CN114233745A - 一种用于高速转子的双推力自平衡均载结构轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明属于工程机械设计领域，具体涉及一种用于高速转子的双推力自平衡均载结构轴承。一种用于高速转子的双推力自平衡均载结构轴承，包括反馈组件、前平衡块、前推力瓦块、轴承铜合金、转子、后平衡块和后推力瓦块，反馈组件前端的内沿压合前平衡块，后端的外延压合后平衡块，前平衡块压紧前推力瓦块，后平衡块压紧后推力瓦块，前推力瓦块和后推力瓦块与转子贴合的表面镀有轴承铜合金。这种双推力自平衡结构避免了现在推力轴承仅能通过单推力面承受推力的局限性，优化了结构尺寸，满足了对于结构尺寸要求严格、载荷较大、转速较高的转子运行要求，有广泛的应用价值。

Description

一种用于高速转子的双推力自平衡均载结构轴承
技术领域
本发明属于工程机械设计领域，具体涉及一种用于高速转子的双推力自平衡均载结构轴承。
背景技术
现如今空军、海军对装备的要求越加提升，在总体设计、结构尺寸上均有较高要求，如何在有限的空间提高推力轴承轴向载荷受力是急迫解决的问题。常用的推力轴承仅能通过单推力面承受轴向推力，为增加轴承轴向推力承载能力，往往需要提高轴向尺寸，这种方式将导致线速度的增加。针对此类问题，目前的研究主要聚焦于如何提高推力轴承单位面积载荷受力，仅能通过改变结构或轴承合金材料进行性能提升，具有很大的局限性，同时提升空间有限。此外，如何在保证承受轴向推力载荷的同时不增加轴向线速度是轴承计算的首要问题，推力轴承作为承受转子轴向推力的关键部件，广泛应用于航空、舰船发动机和后传动系统中，极大的影响着整个轴系的运转。因此，设计一种既可提高推力轴承轴向载荷又不增加轴向线速度的推力轴承是十分有应用价值的。
发明内容
本发明专利的目的在于提供一种不同于传统单推力面承载的双推力面推力轴承形式，在不增加结构尺寸及线速度的前提下，实现了轴承承载能力的成倍增加的用于高速转子的双推力自平衡均载结构轴承。
一种用于高速转子的双推力自平衡均载结构轴承，包括反馈组件1、前平衡块2、前推力瓦块3、轴承铜合金4、转子5、后平衡块6和后推力瓦块7，反馈组件前端的内沿压合前平衡块，后端的外延压合后平衡块，前平衡块压紧前推力瓦块，后平衡块压紧后推力瓦块，前推力瓦块和后推力瓦块与转子贴合的表面镀有轴承铜合金，在轴承铜合金表面镀银，镀银层与转子之间在起机瞬间具有自润滑功能，运转后通过润滑油形成油膜承受轴向载荷推力，外部传递到转子的轴向推力在起机时，前推力瓦块和后推力瓦块受力大小取决于安装过程中与转子的间隙大小，在运转之后可通过反馈组件、平衡块及前推力瓦块和后推力瓦块间相互作用达到前推力瓦块和后推力瓦块均匀受力的效果。
前推力瓦块和后推力瓦块均可承受轴向载荷，避免过定位问题。
通过平衡块及反馈杆组件的摆动，实现前推力瓦块和后推力瓦块均载受力。
载荷自平衡分为两条路径，当前推力瓦块与转子的间隙比后推力瓦块与转子的间隙小时，转子在起机时前推力瓦块先受力，载荷通过前推力瓦块专递至前平衡块，前平衡块摆动灵活，将载荷传递至反馈组件，反馈组件通过后平衡块传递至后推力瓦块将后推力瓦块向转子方向推进，缩小后推力瓦块与转子间隙至后推力瓦块承受载荷，反复摆动直到前推力瓦块和后推力瓦块与转子间隙相同，前推力瓦块和后推力瓦块同时承受轴向载荷，实现推力瓦块线速度和轴向结构尺寸不变条件下，承受轴向推力翻倍；当后推力瓦块与转子的间隙比前推力瓦块与转子的间隙小时，转子在起机瞬间后推力瓦块先受力，载荷会通过后推力瓦块专递至后平衡块，后平衡块摆动灵活，将载荷传递至反馈组件，反馈组件通过前平衡块传递至前推力瓦块将前推力瓦块向转子方向推进，缩小前推力瓦块与转子间隙至前推力瓦块承受载荷，反复摆动最终前推力瓦块和后推力瓦块与转子间隙一致，前后推力瓦块同时承受轴向载荷，实现推力瓦块线速度和轴向结构尺寸不变条件下，承受轴向推力翻倍。
本发明的有益效果在于：这种双推力自平衡结构避免了现在推力轴承仅能通过单推力面承受推力的局限性，优化了结构尺寸，满足了对于结构尺寸要求严格、载荷较大、转速较高的转子运行要求，有广泛的应用价值。
附图说明
图1是本发明布置图；
图2是本发明推力瓦块布置图；
图3平衡块三维正视图；
图4平衡块三维侧视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
本发明采用的技术方案是：一种用于高速转子的双推力自平衡均载结构轴承，包括反馈组件，前平衡块，前推力瓦块，轴承铜合金，转子，后平衡块，后推力瓦块。在轴承铜合金表面镀银，镀银层与转子之间在起机瞬间具有自润滑功能，运转后通过润滑油形成油膜承受轴向载荷推力。外部传递到转子的轴向推力在起机的瞬间，前后推力瓦块受力大小取决于安装过程中与转子的间隙大小。但在运转之后可通过反馈组件、平衡块及推力瓦块间相互作用达到前后推力瓦块均匀受力。
参照附图1，本发明是一种用于高速转子的双推力自平衡均载结构轴承，包括反馈组件1、前平衡块2、前推力瓦块3、轴承铜合金4、转子5、后平衡块6和后推力瓦块7。载荷自平衡分为两条路径。
路径1：当前推力瓦块与转子的间隙比后推力瓦块与转子的间隙小时，转子在起机瞬间前推力瓦块先受力，载荷会通过前推力瓦块专递至前平衡块，前平衡块摆动灵活，将载荷传递至反馈组件，反馈组件通过后平衡块传递至后推力瓦块将后推力瓦块向转子方向推进，缩小后推力瓦块与转子间隙至后推力瓦块承受载荷，反复摆动最终前、后推力瓦块与转子间隙一致，此时前后推力瓦块同时承受轴向载荷，实现推力瓦块线速度不变，轴向结构尺寸不变的前提下，承受轴向推力翻倍。
路径2：当后推力瓦块与转子的间隙比前推力瓦块与转子的间隙小时，转子在起机瞬间后推力瓦块先受力，载荷会通过后推力瓦块专递至后平衡块，后平衡块摆动灵活，将载荷传递至反馈组件，反馈组件通过前平衡块传递至前推力瓦块将前推力瓦块向转子方向推进，缩小前推力瓦块与转子间隙至前推力瓦块承受载荷，反复摆动最终前、后推力瓦块与转子间隙一致，此时前后推力瓦块同时承受轴向载荷，实现推力瓦块线速度不变，轴向结构尺寸不变的前提下，承受轴向推力翻倍。

Claims (4)

1.一种用于高速转子的双推力自平衡均载结构轴承，包括反馈组件(1)、前平衡块(2)、前推力瓦块(3)、轴承铜合金(4)、转子(5)、后平衡块(6)和后推力瓦块(7)，其特征在于：在轴承铜合金表面镀银，镀银层与转子之间在起机瞬间具有自润滑功能，运转后通过润滑油形成油膜承受轴向载荷推力，外部传递到转子的轴向推力在起机时，前推力瓦块和后推力瓦块受力大小取决于安装过程中与转子的间隙大小，在运转之后可通过反馈组件、平衡块及前推力瓦块和后推力瓦块间相互作用达到前推力瓦块和后推力瓦块均匀受力的效果。
2.根据权利要求1所述的一种用于高速转子的双推力自平衡均载结构轴承，其特征在于：前推力瓦块和后推力瓦块均可承受轴向载荷，避免过定位问题。
3.根据权利要求1所述的一种用于高速转子的双推力自平衡均载结构轴承，其特征在于：通过平衡块及反馈杆组件的摆动，实现前推力瓦块和后推力瓦块均载受力。
4.根据权利要求1所述的一种用于高速转子的双推力自平衡均载结构轴承，其特征在于：载荷自平衡分为两条路径，当前推力瓦块与转子的间隙比后推力瓦块与转子的间隙小时，转子在起机时前推力瓦块先受力，载荷通过前推力瓦块专递至前平衡块，前平衡块摆动灵活，将载荷传递至反馈组件，反馈组件通过后平衡块传递至后推力瓦块将后推力瓦块向转子方向推进，缩小后推力瓦块与转子间隙至后推力瓦块承受载荷，反复摆动直到前推力瓦块和后推力瓦块与转子间隙相同，前推力瓦块和后推力瓦块同时承受轴向载荷，实现推力瓦块线速度和轴向结构尺寸不变条件下，承受轴向推力翻倍。
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