）。在负载力小的情况下，可以采用合成材料（如PTFE合成材料，它有良好的抗摩擦性能）。我们也可以采用金属与合成材料的混合物。

如使用环境中有易腐蚀的媒质时，则应采用抗腐蚀的材料或抗腐蚀的涂膜来保护钢球和接触面，也可以采用复合材料。

图9是另外一个发明性的轴承体。对于前面各图中一样的部件，我们采用同样的符号。载重板16配有一个表面部分圆柱形的淬硬的槽80。支撑板18有一个与槽互补的圆柱形面83，同样它也是淬硬的。介于这两个淬硬的面82和83之间，有一层钢球48，钢球的直径是K。为避免支撑板18的掉落，在它的边缘装上了连接板90，定位销93和连接板的表面有一个接触面94，它被设计成凸形的，这样载重板18绕着X轴95只能在有限范围内摆状安放。应指出，这里也预计有一个缝隙S。在支撑板18和它周围的载重板16的淬硬墙壁82之间，预计每端都有一个缝隙S。支撑板的侧避是不淬硬。

在支撑板侧墙采用非淬硬材料，在受载部件侧墙采用淬硬材料，这意味着，主要由支撑板18的接触中形成了磨损。一般来说支撑板比载重板16容易更换。

在此图中说明了可能产生的Y轴的倾斜角。这里有关槽的拱形是一个部分圆柱形的拱形，支撑板18的在X轴方向的倾斜角没有预见。所以在此例子中说明的是一个半万向接头轴承。这表明槽80和支撑板18的互补面83可能是一个半圆体弯曲，通过这种弯曲形成了一个零万向接头的轴承，这就是说，一个绕X轴的带有附加倾斜可能的轴承形成了。

钢球48的单层安装能使钢球放到一个钢球保持架中，保持架可以由合成材料或青铜来制造。必较好的方法是采用活动的钢球，通过活动的钢球可以带来许多钢球，这样可以增加接触面。钢球主要被涂上了润滑脂。与此有关的图5，6，7的说明也适用与此。

这里也应说明一下阶梯88，它的作用是不使钢球滑落。

图10是一个有关图9的俯视图，但对边缘的连接板没有说明。

图11是侧面为101的支撑板18的另一种设计形式。支撑板是部分圆柱凸拱形。与之相应的载重板16的面102，与支撑板18的侧面101是互补的一个凹拱形。面向滚珠轴承103的面105与支撑面105相平行。为了避免载重板16滑落，支撑板18通过一个侧面安装的弹簧107被稳固。按装弹簧的槽108被造成燕尾形，以便支撑部件18和弹簧107能够直到挡销摆动。

图12表示了面向滚珠轴承103的面106也可能是部分圆柱凸形设计的，以便有更大的受载面积。

图13是一个根据图10和11设计形式的平面图。这里有一个装配方向109和一个槽合盖111，装配完的轴承体12最后能被封闭起来。

图14是一个载重部件由扁平钢球组成的轴承体。这个扁平的钢球通过一个互补的凹形被铺放在载重体16与缝隙S中，扁平钢球通过一层钢球48被放在载重部件16的大槽46中。

支撑钢球18通过这个部件来维持，在这个部件上有一个接触面113和一个也是互补凹形的盖子114。这个盖子与水平线115一样高，在水平线上有支撑球18。盖子114通过固定形状与载重板16相连接。

其它的轴承体结构也是可以想象的，例如在俯视图中圆形的多角形的轴承体。应该提出的是，定位装置并不一定通过螺栓来实现。我们也可以想象一个螺栓的应用，通过一个插旋式接线与载重板相连。也有可能，定位装置通过载重板16的墙面与支撑板相接触或相反情况而实现。载重板16和支撑板118可以由多部分构成。例如我们可以由此使用一种设计变量，这种变量即为至少在一个方向有线性移动，如在X方向;或在两个如垂直的方向，如在X和Y方向。在这种设计中，支撑板18被放在一个由钢球48组成的机座上。在支撑板18与载重板16的内壁之间，有一个缝隙S。在这个缝隙S中，支撑板18可以自由移动。在X轴和Y轴方向上，支撑板可以在钢球48上滚动。这样支撑板在缝隙范围内，在X轴和Y轴方向的横向运动中，只受到滚动摩擦，而滚动摩擦只产生极少量的磨损，并不会产生粘贴摩擦。同样在前面描述的其他设计中，也可用滚动摩擦替代粘贴摩擦。

在相互交织的墙面设计上，可以采用曲径式，多层式和伸缩形式，这样能使缝隙S大于钢球直径K，而不使钢球在缝隙中被卡住。这就是说，与载重部件相比，支撑板18的相对活动性具有不受钢球直径大小影响的优越性。

除了单个位置的可调性的优点外，还使引起故障的摩擦力大为减少。

在图5到图13中所表示的，具有发明性的轴承体的各种设计图，可以在图15A所表示伸长的设计中得到实现。位于载重板16的大槽46中的支撑部件18的尺寸，例如可以选用X方向的长度为350厘米，在Y方向为65厘米。

支撑部件18在X方向的长度膨胀超过了一定的长度，如为400厘米时，那么由于船体可能出现扭曲而造成支撑部件18的扭曲，由此使轴承体内全面积支撑难以保证。正是由于这一原因，当支撑部件18的长度大于400厘米时，应把它分成几部分。

图15B和15C是两种不同的分割形式。

在图15B中，与前面描述的设计相比，我们对载重体16和大槽46没有作任何改变。只是把支撑部件18分成了两个部分。在这两部分中间，有一个小切口，它的宽度要小于位于大槽中钢球48的直径。支撑部件的两个部分可以在X和Y方向上，在小范围内相互间自由翻转或倾斜，在X方向自由可以在小切口120的宽度范围内少量地移动。

从图15C中可以看见，在支撑部件18的两个部分之间，在大槽46中装有一个隔板122，它可以达到大槽底部，也可以只作为一个板条，板条与大槽的底面没有接触。在使用延伸到大槽46底部的隔板122时，两个相互并排的，但又分开的轴承体12被置于一个共同的槽盒中。采用不延伸到大槽底部的板条时，钢球能在隔板下部移动。钢球48从大槽46的一部分移动到大槽46的另一部分，使其保持平衡。隔板122也可防止钢球从大槽46中滑出。

图15B和15C两种设计可以防止在轴承体12长度形成扭曲应力和整个支撑面的局部支撑。这又可以防止过量的磨损，从而确保轴承体有一个更长的使用寿命。

图15D是一种怎样把隔板122和上隔板，即槽盖111，布置在载重体16中的可能性。在安装隔板122的地方，在侧墙上和大槽46的底上（如果隔板122达到支撑部件的底部）有小槽124，隔板122可以插入到这些小槽中。插入后，隔板122与载重部件16上部对准关紧。为了加固隔板122，如图上126所示，隔板与载重板16在小槽124的上部顶端相焊接。因此在有钢球48的大槽46的范围内，可避免可能出现的干扰性焊缝。

上隔板，即槽盒盖111（在图15D中只表示了其中的一个），也可以用同样的方式固定在载重部件16上。上隔板可以沿着它的外缘焊接，这就是说，如在需要使用上隔板的槽盒的小槽处焊接。另一种焊接方式是沿着上隔板的内缘，即在有钢球的一侧。同样在隔板两边焊接也是可能的，但并不一定值得推荐，因为焊接点可能会干扰钢球的滚动性能。

这种结构使制造载重部件变得十分简单。载重部件16的基体有一个容易制造的，防水的，U形导轨，墙111和122将被插入位于导轨上的槽中。在墙被插入和焊接后，钢球48和支撑部件18将被置于由此形成的大槽中。

为了简化发明性轴承体在机座（如机座为甲板）上的安装，为了能更换轴承体，采用图16中所示的装配架128。这个装配架通常与机座或船甲板相焊接，如焊缝130所示。然后就可把轴承体和其载重部件16推入到装配架128中。装配架由此可作为一个导向装置。这里它将载重部件夹紧在互相对立的纵向边缘上，这样就使载重体16和装配架之间的固定连接得到保证。在图16的例子中，装配架上有两个小槽132和134，槽中装有载重部件的弹簧136和138。载重部件的位置（在沿由装配架构成的导向装置方向上），通过装配架与上隔板边缘封闭来确定。通过这个装配架可使轴承体在甲板上和在施工地的安装大为简化和加快。装配架与机座只需一次焊接。当需要更换轴承体时，用这种安装方式可以省去昂贵的消除老焊缝和为做一个新的焊接所需要的全部前后准备工作，没有经过培训的工作人员也能更换轴承体。然后将换下来的轴承体送到专业工场，进行修理，以便重新装配使用。

图17是一个与图16相似的结构图。这里由装配架构成的导向装置是一个燕尾形的导向装置。载重部件16沿着导向装置方向的位置也可以用螺丝140来固定，这也是一种快速更换系统。

最后，图18是一个特别的发明性的设计图，支撑部件18可以由多部分，在这里是由两部分组成。虽然此图中没有表示，但在图18的设计中，同样可以将载重部件16安装在装配架上，如图16和17所示。

图18中设计的重要性在于，支撑部件18由两部分组成。第一部分支撑部件18.1起到优化磨损和摩擦的作用。第二部分18.2位于第一部分18.1的下面，是淬硬的，它具有把重力传递到钢球堆上的功能。在此例子中，支撑部件18，2用一个定位装置（以螺栓50来表示）固定，以防止它滑出。由图可见，螺栓50被拧紧在位于载重部件16的内螺孔56中，如图中142所示，螺栓50的前端与载重部件16相焊接。这样就可防止螺栓意外松开。如果需要到工场修理，可将焊缝142铣去，以便螺栓50能被拧出来，这样轴承体就可以拆开。

不难发现，螺栓160的头部143位于支撑部件18.1的环形空间144里面。在螺栓50的头部和支撑部件的第二部分18.2之间均有一个活动缝隙S：在支撑部件的第二部分18.2的钻孔52和螺栓之间，在环形空间144的最大内径和螺栓头部140的最大直径之间和在螺栓头部50的下端和环形空间的底部之间以及在螺栓头部的上端和支撑部件的第二部分18.2上的第一部分18.1的下端之间。

缝隙S的尺寸是这样确定的，它小于钢球堆48的直径，以防钢球在螺栓和支撑部件的下部分18.2之间被夹住。同样，在支撑部件的第二部分18.2的外缘和载重部件16之间，有一个缝隙S，它同样也小于钢球的直径。

从图18中可清楚地看到，螺栓的中心有一个内螺孔152，它与基本上是径向布置的钻孔154相连。在安装第一部分支撑部件18.1之前或拆卸第一部分支撑部件18.1之后，可以通过一个拧入内螺孔152中的注油嘴把润滑剂经过钻孔154压到钢球堆48中，这样就保证了钢球的润滑。

内螺孔152中还可以安装螺栓形式的定位装置。这个螺栓定位装置防止了第一部分支撑部件18.1滑出。焊接接合142保证了在第二个螺栓160拧进和拧出时，第一个螺栓50不被意外松动。

从图18中可以看到，第二个螺栓160头部143和第一部分支撑部件的各方面之间，也有一个移动缝隙S。这里第二个螺栓160的头部143同样也处于环形空间144中。通过这个活动缝隙S能使第一部分支撑部件18.1相对于第一部分支撑部件移动，这种移动又增加了接受船体变形的可能性。由于支撑部件的第二部分18.2的定位可按受力情况来调节，使支撑部件的第一部分18.1和第二部分18.2之间的平面平行接触始终得到了保证，在两个支撑滑动面间将不会出现局部过载。

这种结构使第一部分支撑部件18.1在施工地或装卸过程中的更换变得简单易行。

如果支撑部件的第一部分18.1被涂上了特殊的涂膜材料，这种结构就更有优越性。这里主要涉及下面几种可能的织物类型：

a）PTFE织物，织以下几种形式

-纯PTFE，编织成管子

-尼龙载重材料，编织成带子

再用含有钼，石墨或其它物质构成的润滑脂来涂擦或浸湿。

b）ARAMID织物，有以下几种形式

-涂层

-用含钼润滑脂浸湿

-用含有PTFE，钼，石墨或类似物质的润滑脂浸湿

c）玻璃纤维织物，有以下几种形式

-用PTFE涂层，光滑

-用PTFE浸湿，有纹理

d）KEVLAR织物

-用PTFE涂层，光滑

-用PTFE浸湿，有纹理

这些涂膜使支撑部件的第一部分18.1与第二部分18.2之间以及支撑部件的第一部分18.1与图8中防护板161的接触面之间的滑动过程变得更加容易。

即使在只有一个支撑部件18的情况下，支撑部件的外表面涂上一层涂膜材料也是很有意义的。因为在支撑部件18和其防护面161之间总是有相对运动，通过涂膜材料可使这种相对运动大为容易。

防护面161（支撑部件或支撑部件的第一部分18.1在此面上滑动）同样也可加以涂层。

防护面161的材料无论如何都必须根据耐磨技术要求来加以选择。这里磨损和腐蚀起着特别的作用。因此，如Josua CORTS Sohn公司生产的“CORC-g-不锈钢”等特种材料就特别合适。

根据前面的发明，轴承体的具有发明性的移动性能不仅在使用中，而且在轮船的制造中也有很大的优点。轴承体的可调结性使装配过程大为简化。

在现有的技术条件下，为了安装刚性的船舱盖，先把它们放到船舱上，定位，并保持水平，然后测量每个支撑点在每个空间的位置，在这种情况下，每个支撑平面的四个角点与船围板表面均有不同的距离。

测量完后，将船舱盖移开，标明每个支撑点，再移开，逐个铣削，然后再运到甲板上，在甲板上重新定位，最后焊接。

具有发明性的轴承体或摆动轴承体补偿了倾斜状态，它们在很小的外力影响下，就能万向自动调节。

通过一个由层叠垫楔构成的调节系统，可以在船舱盖定位后直接把各个高度差平衡掉，这个调节系统位于摆动轴承体的底部。层叠支撑垫楔用锤击或液压调节到最终位置，并用定位焊固定住，当船舱盖被移开后，各支撑系统可以在它们各自的位置上不需任何附加工作就可以直接焊接固定。

图19到23中是层叠支撑垫楔各种不同的变化形式。

根据图19，轴承体202的下表面200与上表面204成楔形状。

在轴承体202的下表面200和船围板206之间各有一个支撑垫楔208，此例子中的这个支撑垫楔由几个相互重叠的垫楔208a，208b，208c，208d组成，它们有一个与轴承体202上的面200和204面间的倾斜角同样的垫楔角。这个轴承体可采用前面图中的轴承体或者也可采用其他形式的轴承体。

高度的平衡可通过支撑垫楔208a，208b，208c和208d用作用力F来平衡，作用力F可以来自锤击或液压。

为了形成一个连贯的在过渡过程中没有阶梯的垫楔面，各单个的垫楔应有同样的垫楔倾斜角。垫楔208a，208b，208c的后部高度H2，H3，H4与垫楔208b，208c，208d，的前部高度H2，H3，H4相等，而且每个垫楔前后互相紧贴相连。在完成了高度平衡后，将轴承体202通过焊缝210与支撑垫楔208相连，垫楔208通过焊缝212与船围板206相连。

单个的支撑垫楔208a-d可以用燕尾形结构来前后相连，如在图21中的214所示，并不一定要采用多个垫楔，也可用单个统一的垫楔来代替。甚至于也可以采用不同厚度的填密件来代替支撑垫楔。这种填密件是根据船舱盖216和船围板206之间的距离来选择。当然还要考虑所选轴承体的厚度。

有斜面的轴承体202可以用上下面平行的轴承体和一个楔形滑板220来代替，滑板与垫楔208共同作用，如图22所示。

为了达到高度平衡，滑板220和垫楔208通过锤击或液压彼此相对移动。

滑板220通过焊缝222被固定在垫楔208上，而垫楔208又通过焊缝212与船围板206相连，如图23所示。

图22和23表明，与图19和20相比，轴承体202可以采用相反的安装方法，在这种情况下，轴承体202通过焊缝224焊接在船舱盖216上。另外，垫楔不装在轴承体202和船围板206之间，而是装在轴承体202和船舱盖216之间，这也是可能的。

填入到大槽46中的钢球48，可以自由移动，并多层排列。它们应该有各种不同的直径，以避免钢球堆积过密。而钢球堆积过密限制了轴承体的活动性。可以想象，也可在钢球堆48中放入因磨损而不圆的干扰体，干扰体又可以阻止钢球堆积过密。

为了在最终装配中对轴承体定位，很有必要在轴承体上装上一个相应的振动器，它使钢球48产生相应的振动，并能自由移动。振动器的变量为振动频率，振幅和振动强度。这些变量根据具体情况来决定。

Claims (50)

1、轴承体12用来支撑某一结构构件，特别是用于某一机座14上，支撑受到各种不同负载的部件，这种使用场合存在着由材料变形所引起的定位误差或部件间相对移动，尤其是倾斜移动和滑移。通由一个固定于机座14或结构部件10上的载重部件16和一个位于载重部件16上面的支撑部件18组成。该轴承体具有如下特征：

载重部件16和支撑部件18之间至少有一层钢球48；尤为重要的是至少有一个定位装置50，它允许在规定的范围内有一定的定位误差和相对移动，但能防止载重部件16与支撑部件18的意外分离。

2、按要求1，轴承体有如下特性：

定位装置50允许在载重部件16和支撑部件18之间会在至少其中一个与定位装置50本身之间，有一个缝隙S，该缝隙限定了定位误差和相对移动的大小。

3、按要求2，轴承体有如下特性：

缝隙S小于单个钢球48的直径。

4、按前述各要求中的某一要求，轴承体有如下特性：

载重部件16被限制在一个大槽46中，这个大槽中填满了多层钢球48，而支撑部件18则位于最上面一层钢球的上面。

5、按要求4，轴承体有如下特性：

定位装置50由栓子组成，该栓子穿过支撑板18并与之有一定的缝隙S，被固定在载重部件16内或大槽的底部。

6、按要求5，轴承体有如下特性：

此栓子50是一个螺栓，它可被拧入大槽46的底部。

7、按要求6，轴承体有如下特性：

如果不采用带有安全螺母的螺纹螺栓，在装配中，可将螺丝96从下面拧入直通孔97中，直到螺丝与底部的内避98齐平为止，定位螺栓50受到钢球48的挤压，直到通与螺丝96的面99接触为止，然后将螺丝96相下拧出来，螺栓50也将同步拧入，如图6所示。

8、按要求4到7中的某一个要求，轴承体有如下特性：

在一个略带长方形的载重部件16（见图8）或支撑部件18（见图8）上，有两个在纵向有一定距离的定位装置50，它们被定在支撑部件18的中心线上。

9、按要求4到8中的某个要求，轴承体有如下特性：

与钢球48相接触的载重部件16的表面和支撑部件18的表面68是经淬硬处理的。

10、按要求1到4中的某个要求，轴承体有如下特性：

载重部件16有一个拱形的凹槽80，而支撑部件18有一个与之互补的拱形支撑面83，在拱形凹槽80的面82与互补的支撑面83之间只有一层钢球48。

11、按要求10，轴承体有如下特性：

凹槽80和支撑面83只是在一个平面上成拱形，特别是半圆柱拱形，拱形半径位于活动平面的右角。

12、按要求11，轴承体有如下特性：

在支撑板18边缘装有连接板90，它有一个纵槽91，纵槽又有一个拱形凹面92，定位螺栓93与连接板92的表面相接触的是凸面94，这样支撑板18可绕X轴作有限的摆动，如图10所示。

13、按要求11和12，轴承体有如下特性：

凹槽80在俯视图中是矩形的（见图11）。

14、按要求10，轴承体有如下特性：

凹槽80在两个平面上拱起呈球形拱面。

15、按要求1到8中的某个要求，轴承体有如下特性：

支撑板18的两个侧面101是部分圆柱形拱面，与之相对的载重板16的侧面为102，侧面102与侧面101为互补的凹拱形面，面向钢球层103的面熟104与支撑面105平行。

16、按要求1到8中的某个要求，轴承体有如下特性：

面向钢球层103的面106为半圆柱形拱形凸面，因此它有一个比104更大的面积。

17、按要求1到8中的某个要求，或按要求15或16，轴承体有如下特性：

为了避免支撑板18从载重板16中滑出，支撑板18通过一个装于侧面的弹簧107来夹住，安装弹簧107的槽108主要以燕尾形为主，该槽允许支撑部件18与弹簧108有一定的摆动。

18、按要求17，轴承体有如下特性：

为了装配摆动轴承体12，先把支撑部件18与其连接板107一起朝109方向插入到载重板16的槽108中，直到挡销110在同一方向旋转为止，然后将带有润滑脂的钢球填入大槽46中，再将大槽46用槽盖封起来。

19、按前述各要求中的某个要求，轴承体有如下特性：

支撑部件18是一个扁平的球体，它被放在一个与其互补凹面的载重部件16中，中间有一缝隙S，支撑部件18座落在载重部件16的大槽46里面的钢球48上面，载重钢球通过一个盖子114来封住，该盖子与支撑部件的接触面113同样成互补凹形，此盖子在水平线115的高度被水平放置在支撑钢球18上，并与载重部件16天衣无缝地相连。

20、按前述各要求中的某个要求，轴承体有如下特性：

大槽46向外用一个根据需要可调整的，可弯曲的垫圈加以保护，这个垫圈可以防止各种各样的污染入侵。

21、按要求10到16中的某个要求，轴承体有如下特性：

定位装置50由栓子50组成，它穿过支撑板18（与其有一个缝隙S），被固定在载重板中。

22、按要求21，轴承体有如下特性：

栓子50是一个螺栓，它被拧入到载重部件16中。

23、按前述各要求中的某个要求，轴承体有如下特性：

在轴承体中，有一个以上的定位装置，通过互相间有一定距离的螺栓来构成。

24、按前述各要求中的某个要求，轴承体有如下特性：

载重部件16的面82和支撑部件18的面84，即这两部件与钢球相接触的面，是淬硬的表面。

25、按前述各要求中的某个要求，轴承体有如下特性：

钢球48被装在了一个护圈中。

26、按前述各要求中的某个要求，轴承体有如下特性：

钢球被涂上润滑脂，特别是采用具有防摩擦性能的润滑脂，如含钼或镍的特殊润滑脂。

27、按前述各要求中的某个要求，轴承体有如下特性：

钢球可根据其负荷情况和其使用条件来决定用何种材料制造，如可采用：

-钢材（普通钢，抗腐蚀抗磨损钢材等等）

-复合材料（CORC-g复合钢，金属/合成材料-复合材料等等）

-有色金属（青铜，铝青铜复合材料）

-涂膜材料（TIC-TIN涂膜材料，硬质合金涂膜材料，金属-合成材料-涂膜材料）

-合成材料（PTFE或聚已烯材料）-陶瓷材料

28、按前述各要求中的某个要求，轴承体有如下特性：

支撑部件18和载重部件16可根据其负荷情况和其使用条件来决定用何种材料制造，如可采用：

-钢材（普通钢，抗腐蚀抗磨损钢材等等）

-复合材料（CORC-g复合钢，金属/合成材料-复合材料等等）

-有色金属（青铜，铝青铜复合材料）

-涂膜材料（TIC-TIN涂膜材料，硬质合金涂膜材料，金属-合成材料-涂膜材料）

-合成材料（PTFE或聚已烯材料）-陶瓷材料

29、按前述各要求中的某个要求，轴承体有如下特性：

与钢球48相接触的载重部件16的面66，68和支撑部件18的面82，84，其硬度与钢球淬硬度相等，或低与钢球淬硬度。

30、按前述各要求中的某个要求，由载重部件16和支撑部件18组成的轴承体有如下特性：

它被固定在货舱口30附近的船体上，或者被固定在船舱盖上，被作为一个支撑点。

31、按要求1，轴承体有如下特性：

轴承体可在至少一个方案7，例如在X方向，通常是在两个相互垂直的方向上作线性移动。

32、带有舱口30和舱口盖10的船体，特别是集装箱船上带有受载荷船盖的船体（在集装箱船上，集装箱43至少受到外甲板上一个舱口盖10的支撑，或至少由一个舱位的至少一个船舱盖来支撑），具有如下特征：

一个或每个船舱盖至少由一个轴承体来支撑，该轴承体是按前述各要求中的某个要求被安装在船体14上，它由载重部件16和支撑部件18组成，被固定在船体或船舶盖上。

33、按前述各要求中的某个要求，轴承体有如下特性：

支撑部件18至少由两个分开的，但相互并列的部分组成。

34、按要求31，轴承体有如下特性：

安装于载重部件16的大槽46中的支撑部件18由两部分组成，它们在X方向并行排列，并决定了支撑部件的长方形形式。

35、按要求33和34，轴承体有如下特性：

在支撑部件18的两部分之间，有一个与两部分都不交连的小切口120，它小于钢球48的直径。

36、按要求33和34，轴承体有如下特性：

在支撑部件18的两部分之间以及在载重板16的大槽46中，有一块隔板122，它或者直达大槽46的底部，或者不到大槽46的底部，该隔板防止了钢球48从大槽46中滚出。

37、按要求36，轴承体有如下特性：

在载重部件16的侧墙和底部有一个小槽124，载重部件16的底部是否有小槽124，取决于隔板122是否伸到大槽46的底部，隔板122可从支撑部件18的两部分中间插入小槽124，并由此得到固定。

38、按前述各要求中的某个要求，轴承体有如下特性：

至少有一块上隔板，即载重部件16的顶盖111可插入位于载重部件16的侧墙上或底部的小槽124中，以关闭其大槽46。

39、按前述各要求中的某个要求，轴承体有如下特性：

载重部件16可推入一个装配架128中，在装配架128上被固定住，而装配架128则被焊接在船体上。

40、按要求39，轴承体有如下特性：

装配架128构成一个能够承受载重部件16的导向设置，例如它可以是燕尾形的，导向设置把载重部件夹紧在两个相反方向的纵向边缘上。

41、按前述各要求中的某个要求，轴承体有如下特性：

支撑部件18可以由多部分组成，第一部分18.1起到优化磨损和摩擦的作用，而淬硬的第二部分18.2则起到把作用力传递到钢球堆上的作用。

42、按要求41，轴承体有如下特性：

支撑部件的第二部分18.2由定位装置被固定在载重部件16上，这个定位装置使支撑部件的第二部分18.2和载重部件16之间有一个移动缝隙S，还有一个第二定位装置160，它把支撑部件的第一部分和轴承体连在一起，但在支撑部件的第一部分和第二部分之间仍留有一个活动缝隙S。

43、按要求42，轴承体有如下特性：

第一个定位装置50是一个螺栓，螺栓被拧入载重体16的内螺孔56中，在特定情况下，可与载重部件焊接固定，第二个定位装置160也是个螺栓，它被拧到第一定位螺栓上的螺孔152里。

44、按要求43，轴承体有如下特性：

定位装置50和其构成的螺栓带有至少一个润滑剂通道154，通过这个润滑通道，润滑剂被带到了钢球48上。

45、按前述各要求中的某个要求，轴承体有如下特性：

载重部件16和支撑部件18，支撑部件的第一部分18.1，通过以下几种涂膜材料来涂膜：

a）PTFE织物，织以下几种形式

-纯PTFE，编织成管子

-尼龙载重材料，编织成带子

再用含有钼，石墨或其它物质构成的润滑脂来涂擦或浸湿。

b）ARAMID织物，有以下几种形式

-涂层

-用含钼润滑脂浸湿

-用含有PTFE，钼，石墨或类似物质的润滑脂浸湿

c）玻璃纤维织物，有以下几种形式

-用PTFE涂层，光滑

-用PTFE浸湿，有纹理

d）KEVLAR织物

-用PTFE涂层，光滑

-用PTFE浸湿，有纹理

46、带有至少一个船舱盖的船体（该船舱盖由轴承体202支撑，轴承体202按前述的要求1到31和33到35设计中的某个要求）有如下特征：

至少一个轴承体202通过填密件208，220被固定在船围板206和舱口盖216上。

47、按要求46，轴承体有如下特性：

填密件208由一个支撑垫楔组成，它与轴承体202的斜下面200和上表面共同作用。

48、按要求46，轴承体有如下特性：

填密件通过一个支撑垫楔208和一个滑板220来构成。

49、按前述各要求中的某个要求，轴承体有如下特性：

填入到大槽46中的钢球48，可以自由移动，并多层排列，它们应该有各种不同的直径，以避免钢球堆积过密，而钢球堆积过密限制了轴承体的活动性，可以想象，也可在钢球堆48中放入因磨损而不圆的干扰体，干扰体又可以阻止钢球堆积过密。

50、按前述各要求中的某个要求，轴承体有如下特性：

为了在最终装配中对轴承体定位，很有必要在轴承体上装上一个相应的振动器，它使钢球48产生相应的振动，并能自由移动，振动器的变量为振动频率，振幅和振动强度，这些变量根据具体情况来决定。

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