CN113653786B - 一种适用于高速重载环境的转子支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了适用于高速重载环境的转子支撑装置，包括内层轴承机构、外层轴承机构以及主轴传动轮和轴承传动轮，主轴传动轮套设于主轴的外周，内层轴承机构包括套设在主轴外周的内层轴承和内定位套，外层轴承机构包括轴承嵌套组件和外层轴承，轴承嵌套组件套设于内层轴承机构的外周，轴承嵌套组件的内侧壁与内层轴承的外圈相抵，轴承嵌套组件的外侧壁设有用以安装外层轴承的安装槽，外层轴承的外圈与轴承座相连，轴承传动轮套设于轴承嵌套组件的外周。主轴传动轮和轴承传动轮在驱动设备的带动使主轴和轴承嵌套组件按照预设的转速比转动，从而将高速转动在内层轴承和外层轴承之间进行分配，降低了两层轴承的负荷，达到延长轴承使用寿命的目的。

Description

一种适用于高速重载环境的转子支撑装置

技术领域

本发明涉及转子支撑装置技术领域，特别涉及一种适用于高速重载环境的转子支撑装置。

背景技术

高速重载环境中，轴承的使用寿命严重降低。现有技术通过双层轴承支撑转子，当一层滚动体发生磨损后，无需将整个轴承替换仍可用一层滚动体继续保证设备的正常运转。但双层轴承仍然存在易于损坏的问题。

因此，如何提供一种适用于高速重载环境的转子支撑装置是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于高速重载环境的转子支撑装置，其通过主轴传动轮和轴承传动轮分别带动主轴和轴承嵌套组件转动按照一定的速度比转动，进而使载荷分散在内层轴承机构、外层轴承机构上，延长了转子支撑装置的使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供一种适用于高速重载环境的转子支撑装置，包括内层轴承机构、外层轴承机构以及主轴传动轮和轴承传动轮，所述主轴传动轮套设于所述主轴的外周，所述内层轴承机构包括套设于主轴外周的内定位套和内层轴承，所述内层轴承的内圈与主轴相连，所述内定位套的两端各与一个所述内层轴承的内圈相抵，所述外层轴承机构包括轴承嵌套组件和外层轴承，所述轴承嵌套组件套设于所述内层轴承机构的外周，所述轴承嵌套组件的内侧壁设有定位槽，所述定位槽与所述内层轴承的外圈相抵，所述轴承嵌套组件的外侧壁设有用以安装所述外层轴承的安装槽，所述外层轴承的外圈与轴承座安装腔的内侧壁相连，所述轴承传动轮套设于所述轴承嵌套组件的外周。

优选地，所述轴承嵌套组件包括第一轴承嵌套和第二轴承嵌套，所述第二轴承嵌套包括套设在所述内定位套外周的定位段和套设在位于所述定位段一端的内层轴承外周的第二轴承套，所述第二轴承套和所述内定位套之间通过第二过渡环相连，所述第二轴承套的外径大于所述定位段的外径，所述第一轴承嵌套包括套设在位于所述内定位套另一端的所述内层轴承外周的第一轴承套和位于所述第一轴承套靠近所述第二轴承套一侧的第一过渡环，所述定位段与所述第一过渡环相连以使所述第一过渡环和所述第二过渡环之间形成所述安装槽。

优选地，所述第一过渡环和所述第一轴承套以及所述第二过渡环和所述第二轴承套均形成底角结构，所述定位槽位于所述底角结构内侧，所述定位槽具有平行主轴轴向的侧面和垂直主轴轴向的底面，所述侧面与所述内层轴承的外侧壁贴合，所述底面与所述内层轴承外圈的端面贴合。

优选地，还包括轴承端盖，所述轴承端盖为两个，二者均套设在主轴的外周，两所述轴承端盖分别与所述第一轴承套和所述第二轴承套的端面相连，所述轴承端盖的内侧面设有密封圈。

优选地，还包括两个导流端盖，两个所述导流端盖分别套设在所述第一轴承套和所述第二轴承套的外周，两所述导流端盖均与所述轴承座固定连接，所述导流端盖的内侧壁设有密封圈。

优选地，所述轴承座的上部设有用以连接润滑油装置的进油孔，所述进油孔与所述安装腔连通，所述安装腔内侧壁具有沿周向延伸、并与所述进油孔连通的进油槽，所述外层轴承设有油孔。

优选地，所述安装腔的内侧壁还设有位于所述外层轴承两端的挡环槽，所述挡环槽中设置有挡环，所述外层轴承的外圈和所述安装槽的侧壁均与所述挡环相抵、以使所述外层轴承与所述安装槽的侧壁之间形成过油通道，所述第一过渡环和所述第二过渡环朝向所述内层轴承的侧面均具有与所述内层轴承滚动体位置相对应的过油槽，所述第一过渡环和所述第二过渡环均设有连通所述过油通道和所述过油槽的过油孔。

优选地，所述轴承端盖与所述内层轴承之间间隔预设距离，所述导流端盖的内侧壁设有储油槽，所述定位槽与所述内层轴承的外侧壁贴合、以使所述第一轴承套和所述第二轴承套分别和二者各自对应的所述内层轴承的外侧壁之间形成过油间隙，所述第一轴承套和所述第二轴承套均设有用以连通所述储油槽和所述过油间隙的连通孔。

优选地，所述安装座的下部设有与所述储油槽连通的出油孔。

优选地，还包括套设并固定在主轴外周且与远离所述主轴传动轮的所述内层轴承的内圈相抵的外定位套。

本发明所提供的适用于高速重载环境的转子支撑装置，包括内层轴承机构、外层轴承机构以及主轴传动轮和轴承传动轮，主轴传动轮套设于主轴的外周，内层轴承机构包括套设于主轴外周的内定位套和内层轴承，内层轴承的内圈与主轴相连，内定位套的两端各与一个内层轴承的内圈相抵，外层轴承机构包括轴承嵌套组件和外层轴承，轴承嵌套组件套设于内层轴承机构的外周，轴承嵌套组件的内侧壁设有定位槽，定位槽与内层轴承的外圈相抵，轴承嵌套组件的外侧壁设有用以安装外层轴承的安装槽，外层轴承的外圈与轴承座安装腔的内侧壁相连，轴承传动轮套设于轴承嵌套组件的外周。

主轴传动轮和轴承传动轮在驱动设备的带动下转动，进而带动主轴和轴承嵌套组件按照预设的转速比转动。轴承嵌套组件转动过程中带动内层轴承的外圈和外层中层的内圈同时转动，从而将高速转动在内层轴承和外层轴承之间进行分配，降低了两层轴承的负荷，达到延长轴承使用寿命的目的。

另外，本申请还在转子支撑装置内设置了润滑通道，润滑油沿润滑通道对具有相对运动的零件之间进行润滑，减少零件的磨损，进一步延长转子支撑装的使用寿命。

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为本发明所提供的适用于高速重载环境的转子支撑装置与主轴配合的结构示意图。

其中，图1中的附图标记为：

主轴1、主轴带轮2、密封圈3、轴承端盖4、单列圆柱滚子轴承5、第一轴承嵌套6、轴承带轮7、导流端盖8、挡环9、球面滚子轴承 10、轴承座11、内定位套12、第二轴承嵌套13、外定位套14。

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。

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。

请参考图1，图1为本发明所提供的适用于高速重载环境的转子支撑装置与主轴配合的结构示意图。

本发明所提供的适用于高速重载环境的转子支撑装置，结构如图 1所示，包括内层轴承机构和外层轴承机构。其中，内层轴承机构包括内层轴承和内定位套12，内层轴承通常为偶数个，且平均分布在内定位套12的两端，本申请以两个内层轴承为例进行说明。内层轴承的内圈与主轴1相连，其中一个内层轴承的内圈与主轴1的轴头相抵。内定位套12位于两内层轴承之间，且分别与二者的内圈相抵，实现内层轴承的定位。另外，转子支撑装置还包括主轴1传动轮，主轴1传动轮与主轴1相连，并与电机等驱动设备传动连接。驱动设备通过主轴1传动轮带动主轴1转动。

可选的，转子支撑装置还包括外定位套14。外定位套14套设并在主轴1的外周，并与主轴1固定连接。外定位套14与远离主轴1 轴头的内层轴承的内圈相抵，进而从两侧对转子支撑装置进行限位。

外层轴承机构包括轴承嵌套组件和外层轴承。轴承嵌套组件大致呈筒状，其套设在内层轴承的外周、并与内层轴承的外圈相连。轴承嵌套组件能够带动内层轴承的外圈转动。轴承嵌套组件的外侧壁设有安装槽，安装槽环绕在轴承嵌套组件的周向。外层轴承的内圈与安装槽的底部相连，并可随轴承嵌套组件转动。外层轴承的外圈与轴承座 11安装腔的内侧壁相连。转子支撑装置还包括轴承传动轮，轴承传动轮套设在轴承嵌套组件的外周。

轴承传动轮和主轴1传动轮通常与同一台驱动设备相连，驱动设备转动同时带动主轴1和轴承嵌套组件相连，由于轴承传动轮的外径大于主轴1传动轮的外径，因而轴承传动轮的转速小于主轴1传动轮。内层轴承的转速为主轴1传动轮与轴承传动轮之间的速度差，外层轴承的转速为轴承传动轮的转速。轴承嵌套组件将主轴1的高转速按照一定的转速比分配至内层轴承和外层轴承上，降低了两层轴承的转速，进而延长了二者的使用寿命。本申请的一种具体实施方式中，主轴1 传动轮和轴承传动轮分别为主轴带轮2和轴承带轮7，二者通过同步带与驱动设备相连。用户也可选用齿轮等传动部件作为主轴1传动轮和轴承传动轮，在此不做限定。

可选的，本申请的一种具体实施方式中，内层轴承为单列圆柱滚子轴承5，外层轴承为球面滚子轴承10。单列圆柱滚子轴承5可承受轴向力，进而对主轴1进行限位。球面滚子轴承10能够承受更高的径向力，因而能承受更大的载荷作用。当然，用户也可根据需要自行选择内层轴承和外层轴承的轴承类型，在此不做限定。

可选的，轴承嵌套组件包括第一轴承嵌套6和第二轴承嵌套13。如图1所示，第一轴承嵌套6包括第一轴承套和第一过渡环，第一过渡环的外径等于第一轴承套的外径。第一过渡环的侧面与第一轴承套的端面固定连接。第二轴承嵌套13包括第二轴承套、筒状的定位段以及第二过渡环，三者同轴设置。第二轴承套的外径大于定位段的外径，第二轴承套与定位段分别固定连接第二过渡环的两侧。第一轴承嵌套 6和第二轴承嵌套13通常为机加工或铸造生产的一体成型结构件。

第一轴承套和第二轴承套分别套设在内定位套12两端的内层轴承外周，定位段套设在内定位套12外周，第一过渡环与定位段远离第二轴承套的端面通过螺栓连接。另外，第一过渡环设置沉头孔用于安装连接定位段的螺栓。第一过渡环、第二过渡环以及定位段之间形成安装槽。

可选的，转子支撑装置还包括轴承端盖4，轴承端盖4为两个，二者用于封盖内定位套12两端的内层轴承。具体的，两个轴承端盖4 均套设在主轴1的外周，两个轴承端盖4分别与第一轴承套和第二轴承套的端面通过螺栓连接。

本实施例中，适用于高速重载环境的转子支撑装置设置了内层轴承机构和外层轴承机构，外层轴承机构通过轴承嵌套组件套设在内层轴承外周，并在外层轴承机构和轴承座11之间设置了外层轴承。轴承嵌套组件在驱动设备的带动下转动，从而将高转速分配至内层轴承和外层轴承上，降低了二者的转速，进而延长了二者的使用寿，同时还可降低轴承转动的噪音。

为减缓转子支撑装置的磨损，轴承座11的上部设有进油孔。如图 1所示，进油孔贯穿安装腔的侧壁，润滑油装置的输油管可与进油孔中相连。安装腔的内侧壁设有进油槽。进油槽自进油孔沿安装腔的周向在安装腔的内侧壁延伸。外层轴承的外圈具有沿厚度方向贯穿的油孔。润滑油可沿进油孔、进油槽和油孔进入外层轴承中，对外层轴承的滚动体进行润滑。

可选的，为避免润滑油泄漏，转子支撑装置还包括两个导流端盖 8。如图1所示，导流端盖8包括同轴设置的管体和环体，管体的内径等于环体的内径，管体的端面与环体的侧面相连。两个导流端盖8分别套设在第一轴承套和第二轴承套的外周，环体远离管体的侧面与轴承座11的侧壁通过螺栓连接。管体的内侧壁具有沿其周向延伸的密封槽，密封槽中设有密封圈3，密封圈3与第一轴承套或第二轴承套的外侧壁贴合，进而实现润滑油的密封。

可选的，第一过渡环和第二过渡环之间的距离大于外层轴承的厚度。安装腔的内侧壁设有两个挡环槽，二者之间的距离等于外层轴承的厚度。挡环9安装在挡环槽内，挡环9的一侧与外层轴承的外圈贴合，挡环9的另一侧与过渡环贴合，进而使外层轴承与安装槽的侧壁之间形成过油通道。为方便与过渡环配合，挡环9远离外层轴承的侧面设有斜面，过渡环朝向外层轴承的侧面也设有斜面。挡环9与过渡环的斜面配合可避免加工误差对零件装配造成的影响。过渡环朝向内层轴承的侧面具有过油槽，过油槽的位置与内层轴承滚动体位置相对应，过渡环还设有沿厚度方向贯穿的过油孔，过油孔连通过油通道和过油槽。进入外层轴承中的润滑油从外层轴承的两侧流入过油通道中，并以此穿过过油孔和过油槽进入内层轴承中，对内层轴承进行润滑。

可选的，轴承端盖4与内层轴承之间间隔预设距离。具体的，第一轴承套和第二轴承套分别延伸至各自内侧的内层轴承的前方，两个轴承端盖4分别与第一轴承套和第二轴承套的端面相连，进而在内层轴承与轴承端盖4之间形成储油腔。预设距离的大小可根据用户需要自行设定。

另外，第一轴承套和第二轴承套第一过渡环和第一轴承套以及第二过渡环和第二轴承套均形成底角结构，底角结构的内侧设有定位槽。具体的，定位槽具有侧面和底面。其中，侧面平行主轴1的轴向和底面垂直主轴1的轴向。定位槽的侧面所在圆周的直径小于轴承套的内径。内层轴承的外侧壁与定位槽的侧壁贴合，内层轴承外圈的端面与定位槽的底面贴合。因而在内层轴承的外侧壁与轴承套的内侧壁之间形成过油间隙。润滑油可穿过内层轴承进入储油腔和过油间隙中。轴承端盖4朝向主轴1的侧面为其内侧壁，为避免储油腔中的润滑油泄漏，轴承端盖4的内侧壁也设有密封槽，密封槽内设有密封圈3。

进一步的，导流端盖8与轴承嵌套组件之间也具有相对运动。因而，导流端盖8的内侧壁设有储油槽，储油槽相对于密封槽更靠近轴承座11。第一轴承套和第二轴承套均设有连通孔，连通孔能够连通储油槽和过油间隙，进而使润滑油进入储油槽中。另外，轴承座11的安装腔两侧也设有密封圈3，密封圈3与导流端盖8紧密贴合，进而避免润滑油泄漏。

可选的，安装座的下部设有出油孔，出油孔与过油槽连通，同时出油孔与润滑设备的回油管相连。在转子支撑装置完成润滑的润滑油由出油孔回流入润滑设备中。润滑设备具有过滤器、油箱和换热器等，能对润滑油进行再生。

本实施例中，转子支撑装置内设置了润滑回路，润滑油由进油孔流入，对外层轴承、内层轴承以及轴承嵌套组件和导流端盖8进行润滑，不仅能够减小摩擦阻力，还能够带走转子支撑装置运转过程中产生的热量和杂质，进一步延长转子支撑装置的使用寿命。

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适用于高速重载环境的转子支撑装置进行了详细介绍。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)

1.一种适用于高速重载环境的转子支撑装置，其特征在于，包括内层轴承机构、外层轴承机构以及主轴传动轮和轴承传动轮，所述主轴传动轮套设于主轴(1)的外周，所述内层轴承机构包括套设于主轴(1)外周的内定位套(12)和内层轴承，所述内层轴承的内圈与主轴(1)相连，所述内定位套(12)的两端各与一个所述内层轴承的内圈相抵，所述外层轴承机构包括轴承嵌套组件和外层轴承，所述轴承嵌套组件套设于所述内层轴承机构的外周，所述轴承嵌套组件的内侧壁设有定位槽，所述定位槽与所述内层轴承的外圈相抵，所述轴承嵌套组件的外侧壁设有用以安装所述外层轴承的安装槽，所述外层轴承的外圈与轴承座(11)的安装腔的内侧壁相连，所述轴承传动轮套设于所述轴承嵌套组件的外周。

2.根据权利要求1所述的转子支撑装置，其特征在于，所述轴承嵌套组件包括第一轴承嵌套(6)和第二轴承嵌套(13)，所述第二轴承嵌套(13)包括套设在所述内定位套(12)外周的定位段和套设在位于所述内定位套(12)一端的内层轴承外周的第二轴承套，所述第二轴承套和所述内定位套(12)之间通过第二过渡环相连，所述第二轴承套的外径大于所述定位段的外径，所述第一轴承嵌套(6)包括套设在位于所述内定位套(12)另一端的所述内层轴承外周的第一轴承套和位于所述第一轴承套靠近所述第二轴承套一侧的第一过渡环，所述定位段与所述第一过渡环相连以使所述第一过渡环和所述第二过渡环之间形成所述安装槽。

3.根据权利要求2所述的转子支撑装置，其特征在于，所述第一过渡环和所述第一轴承套以及所述第二过渡环和所述第二轴承套均形成底角结构，所述定位槽位于所述底角结构内侧，所述定位槽具有平行主轴(1)轴向的侧面和垂直主轴(1)轴向的底面，所述侧面与所述内层轴承的外侧壁贴合，所述底面与所述内层轴承外圈的端面贴合。

4.根据权利要求3所述的转子支撑装置，其特征在于，还包括轴承端盖(4)，所述轴承端盖(4)为两个，二者均套设在主轴(1)的外周，两所述轴承端盖(4)分别与所述第一轴承套和所述第二轴承套的端面相连，所述轴承端盖(4)的内侧面设有密封圈(3)。

5.根据权利要求4所述的转子支撑装置，其特征在于，还包括两个导流端盖(8)，两个所述导流端盖(8)分别套设在所述第一轴承套和所述第二轴承套的外周，两所述导流端盖(8)均与所述轴承座(11)固定连接，所述导流端盖(8)的内侧壁设有密封圈(3)。

6.根据权利要求5所述的转子支撑装置，其特征在于，所述轴承座(11)的上部设有用以连接润滑油装置的进油孔，所述进油孔与所述安装腔连通，所述安装腔内侧壁具有沿周向延伸、并与所述进油孔连通的进油槽，所述外层轴承设有油孔。

7.根据权利要求6所述的转子支撑装置，其特征在于，所述安装腔的内侧壁还设有位于所述外层轴承两端的挡环槽，所述挡环槽中设置有挡环(9)，所述外层轴承的外圈和所述安装槽的侧壁均与所述挡环(9)相抵、以使所述外层轴承与所述安装槽的侧壁之间形成过油通道，所述第一过渡环和所述第二过渡环朝向所述内层轴承的侧面均具有与所述内层轴承滚动体位置相对应的过油槽，所述第一过渡环和所述第二过渡环均设有连通所述过油通道和所述过油槽的过油孔。

8.根据权利要求7所述的转子支撑装置，其特征在于，所述轴承端盖(4)与所述内层轴承之间间隔预设距离，所述导流端盖(8)的内侧壁设有储油槽，所述定位槽与所述内层轴承的外侧壁贴合、以使所述第一轴承套和所述第二轴承套分别和二者各自对应的所述内层轴承的外侧壁之间形成过油间隙，所述第一轴承套和所述第二轴承套均设有用以连通所述储油槽和所述过油间隙的连通孔。

9.根据权利要求8所述的转子支撑装置，其特征在于，所述安装座的下部设有与所述储油槽连通的出油孔。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的转子支撑装置，其特征在于，还包括套设并固定在主轴(1)外周且与远离所述主轴传动轮的所述内层轴承的内圈相抵的外定位套(14)。

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