CN110215876A - 一种搅拌设备及其底轴承 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种底轴承,包括外轴套,外轴套的内侧设有用以与搅拌轴的外侧壁固接的内轴套,还包括用以与内轴套的外侧壁固接的第一磁环组件以及与外轴套的内侧壁固接、用以与第一磁环组件产生排斥力以防止内轴套和外轴套接触磨损的第二磁环组件。本发明还公开了一种包括上述底轴承的搅拌设备。上述底轴承可以防止内外轴套的接触性摩擦,可以在搅拌轴运转时解决底轴承的轴套间的磨损问题,从而提高底轴承的使用寿命并降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及机械搅拌技术领域,特别涉及一种底轴承。本发明还涉及一种具有该底轴承的搅拌设备。
背景技术
立式搅拌设备的搅拌轴分为悬臂轴和单跨轴两种类型。单跨轴一般为细长轴,需要在轴的末端设置滑动轴承,即底轴承,目的是提高搅拌轴的临界转速,从而防止震动过大或摆动过大。
由于底轴承位于容器内部,底轴承直接与物料接触,受使用环境的限制,底轴承一般不会采用精密的滚子轴承,由于滚子轴承要求良好的润滑条件,而且材质选择具有局限性,同时满足耐腐与耐磨的要求非常不易。因此,底轴承一般采用滑动轴承,内外轴套材料的选择非常广泛,一般内轴套的材质与设备本体一致;外轴套采用聚四氟乙烯、石墨、尼龙、铜合金等硬度小于内轴套的材料,便于磨损后更换。常规的底轴承由于存在内外轴套之间的接触性摩擦,不可避免产生轴套的磨损,因此必须定期更换,更换周期与搅拌转速、轴套材质、搅拌介质、温度及流体径向力等因素有关,当搅拌介质中含高硬度的固体粉末时(例如金属及其氧化物的粉末),轴套的磨损显著增加,这样会导致使用寿命短暂,失去实际工业应用的价值。
因此,如何避免由于内外轴套间的磨损而导致底轴承使用寿命降低是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种底轴承,该底轴承可以防止内外轴套的接触性摩擦,可以在搅拌轴运转时解决底轴承的轴套间的磨损问题,从而提高底轴承的使用寿命并降低生产成本。本发明的另一目的是提供一种包括上述底轴承的搅拌设备。
为实现上述目的,本发明提供一种底轴承,包括外轴套,所述外轴套的内侧设有用以与搅拌轴的外侧壁固接的内轴套,还包括用以与所述内轴套的外侧壁固接的第一磁环组件以及与所述外轴套的内侧壁固接、用以与所述第一磁环组件产生排斥力以防止所述内轴套和所述外轴套接触磨损的第二磁环组件。
可选地,所述第一磁环组件包括若干个沿所述第一磁环组件的周向分布、用以产生磁场的第一磁体,任意两个相邻所述第一磁体之间设有用以增强磁场强度并能够连接两个相邻所述第一磁体的第一条形轭铁;
所述第二磁环组件包括若干个沿所述第二磁环组件的周向分布、用以产生磁场的第二磁体,任意两个相邻所述第二磁体之间设有用以增强磁场强度并能够连接两个相邻所述第二磁体的第二条形轭铁。
可选地,所述第一磁体与所述第二磁体均为圆弧状永磁铁。
可选地,所述内轴套的外侧壁设有沿其径向开设、用以容置所述第一磁环组件的第一环形凹槽,所述第一环形凹槽的内部设有用以增强所述第一磁环组件的磁场强度的第一轭铁组件;
所述外轴套的内侧壁设有沿其径向开设、用以容置所述第二磁环组件的第二环形凹槽,所述第二环形凹槽的内部设有用以增强所述第二磁环组件的磁场强度的第二轭铁组件。
可选地,所述第一轭铁组件包括用以与所述第一环形凹槽的竖直侧壁连接并能够与所述第一磁环组件远离所述外轴套的侧壁吸合连接的第一圆环状轭铁以及两个分别设于所述第一圆环状轭铁和所述第一磁环组件二者的上方和下方、用以与所述第一圆环状轭铁连接所述第一磁环组件的第二圆环状轭铁;
所述第二轭铁组件包括用以与所述第二环形凹槽的竖直侧壁连接并能够与所述第二磁环组件远离所述内轴套的侧壁吸合连接的第三圆环状轭铁以及两个分别设于所述第三圆环状轭铁和所述第二磁环组件二者的上方和下方、用以与所述第三圆环状轭铁连接所述第二磁环组件的第四圆环状轭铁。
可选地,还包括设于所述内轴套的外侧、用以防护所述第一磁环组件的第一封板以及设于所述外轴套的内侧、用以防护所述第二磁环组件的第二封板。
可选地,所述第一封板和所述内轴套的外侧壁、所述第二封板和所述外轴套的内侧壁均通过工业胶胶接。
本发明还提供一种搅拌设备,包括上述任一项所述的底轴承。
可选地,还包括用以沿所述底轴承的轴向穿过所述底轴承并与其固接的搅拌轴以及若干个设于所述底轴承的外侧、用以支撑所述底轴承的支架组件。
可选地,还包括用以容置所述搅拌轴和所述底轴承的搅拌容器,任一所述支架组件包括设于所述底轴承与所述搅拌容器之间、用以支撑所述底轴承的支腿;
所述支腿的一端通过耳座与所述底轴承的外侧壁固接;所述支腿的另一端通过垫板与所述搅拌容器的内侧壁固接。
相对于上述背景技术,本发明针对轴承磨损的不同要求,设计了一种底轴承;具体来说,底轴承包括外轴套和内轴套,内轴套设于外轴套的内侧,内轴套与搅拌轴的外侧壁固接,在搅拌轴运转过程中,底轴承用于支撑搅拌轴,从而可以保证搅拌轴运行的稳定性;底轴承还包括第一磁环组件和第二磁环组件,其中,第一磁环组件用于与内轴套的外侧壁固接,第二磁环组件与外轴套的内侧壁固接,第二磁环组件用于与第一磁环组件产生排斥力,从而可以防止内轴套和外轴套接触磨损。
也就是说,底轴承的内外轴套分别设置第一磁环组件和第二磁环组件,第一磁环组件和第二磁环组件利用同性相斥的原理能够使内轴套自动定心于外轴套的中心,当搅拌轴运转时,受流体径向力的冲击,内轴套在外轴套内部作有限范围内的摆动,但内轴套与外轴套永不相碰,彻底解决了底轴承的轴套的磨损问题,从而提高底轴承的使用寿命并降低生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种底轴承与搅拌轴装配的整体结构示意图;
图2为图1中底轴承的结构示意图;
图3为图1中第一磁环组件和第二磁环组件的排布示意图。
其中:
1-内轴套、11-第一圆环状轭铁、12-第二圆环状轭铁、13-第一磁环组件、131-第一磁体、132-第一条形轭铁、14-第一封板、2-外轴套、21-第三圆环状轭铁、22-第四圆环状轭铁、23-第二磁环组件、231-第二磁体、232-第二条形轭铁、24-第二封板、3-垫板、4-第一紧固件、5-盖板、6-支腿、7-耳座、8-第二紧固件、9-键、10-搅拌轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种底轴承,该底座可以防止内外轴套的接触性摩擦,可以在搅拌轴运转时解决底轴承的轴套间的磨损问题,从而提高底轴承的使用寿命并降低生产成本。本发明的另一核心是提供一种包括上述底轴承的搅拌设备。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
需要说明的是,下文所述的“上方、下方、左侧、右侧”等方位词都是基于说明书附图所定义的。
请参考图1、图2和图3,图1为本发明实施例公开的一种底轴承与搅拌轴装配的整体结构示意图;图2为图1中底轴承的结构示意图;图3为图1中第一磁环组件和第二磁环组件的排布示意图。
本发明实施例所提供的底轴承,包括外轴套2和内轴套1,内轴套1设于外轴套2的内侧,内轴套1与搅拌轴10的外侧壁固接,这样即可实现底轴承对搅拌轴10的支撑作用,从而可以保证搅拌轴10运行的稳定性;此外,底轴承还包括第一磁环组件13和第二磁环组件23。其中,第一磁环组件13用于与内轴套1的外侧壁固接,第二磁环组件23与外轴套2的内侧壁固接,第二磁环组件23用于与第一磁环组件13产生排斥力,从而可以防止内轴套1和外轴套2接触磨损。
也就是说,底轴承的内、外轴套分别设置第一磁环组件13和第二磁环组件23,第一磁环组件13和第二磁环组件23相对设置,第一磁环组件13和第二磁环组件23均可以设置为圆环状且同为具有磁性的永磁铁组件,第一磁环组件13的永磁铁和第二磁环组件23的永磁铁相互靠近的一侧极性相同,从而可以利用同性相斥及距离越小、排斥力越大的原理,使固接有第一磁环组件13的内轴套1自动定心于固接有第二磁环组件23且极性相对的外轴套2中心较小的范围内,从而避免了内、外轴套的接触性摩擦;当搅拌轴10运转时,由于受流体径向力的冲击作用,内轴套1在外轴套2内部作有限范围内的摆动,但内轴套1与外轴套2永不相碰,这样可以彻底解决底轴承的轴套的磨损问题,从而提高底轴承的使用寿命并降低生产成本。
上述底轴承应用非常广泛,包括垂直轴、倾斜轴、水平轴,其应用的部位包括轴的末端、轴的中间部位或其它部位,以及单跨轴的末端、柔性轴的末端等。该底轴承可以用于搅拌设备中的搅拌轴10上,其作用是支撑搅拌轴10并能够提高搅拌轴10的临界转速,从而避免由于搅拌轴10震动过大或摆动过大而影响搅拌运行的稳定性;当此底轴承用于柔性轴时,其作用不是轴承的支撑作用,而是一种防止柔性轴在启动时的偏摆保护作用。此外,底轴承的固定方式也非常多,比如通过三角支架实现支撑,当然,也可以有其他不同的支撑方式,并不仅限于上述三角支架。
进一步地,第一磁环组件13具体可以设置为由若干个第一磁体131及若干个第一条形轭铁132构成的圆环组件,其中,全部的第一磁体131沿第一磁环组件13的周向分布,且每一个第一磁体131的极性保持一致,第一磁体131用于产生磁场,且任意两个相邻的第一磁体131之间设有一个第一条形轭铁132,第一条形轭铁132用于增强磁场强度以增强第一磁体131的吸合力,从而提高第一磁体131的效率;同时任一第一条形轭铁132还能够起到连接两个相邻第一磁体131的作用,这样即可组成一个外侧极性一致的第一磁环组件13,外侧是指第一磁环组件13靠近第二磁环组件23的一侧。
相应地,第二磁环组件23具体可以设置为由若干个第二磁体231及若干个第二条形轭铁232构成的圆环组件,其中,全部的第二磁体231沿第二磁环组件23的周向分布,且每一个第二磁体231的极性保持一致,第二磁体231用于产生磁场,且任意两个相邻的第二磁体231之间设有一个第二条形轭铁232,第二条形轭铁232用于增强磁场强度以增强第二磁体231的吸合力,从而提高第二磁体231的效率;同时任一第二条形轭铁232还能够起到连接两个相邻第二磁体231的作用,这样即可组成一个内侧极性一致的第二磁环组件23,内侧是指第二磁环组件23靠近第一磁环组件13的一侧。
当然,根据实际需要,上述第一磁体131与第二磁体231均可以设置为圆弧状的永磁铁,比如可以设置为铁氧体磁铁、钕铁硼磁铁和钐钴磁铁中的一种,全部的第一磁体131和全部的第一条形轭铁132组成圆环状的第一磁环组件13,全部的第二磁体231和全部的第二条形轭铁232组成圆环状的第二磁环组件23;此外,上述第一磁体131的数量可以根据内轴套1的外径进行调整,第二磁体231的数量可以根据外轴套2的内径进行调整,前提是能够组成完整的圆环并保证第一磁环组件13的外侧极性与第二磁环组件23的内侧极性一致,以利用同性相斥的原理防止内、外轴套接触磨损的目的。
更进一步地,内轴套1的外侧壁设有沿其径向开设的第一环形凹槽,第一环形凹槽用于容置并安装第一磁环组件13,第一环形凹槽的内部还设有第一轭铁组件,第一轭铁组件可以设置于第一环形凹槽的内侧壁与第一磁环组件13之间,第一轭铁组件用于增强磁场强度以增强第一磁环组件13的吸合力,从而提高第一磁环组件13的效率,同时第一轭铁组件还能够起到固定连接第一磁环组件13的作用。
相应地,外轴套2的内侧壁设有沿其径向开设的第二环形凹槽,第二环形凹槽用于容置并安装第二磁环组件23,第二环形凹槽的内部还设有第二轭铁组件,第二轭铁组件可以设置于第二环形凹槽的内侧壁与第二磁环组件23之间,第二轭铁组件用于增强磁场强度以增强第二磁环组件23的吸合力,从而提高第二磁环组件23的效率,同时第二轭铁组件还能够起到固定连接第二磁环组件23的作用。
具体地说,第一轭铁组件包括第一圆环状轭铁11和两个第二圆环状轭铁12,其中,第一圆环状轭铁11用于与第一环形凹槽的竖直侧壁连接并能够与第一磁环组件13远离外轴套2的侧壁吸合连接,即第一圆环状轭铁11能够沿第一磁环组件13的径向与其吸合连接;两个第二圆环状轭铁12分别设于第一圆环状轭铁11和第一磁环组件13二者的上方和下方,两个第二圆环状轭铁12与第一圆环状轭铁11能够形成用于固定安装第一磁环组件13的空间,以实现连接第一磁环组件13的功能,两个第二圆环状轭铁12均能够沿平行于第一磁环组件13的轴向与其吸合连接,同时能够增强第一磁环组件13的磁场强度以提高其效率。
同样地,第二轭铁组件包括第三圆环状轭铁21和两个第四圆环状轭铁22,其中,第三圆环状轭铁21用于与第二环形凹槽的竖直侧壁连接并能够与第二磁环组件23远离内轴套1的侧壁吸合连接,即第三圆环状轭铁21能够沿第二磁环组件23的径向与其吸合连接;两个第四圆环状轭铁22分别设于第三圆环状轭铁21和第二磁环组件23二者的上方和下方,两个第四圆环状轭铁22与第三圆环状轭铁21能够形成用于固定安装第二磁环组件23的空间,以连接第二磁环组件23,两个第四圆环状轭铁22均能够沿平行于第二磁环组件23的轴向与其吸合连接,同时能够增强第二磁环组件23的磁场强度以提高其效率。
根据实际需要,第一轭铁组件和内轴套1的连接以及第二轭铁组件和外轴套2的连接可以有多种不同的方式,比如可以通过工业用胶胶接,此外,第一轭铁组件和第一磁环组件13以及第二轭铁组件和第二磁环组件23也可以在吸合连接的基础上通过工业用胶实现胶接,以保证轭铁组件和磁环组件连接的稳定性,当然,也可以有其他不同的连接方式,具体可以参照现有部分的相关技术要求,此处将不再展开。
为了优化上述实施例,底轴承还包括第一封板14和第二封板24,第一封板14和第二封板24均竖直设置,其中,第一封板14设于内轴套1和第一磁环组件13的外侧,第一磁环组件13通过第一封板14实现封闭,第一封板14可以与内轴套1的外侧壁连接,从而实现防护第一磁环组件13的目的;第二封板24设于外轴套2和第二磁环组件23的内侧,第二磁环组件23通过第二封板24实现封闭,第二封板24可以与外轴套2的内侧壁连接,从而实现防护第二磁环组件23的目的。
此外,第一封板14和内轴套1的外侧壁以及第二封板24和外轴套2的内侧壁也可以通过工业胶胶接,以实现防护功能;当然,也可以有其他不同的连接方式,本文对此并不作具体限制。
这样一来,内轴套1的外壁与外轴套2的内壁形成一个环形间隙,当搅拌轴10摆动时,位于内轴套1一侧的间隙变小,这样外轴套2对内轴套1的排斥力就迅速变大,排斥力的动态平衡使内轴套1实现自动定心。
进一步地,内轴套1外壁与外轴套2内壁之间的间距可以设置为L,第一封板14的厚度为δ1(一般为0.2~3mm,最佳为0.5-1.5mm),第二封板24的厚度为δ2(一般为0.2~3mm,最佳为0.5-1.5mm),搅拌轴10末端允许的摆动量为A,此时,L应当满足以下要求:δ1+δ2<L<A;同时第一磁环组件13和第二磁环组件23的设置应当满足以下条件:当搅拌轴10摆动且环形间隙最小处为零时,外轴套2内的第二磁环组件23对内轴套1内的第一磁环组件13排斥力矢量之和足够大,这样即可阻止搅拌轴10摆动量的进一步扩大;当排斥力矢量之和不足以阻止搅拌轴10的进一步摆动时,可以通过以下方式增加排斥力:采用更高磁场强度的磁铁;增加内轴套1内第一磁环组件13的直径以及外轴套2内第二磁环组件23的直径;增加内轴套1内第一磁环组件13的高度以及外轴套2内第二磁环组件23的高度。
本发明所提供的一种搅拌设备,包括上述具体实施例所描述的底轴承;搅拌设备还包括搅拌轴10和若干个支架组件,其中,搅拌轴10用于沿底轴承的轴向穿过底轴承并与底轴承固接,底轴承的内轴套1与搅拌轴10通过键9连接,同时可以在内轴套1的下方设置盖板5,盖板5与内轴套1的下侧端面固接,进一步的,盖板5可以通过垂直于盖板5的第一紧固件4与搅拌轴10连接;若干个支架组件设于底轴承的外侧并能够实现支撑底轴承的效果。当然,底轴承的内轴套1与搅拌轴10也可以有其他不同的设置方式,具体可以参照现有部分的相关技术要求,此处将不再一一展开。
此外,搅拌设备还包括用于容置搅拌轴10和底轴承的搅拌容器,上述任一支架组件包括设于底轴承与搅拌容器之间的支腿6,支腿6用于支撑底轴承;具体地说,支腿6的一端通过耳座7与底轴承的外侧壁固接,支腿6的另一端通过垫板3与搅拌容器的内侧壁固接;一般来说,支架组件的数量可以设置为三个或者三个以上,这样一来,可以在外轴套2的外侧壁上焊接三个或三个以上的耳座7,任一耳座7通过第二紧固件8,比如螺栓组件与支腿6的一端固定连接;而支腿6的另一端可以焊接于垫板3上,垫板3进一步与搅拌容器的内侧壁焊接固定。当然,支架的设置也可以有不同的设置方式,只要能够满足支撑底轴承的设置方式均在本申请的保护范围之内;此外,搅拌设备的其他部分可以参照现有技术,本文不再展开。
需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的搅拌设备及其底轴承进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种底轴承,其特征在于,包括外轴套(2),所述外轴套(2)的内侧设有用以与搅拌轴(10)的外侧壁固接的内轴套(1),还包括用以与所述内轴套(1)的外侧壁固接的第一磁环组件(13)以及与所述外轴套(2)的内侧壁固接、用以与所述第一磁环组件(13)产生排斥力以防止所述内轴套(1)和所述外轴套(2)接触磨损的第二磁环组件(23)。
2.根据权利要求1所述的底轴承,其特征在于,所述第一磁环组件(13)包括若干个沿所述第一磁环组件(13)的周向分布、用以产生磁场的第一磁体(131),任意两个相邻所述第一磁体(131)之间设有用以增强磁场强度并能够连接两个相邻所述第一磁体(131)的第一条形轭铁(132);
所述第二磁环组件(23)包括若干个沿所述第二磁环组件(23)的周向分布、用以产生磁场的第二磁体(231),任意两个相邻所述第二磁体(231)之间设有用以增强磁场强度并能够连接两个相邻所述第二磁体(231)的第二条形轭铁(232)。
3.根据权利要求2所述的底轴承,其特征在于,所述第一磁体(131)与所述第二磁体(231)均为圆弧状永磁铁。
4.根据权利要求3所述的底轴承,其特征在于,所述内轴套(1)的外侧壁设有沿其径向开设、用以容置所述第一磁环组件(13)的第一环形凹槽,所述第一环形凹槽的内部设有用以增强所述第一磁环组件(13)的磁场强度的第一轭铁组件;
所述外轴套(2)的内侧壁设有沿其径向开设、用以容置所述第二磁环组件(23)的第二环形凹槽,所述第二环形凹槽的内部设有用以增强所述第二磁环组件(23)的磁场强度的第二轭铁组件。
5.根据权利要求4所述的底轴承,其特征在于,所述第一轭铁组件包括用以与所述第一环形凹槽的竖直侧壁连接并能够与所述第一磁环组件(13)远离所述外轴套(2)的侧壁吸合连接的第一圆环状轭铁(11)以及两个分别设于所述第一圆环状轭铁(11)和所述第一磁环组件(13)二者的上方和下方、用以与所述第一圆环状轭铁(11)连接所述第一磁环组件(13)的第二圆环状轭铁(12);
所述第二轭铁组件包括用以与所述第二环形凹槽的竖直侧壁连接并能够与所述第二磁环组件(23)远离所述内轴套(1)的侧壁吸合连接的第三圆环状轭铁(21)以及两个分别设于所述第三圆环状轭铁(21)和所述第二磁环组件(23)二者的上方和下方、用以与所述第三圆环状轭铁(21)连接所述第二磁环组件(23)的第四圆环状轭铁(22)。
6.根据权利要求1至5任一项所述的底轴承,其特征在于,还包括设于所述内轴套(1)的外侧、用以防护所述第一磁环组件(13)的第一封板(14)以及设于所述外轴套(2)的内侧、用以防护所述第二磁环组件(23)的第二封板(24)。
7.根据权利要求6所述的底轴承,其特征在于,所述第一封板(14)和所述内轴套(1)的外侧壁、所述第二封板(24)和所述外轴套(2)的内侧壁均通过工业胶胶接。
8.一种搅拌设备,其特征在于,包括如权利要求1至7任一项所述的底轴承。
9.根据权利要求8所述的搅拌设备,其特征在于,还包括用以沿所述底轴承的轴向穿过所述底轴承并与其固接的搅拌轴(10)以及若干个设于所述底轴承的外侧、用以支撑所述底轴承的支架组件。
10.根据权利要求9所述的搅拌设备,其特征在于,还包括用以容置所述搅拌轴(10)和所述底轴承的搅拌容器,任一所述支架组件包括设于所述底轴承与所述搅拌容器之间、用以支撑所述底轴承的支腿(6);
所述支腿(6)的一端通过耳座(7)与所述底轴承的外侧壁固接;所述支腿(6)的另一端通过垫板(3)与所述搅拌容器的内侧壁固接。
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