CN110939515A - 一种拓展转子轴系轴向力调节能力的方法 - Google Patents

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万金川
许开富
李瑜
叶树波
王魁
赵瑞勇
刘军年
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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Abstract

本发明提供了一种拓展转子轴系轴向力调节能力的方法，包括通过为支撑转子的止动轴承预留设定的轴向间隙来增加转子轴系的轴向移动量的步骤。采取止动轴承的内圈两侧端面分别与轴肩和轴系的挡圈贴合并定位，外圈两侧端面与定位的壳体和压紧螺母之间预留设定尺寸的间隙的方式来增加转子轴系的轴向移动量；或者采取止动轴承的外圈两侧端面分别与定位的壳体和压紧螺母贴合并定位，内圈两侧端面与配合定位的转子轴肩和转子轴系的挡圈之间预留设定尺寸的间隙的方式来增加转子轴系的轴向移动量。本发明可使转子轴系轴向位移显著增大且可调，从而可以大范围调节轴向力，使转子轴系的轴向力保持在合理的范围内，为轴承的可靠工作创造了良好的条件。

Description

一种拓展转子轴系轴向力调节能力的方法
技术领域
本发明涉及一种拓展转子轴系轴向力调节能力的方法，特别适用于对转子轴系轴向力的大范围调节需求的结构中。
背景技术
开展的高压补燃发动机涡轮泵研制中，泵的出口压力高达50MPa以上，涡轮工作压力在30MPa以上，工作过程中由于泵内离心轮前、后盖板不对称以及液体的动反力会产生较大的轴向力，同样，涡轮由于进、排气侧燃气存在较大压力差以及涡轮自身的结构特点会产生较大的轴向力。上述组件产生的轴向力会拉动转子(即轴)轴向移动，并最终将力传递到止动轴承(也称主轴承，轴向不能随轴移动)上，过大的轴向力必将导致轴承损坏，因此在结构上需要专门设置轴向力平衡装置平衡掉大部分轴向力，将最终轴承承受的轴向力控制在合理的范围内。由于高压补燃发动机中泵和涡轮两部分轴向力的数值均较大，受制于零件尺寸和装配间隙等因素影响，综合作用后的轴向力大小个体差异较大，因此要求轴向力平衡装置具有大范围调节功能。一般的轴向力平衡装置有：平衡鼓、平衡盘、锥形浮动环、平衡活塞等，其轴向力调节能力都是通过转子轴系的轴向位移的变化来实现。转子轴系一般通过止动轴承和辅助轴承支撑并固定，轴向位移的大小基本就是止动轴承的轴向游隙的大小，而轴承的游隙一般较小，因此在平衡装置结构确定的情况下，无法进行大范围轴向力调节。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种拓展转子轴系轴向力调节能力的方法，实现的途径是通过对支撑转子(即轴)的止动轴承预留一定的轴向间隙来增加转子轴系的轴向移动量，以达到更大范围调节轴向力的目的；该方法在转子轴系中平衡装置确定的情况下实现轴向力大范围调节，将轴系的轴向力控制在合理的水平，避免过大的轴向力损坏轴承，从而完成本发明。
本发明的目的在于提供以下技术方案：一种拓展转子轴系轴向力调节能力的方法，该方法包括通过为支撑转子的止动轴承预留设定的轴向间隙来增加转子轴系的轴向移动量的步骤。
进一步地，采取止动轴承的内圈两侧端面分别与轴肩和轴系的挡圈贴合并定位，外圈两侧端面与定位的壳体和压紧螺母之间预留设定尺寸的间隙的方式来增加转子轴系的轴向移动量。
进一步地，根据权利要求1所述的拓展转子轴系轴向力调节能力的方法，其特征在于，采取止动轴承的外圈两侧端面分别与定位的壳体和压紧螺母贴合并定位，内圈两侧端面与配合定位的转子轴肩和转子轴系的挡圈之间预留设定尺寸的间隙的方式来增加转子轴系的轴向移动量。
进一步地，设定尺寸的间隙小于1mm。
进一步地，所述止动轴承为高压补燃发动机中泵和涡轮上的止动轴承。
本发明提供的一种拓展转子轴系轴向力调节能力的方法，带来了有益的技术效果：
同传统的轴向力平衡装置的轴向力调节能力仅依靠支撑转子轴系的止动轴承的游隙引起的轴向位移的变化相比，本发明可使转子轴系轴向位移显著增大且可调，从而使轴向力平衡装置可以大范围调节轴向力，使转子轴系的轴向力保持在合理的范围内，为轴承的可靠工作创造了良好的条件。
附图说明
图1示出止动轴承外圈设置轴向间隙的结构示意图；
图2示出止动轴承内圈设置轴向间隙的结构示意图。
附图标号说明：
1-止动轴承、2-轴、3-壳体、4-压紧螺母、5-挡圈。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。
本发明提供了一种拓展转子轴系轴向力调节能力的方法，该方法通过为支撑转子的止动轴承预留设定的轴向间隙来增加转子轴系的轴向移动量，以达到更大范围调节轴向力的目的。
在本发明一种优选的实施方式中，采取止动轴承的内圈两侧端面分别与轴肩和轴系的挡圈贴合并定位，外圈两侧端面与定位的壳体和压紧螺母之间专门留有设定尺寸间隙的方式来增加转子轴系的轴向移动量，即内圈不动外圈动。
优选地，设定尺寸小于的间隙1mm，如0.4mm，0.55，或0.8mm。
在本发明另一种优选的实施方式中，采取止动轴承的外圈两侧端面分别与定位的壳体和压紧螺母贴合并定位，内圈两侧端面与配合定位的转子轴肩和转子轴系的挡圈之间专门预留设定尺寸的间隙的方式来实现，即外圈不动内圈动。
优选地，设定尺寸的间隙小于1mm，如0.4mm，0.55mm，或0.8mm。
在本领域中，止动轴承固定在轴上；压紧螺母与止动轴承的外圈固连，用于固定止动轴承的外圈与壳体之间不发生位移；挡圈为轴向挡圈，起轴向限位作用，轴肩正壳体上加工而成，相对挡圈设置在轴承的另一侧，用于对止动轴承其轴向限位作用。
以上为本领域的常规设置，也就是说，本发明中方法可以适用于任何转子轴系中，对轴向力较大的设备或部件中尤其适用，如用于高压补燃发动机中泵和涡轮部分。
实施例
实施例1
如图1所示，为本发明的采用止动轴承外圈设置轴向间隙时的基本形式，图1中结构由止动轴承1，轴2，壳体3，压紧螺母4，挡圈5组成。壳体3上与止动轴承1外圈配合的孔的轴向宽度与止动轴承1外圈宽度的差值即是转子轴系在止动轴承1的轴向游隙基础上可移动的轴向位移，从而实现轴向力平衡装置具备大范围调节轴向力能力。
实施例2
如图2所示，为本发明的采用止动轴承内圈设置轴向间隙时的基本形式，图2中结构由止动轴承1，轴2，壳体3，压紧螺母4，挡圈5组成。挡圈5右端面与轴2轴肩端面的轴向距离减去止动轴承1内圈宽度，即是转子轴系在止动轴承1的轴向游隙基础上可移动的轴向位移，从而实现轴向力平衡装置具备大范围调节轴向力能力。
以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种拓展转子轴系轴向力调节能力的方法，其特征在于，该方法包括通过为支撑转子的止动轴承预留设定的轴向间隙来增加转子轴系的轴向移动量的步骤。
2.根据权利要求1所述的拓展转子轴系轴向力调节能力的方法，其特征在于，采取止动轴承的内圈两侧端面分别与轴肩和轴系的挡圈贴合并定位，外圈两侧端面与定位的壳体和压紧螺母之间预留设定尺寸的间隙的方式来增加转子轴系的轴向移动量。
3.根据权利要求2所述的拓展转子轴系轴向力调节能力的方法，其特征在于，设定尺寸的间隙小于1mm。
4.根据权利要求1所述的拓展转子轴系轴向力调节能力的方法，其特征在于，采取止动轴承的外圈两侧端面分别与定位的壳体和压紧螺母贴合并定位，内圈两侧端面与配合定位的转子轴肩和转子轴系的挡圈之间预留设定尺寸的间隙的方式来增加转子轴系的轴向移动量。
5.根据权利要求4所述的拓展转子轴系轴向力调节能力的方法，其特征在于，设定尺寸的间隙小于1mm。
6.根据权利要求1所述的拓展转子轴系轴向力调节能力的方法，其特征在于，所述止动轴承为高压补燃发动机中泵和涡轮上的止动轴承。
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