CN216045019U - 一种具有抗冲击性能的磁复合型水润滑橡胶轴承 - Google Patents

Abstract

本新用新型公开了一种具有抗冲击性能的磁复合型水润滑橡胶轴承，解决了现有磁复合型水润滑橡胶轴承存在的抗冲击性能差、密封性能有待进一步提高的问题。技术方案包括轴承金属衬套和套装在轴承金属衬套内的轴承单元，所述轴承单元由上部的磁体单元组件和下部的水润滑橡胶半轴瓦组成，两者拼接成一个完整的筒形；所述磁体单元组件包括磁体单元和位于所述磁体单元两端的轴瓦保护组件，所述轴瓦保护组件的端面与所述轴承金属衬套平齐；所述磁体单元内壁、以及磁体单元与水润滑橡胶半轴瓦之间采用橡胶密封片一体式密封。本新用新型结构简单、易于制造、维护，使用寿命长、兼顾密封和抗冲击性能。

Description

一种具有抗冲击性能的磁复合型水润滑橡胶轴承

技术领域

本新用新型涉及轴承设计技术领域，具体的说是一种磁复合型水润滑橡胶轴承。

背景技术

水润滑橡胶轴承具有结构简单，装置成本低，高速工况下发热量小、清洁无污染等优点，但同时也有承载能力低的缺点。近年来，在高性能稀土永磁材料的迅速发展下，使用永磁材料组成辅助支撑组件的产品已成为水润滑橡胶轴承产品设计的一种发展方向。

现有的磁复合型水润滑橡胶轴承更多的是考虑密封问题，而船舶尾部轴系采用的水润滑橡胶轴承往往处于船舱外的海水环境中，因此轴系会受到各种冲击，这种冲击会破坏永磁体，使永磁体退磁，从而导致永磁体失去作用。

如：专利CN201922020392.9公开了一种船用永磁悬浮支撑水润滑轴承，利用定子内部的永磁体对转轴提供向上的磁吸力，降低转轴对轴承的压力，利用设置在端盖与定子之间的利用垫圈实现端盖与定子之间密封，但并没有考虑抗冲击的问题。

专利CN201920936149.9公开了一种永磁辅助支撑型水润滑轴承，包括：轴承壳体、磁体单元、水润滑轴承本体和轴承端盖；永磁体位于水润滑轴承本体的安装槽内，利用轴承端盖与设备的其他部分密封连接；水润滑轴承本体和轴承端盖形成了一个液体隔离层，能够将具有腐蚀性的液体与永磁体彻底隔离，提高了永磁体的寿命。该方案同样没有考虑抗冲击的问题。

在实际应用中，如果不为永磁体提供抗冲击保护结构，螺旋桨轴系在受到各种瞬间冲击时，转轴与永磁体发生碰撞将导致永磁体退磁、甚至破裂消磁，从而影响永磁体吸附转轴重量的功能，因此上述技术方案在实际应用时只适用于舱内轴系支撑。

发明内容

本新用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、易于制造、维护，使用寿命长、兼顾密封和抗冲击性能的具有抗冲击性能的磁复合型水润滑橡胶轴承。

技术方案包括轴承金属衬套和套装在轴承金属衬套内的轴承单元，所述轴承单元由上部的磁体单元组件和下部的水润滑橡胶半轴瓦组成，两者拼接成一个完整的筒形；所述磁体单元组件包括磁体单元和位于所述磁体单元两端的轴瓦保护组件，所述轴瓦保护组件的端面与所述轴承金属衬套平齐；所述磁体单元内壁、以及磁体单元与水润滑橡胶半轴瓦之间采用橡胶密封片一体式密封。

所述磁体单元组件横截面为扇形或半环形。

所述轴瓦保护组件由外层的端部金属衬瓦和内层的端部橡胶轴瓦组成。

所述端部橡胶轴瓦的表面高度高于所述橡胶密封片的表面高度。

所述端部橡胶轴瓦的厚度应满足受冲击后仍能保证所述端部橡胶轴瓦的表面高度高于所述橡胶密封片的表面高度的要求。

所述端部橡胶轴瓦的橡胶材料满足磨损速率不大于0.1mm/h，冲击强度不小于20KJ/m²。

所述橡胶密封片的两端向下弯折插入水润滑橡胶半轴瓦与轴承金属衬套之间的间隙中。

所述水润滑橡胶半轴瓦由外层的金属衬瓦和内层的橡胶轴瓦组成。

针对背景技术中的问题，发明人进行如下改进：

(1)使上部的磁体单元组件和下部的水润滑橡胶半轴瓦拼接成一个完整的筒体，利用橡胶密封片实现对磁体单元内壁、以及磁体单元与水润滑橡胶半轴瓦之间的一体式密封，同时对磁体单元进行包裹限位，避免海水由转轴和水润滑橡胶半轴瓦处漏入磁体单元组件，保证径向上的密封效果；在磁体单元的两端设置轴瓦保护组件，利用轴瓦保护组件实现磁体单元轴向上的密封。优选的，所述橡胶密封片的两端向下弯折插入水润滑橡胶半轴瓦与轴承金属衬套之间的间隙中，这样还可以有效防止海水由上述间隙中漏入磁体单元，同时弯折后插入的方式也对橡胶密封片施加一个压紧力，进一步提高其密封性能、避免其热胀冷缩或受作用力后变形问题的发生。

(2)所述轴瓦保护组件由外层的端部金属衬瓦和内层的端部橡胶轴瓦组成，其中，端部金属衬瓦起到钢性支撑的作用，端部橡胶轴瓦具有弹性，当轴系在受到各种瞬间冲击时，由于端部橡胶轴瓦的表面高度高于所述橡胶密封片的表面高度，因此所有冲击力均会被两端的端部橡胶轴瓦吸收，因此能够很好的避免磁体单元(即永磁体)与转轴发生碰撞，更好的保护磁体单元不受冲击力的影响，大大提高了磁体单元的使用寿命。而由于端部金属衬瓦和端部橡胶轴瓦均位于两端部，也能方便的进行维护或更换。优选的，所述端部橡胶轴瓦的厚度应满足受冲击后仍能保证所述端部橡胶轴瓦的表面高度高于所述橡胶密封片的表面高度的要求，其材料应满足磨损速率不大于0.1mm/h，冲击强度不小于20KJ/m²，进一步优选的，可以使用专利号CN201110271115.0所记载的低噪声纳米/高分子复合材料，其具有低噪声、低摩擦系数、低磨损、长寿命，且具有优异的抗冲击性能。

本新用新型结构简单、易于制造、维护，使用寿命长、兼顾优异的密封和抗冲击性能。

附图说明

图1为本新用新型轴向剖视图。

图2为图1中A部的局部放大图。

图3为本新用新型径向剖视图。

其中，1-轴承金属衬套、2-金属衬瓦、3-水润滑橡胶半轴瓦、4-端部金属衬瓦、5-端部橡胶轴瓦、6-磁体单元、7-橡胶密封片、7.1-拱形段、7.2-平面段、7.3-弯折段。

具体实施方式

下面结合附图对本新用新型作进一步解释说明：

参见图1，本新用新型包括轴承金属衬套1和套装在轴承金属衬套内的轴承单元，所述轴承单元由上部的磁体单元组件和下部的水润滑橡胶半轴瓦3组成，两者可拼接成一个完整的筒形；

所述磁体单元组件包括磁体单元6(即永磁体)和位于所述磁体单元6两端的轴瓦保护组件，所述轴瓦保护组件的端面与所述轴承金属衬套1平齐；所述磁体单元6内壁、以及磁体单元6与水润滑橡胶半轴瓦3的端面之间采用橡胶密封片7一体式密封

参见图1，所述轴瓦保护组件由外层的端部金属衬瓦4和内层的端部橡胶轴瓦5组成，其中，端部金属衬瓦4与轴承金属衬套1固接(如螺栓连接)；优选的，参见图2，所述端部橡胶轴瓦5的表面高度高于所述橡胶密封片7的表面高度。所述端部橡胶轴瓦5的厚度足够，应满足受冲击后仍能保证所述端部橡胶轴瓦5的表面高度高于所述橡胶密封片7的表面高度的要求。优选的，所述端部橡胶轴瓦5的橡胶材料满足磨损速率不大于0.1mm/h，冲击强度不小于20KJ/m²。进一步优选用专利号CN201110271115.0所记载的低噪声纳米/高分子复合材料。所述水润滑橡胶半轴瓦由外层的金属衬瓦2和内层的橡胶轴瓦3组成，其中，金属衬瓦2与轴承金属衬套1固接(如螺栓连接)。

参见图3，所述磁体单元组件横截面为扇形或半环形，本领域技术人员根据需要选择合格大小的磁体单元，并适配相应形状的轴瓦保护组件。所述橡胶密封片7为一体压制而成，包括覆盖在磁体单元6上的拱形段7.1、拱形段7.1两侧的位于磁体单元6与水润滑橡胶半轴瓦83的端面之间的平面段7.2、以及向下弯折插入金属衬瓦2与轴承金属衬套1之间的间隙中的弯折段7.3，通过上述结构的橡胶密封片7实现高效一体式密封和预热变形失效的目的。

对比实验：

进行磁复合型水润滑轴承的磁体单元有无端部轴瓦保护组件的抗冲击性能对比试验，和有无橡胶密封片的耐腐蚀性能对比试验。

分别将有橡胶密封片7密封(本申请实施例)的和无橡胶密封片密封7的磁复合型水润滑轴承在海水中浸泡45天后，测量磁体单元产生的磁力，结果如下表所示，浸泡海水前后无密封的磁体单元磁力衰减了10KN，有密封的磁体单元磁力仅衰减了0.5KN，结果表明橡胶密封片能保护磁体单元在腐蚀性环境下磁力发生衰减。

	浸泡海水前轴承磁力(kN)	浸泡海水后轴承磁力(kN)
			有密封	30	29.5
无密封	30	20

冲击装置产生20KN的径向冲击力分别施加在有端部保护组件(本申请实施例)的和无端部保护组件的磁复合型水润滑轴承的磁体单元，冲击后测量磁体单元产生的磁力，结果如下表所示，无端部保护组件的磁体单元磁力减少了14KN，有端部保护组件的磁体单元磁力无减少，结果表明端部保护组件能保护磁体单元在径向冲击下出现磁力降低。

	冲击前轴承磁力(kN)	冲击后轴承磁力(kN)
			有保护组件	30	30
无保护组件	30	16

Claims (8)

1.一种具有抗冲击性能的磁复合型水润滑橡胶轴承，包括轴承金属衬套和套装在轴承金属衬套内的轴承单元，其特征在于，所述轴承单元由上部的磁体单元组件和下部的水润滑橡胶半轴瓦组成，两者拼接成一个完整的筒形；所述磁体单元组件包括磁体单元和位于所述磁体单元两端的轴瓦保护组件，所述轴瓦保护组件的端面与所述轴承金属衬套平齐；所述磁体单元的内壁、以及磁体单元与端部橡胶轴瓦之间采用橡胶密封片一体式密封。

2.如权利要求1所述的具有抗冲击性能的磁复合型水润滑橡胶轴承，其特征在于，所述磁体单元组件横截面为扇形或半环形。

3.如权利要求1或2所述的具有抗冲击性能的磁复合型水润滑橡胶轴承，其特征在于，所述轴瓦保护组件由外层的端部金属衬瓦和内层的端部橡胶轴瓦组成。

4.如权利要求3所述的具有抗冲击性能的磁复合型水润滑橡胶轴承，其特征在于，所述端部橡胶轴瓦的表面高度高于所述橡胶密封片的表面高度。

5.如权利要求4所述的具有抗冲击性能的磁复合型水润滑橡胶轴承，其特征在于，所述端部橡胶轴瓦的厚度应满足受冲击后仍能保证所述端部橡胶轴瓦的表面高度高于所述橡胶密封片的表面高度的要求。

6.如权利要求4或5所述的具有抗冲击性能的磁复合型水润滑橡胶轴承，其特征在于，所述端部橡胶轴瓦的橡胶材料满足磨损速率不大于0.1mm/h，冲击强度不小于20KJ/m²。

7.如权利要求1所述的具有抗冲击性能的磁复合型水润滑橡胶轴承，其特征在于，所述橡胶密封片的两端向下弯折插入水润滑橡胶半轴瓦与轴承金属衬套之间的间隙中。

8.如权利要求1所述的具有抗冲击性能的磁复合型水润滑橡胶轴承，其特征在于，所述水润滑橡胶半轴瓦由外层的金属衬瓦和内层的橡胶轴瓦组成。

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