CN1159521A - 静压轴承装置 - Google Patents

Abstract

一种具有自对中功能的静压轴承装置13，包括一用设置在一轴承座1上的球形支撑机构21支撑的静压轴承垫13，从而其工作位置可变动；该球形支撑机构21中有一对互相相对的半球形球面5和17，此两球面之间有一导油空间43，液压油路47中的液压油输送到该导油空间中。利用具有自对中功能的静压轴承装置的固有结构而无需使该球形支撑机构结构复杂化即可用来减小作用在其中的载荷并获得充分润滑。

Description

静压轴承装置

本发明一般涉及静压轴承装置，特别涉及用一球形支撑机构自对中的静压轴承装置。

在具有转轴之类转动件的大型机械、设备或构件中通常使用静压轴承装置而用沿该转动件外周设置的若干独立工作的静压轴承垫(轴瓦)支撑该转动件。作为这种轴承装置，已知有一种静压轴承装置，其中，其上有一静压油兜的静压轴承垫用一对应球形支撑机构支撑，从而工作位置可相对一轴承座变动，从而由该球形支撑机构实现自对中。

自对中功能用来自动补偿静压轴承垫的工作位置，为此，利用静压油兜中的压差造成的自复位趋势使轴承垫与转轴之间的轴承间隙平行，因此，在球形支撑机构中，分别位于轴承垫一边和轴承座一边的一对互相相对半球面互相配合而作枢轴那样的相对滑动。

在一轴承载荷作用在一球形支撑机构的一对互相相对的半球面之间的这类现有静压轴承装置中，随着轴承载荷的变大，与轴承载荷相对进行的自对中不再平稳。

到目前为止，有一种办法是，在静压轴承垫与轴承座之间设一液压室而把液压油引入其中而赋予轴承垫一承载力。但这种办法须在轴承垫与轴承座之间额外设置液压室。

而且，为了平稳进行自对中，除了防侵蚀措施外，球形支撑机构的半球面必须获得充分润滑，但是现有装置没有对半球面进行可靠润滑，从而无法确保平稳的自对中。

本发明正是用来解决上述问题。

因此本发明的一个目的是提供一种静压轴承装置，其中设有球形支撑机构，但不增加结构复杂性，使作用其上的载荷减小，同时充分润滑。

为此，按照本发明的第一个方面，提供了一种具有自对中功能的静压轴承装置，在该装置中，其上有静压油兜的静压轴承垫由一设置在一轴承座上的球形支撑机构支撑成其工作位置可变；其中，该静压轴承装置包括一在该球形支撑机构中的一对互相相对的基本为半球形的球面之间的导油空间和一把液压油送入该导油空间的液压油路。

在按照本发明第一方面的静压轴承装置中，液压油路把液压油送入位于球形支撑机构中一对互相相对的基本呈半球形的球面之间的一导油空间中，从而该液压油形成作用在球形支撑机构两球面之间的承载力而减小作用在其间的轴承载荷，而且该液压油用来润滑该环形支撑机构。

因此，按照本发明的第一个方面，可平稳获得自对中。

按照从属于本发明第一方面的本发明第二方面，该导油空间由至少一个设置在两球面之一上、与该球面的中轴线同轴的环形凹槽界定。

在按照本发明第二方面的静压轴承装置中，液压油路把液压油送入由一形成在球形支撑机构一对球形面的任一球面上的环形凹槽界定的导油空间中，该液压油用来减小作用在球形支撑机构两球面之间的轴承载荷并用来润滑该球形支撑机构，此外，球形支撑机构的球面的有效面积选定成使轴承载荷的减小绝不过大。

因此，按照本发明第二方面，球面的有效面积一定而确保平稳的自对中。

按照从属于本发明第一或第二方面的第三方面，该液压油路与把液压油供给静压轴承垫的静压油兜的液压油供应油路连通，从而静压油兜的液压油送到其中。

在按照本发明第三方面的静压轴承装置中，静压油兜的一部分液压油经一液压油路送到导油空间，从而使作用在两球面之间的承载力自动对应于由静压油兜中的静压造成的轴承阻力，从而在球形支撑机构中，作用在两球面之间的轴承载荷可按照由静压油兜中当前静压造成的轴承阻力的当前大小而适度减小，不多也不少。

因此，按照本发明第三方面，轴承载荷的减小始终适度。

按照从属于本发明上述任一方面的本发明第四方面，该球形支撑机构一球面的球心与静压轴承垫的转动中心重合。

在按照本发明第四方面的静压轴承装置中，球形支撑机构一球面的球心与静压轴承垫转动中心的重合可实现自对中，因为工作位置的变动并不伴随有打滑的支撑载荷。

因此，按照本发明第四方面，即使对于重物也总能获得良好的静压轴承。

按照从属于本发明上述任一方面的本发明第五方面，静压轴承垫设有把溢出静压油兜的油用作润滑油引导到球形支撑机构端部的油槽。

在按照本发明第五方面的静压轴承装置中，从静压油兜中溢出的油由一油槽引导到球形支撑机构的端部。

因此，按照本发明第五方面，球形支撑机构的充分润滑有效地防止球形支撑机构受侵蚀。

按照从属于本发明上述任一方面的本发明第六方面，该静压轴承装置有一油压控制器用来临时提高液压油路的油压。

在按照本发明第六方面的静压轴承装置比方说起动时，油压控制器临时提高油路中的油压而可一时较大幅度地减小作用在球形支撑机构两球面之间的轴承载荷。

因此，按照本发明第六方面，由于比方说起动时的适应力提高，因此可实现自对中，而且球形支撑机构因其两球面之间有充足数量的润滑油而确保获得润滑。

从下述结合附图的详述中可更清楚看出本发明的上述和其它目的和新颖特征，附图中：

图1示意出本发明一实施例的静压轴承装置用作径向轴承；

图2为图1静压轴承装置的纵向剖面图；

图3为图1静压轴承装置的俯视图；

图4为图1静压轴承装置的侧视图；

图5为图1静压轴承装置的球形支撑机构的立体图；

图6为图1静压轴承装置的液压系统的液压油路图；

图7为本发明另一实施例的静压轴承装置的液压系统的液压油路图；以及

图8为本发明又一实施例的静压轴承装置的液压系统的液压油路图。

下面结合附图详述本发明实施例。相同部件用同一标号表示。

图1示意出本发明一实施例的静压轴承用作径向轴承。图1中，用A表示要支承的轴，B为静压轴承装置，它们成对地可转动地支承轴A。该对静压轴承装置B斜置在轴A下方左右两边。

图2、3和4分别为静压轴承装置B的纵向剖面图，俯视图和侧视图。该装置B包括：一基本扁平的轴承座1；一凹球形下部(承托)支撑件7，其顶面基本为一半球形或半球环形球面5，其平直底面处由一螺栓(该图中表为3)紧固到轴承座1的下凹顶面上；一静压轴承垫13，其顶面为圆弧形支承面9，支承面9的曲率半径稍大于转轴A的半径，其上有若干浅槽用作静压油兜11；以及其底面为一球面17的一凸球形上部(坐靠)支撑件19，球面17呈与下部支撑件7的球面5相配的半球形或半球环形，该支撑件19用其平直顶端处的螺栓(图中表为15)紧固到静压轴承垫13的下凹底面上。从而在轴承座1上构成一支撑静压轴承垫13的球形支撑机构21(由下部支撑件7和上部支撑件19组合而成)，从而轴承垫13的工作位置可相对轴承座1变动。

球形支撑机构21的球面5、17的共同球心C与静压轴承垫13的转动中心重合，因此它们的半球形状决定于以C为球心的半径R。

从而静压轴承垫13工作位置的变动并不造成轴承载荷位移。

一轭架形防转动件25紧固在轴承座1上，该防转动件25上有一啮合槽23，静压轴承垫13由一穿过一与槽23啮合的啮合件27的螺栓29紧固到该防转动件25上，从而轴承垫13因啮合件27与槽23之间的啮合而无法转动。啮合件27的中心轴线与球形支撑机构21的球心C对齐，从而并不阻碍轴承垫13的动作。

静压轴承垫13有一歧管件31和若干分别控制各静止油兜11流量的流量控制阀33。轴承垫13和歧管件31中有若干分别与各静压油兜11连通的液压油路35而把流量受控的液压油从各流量控制阀33送到各相应油兜11中。

如图5所示，凹球形下部支撑件7的球面5上刻有一对与球面5中轴线x同轴的水平周向环槽37以及若干沿圆周分布、与该对环槽37以及下部支撑件7的底部开口39连通的垂直向斜槽41，从而环槽37和斜槽41在互相接触的球面5和17之间形成一导油空间43。

凹球形下部支撑件7的底部开口39的底端与轴承座1相接，顶端与凸球形上部支撑件19的中心开口45连通，穿过静压轴承垫13底部而通到中心开口45的减载液压油路47把液压油送到底部开口39。下部支撑件7的底部开口39以及上部支撑件19的中心开口45中充满来自油路47的液压油，从而斜槽41和环槽37中也充满液压油。

静压轴承垫13的弧形支承面9上有若干沿其周边伸展的油槽10和12，由于静压轴承装置B如图1所示斜置，因此轴承垫13的一边高、另一边低，该高端(图2和3中的右端以及图4的前端)设有其顶端与油槽10连通的油槽14，从而收集从静压油兜11溢出的油后送到球形支撑机构21。

换言之，由于轴承装置B如图1所示斜置，因此当静压油兜11有油溢出时，油槽10收集并储存溢出的油，然后由油槽14输送，从而油向下流动到静压轴承垫13的底部后沿着底面流向球形支撑机构21而充满在支撑机构21的球面5与17之间，从而润滑支承机构21并同时防止球面5和17受到侵蚀。

图6为静压轴承装置B液压系统的液压油路图。该液压系统只有一个液压油泵之类的液压油源49，它用各流量控制阀33把液压油分别送至各静压油兜11。从液压源49流出的液压油的流量由各阀33分别控制成适合于各油兜11的流量后，经各静压油兜油路33输送到各油兜11而用作各油兜的专用液压油。流量控制阀可以是可调节流阀。

从静压油兜液压油路33之一分支出减载油路47而把与一静压油兜11的专用液压油对应的液压油输送到导油空间43，同时该减载油路47中有一限制流量的节流阀51。

在这种布置下，由环槽37和斜槽41界定在球形支撑机构21的球面5与17之间的导油空间43中有来自减载油路17的静压油兜油路中的液压油，从而一承载力作用在支撑机构21的球面5与17之间。

因此，球形支撑机构21的球面5与17之间的轴承载荷减小。此外，该液压油对球形支撑机构21的滑动接触面强行润滑。因此，尽管受到轴承载荷，也能实现合适而平稳的自对中(静压轴承垫13在作径向支承时的中心自校正作用)而自动补偿静压轴承垫13的工作位置，从而轴承垫13与转轴A之间的轴承间隙平行。

此外，由于把静压油兜油路的液压油输送给导油空间43，因此作用在球面5与17之间的承载力自动对应于静压油兜11的静压造成的轴承阻力(抗力)，从而作用在球形支撑机构21的球面5与17之间的轴承载荷按照油兜11静压造成的轴承阻力的大小而减小，不多也不少。

而且，球面5、17的有效面积并不因设置有由环槽37和斜槽41构成的导油空间43而减小。换言之，可成功地确保球面5和17的有效面积。

顺便说一句，如图2所示，下部支撑件7的用来减小载荷的承压区决定于其直径等于直径不一的该对环槽37之一的直径D的一圆圈的面积，从而把直径D选定成较大直径的环槽37的直径即可随意设定载荷减小程度。

输送给导油空间43的液压油可以不是静压油兜油路的液压油，而几乎可以是任何液压。例如，如图7所示，一减载油路47可直接与液压油源49连接。顺便说一句，在图7例子中，用可调节流阀59取代各流量控制阀。

此外，输送给导油空间43的减载液压油的油路压力比方说在起动时可高于正常值，以便此时提高自对中效果。

此时，比方说如图8所示，可组合使用由一开闭阀55连接的一高压控制阀53和一低压控制阀57，该开闭阀55平时打开而由低压控制阀57控制或调节油路油压(维持油压不变)，而比方在起动时闭合而由高压控制阀53控制或调节油路油压。

因此，通过减载油路47输送的油压可在比方说起动时临时升高，从而临时提高作用在球形支撑机构21的球面5与17之间的轴承载荷的减小比。例如，设正常状态下轴承载荷减小比为90％，则可把它升高到95％以上或超过100％，从而在支撑机构21中上部球面17浮离或抬离下部球面5。

而且，若在球形支撑21中球面17抬离球面5，则可有充足数量的润滑油流入球面5与17之间而确保支撑机构获得润滑。

可以看出，本发明静压轴承装置并不限于径向轴承，而可用于止推轴承或直线运动轴承。

以上说明了本发明实施例，但这一说明上是例示性的，应该指出，本领域技术人员可在后附权利要求的范围内作出种种改动和变动。

Claims (6)

1.一种具有自对中功能的静压轴承装置，其中，用一设置在一轴承座上的球形支撑机构把其上有静压油兜的静压油承衬支撑成其工作位置可变动；该静压轴承装置包括：

一个设置在该球形支撑机构中一对互相相对的、基本为半球形的球面之间的导油空间；以及

一把液压油输送到该导油空间的液压油路。

2.按权利要求1所述的静压轴承装置，其中，该导油空间由至少一位于所述两球面之一上、与该球面中轴线同轴的环槽界定。

3.按权利要求1或2所述的静压轴承装置，其中，该液压油路与把液压油输送到静压轴承垫的静压油兜的静压油兜油路连通而可把用于静压油兜的液压油输送到该液压油路。

4.按上述任一权利要求所述的静压轴承装置，其中，球形支撑机构的球面球心与静压轴承垫的转动中心重合。

5.按上述任一权利要求所述的静压轴承装置，其中，静压轴承垫上设有把从静压油兜中溢出的油作为润滑油引导到球形支撑机构端部的油槽。

6.按上述任一权利要求所述的静压轴承装置，其中，该静压轴承装置有一个用于临时提高要供入液压油路的油压的油压控制器。

Images