CN212744700U - 一种全浮动轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及轴承的技术领域，尤其是涉及一种全浮动轴承，其包括环状的轴承体，轴承体外周壁上开设有环形的外油槽，外油槽内开设有多个油孔，多个油孔沿轴承体周向均匀分布；油孔沿轴承体径向贯通轴承体；所述轴承体内周壁上开设有多个弧形的内油槽，内油槽沿轴承体轴向延伸，油孔与内油槽一一对应且相互连通；将相邻内油槽之间的轴承体部分称为凸缘部，转轴抵接于多个凸缘部之间。通过凸缘部和内油槽的设置，减小转轴与全浮动轴承内周壁之间的接触面积，在动压油膜未形成以前，令转轴与全浮动轴承之间的磨损速率能得到一定减缓。

Description

一种全浮动轴承

技术领域

本实用新型涉及轴承的技术领域，尤其是涉及一种全浮动轴承。

背景技术

如图1所示，涡轮增压设备的转子系统一般包括轴承座、全浮动轴承和转轴，全浮动轴承上开设有多个油孔；全浮动轴承位于轴承座内，转轴位于全浮动轴承内。

与一般的滚珠轴承不同，全浮动轴承中并不存在滚珠等结构，在转子系统运作过程中，涡轮增压设备中的储油箱会往轴承座内持续送入润滑油，润滑油会先充满轴承座与全浮动轴承之间的空隙，然后通过油孔的存在，润滑油得以进入全浮动轴承与转轴之间的空隙。

借助转轴的转动，位于全浮动轴承与转轴之间的润滑油将形成动压油膜，这部分动压油膜会驱动全浮动轴承与转轴进行同向转动；通过全浮动轴承的转动，位于全浮动轴承与轴承座之间的润滑油也将形成动压油膜。

这其中，位于全浮动轴承内周壁上的动压油膜是用于降低全浮动轴承与转轴之间的磨损，而位于全浮动轴承外周壁上的动压油膜是用于降低全浮动轴承与轴承座之间的磨损。

由于转轴在转动过程中，会通过润滑油带动全浮动轴承进行同向转动，所以为避免全浮动轴承沿其自身轴向进行移动，轴承座在全浮动轴承两端还设有用于限位全浮动轴承的止推片。

现有技术中，由于全浮动轴承内周壁与转轴外壁抵接，所以在两者之间的动压油膜尚未形成时，随着转轴的转动，全浮动轴承内周壁与转轴外壁之间会产生较大的磨损；而在全浮动轴承内周壁的动压油膜形成后，由于全浮动轴承两端与止推片抵接，所以使得全浮动轴承在转动过程中，全浮动轴承两端与止推片之间将产生较大的磨损。

因此，如何降低全浮动轴承同涡轮增压设备中其他部件之间的磨损，成了企业亟待解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种全浮动轴承，其通过减小全浮动轴承与增压设备中其他部件之间的接触面积，来降低全浮动轴承与增压设备中其他部件之间的磨损。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种全浮动轴承，包括环状的轴承体，轴承体外周壁上开设有环形的外油槽，外油槽内开设有多个油孔，多个油孔沿轴承体周向均匀分布；油孔沿轴承体径向贯通轴承体；所述轴承体内周壁上开设有多个弧形的内油槽，内油槽沿轴承体轴向延伸，油孔与内油槽一一对应且相互连通；所述相邻内油槽之间的轴承体部分为凸缘部，转轴与凸缘部抵接。

通过采用上述技术方案，当润滑油进入轴承座与轴承体之间区域后，会先充满外油槽，接着通过外油槽内的油孔进入轴承体与转轴之间的区域；由于内油槽的存在，轴承体内周壁和转轴之间会产生多个楔形间隙，随着转轴的高速转动，位于楔形间隙内的润滑油便会在轴承体内周壁和转轴之间形成动压油膜；并且因为位于转轴体外周壁的润滑油与位于转轴体内周壁的润滑油相互连通，所以转轴体外周壁与轴承座之间也会连带形成一定的油膜；

这其中，设置凸缘部的目的，是通过减少轴承体内周壁与转轴之间的接触面积，使轴承体内周壁与转轴之间未形成动压油膜时，轴承体内周壁与转轴之间的磨损得到一定程度减缓；而内油槽的设置，则是为了便利轴承体内周壁与转轴之间动压油膜的产生。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述凸缘部朝向转轴的一面为弧形凹面，当转轴与凸缘部抵接时，转轴周壁与凸缘部的弧形凹面相切。

通过采用上述技术方案，利用与转轴周壁相切的弧形凹面，进一步减小轴承体内周壁与转轴之间的接触面积，使轴承体内周壁与转轴之间未形成动压油膜时，轴承体内周壁与转轴之间的磨损得到相应减缓。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述轴承体两个端面上均开设有多个相同的排油槽，每个端面上的多个排油槽均沿轴承体周向均匀分布；排油槽沿轴承体径向延伸，内油槽两端与排油槽相互连通；排油槽深度沿轴承体径向逐渐变化，排油槽靠近轴承体内周壁的一端槽深大于排油槽靠近轴承体外周壁的一端槽深。

通过采用上述技术方案，借助深度逐渐变化的排油槽，使位于止推片和轴承体端面之间产生楔形间隙；当轴承体在油膜驱动下，与转轴进行同向转动时，位于排油槽内的润滑油便会在轴承体端面与止推片之间产生动压油膜，这能在一定程度上减缓止推片与轴承体端面间的磨损。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述轴承体两个端面上均同轴设有环形的凸块，凸块内圈的半径大于或等于轴承体轴心到内油槽槽底的距离，凸块外圈的半径小于轴承体外圈的半径；两个凸块相背的一面都设有多个相同的排油槽，排油槽沿轴承体径向延伸；所述凸块内周壁与轴承体端面所围成的区域为缓冲区，排油槽靠近轴承体内周壁的一端与缓冲区连通；排油槽深度沿轴承体径向逐渐变化，排油槽靠近轴承体内周壁的一端槽深大于排油槽远离轴承体内周壁的一端槽深。

通过采用上述技术方案，利用排油槽的存在，使轴承体端面与止推片之间能产生一定动压油膜，令轴承体端面与止推片之间的磨损能得到一定减缓；

而凸块的存在，则能使凸块内周壁和轴承体端面之间形成缓冲区，这使得原本在内油槽中沿轴承体轴向流动的润滑油，经由缓冲区调整后，可以顺利在排油槽中沿轴承体径向流动。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述排油槽远离轴承体内周壁的一端开设有菱形的缺槽，缺槽的横截面积沿其深度方向逐渐减小，缺槽远离排油槽的一端与凸块外周壁连通。

通过采用上述技术方案，利用菱形的缺槽，进一步扩大排油槽两端横截面积的差值，令动压油膜在轴承体端面与止推片之间的形成速率能得到一定提升。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述凸块在相邻排油槽之间还设有限油片，限油片呈梯形，限油片下底所在棱边位于其靠近轴承体内周壁的一端。

通过采用上述技术方案，限油片的存在，一方面能降低轴承体端部与止推片之间的接触面积，使轴承体与止推片之间的磨损能得到减缓；另一方面也能使润滑油油量在排油槽两端位置的差值得到进一步扩大，故而排油槽内动压油膜的形成速率会获得一定增长。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述轴承体由半圆形的第一轴承块和半圆形的第二轴承块共同构成，第一轴承块和第二轴承块通过锁定装置进行连接。

通过采用上述技术方案，利用第一轴承块和第二轴承块的存在，便利工作人员将转轴放置在轴承体内，同时避免转轴与轴承体内壁发生不必要的磨损。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述轴承体在外油槽两侧设有用于配合锁定装置的锁定环槽，锁定环槽深度小于外油槽的深度；锁定装置包括多个穿设于锁定环槽内的锁定螺栓，锁定螺栓沿轴承体径向延伸，多个锁定螺栓对称分布于轴承体内周壁两侧；第一轴承块与锁定螺栓螺纹连接，第二轴承块也与锁定螺栓螺纹连接。

通过采用上述技术方案，锁定螺栓的设置，是为了便利工作人员对第一轴承块和第二轴承块进行连接；而锁定环槽的设置，是为了使轴承体在轴承座内的转动免受锁定螺栓的干扰。

综上所述，本实用新型包括以下有益技术效果：

1.利用内油槽的设置，加快轴承体内周壁与转轴之间动压油膜的形成速率；利用凸缘部的设置，减小轴承体内周壁与转轴之间的接触面积，减缓轴承体内周壁与转轴间的磨损；

2.利用排油槽的存在，使止推片与轴承体端面之间得以形成一定的动压油膜，令轴承体端面与止推片之间的磨损得到一定减缓；

3.利用第一轴承块、第二轴承块来构成轴承体，使转轴在轴承体内的放置操作能得到一定的便利。

附图说明

图1是现有技术中转子系统的爆炸图；

图2是实施例一的俯视图；

图3是实施例一中第二轴承块的零件图。

图4是图3中A部分的局部放大示意图；

图5是实施例一中的结构示意图；

图6是实施例一中的爆炸图；

图7是实施例二中的结构示意图。

附图标记：1、轴承体；2、外油槽；3、内油槽；4、油孔；5、凸缘部；6、弧形凹面；7、凸块；8、排油槽；9、缓冲区；10、缺槽；11、限油片；12、第一轴承块；13、第二轴承块；14、锁定装置；15、锁定螺栓；16、锁定环槽；17、转轴；18、全浮动轴承；19、轴承座；20、止推片。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一：参照图2和图3，为本实用新型公开的一种全浮动轴承，包括环形的轴承体1，轴承体1的外周壁上开设有一个环形的外油槽2，轴承体1的内周壁均匀开设有四个弧形的内油槽3，内油槽3沿轴承体1轴向延伸；每个内油槽3中心处都开设有用于连通内油槽3和外油槽2的油孔4，油孔4沿轴承体1径向贯通轴承体1。

将位于相邻内油槽3之间的轴承体1内周壁部分称为凸缘部5，凸缘部5存在四个，转轴17抵接于四个凸缘部5之间；凸缘部5朝向转轴17的一面为弧形凹面6，转轴17周壁与弧形凹面6相切。

当涡轮增压设备中的储油箱向轴承座19供油时，润滑油会先流入轴承座19和轴承体1之间区域时，待轴承体1外周壁与轴承座19之间空腔被充满后，润滑油再通过油孔4进入轴承体1内周壁和转轴17之间的空腔中；借助转轴17的高速转动，轴承体1内周壁和转轴17之间的润滑油会形成动压油膜，一般称这部分动压油膜为内油膜，内油膜将驱使轴承体1进行转动；轴承体1与转轴17作同向转动，转轴17的转速远高于轴承体1的转速。

随着轴承体1的转动，轴承座19与轴承体1之间的润滑油也会形成动压油膜，一般把这部分的动压油膜称为外油膜。这其中，内油膜主要是用来降低轴承体1与转轴17间的磨损，外油膜则主要用来降低轴承体1与轴承座19之间的磨损。

至于在轴承体1内周壁上设置凸缘部5，并在凸缘部5上设置与转轴17周壁相切的弧形凹面6，则是为了减小轴承体1与转轴17间的接触面积；这能在转轴17已经开始转动，而内油膜又尚未形成的阶段，令轴承体1与转轴17之间的不至于发生过于严重的磨损。

如图3和图4所示，由于轴承体1两个端部缺少油膜的保护，所以在转轴17运转过程中，轴承体1两端部与止推片20之间容易产生较为严重的磨损；基于此，本实施例在轴承体1的两个端面上同轴设置了环形的凸块7，凸块7内圈的半径等于轴承体1轴心到内油槽3槽底的距离，凸块7外圈的半径小于轴承体1外圈的半径。

两个凸块7远离轴承体1的一面都开设有八个相同的排油槽8，八个排油槽8沿凸块7周向均匀分布，每个排油槽8均沿轴承体1径向延伸。

将凸块7内周壁与轴承体1端面所围成的区域称为缓冲区9，排油槽8一端与缓冲区9连通；同时排油槽8的深度沿轴承体1径向逐渐改变，排油槽8远离缓冲区9的一端存在最小深度。

排油槽8在远离缓冲区9的一端开设有菱形的缺槽10，缺槽10的横截面积沿其深度方向逐渐减小，缺槽10一端与凸块7外周壁连通。

利用凸块7的设置，配合止推片20的存在，在轴承体1的两个端面形成可用于积蓄少量润滑油的缓冲区9；在转轴17运作过程中，原本内油槽3中沿轴承体1轴向流动的润滑油，在经过缓冲区9以后，便会在排油槽8内沿轴承体1径向流动；由于排油槽8的深度变化，配合菱形缺槽10的存在，使得轴承体1在随转轴17转动过程中，止推片20和轴承体1端面之间也能产生一定的动压油膜，故而轴承体1 端面将得到一定的保护，止推片20和轴承体1端面之间的磨损速率将会相应减缓。

为进一步加快止推片20的轴承体1端面之间动压油膜的形成速率，在相邻排油槽8之间设置有用于约束润滑油流动轨迹的限油片11，限油片11呈梯形，其下底所在的棱边位于其靠近缓冲区9的一端。

由于限油片11的存在，所以使得轴承体1端面与止推片20之间的接触面积将会减小，这能在一定程度降低轴承体1端面与止推片20之间的磨损；同时因为限油片11呈梯形，所以自缓冲区9流出的润滑油，在流向菱形缺槽10的过程中，其流道的截面积是在快速缩减的，因而动压油膜的形成速度能得到相应提升。

如图5和图6所示，为进一步便利工作人员对全浮动轴承18的使用，还对轴承体1进行了拆分，拆分后的轴承体1包括半圆形的第一轴承块12和半圆形的第二轴承块13，第一轴承块12和第二轴承块13之间通过锁定装置14进行连接。

相较于在环形轴承体1中穿套转轴17的方式，通过在转轴17两侧抵接第一轴承块12和第二轴承块13的方式，能更加便捷地完成转轴17在轴承体1中的穿套操作。

轴承体1在外油槽2两侧设有用于配合锁定装置14的锁定环槽16，锁定环槽16深度小于外油槽2的深度；锁定装置14包括四个锁定螺栓15，其中两个锁定螺栓15穿设于外油槽2一侧的锁定环槽16槽壁上，另外两个锁定螺栓15穿设于外油槽2另一侧的锁定环槽16槽壁上。位于同一锁定环槽16槽壁上的两个锁定螺栓15对称分布于轴承体1内周壁两侧。

锁定螺栓15沿轴承体1径向延伸，第一轴承块12与锁定螺栓15螺纹连接，第二轴承块13也与锁定螺栓15螺纹连接。

利用四个锁定螺栓15的存在，便捷完成第一轴承块12和第二轴承块13之间的牢固连接；至于开设锁定环槽16的目的，是为了避免锁定螺栓15对外油膜的形成造成不必要的干扰。

工作原理：

第一步：润滑油进入并填满轴承体1外周壁、轴承座19与止推片20之间的间隙，随后通过油孔4的存在，润滑油进入轴承体1内周壁和转轴17之间的间隙，随着转轴17的高速转动，润滑油在转轴17的挤压作用下，于轴承体1内周壁和转轴17之间形成内油膜。

第二步：内油膜通过摩擦带动轴承体1进行转动，在轴承体1的挤压作用下，位于轴承体1外周壁和轴承座19之间的润滑油形成外油膜。

第三步：在外油膜形成的过程中，从内油槽3流出的润滑油也会沿着排油槽8向外流出；在轴承体1的挤压作用下，位于轴承体1端部和止推片20之间的润滑油形成动压油膜。

实施例二：如图7所示，与实施例一的不同之处在于，轴承体1的两个端面上并没有设置凸块7，轴承体1的其中一端面上仅开设有四个用于配合内油槽3的排油槽8，而另一端面也对应开设有四个相同的排油槽8。

就轴承体1的任意一个端面而言，该端面上的四个排油槽8与内油槽3一一对应且相互连通，排油槽8沿轴承体1径向延伸。

排油槽8深度沿轴承体1径向逐渐变化，排油槽8靠近轴承体1内周壁的一端槽深大于排油槽8靠近轴承体1外周壁的一端槽深。

借助深度逐渐变化的排油槽8，能轴承体1随内油膜转动过程中，令轴承体1端面与止推片20之间产生一定的动压油膜，这能在一定程度上减缓轴承体1端面的磨损速率；相较于实施例一中的全浮动轴承18而言，实施例二中的全浮动轴承18，其制造难度相对较低。

工作原理：

第一步：润滑油进入并填满轴承体1外周壁、轴承座19与止推片20之间的间隙，随后通过油孔4的存在，润滑油进入轴承体1内周壁和转轴17之间的间隙，随着转轴17的高速转动，润滑油在转轴17的挤压作用下，于轴承体1内周壁和转轴17之间形成内油膜。

第二步：内油膜通过摩擦带动轴承体1进行转动，在轴承体1的挤压作用下，位于轴承体1外周壁和轴承座19之间的润滑油形成外油膜。

第三步：在外油膜形成的过程中，从内油槽3流出的润滑油也会沿着排油槽8向外流出；在轴承体1的挤压作用下，位于轴承体1端部和止推片20之间的润滑油形成动压油膜。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种全浮动轴承，包括环状的轴承体（1），轴承体（1）外周壁上开设有环形的外油槽（2），外油槽（2）内开设有多个油孔（4），多个油孔（4）沿轴承体（1）周向均匀分布；油孔（4）沿轴承体（1）径向贯通轴承体（1）；其特征在于：所述轴承体（1）内周壁上开设有多个弧形的内油槽（3），内油槽（3）沿轴承体（1）轴向延伸，油孔（4）与内油槽（3）一一对应且相互连通；所述相邻内油槽（3）之间的轴承体（1）部分为凸缘部（5），转轴（17）与凸缘部（5）抵接。

2.根据权利要求1所述的一种全浮动轴承，其特征在于：所述凸缘部（5）朝向转轴（17）的一面为弧形凹面（6），当转轴（17）与凸缘部（5）抵接时，转轴（17）周壁与凸缘部（5）的弧形凹面（6）相切。

3.根据权利要求1所述的一种全浮动轴承，其特征在于：所述轴承体（1）两个端面上均开设有多个相同的排油槽（8），每个端面上的多个排油槽（8）均沿轴承体（1）周向均匀分布；排油槽（8）沿轴承体（1）径向延伸，内油槽（3）两端与排油槽（8）相互连通；排油槽（8）深度沿轴承体（1）径向逐渐变化，排油槽（8）靠近轴承体（1）内周壁的一端槽深大于排油槽（8）靠近轴承体（1）外周壁的一端槽深。

4.根据权利要求1所述的一种全浮动轴承，其特征在于：所述轴承体（1）两个端面上均同轴设有环形的凸块（7），凸块（7）内圈的半径大于或等于轴承体（1）轴心到内油槽（3）槽底的距离，凸块（7）外圈的半径小于轴承体（1）外圈的半径；两个凸块（7）相背的一面都设有多个相同的排油槽（8），排油槽（8）沿轴承体（1）径向延伸；所述凸块（7）内周壁与轴承体（1）端面所围成的区域为缓冲区（9），排油槽（8）靠近轴承体（1）内周壁的一端与缓冲区（9）连通；排油槽（8）深度沿轴承体（1）径向逐渐变化，排油槽（8）靠近轴承体（1）内周壁的一端槽深大于排油槽（8）远离轴承体（1）内周壁的一端槽深。

5.根据权利要求4所述的一种全浮动轴承，其特征在于：所述排油槽（8）远离轴承体（1）内周壁的一端开设有菱形的缺槽（10），缺槽（10）的横截面积沿其深度方向逐渐减小，缺槽（10）远离排油槽（8）的一端与凸块（7）外周壁连通。

6.根据权利要求4所述的一种全浮动轴承，其特征在于：所述凸块（7）在相邻排油槽（8）之间还设有限油片（11），限油片（11）呈梯形，限油片（11）下底所在棱边位于其靠近轴承体（1）内周壁的一端。

7.根据权利要求1所述的一种全浮动轴承，其特征在于：所述轴承体（1）由半圆形的第一轴承块（12）和半圆形的第二轴承块（13）共同构成，第一轴承块（12）和第二轴承块（13）通过锁定装置（14）进行连接。

8.根据权利要求7所述的一种全浮动轴承，其特征在于：所述轴承体（1）在外油槽（2）两侧设有用于配合锁定装置（14）的锁定环槽（16），锁定环槽（16）深度小于外油槽（2）的深度；锁定装置（14）包括多个穿设于锁定环槽（16）内的锁定螺栓（15），锁定螺栓（15）沿轴承体（1）径向延伸，多个锁定螺栓（15）对称分布于轴承体（1）内周壁两侧；第一轴承块（12）与锁定螺栓（15）螺纹连接，第二轴承块（13）也与锁定螺栓（15）螺纹连接。

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