CN115059638A - 一种支承轴承与管道泵 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种支承轴承与管道泵，所述支承轴承包括：轴瓦和衬套组件；所述轴瓦用于套设于支承轴的外侧；所述衬套组件呈圆筒状，所述衬套组件的内侧壁与所述轴瓦的外侧壁连接，所述衬套组件用于与管道泵的轮毂连接；其中，所述衬套组件上设有减振结构，和/或，所述衬套组件的至少部分采用高阻尼材料制成。本发明在不改变传统支承轴承安装及结构形式，不增加原有的支承轴承的体积的情况下，对管道泵进行了减振，提升了支承轴传动的可靠性。

Description

一种支承轴承与管道泵
技术领域
本发明涉及轴流泵技术领域，尤其涉及一种支承轴承与管道泵。
背景技术
一体化管道泵是基于机电一体化融合设计理论，对其功能及结构进行集成式设计的一种泵结构，将电机部分与叶轮部分集成为转动部件，具有与常规泵类相近的水力特性，其结构紧凑，体积小，非常适合目前对设备体积有严格限制的使用场景。
受轮毂的结构空间狭小的限制，目前很多管道泵的径向支承轴承仅考虑其力学承载能力，未考虑其减振等声学性能，在极端工况下的可靠性差，极大的限制了管道泵的使用工况。
发明内容
本发明提供一种支承轴承与管道泵，用以解决或部分解决现有的管道泵的支承轴承在极端工况下的运行可靠性差的问题。
本发明提供一种支承轴承，包括：轴瓦和衬套组件；所述轴瓦用于套设于支承轴的外侧；所述衬套组件呈圆筒状，所述衬套组件的内侧壁与所述轴瓦的外侧壁连接，所述衬套组件用于与管道泵的轮毂连接；其中，所述衬套组件上设有减振结构，和/或，所述衬套组件的至少部分采用高阻尼材料制成。
根据本发明提供的一种支承轴承，所述衬套组件包括第一衬套和第二衬套；所述第一衬套呈圆筒状，所述第一衬套的内侧壁与所述轴瓦的外侧壁连接；所述第二衬套呈圆筒状，所述第二衬套的内侧壁与所述第一衬套的外侧壁连接，所述第二衬套与所述轮毂连接；其中，所述第一衬套包括高阻尼衬套。
根据本发明提供的一种支承轴承，所述第二衬套包括：衬套本体和减振孔道；所述衬套本体呈圆筒状，所述衬套本体的内侧壁与所述第一衬套的外侧壁连接，所述衬套本体与所述轮毂连接；所述衬套本体内设有多个减振孔道，所述减振孔道沿所述第二衬套的周向排布，并沿所述第二衬套的轴向延伸，相邻两个所述减振孔道之间相间隔。
根据本发明提供的一种支承轴承，所述减振孔道设有多层，多层所述减振孔道沿所述第二衬套的径向间隔排布，同层所述减振孔道沿所述第二衬套的周向间隔排布。
根据本发明提供的一种支承轴承，相邻两层所述减振孔道沿所述第二衬套的径向交错排布。
根据本发明提供的一种支承轴承，所述第二衬套包括金属轴承衬套。
根据本发明提供的一种支承轴承，所述第一衬套的内侧壁与所述轴瓦的外侧壁硫化连接。
根据本发明提供的一种支承轴承，所述第二衬套的内侧壁与所述第一衬套的外侧壁冷套连接。
本发明还提供一种管道泵，包括上述任一项所述的支承轴承。
根据本发明提供的一种管道泵，还包括支承轴，所述轴瓦的内侧壁与所述支承轴的外侧壁之间设有环形间隙，所述环形间隙内充注有液体，以形成支撑液膜。
本发明提供的支承轴承与管道泵，通过将衬套组件上设有减振结构，和/或，衬套组件的至少部分采用高阻尼材料制成。在衬套组件的外侧壁受到外部的冲击载荷时，衬套组件通过减振结构或高阻尼材料的阻尼效应，对振动能量进行吸收，降低振动能力，减小振动的传递，减小了振动载荷对轴瓦的振动，进而减少了振动载荷对支承轴的振动力，提升了支承轴传动的可靠性。
本发明支承轴承的结构简单，在不改变传统支承轴承安装及结构形式，不增加原有的支承轴承的体积的情况下，对管道泵进行了减振，提升了支承轴传动的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有的管道泵的振动传递路径的示意图；
图2是现有的管道泵的结构示意图；
图3是现有的支承轴承的结构示意图；
图4是本发明提供的支承轴承的结构示意图。
附图标记：
1：转子叶轮；2：定子导叶；3：支承轴；4：支承轴承；5：轴承衬套；6：轴瓦；7：第一衬套；81：减振孔道；82：衬套本体。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实施例和简化描述，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实施例的限制。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。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。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实施例中的具体含义。
目前，一体化管道泵振动传递路径如图1和图2所示，流体激励通过管道泵的转子叶轮1传递给支承轴承4，然后通过支承轴承4传递给支承轴3，再传递给定子导叶2，最后传递给管道泵泵体，此传递路径中，支承轴承4是非常重要的一环。
现有的支承轴承的结构如图3所示，由轴承衬套5及轴瓦6组成，没有减振措施，更没有抗冲击设计的考虑，当管道泵受到冲击载荷等极端工况时，管道泵轴承没有冲击保护措施，容易造成管道泵结构损伤，最终导致管道泵功能丧失。
对此，本发明提供一种支承轴承与管道泵，用以解决或部分解决现有的管道泵的支承轴承在极端工况下运行的可靠性差的问题。
下面结合图4描述本发明的一种支承轴承与管道泵。
如图4所示，本发明的一种支承轴承，支承轴承包括：轴瓦6和衬套组件。
轴瓦6用于套设于支承轴3的外侧；衬套组件呈圆筒状，衬套组件的内侧壁与轴瓦6的外侧壁连接，衬套组件用于与管道泵的轮毂连接。
其中，衬套组件上设有减振结构，和/或，衬套组件的至少部分采用高阻尼材料制成。
本实施例所示的支承轴承，通过将衬套组件上设有减振结构，和/或，衬套组件的至少部分采用高阻尼材料制成。在衬套组件的外侧壁受到外部的冲击载荷时，衬套组件通过减振结构或高阻尼材料的阻尼效应，对振动能量进行吸收，降低振动能力，减小振动的传递，减小了振动载荷对轴瓦6的振动，进而减少了振动载荷对支承轴3的振动力，提升了支承轴3传动的可靠性。
其中，高阻尼材料可以为橡胶或泡棉等，高阻尼材料具有阻尼效应，可以吸收振动能量，减小振动的传递。
其中，衬套组件上设有减振结构，可以衬套组件内设有弹簧或气囊等减震装置。
进一步的，衬套组件包括第一衬套7和第二衬套；第一衬套7呈圆筒状，第一衬套7的内侧壁与轴瓦6的外侧壁连接；第二衬套呈圆筒状，第二衬套的内侧壁与第一衬套7的外侧壁连接，第二衬套与轮毂连接。其中，第一衬套7包括高阻尼衬套。
本实施例所示的支承轴承，通过将采用高阻尼衬套的设计，在第一衬套7的外侧壁受到外部的冲击载荷时，第一衬套7通过阻尼效应吸收振动能量，降低振动能力，减小振动的传递，减小了振动载荷对轴瓦6的振动，进而减少了振动载荷对支承轴3的振动力，提升了支承轴3传动的可靠性。
其中，第一衬套7可采用橡胶或高分子等高阻尼减振衬套。
在一些实施例中，支承轴承用于水环境，轴瓦6包括水润滑轴瓦，以改善轴瓦6的润滑性能。
例如，轴瓦6采用亲水基超滑轴瓦，例如聚醚醚酮轴瓦或聚四氟乙烯轴瓦，以进一步改善轴瓦6的润滑性能。
本发明支承轴承结构简单，不改变传统支承轴承的安装及结构形式，不增加原有的支承轴承的体积，在实现水润滑的情况下，对管道泵进行了减振，提升了支承轴3传动的可靠性。
其中，轴瓦6与第一衬套7连接，连接方式可以为硫化连接或冷胀等方式连接，或者，轴瓦6通过螺栓与第一衬套7连接。
在一些实施例中，第一衬套7的内侧壁与轴瓦6的外侧壁硫化连接，提高第一衬套7与轴瓦6连接的可靠性。
进一步的，支承轴3与轴瓦6之间通过压力水膜实现润滑，以减少支承轴3与轴瓦6之间的滑动摩擦力。
进一步的，第二衬套包括：衬套本体82和减振孔道81；衬套本体82呈圆筒状，衬套本体82的内侧壁与第一衬套7的外侧壁连接，衬套本体82与轮毂连接；衬套本体82内设有多个减振孔道81，减振孔道81沿第二衬套的周向排布，并沿第二衬套的轴向延伸，相邻两个减振孔道81之间相间隔。
本实施例所示的支承轴承，通过在第二衬套内开设多个减振孔道81，在第二衬套的外侧壁受到外部的冲击载荷时，冲击载荷传递至对应位置处的减振孔道81，减振孔道81产生压缩形变，从而吸收一部分冲击载荷，以削弱冲击载荷，减小了冲击载荷对第一衬套7的冲击力，进而减少了冲击载荷对轴瓦6的冲击力，进而减少了冲击载荷对支承轴3的冲击力，提升了支承轴3传动的可靠性；与此同时，通过在第二衬套上开设减振孔道81，减轻了第二衬套的重量；本实施例通过减振孔道81缓冲外部的冲击载荷，提升了第二衬套的抗冲击性，保证了支承轴3传动的可靠性。
其中，减振孔道81沿第二衬套的轴向延伸的长度可以相同也可以不同，相邻两个减振孔道81之间相间隔。
其中，第二衬套的内侧壁与第一衬套7的外侧壁连接，连接方式可以为硫化连接或冷胀等方式连接，或者，轴瓦6通过螺栓与第一衬套7连接。
在一些实施例中，第二衬套的内侧壁与第一衬套7的外侧壁冷套连接，降低安装难度，避免对轴承衬套5产生损伤，增强连接的可靠性。
其中，如图4所示，减振孔道81沿第二衬套的轴向延伸，多个减振孔道81沿第二衬套的周向间隔排布。
进一步的，在第二衬套满足强度的情况下，减振孔道81的数量和层数可适当选取较大值，以提升第二衬套的形变能力，进而提升第二衬套对冲击载荷的吸收性能。
在一些实施例中，如图4所示，减振孔道81设有多层，多层减振孔道81沿第二衬套的径向间隔排布，同层减振孔道81沿第二衬套的周向间隔排布。
在本实施例中，多层减振孔道81对冲击载荷进行逐级吸收，以进一步削弱冲击载荷，减小了冲击载荷对第一衬套7的冲击力。
其中，减振孔道81的形状可以为多种，例如，减震孔可以为方形孔、椭圆形孔或梯形孔。
例如，如图4所示，可以选用边角处圆弧过渡的扁平状的同心圆弧减振孔道，以使相邻两层减振孔道81之间径向间隔的间距在第二衬套的周向均相等，从而避免同层减振孔道81受力不均。
进一步的，如图4所示，多层减振孔道81沿第二衬套的径向交错排布，以使沿第二衬套的径向方向均有减震孔和衬套本体82的结构。
在本实施例中，在第二衬套的外侧壁受到外部的冲击载荷时，冲击载荷传递至对应位置处的最外层的减振孔道81，最外层的减振孔道81产生压缩形变，减震孔之间的衬套本体82的结构可以起到支撑作用，防止应力集中产生的局部变形，同时可以将冲击载荷传递至临近的减振孔道81，进行多孔多层吸收，以进一步削弱冲击载荷，减小了冲击载荷对第一衬套7的冲击力。
进一步的，多层减振孔道81中的每层减振孔道81的数量可以相等也可以不等，多层减振孔道81中的每层减振孔道81的形状和大小可以相等也可以不相等，具体可根据实际应用进行设置。
例如，如图4所示，多层减振孔道81中的每层减振孔道81的数量相等，多层减振孔道81中的每个减振孔道81的形状和大小相等。沿第二衬套的径向自内向外，同层减振孔道81中的减振孔道81之间的间隔距离逐层增大。
可以理解的是，每层减振孔道81的数量相同，随着第二衬套的直径从内向外逐渐增大，多层减振孔道81沿第二衬套的径向从内向外，同层减振孔道81中，相邻减振孔道81之间的间隔逐渐增大。
图4示意了减振孔道81沿第二衬套的径向设有三层，每层减振孔道81的数量为20个。
在本实施例中，最外层的相邻两个减振孔道81之间的间隔大于内层的相邻两个减振孔道81之间的间隔，由于最外层的减振孔道81需要承受最大的冲击载荷，增大减振孔道81之间的间隔可以吸收更多冲击载荷，实现冲击载荷的缓冲。
在一些实施例中，本实施例所示的第二衬套为金属轴承衬套5，金属轴承衬套5的材料可以防腐防污金属材料，例如铜合金材料或不锈钢材料，在保证承载能力的同时，又能在受到冲击载荷时发生弹性形变，吸收冲击能量，减小冲击对管道泵结构的损坏，同时具有防腐防污性能。
应当理解的是，本领域技术人员能够在本公开实施例公开的技术构思的基础上，通过适应性结构改进将该支承轴承应用于管道泵及相关领域的产品中，应当也被涵盖在本发明技术构思的保护范围之内。
本发明提供的支承轴承，在不改变原管道泵的支承结构情况下，优化结构设计，通过设置三层式集成结构，可以改善管道泵润滑性能，减小管道泵的转子叶轮1的振动向管道泵的定子导叶2的传递，极端工况下可以吸收冲击载荷，实现冲击防护。同时，支承轴承的结构紧凑，既满足设计空间的需求，又满足其减振抗冲击要求，极大的扩展了管道泵的使用工况，提升了管道泵的运行可靠性。
优选地，本实施例还提供一种管道泵，该管道泵包括上述任一项实施例的支承轴承。
具体地，由于本实施例所示的管道泵包括上述实施例所示的支承轴承，则本实施例所示的管道泵包括上述实施例的全部技术方案，因此，至少具有上述实施例的全部技术方案所取得的所有有益效果，在此不再一一赘述。
进一步的，管道泵还包括支承轴3，轴瓦6的内侧壁与支承轴3的外侧壁之间设有环形间隙，环形间隙内充注有液体，以形成支撑液膜。
需要说明的是，支承轴3与轴瓦6之间设有环形间隙，在水环境下，通过压力水膜实现水润滑，在油环境下，通过压力油膜实现油润滑，以减少支承轴3与轴瓦6之间的滑动摩擦力。
其中，支承轴3设于管道泵的轮毂壳体内，支承轴3用于与管道泵的定子支撑件连接，支承轴承4套设在支承轴3的表面，以将轮毂设于管道泵的泵壳体内。
本发明提供的管道泵，在不改变原管道泵的支承结构情况下，优化结构设计，通过设置三层式集成结构，可以改善管道泵润滑性能，减小管道泵的转子叶轮1的振动向管道泵的定子导叶2的传递，可以在极端工况下吸收冲击载荷，实现冲击防护。同时，本发明提供的支承轴承的结构紧凑，既满足设计空间的需求，又满足其减振抗冲击要求，极大的扩展了管道泵的使用工况，提升了管道泵的运行可靠性。
本发明结构简单，不改变传统支承轴承的安装及结构形式，不增加原有支承轴承的体积，在实现水润滑的情况下，对管道泵进行了减振，提升了支承轴3传动的可靠性。
最后应说明的是：以上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精神和范围。

Claims (10)

1.一种支承轴承，其特征在于，包括：
轴瓦，所述轴瓦用于套设于支承轴的外侧；
衬套组件，所述衬套组件呈圆筒状，所述衬套组件的内侧壁与所述轴瓦的外侧壁连接，所述衬套组件用于与管道泵的轮毂连接；
其中，所述衬套组件上设有减振结构，和/或，所述衬套组件的至少部分采用高阻尼材料制成。
2.根据权利要求1所述的支承轴承，其特征在于，
所述衬套组件包括第一衬套和第二衬套；
所述第一衬套呈圆筒状，所述第一衬套的内侧壁与所述轴瓦的外侧壁连接；
所述第二衬套呈圆筒状，所述第二衬套的内侧壁与所述第一衬套的外侧壁连接，所述第二衬套与所述轮毂连接；
其中，所述第一衬套包括高阻尼衬套。
3.根据权利要求2所述的支承轴承，其特征在于，所述第二衬套包括：衬套本体和减振孔道；
所述衬套本体呈圆筒状，所述衬套本体的内侧壁与所述第一衬套的外侧壁连接，所述衬套本体与所述轮毂连接；
所述衬套本体内设有多个减振孔道，所述减振孔道沿所述第二衬套的周向排布，并沿所述第二衬套的轴向延伸，相邻两个所述减振孔道之间相间隔。
4.根据权利要求3所述的支承轴承，其特征在于，
所述减振孔道设有多层，多层所述减振孔道沿所述第二衬套的径向间隔排布，同层所述减振孔道沿所述第二衬套的周向间隔排布。
5.根据权利要求4所述的支承轴承，其特征在于，相邻两层所述减振孔道沿所述第二衬套的径向交错排布。
6.根据权利要求2至5任一项所述的支承轴承，其特征在于，所述第二衬套包括金属轴承衬套。
7.根据权利要求2至5任一项所述的支承轴承，其特征在于，所述第一衬套的内侧壁与所述轴瓦的外侧壁硫化连接。
8.根据权利要求2至5任一项所述的支承轴承，其特征在于，所述第二衬套的内侧壁与所述第一衬套的外侧壁冷套连接。
9.一种管道泵，其特征在于，包括：如权利要求1至8任一项所述的支承轴承。
10.根据权利要求9所述的管道泵，其特征在于，还包括支承轴，所述轴瓦的内侧壁与所述支承轴的外侧壁之间设有环形间隙，所述环形间隙内充注有液体，以形成支撑液膜。
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