CN111442027A - 一种增速齿轮箱用可倾瓦支撑轴承 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增速齿轮箱用可倾瓦支撑轴承，属于轴承设计技术领域，包括轴承壳体、可倾瓦块、瓦背限位螺钉、喷油螺钉、密封端盖A、密封端盖B、端盖紧固螺钉、瓦块端面限位螺钉、测温线夹、线夹紧固螺钉和法兰，密封端盖A、密封端盖B安装在轴承壳体两端，可倾瓦块设在轴承壳体内，喷油螺钉和瓦背限位螺钉分别设在轴承壳体的侧壁上，端盖紧固螺钉分别设在密封端盖A、密封端盖B上，瓦块端面限位螺钉分别安装在密封端盖A、密封端盖B和可倾瓦块之间，法兰、测温线夹和线夹紧固螺钉设在密封端盖B上，本轴承结构设计合理，加工安装维护方便，功耗低，安全可靠，使用寿命长。

Description

一种增速齿轮箱用可倾瓦支撑轴承

技术领域

本发明涉及轴承设计技术领域，尤其是涉及增速齿轮箱用可倾瓦支撑轴承。

背景技术

齿轮箱作为一种速度、能量传递装置在工程机械中是不可缺少的设备。增速齿轮箱的额定转速非常高，最高转速将达到80000rpm，由于齿轮箱的功能特性，对滑动轴承的稳定性和可靠性要求很高，可倾瓦径向轴承是稳定性最好的一种轴承形式，通常由多个浇注巴氏合金的可倾瓦块组成，可倾瓦块能随载荷和速度的变化自动调整瓦块斜度，形成多个油楔和动压油膜，每块瓦块的瓦背与轴承本体为线接触，工作时可以摆动调整油膜间隙故可倾瓦轴承具有良好的减振性，主要应用在汽轮机、压缩机、透平设备、泵等高速轻载设备，可倾瓦轴承由于瓦块能自由摆动，增加了支撑柔性，具有吸收振动的能力，即具有较好的减震性。

而现有的流体支撑可倾瓦轴承存在一些问题，如公开号为CN105351359A的一种流体支撑可倾瓦滑动轴承，包括轴承壳体，其内表面上安装有轴承瓦块，其两侧和轴承端盖连接，机械轴穿过轴承瓦块的通孔形成过盈配合，两端安装在轴承端盖上的条形孔中，允许轴承瓦块径向起浮，轴承壳体的外表面上开有供油槽，轴承壳体、轴承瓦块上设有供油导管，轴承瓦块内表面上设有油槽，供油槽通过供油导管和油槽连通，轴承瓦块设有中央小孔，轴承瓦块外表面上设有静压腔，静压腔通过中央小孔使轴颈与轴承瓦块内表面形成的楔形收敛间隙产生的动压油膜区相连通，轴承端盖上设有泄油槽，泄油槽使轴承内的润滑油通过该槽泄流到轴承外部，本发明能够减小轴承对外部高供油压力的依赖，便于装配和进行瓦块状态的监测。

该轴承存在以下缺点：

第一，对于为保证转子两支撑轴承的安装同心度，通常对轴承安装尺寸和形位公差要求较高，加工难度高，不便于生产。

第二，无法实现径向瓦块的自适应对中的功能、对于转子的不对中偏摆敏感，容易造成轴瓦温升高、摩擦功耗大、无法建立完整油膜，造成振动的异常。

第三，没有设置测温孔和测温元件，无法检测轴承内温度上升的情况，在连续高速工作下，容易烧毁瓦块。

第四，没有设置供导线固定的安装架，导致可能用到的导线无法固定造成安装的干涉。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增速齿轮箱用可倾瓦支撑轴承，以解决现有技术中加工难度高、不可以自适应调整、不能检测内部温度的技术问题。

本发明提供一种增速齿轮箱用可倾瓦支撑轴承，本轴承采用非对称的五瓦可倾瓦结构，包括轴承壳体、可倾瓦块、瓦背限位螺钉、喷油螺钉、密封端盖A、密封端盖B、端盖紧固螺钉、瓦块端面限位螺钉、测温线夹、线夹紧固螺钉和法兰，所述密封端盖A、密封端盖B安装在所述轴承壳体两端，所述可倾瓦块设在所述轴承壳体内，所述喷油螺钉和所述瓦背限位螺钉分别设在所述轴承壳体的侧壁上，所述端盖紧固螺钉分别设在所述密封端盖A、密封端盖B上，所述瓦块端面限位螺钉分别安装在密封端盖A、密封端盖B和所述倾瓦块之间，所述法兰、测温线夹和线夹紧固螺钉设在所述密封端盖B上。

进一步，所述轴承壳体A端比B端的盘面小，所述法兰套设安装在所述轴承壳体的B面端且底面与所述轴承壳体的B面端齐平，所述轴承壳体的内表面上安装有五个可倾瓦块，其中两块所述可倾瓦块两端面上分别设有两个测温孔，所述轴承壳体内壁面截面为弧形，径向的所述可倾瓦块由两侧限位的喷油螺钉以及瓦背限位螺钉组合限位，相邻的两个所述喷油螺钉贯穿所述轴承壳体侧壁由外向内延伸卡住所述可倾瓦块的两侧，所述瓦背限位螺钉贯穿所述轴承壳体侧壁由外向内延伸抵住所述可倾瓦块的背部，所述轴承壳体内贯穿所述喷油螺钉，所述喷油螺钉为带喷油嘴的螺钉结构，所述喷油螺钉由外部供油，直接喷入所述可倾瓦块内侧与变速箱转子的进油边，所述轴承壳体弧形内壁与径向的所述可倾瓦块的背部在所述瓦背限位螺钉的抵触下形成点接触承载，所述轴承壳体与所述可倾瓦块采用高强度合金钢，并作调质正火处理。

进一步，所述密封端盖A和所述密封端盖B分别通过若干所述端盖紧固螺钉固定在所述轴承壳体的A面端和B面端上，所述密封端盖A和所述密封端盖B的内侧与所述轴承壳体上的对应位置都设有销孔，若干所述瓦块端面限位螺钉将所述密封端盖A和所述密封端盖B分别与所述轴承壳体固定限位，所述轴承壳体外设有外圆柱，所述外圆柱与所述轴承壳体为间隙配合。

进一步，所述密封端盖A、密封端盖B上分别设有两个与内部所述可倾瓦块上测温点相对应的测温孔，所述密封端盖A、密封端盖B外侧分别设有若干个出油孔，所述法兰通过所述内六角平头螺丝安装设置有三个测温线夹，所述测温线夹为开口鼻状结构。

进一步，所述轴承壳体采用的是整体式结构。

进一步，所述可倾瓦块基体也可采用铜合金材料，瓦背也可增加球形支撑结构。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

其一，现有轴承对于为保证转子两支撑轴承的安装同心度，通常对轴承安装尺寸和形位公差要求较高，而本轴承采用整体式结构，依靠安装间隙配合以及瓦块的不对中补偿结构，降低加工难度。

其二，现有的轴承无法实现径向瓦块的自适应对中的功能、对于转子的不对中偏摆敏感，容易造成轴瓦温升高、摩擦功耗大、无法建立完整油膜造成振动的异常，而本轴承径向瓦块与轴承壳体为点支撑的自由偏摆活动结构，瓦块支撑均为点支撑，瓦块各个方向均能偏摆调节，根据工况瓦块可以自适应瞬态调整，满足工况要求，补偿轴承安装不正转子加工误差造成的转子的不对中偏斜，提升轴承的高速稳定性能。

其三，径向和推力瓦均为喷油螺钉直接喷油的润滑结构，大大降低混油的占比，使得冷油可以直接进入润滑表面，这种进油润滑方式能减少使用中热油的混入，大大降低油膜的润滑温升，降低功耗，提升润滑性能。

其四，现有技术不能够给轴承内部测温，可能会出现内部温度过高，摩擦力功耗大的风险，而本轴承通过设置测温点和测温线夹，可以给轴承内部测温，及时调整，保护整个轴承不受高温损坏，同时将导线固定以及限制出线位置，防止线干涉。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明密封端盖A面的正视图；

图3为图2沿C-C线的剖视图；

图4为图2沿D-D线的剖视图；

图5为本发明密封端盖B面的正视图；

图6为图2拆掉密封端盖A的拆分图。

附图标记：轴承壳体1，可倾瓦块2，瓦块端面限位螺钉3，瓦背限位螺钉4，密封端盖A5，密封端盖B6，喷油螺钉7，端盖紧固螺钉8，测温线夹9，线夹紧固螺钉10，法兰11，销孔12，测温通孔13，测温点14，出油孔15，外圆柱16。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合图1至图6所示，本发明实施例提供了一种增速齿轮箱用可倾瓦支撑轴承，本轴承采用非对称的五瓦可倾瓦结构，包括轴承壳体1、可倾瓦块2、瓦背限位螺钉4、密封端盖A5、密封端盖B6、喷油螺钉7、端盖紧固螺钉8、线夹紧固螺钉10、瓦块端面限位螺钉3、线夹紧固螺钉10和法兰11，所述法兰11套设安装在所述轴承壳体1的B面端且底面与所述轴承壳体1的B面端齐平，在所述轴承壳体1的内表面上安装有五个可倾瓦块2，这样可以使得所有所述可倾瓦块2所受到的力都可以更加的均匀分摊，其中两块所述可倾瓦块2两端面上分别设有两个测温通孔13，方便对轴承内部测温，所述轴承壳体1内壁面截面为弧形，径向的所述可倾瓦块2由两侧限位的喷油螺钉7以及瓦背限位螺钉4组合限位，相邻的两个所述限位的喷油螺钉7贯穿所述轴承壳体1侧壁由外向内延伸卡住所述可倾瓦块2的两侧，防止所述可倾瓦块2转动，所述瓦背限位螺钉4贯穿所述轴承壳体1侧壁由外向内延伸抵住所述可倾瓦块2的背部，防止运转过程中过于激烈，导致所述可倾瓦块2与所述轴承壳体1内壁面剧烈碰撞，从而加速所述可倾瓦块2的磨损，所述轴承壳体1内贯穿所述喷油螺钉7，所述喷油螺钉为带喷油嘴的螺钉结构，所述喷油螺钉7由外部供油，直接喷入所述可倾瓦块2内侧与变速箱转子的进油边，这样可以给整个轴承内充满润滑油，可以给整个轴承内部降温，同时还可以增加顺畅性，减少零件磨损，另外，这种直接喷油的进油润滑方式能减少使用中热油的混入大大降低混油的占比，使得冷油可以直接进入润滑表面，降低温升和功耗，由于所述轴承壳体1弧形内壁与径向的所述可倾瓦块2的背部在所述瓦背限位螺钉4的抵触下形成点接触承载，所述可倾瓦块2能实现轴向和轴向的微小摆动，这样可以留有一丝空间，使得润滑油更容易渗透到轴承壳体1内壁面和所述可倾瓦块2背部之间，也便于向上下两端排出杂质，降低零件温度，减少摩擦力，节省能量，所述轴承壳体1与所述可倾瓦块2采用高强度合金钢，并作调质正火处理，以便提升材料硬度和韧性。

所述密封端盖A5和所述密封端盖B6分别通过若干所述端盖紧固螺钉8固定在所述轴承壳体1的A面端和B面端上，防止脱落，同时所述密封端盖A5和所述密封端盖B6的内侧与所述轴承壳体1上的对应位置都设有销孔12，若干所述瓦块端面限位螺钉3将所述密封端盖A5和所述密封端盖B6分别与所述轴承壳体1固定限位，防止轴承在运行过程中，方便在安装修理过程中迅速找到所述密封端盖A5、密封端盖B6与所述轴承壳体1固定的位置关系，快速定位，提高了安装的速率和准确性，防止出现错孔的现象，所述轴承壳体1外设有外圆柱16，所述外圆柱16与所述轴承壳体1为间隙配合，便于整体式安装，轴承壳体1实际使用中，径向的可倾瓦块2和推力的可倾瓦块2根据转速和载荷以及机组加工和装配误差自适应调整，使得载荷分布更均匀，调节灵活，能补偿加工误差和安装误差造成的转子不对中偏斜，提升轴承的高速稳定性能。

轴承壳体1两端安装设置所述密封端盖A5和密封端盖B6，并设计一定密封间隙，确认热油流出进行热交换，并在所述密封端盖A5、密封端盖B6上分别设有两个与内部所述可倾瓦块2上测温通孔13相对应的测温点14，以便于采集温度数据，所述密封端盖A5、密封端盖B6外侧分别设有若干个出油孔15，所述法兰11通过所述内六角平头螺丝安装设置有三个测温线夹9，所述测温线夹9为开口鼻状结构，所述测温线夹9用于测温元件走线，防止导线安装干涉。

所述轴承壳体1采用的是整体式结构，依靠安装间隙配合以及所述可倾瓦块2的不对中补偿降低加工难度结构。

所述可倾瓦块2基体也可采用铜合金材料，提升热传导性能，降低瓦面温度，瓦背也可增加球形支撑结构，达到瓦块轴向和轴向的偏摆功能。

本发明原理：密封端盖A5、密封端盖B6和轴承壳体1形成一个密封的区域，在供油系统的供油压力下通过喷油螺钉7的喷油螺钉7向内部充满润滑油，当轴承壳体1开始转动时，润滑油被带入到轴承壳体1内壁和可倾瓦块2的背面之间，径向的可倾瓦块2背面可与轴承壳体1内壁以瓦背限位螺钉4为点支撑进行自由偏摆活动，在可倾瓦块2实现轴向和轴向的微小摆动时的间隙内，根据工况可倾瓦块2可以自适应瞬态调整，满足工况要求，形成动压油膜，当设备达到高转速时，可以调整测温线夹9的方向，通过测温元件向测温点14内采集温度数据，分析数据，及时调控轴承内温度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种增速齿轮箱用可倾瓦支撑轴承，其特征在于，包括轴承壳体(1)、可倾瓦块(2)、瓦背限位螺钉(4)、喷油螺钉(7)、密封端盖A(5)、密封端盖B(6)、端盖紧固螺钉(8)、瓦块端面限位螺钉(3)、测温线夹(9)、线夹紧固螺钉(10)和法兰(11)，所述密封端盖A(5)、密封端盖B(6)安装在所述轴承壳体(1)两端，所述可倾瓦块(2)设在所述轴承壳体(1)内，所述喷油螺钉(7)和所述瓦背限位螺钉(4)分别设在所述轴承壳体(1)的侧壁上，所述端盖紧固螺钉(8)分别设在所述密封端盖A(5)、密封端盖B(6)上，所述瓦块端面限位螺钉(3)分别安装在密封端盖A(5)、密封端盖B(6)和所述可倾瓦块(2)之间，所述法兰(11)、测温线夹(9)和线夹紧固螺钉(10)设在所述密封端盖B(6)上。

2.根据权利要求1所述的一种增速齿轮箱用可倾瓦支撑轴承，其特征在于，所述法兰(11)套设安装在所述轴承壳体(1)的B面端且底面与所述轴承壳体(1)的B面端齐平，所述轴承壳体(1)的内表面上安装有五个可倾瓦块(2)，其中两块所述可倾瓦块(2)两端面上分别设有两个测温通孔(13)，所述轴承壳体(1)内壁面截面为弧形，径向的所述可倾瓦块(2)由两侧限位的喷油螺钉(7)以及瓦背限位螺钉(4)组合限位，相邻的两个所述喷油螺钉(7)贯穿所述轴承壳体(1)侧壁由外向内延伸卡住所述可倾瓦块(2)的两侧，所述瓦背限位螺钉(4)贯穿所述轴承壳体(1)侧壁由外向内延伸抵住所述可倾瓦块(2)的背部，所述轴承壳体(1)内贯穿所述喷油螺钉(7)，所述喷油螺钉(7)为带喷油嘴的螺钉结构，所述喷油螺钉(7)由外部供油，直接喷入所述可倾瓦块(2)内侧与变速箱转子的进油边，所述轴承壳体(1)弧形内壁与径向的所述可倾瓦块(2)的背部在所述瓦背限位螺钉(4)的抵触下形成点接触承载，所述轴承壳体(1)与所述可倾瓦块(2)采用高强度合金钢，并作调质正火处理。

3.根据权利要求1所述的一种增速齿轮箱用可倾瓦支撑轴承，其特征在于，所述密封端盖A(5)和所述密封端盖B(6)分别通过若干所述端盖紧固螺钉(8)固定在所述轴承壳体(1)的A面端和B面端上，所述密封端盖A(5)和所述密封端盖B(6)的内侧与所述轴承壳体(1)上的对应位置都设有销孔(12)，若干所述瓦块端面限位螺钉(3)将所述密封端盖A(5)和所述密封端盖B(6)分别与所述轴承壳体(1)固定限位，所述轴承壳体(1)外设有外圆柱(16)，所述外圆柱(16)与所述轴承壳体(1)为间隙配合。

4.根据权利要求3所述的一种增速齿轮箱用可倾瓦支撑轴承，其特征在于，所述密封端盖A(5)、密封端盖B(6)上分别设有两个与内部所述可倾瓦块(2)上测温点(14)相对应的测温通孔(13)，所述密封端盖A(5)、密封端盖B(6)外侧分别设有若干个出油孔(15)，所述法兰(11)通过所述内六角平头螺丝安装设置有三个测温线夹(9)，所述测温线夹(9)为开口鼻状结构。

5.根据权利要求1所述的一种增速齿轮箱用可倾瓦支撑轴承，其特征在于，所述轴承壳体(1)采用的是整体式结构。

6.根据权利要求1所述的一种增速齿轮箱用可倾瓦支撑轴承，其特征在于，所述可倾瓦块(2)基体也可采用铜合金材料，瓦背也可增加球形支撑结构。

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