[發明專利]自對準油膜軸承

有效

• 申請號: 201280025101.3
• 申請日: 2012-05-11
• 公開（公告）號: CN103547820A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 彼得·N·奧斯古德;小托馬斯·C·沃伊特科夫斯基
• 申請（專利權）人: 西門子工業公司
• 主分類號: F16C23/04
• 分類號: F16C23/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 田軍鋒;魏金霞

技術領域

本發明的實施方式涉及流體動力油膜軸承，該流體動力油膜軸承用于在各種工業應用中可旋轉地支承大型重載軸。

背景技術

存在有承受高載荷的旋轉應用的大型軸（直徑等于或者大于一米），其中載荷可以沿變化的半徑方向施加。這種軸的旋轉速度雖然不高但也可以是變化的并且可以包括所謂的“抖動（quiver）”，在該“抖動”中，軸在沒有經歷完整回轉的情況下經受長時間段的小幅振蕩運動。在許多情況下，軸還承受彎曲運動，這可能造成軸承表面的失準。

大型滾柱軸承并不適于在經受抖動的軸上使用，這是因為其不能夠保持支承該滾柱的非常薄的彈性流體動力薄膜。

油膜軸承可以提供滾柱軸承的實用替代方案。油膜軸承——尤其在與高粘度流體一起使用時——已經表現出其能夠在廣泛范圍的速度條件下在無限長的時間段承載重大的徑向載荷。然而，這種軸承正常工作的要求是這種軸承能夠使自身與軸對準、尤其是在高載荷應用的情況下。

發明內容

簡述之，本發明的實施方式涉及經改進的自對準油膜軸承。如本文中采用的，術語“油膜軸承”包括：流體動力軸承和混合型油膜軸承，在該流體動力軸承中，油膜僅通過軸的旋轉而產生，在該混合型油膜軸承中，同時采用了流體動力膜產生特征和流體靜力膜產生特征的結合。

本發明的油膜軸承設計成可旋轉地支承大型重載軸。該軸承具有中心軸線并且包括球形殼體，該球形殼體具有孔，軸可旋轉地容納在該孔內。該球形殼體具有球形外表面，該球形外表面與軸承座的球形內表面共同作用以限定滾道，該滾道構造成適應軸繞中心點的角度轉動。

在本發明的示例性實施方式中，該軸被軸頸地支承以用于在襯套中旋轉，該襯套固定在球形殼體的孔內。

優選地，軸承座被軸向地再分為配合的兩個半部段，該配合的兩個半部段圍繞外部的球形殼體組裝。

在本發明的另一示例性實施方式中，軸承座的球形內表面通過置于軸承座的圓筒形內表面與球形殼體之間的分離的插入件來限定。成環形陣列的插入件容納在每個軸承座的半部段中。

插入件具有球形內表面，并且優選具有與軸承座的圓筒形內表面接觸的弧形的三維外表面。優選地，該插入件的弧形的三維外表面在包含軸承中心軸線的平面上具有比插入件的球形內表面的曲率半徑大的曲率半徑，并且在垂直于軸承中心軸線的平面上具有比軸承座的圓筒形內表面的曲率半徑小的曲率半徑。

在本發明的另一示例性實施方式中，提供了用于將插入件彈性地迫壓為與軸承座的圓筒形內表面接觸的裝置。

在本發明的又一示例性實施方式中，推力墊被固定至球形殼體的環形端部。該推力墊構造并設置成軸向地接合軸上的保持肩部。

在結合附圖閱讀下面的說明時，本發明的這些以及另外的實施方式、目的、特征以及優點將變得更明顯。

附圖說明

圖1是描繪本發明的示例性實施方式的油膜軸承的縱向截面圖；

圖2是描繪本發明的另外的示例性實施方式的油膜軸承的縱向截面圖；

圖3是圖2中描繪的油膜軸承的上部部分的放大視圖，其中軸承從軸移除；

圖4A是圖2和圖3中描繪的插入件中的一個插入件的立體圖；

圖4B和圖4C分別是圖4A中描繪的插入件的側視圖和端視圖；以及

圖5是根據本發明的另一示例性實施方式的通過油膜軸承的縱向截面圖。

具體實施方式

為了便于對本發明的實施方式、原理和特征的理解，在下文中參照說明性實施方式中的實施對本發明的實施方式、原理和特征進行說明。

在下文中描述為組成各實施方式的部件和材料意在為說明性的而非限制性的。可以與本文中描述的材料執行相同或者相似功能的許多適合的部件和材料意在包含在本發明的實施方式的范圍內。

現在將參照附圖詳細描述本發明的實施方式，其中，貫穿全部視圖，相同的附圖標記表示相同的部件。

首先參照圖1，根據本發明的油膜軸承總體上描繪為10。軸承具有中心軸線“A”并且包括球形殼體12，球形殼體12具有孔，該孔優選襯有襯套13，軸14被以可旋轉的方式軸頸地支承在該襯套13中。

軸承座16容納球形殼體12。該球形殼體具有球形外表面12’，并且該軸承座在內部構造有球形內表面16’。互補的球形表面12’和16’共同作用為限定滾道18，滾道18構造成適應軸繞中心點“P”的角度轉動。

優選地，軸承座16軸向地再分為配合的兩個半部段16a、16b，該配合的兩個半部段圍繞球形殼體12組裝并且由常規的緊固件（未示出）保持在一起。