CN201330917Y - 一种球型垫机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机械技术领域，公开了一种球型垫机构。本实用新型在凸球支撑体和凹球支撑体球面贴合的外圆周上套装浮动密封环，浮动密封环可沿轴向浮动移动。本实用新型技术机构合理，构思巧妙，具有结构简单、便于加工，密封效果好、便于维护等特点，并能大大提高恶劣工况下球垫的工作寿命。可广泛推广替代现有的球型垫机构。

Description

一种球型垫机构

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，公开了一种球型垫机构。

背景技术

球型垫机构是各种工程领域中常用的具有自适应调整接触面的关键受力机构。目前，最简单的球型垫机构就只有两部分组成：即凸球垫和凹球垫。球型垫机构的凸球支撑体和凹球支撑体球面接触，凹球支撑体安装在基础结构中，基础结构可以是静止的也可以是运动的，但凹球支撑体和基础结构一般是相对固定的；凸球支撑体用于连续或间断支撑需自调接触面的载荷构件，载荷构件与凸球支撑体的两者的接触面是可以平面滑移的，由于凸球支撑体、凹球支撑体的球面接触作用，载荷构件通过球型垫机构支撑在基础结构上，使得载荷构件相对于基础结构允许平面滑移和偏转，这是普通球垫所具有的功能。但是若在某些特殊工况条件下，如在转炉等设备的特殊复杂工况及恶劣工作环境中，球型垫机构的工况极其复杂，要求极高；工作条件上高温、高粉尘、高杂质环境及高载荷，其基础结构是在不断翻转，载荷构件的接触平面与凸球支撑体的接触平面是间断性接触，或者说有时接触，有时不接触并有一些小间隙产生，且球垫工作环境处在高粉尘颗粒料环境，这时球面的贴合就会分离、产生间隙并错位，球面的错位使得球面再次接触时由面接触成为点接触，这会大大加快球面的局部磨损；另外，环境的粉尘颗粒料会进入接触球面及滑移平面，使球面和滑移面受到破坏，从而大大降低球垫的使用寿命并使设备产生异响。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种球型垫机构。本实用新型在凸球支撑体和凹球支撑体球面贴合的外圆周上套装浮动密封环，浮动密封环可沿轴向浮动移动。本实用新型利用了构件的弹性力和弹性变形来实现球面的贴合与滑移接触平面和球面的防护，具有结构简单、便于加工，密封效果好、便于维护等特点，是一种具有广泛推广价值的球型垫机构新技术。

该球型垫机构具有在间断接触并安装方位不断翻转的条件下持续保证球垫的球面贴合接触，球面间不产生间隙。同时又对载荷构件与凸球支撑体的滑移接触平面、球面贴合接触面提供良好的轴向浮动密封，以提供对滑移接触平面和球面防护和润滑剂的保持。

本实用新型通过如下方式实现：球型垫机构的凸球支撑体、凹球支撑体的球面接触，凹球支撑体安装在基础结构中，基础结构可以是静止的也可以是运动(转动或移动)，但凹球支撑体和基础结构一般是相对固定的；凸球支撑体用于连续或间断支撑需自调接触面的载荷构件，载荷构件与凸球支撑体的两者的接触面是可以平面滑移的，由于凸球支撑体、凹球支撑体的球面接触作用，载荷构件通过球型垫机构支撑在基础结构上，使得载荷构件相对于基础结构允许平面滑移和偏转。在某些特殊工况条件下由于基础结构不断翻转，载荷构件的接触平面与凸球支撑体的接触平面是间断性接触，或者说有时接触或者说有时接触，有时不接触并有一些小间隙产生，此时球体连接螺栓通过螺母和碟形弹簧将凸球支撑体和凹球支撑体的球面以一定的预紧力贴合在一起，该预紧力要足够大，一般可取凸球支撑体重量的若干倍。利用碟形弹簧的压缩变形能力，此时凸球支撑体和凹球支撑体仍然可以有微小的相对偏摆以具备球垫的自适应调整接触面功能，但这时球垫偏转时必须克服碟形弹簧的弹性力，同时球垫的自适应调整范围与碟形弹簧的可压缩量和球面、球体连接螺栓安装结构尺寸有关。浮动密封环套于凸球支撑体和凹球支撑体的球面结合外圆周，具有轴向(或近似垂直与支撑面)浮动移动的能力，并通过端面密封件压在与凸球支撑体支撑面接触的平面上，浮动密封环与凸球支撑体外圆周有一定的间隙以保证凸球支撑体的偏转不受阻碍，环密封件在浮动密封环和凹球支撑体之间，浮动密封环及端面密封件和环密封件对滑移面和球面具有良好的防护能力；浮动密封环的轴向移动是通过下术方法实现，压环螺栓、螺母将两弹性压环连接构成环状，弹性压环压住楔形块，楔形块的斜面顶在浮动密封环的锥面上，当压环螺栓拧紧时，两弹性压环产生弹性变形并对楔形块压紧，楔形块的斜面顶在浮动密封环的锥面上使浮动密封环向前移动通过端面密封件压在与凸球支撑体支撑面接触的平面上；由于弹性压环的弹性变形，此时即使凸球支撑体支撑面与载荷构件脱离接触有少量间隙，浮动密封环也会被楔形块和弹性压环的弹性力推动顶在载荷构件接触的平面上，当对凸球支撑体支撑面再次受载接触时弹性压环又会存储弹性变形，弹性压环的功能类似弹簧但结构更简单，安装维护更便利，在该机构中，楔形块的数量和安装部位对弹性压环的弹性变形和强度有很大的影响，采用两个弹性压环组合构成一个弹性环时，至少有两个以上楔形块。

本实用新型具有普通球型垫的微调心功能，同时又具备球面自贴合保持功能，它可以以任意角度安装方位而球面不脱离，并带有自适应的浮动密封以提供对所有滑移面的可靠的密封。由于该机构结构非常简单，制造维护便利，生产成本较低。故该球型垫机构也适宜推广到各种处于长期环境及工况恶劣的需要球型垫作微小补偿支撑结构的场合。

本实用新型技术机构合理，构思巧妙，具有结构简单、便于加工，密封效果好、便于维护等特点，并能大大提高恶劣工况下球垫的工作寿命。是一种具有广泛推广价值的球型垫机构新技术。

附图说明

图1是本实用新型的球型垫机构的结构图；

图2是本实用新型的的俯视图(去掉密封环)；

图3是图2的D-D剖视图。

图中，件1凸球支撑体、件2凹球支撑体、件3浮动密封环、件4端面密封件、件5环密封件、件6弹性压环、件7楔形块、件8压环螺栓、件9螺母、件10球体连接螺栓、件11螺母、件12碟形弹簧。

A为载荷构件、B为基础结构、C为凸球支撑体与载荷构件的滑移支撑接触面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步说明：

球型垫机构的凸球支撑体1和凹球支撑体2的球面接触，凹球支撑体2安装在基础结构B中，凸球支撑体1用于支撑需自调接触面的载荷构件A，球体连接螺栓10通过螺母11和碟形弹簧12将凸球支撑体1和凹球支撑体2的球面以一定的预紧力贴合在一起，浮动密封环3套于凸球支撑体1和凹球支撑体2的球面结合外圆周，并通过端面密封件4压在载荷构件A接触的平面C上，环密封件5在浮动密封环3和凹球支撑体2之间，压环螺栓8、螺母9将两弹性压环6连接构成环状，弹性压环6压住楔形块7，楔形块7的斜面顶在浮动密封环3的锥面上。浮动密封环3的后部为圆锥体。球体连接螺栓10的螺头接触面为球面。

载荷构件A与凸球支撑体1两者的接触面C是可以相对平面滑移的，由于凸球支撑体1和凹球支撑体2的球面接触作用，使得载荷构件A相对于基础结构B允许平面滑移和微小偏转。凸球支撑体1和凹球支撑体2中心孔与球体连接螺栓10杆体有一定间隙，以便凸球支撑体1作微小偏转时球体连接螺栓10杆体偏斜；由于碟形弹簧12的具有压缩变形能力，凸球支撑体1和凹球支撑体2虽然被连接，但仍然可以有微小的相对偏摆，以具备球垫的自适应调整接触面功能，但这时凸球支撑体1的偏转必须克服碟形弹簧12的弹性力。浮动密封环3套于凸球支撑体1和凹球支撑体2的球面结合外圆周，具有轴向浮动移动的能力，并通过端面密封件4压在载荷构件A接触的平面C上，环密封件5在浮动密封环3和凹球支撑体2之间，浮动密封环3及端面密封件4和环密封件5对滑移面C和球面具有良好的防护能力；浮动密封环3的轴向浮动压紧是通过下术方法实现，压环螺栓8、螺母9将两弹性压环6连接构成环状，弹性压环6压住楔形块7，楔形块7的斜面顶在浮动密封环3的锥面上，当压环螺栓8拧紧时，两弹性压环6产生弹性变形，并对楔形块7压紧，楔形块7的斜面顶在浮动密封环3的锥面上，使浮动密封环3向前移动，通过端面密封件4压在载荷构件A接触的平面C上；由于弹性压环6的弹性变形，此时即使凸球支撑体1支撑面与载荷构件A脱离接触有少量间隙，浮动密封环3也会被楔形块7和弹性压环6的弹性力推动顶在载荷构件A接触的平面C上，当对凸球支撑体1支撑面再次受载接触时弹性压环6又会存储弹性变形。上述机构对凸球支撑体1支撑面和球面产生了可靠的防护，并确保凸球支撑体1和凹球支撑体2的球面接触始终贴合接触。

本实用新型技术机构合理，构思巧妙，具有结构简单、便于加工，密封效果好、便于维护等特点，并能大大提高恶劣工况下球垫的工作寿命。可广泛推广替代现有的球型垫机构。

Claims (5)

1.一种球型垫机构，主要由凸球支撑体(1)和凹球支撑体(2)组成，其特征在于：在凸球支撑体(1)和凹球支撑体(2)球面贴合的外圆周上套装浮动密封环(3)，浮动密封环(3)可沿轴向浮动移动。

2.根据权利要求1所述的球型垫机构，其特征在于：球体连接螺栓(10)通过螺母(11)和碟形弹簧(12)将凸球支撑体(1)和凹球支撑体(2)的球面以一定的预紧力贴合在一起。

3.根据权利要求1所述的球型垫机构，其特征在于：压环螺栓(8)、螺母(9)将两弹性压环(6)连接构成环状，弹性压环(6)压住楔形块(7)，楔形块(7)的斜面顶在浮动密封环(3)的锥面上，浮动密封环(3)上的端面密封件(4)压在与凸球支撑体(1)支撑面接触的平面C上，环密封件(5)在浮动密封环(3)和凹球支撑体(2)之间。

4.根据权利要求1所述的球型垫机构，其特征在于：浮动密封环(3)的后部为圆锥体。

5.根据权利要求1所述的球型垫机构，其特征在于：球体连接螺栓(10)的螺头接触面为球面。

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