[發(fā)明專利]一種智能型可傾瓦推力軸承裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310030378.1
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103075421A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐華;熊顯智;王琳;付玉敏;周夕維
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: F16C25/04
• 分類號: F16C25/04;F16N1/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軸承裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種滑動軸承裝置。

背景技術(shù)

可傾瓦推力軸承載能力大，穩(wěn)定性好，自對中能力高，被廣泛地用于汽輪發(fā)電機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)等高速重載機(jī)械上。但由于加工安裝差，以及推力盤、轉(zhuǎn)子和瓦塊的變形等原因，會出現(xiàn)某個瓦塊的潤滑膜厚度較其他的小，導(dǎo)致這個瓦塊局部承載量大，溫升偏高，最終導(dǎo)致主機(jī)工作異常,輕則造成滑動軸承的磨損，重則燒毀瓦塊，抱軸等嚴(yán)重事故，一旦事故發(fā)生，就要停機(jī)整修，耽誤生產(chǎn)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

對于推力軸承的偏載問題，金斯伯里公司推出金斯伯里平衡式止推軸承，瓦塊由相互搭接的鉸支梁支撐，應(yīng)用杠桿原理傳遞不均勻力，巧妙地解決了支推軸承偏載問題，該軸承不能主動調(diào)節(jié)，只能被動調(diào)節(jié)（趙永韜.金斯伯里平衡式推力軸承結(jié)構(gòu)特點和推力間隙的測量方法,熱力發(fā)電，2002（1）：67）。王文，李福寶利用超磁致伸縮微位移驅(qū)動器調(diào)節(jié)止推軸承各瓦塊與推力盤的間隙，實驗效果理想，但每個微位移伸縮驅(qū)動器需要電磁線圈及線圈骨架，且要將產(chǎn)生的磁場對外屏蔽，結(jié)構(gòu)及安裝都比較復(fù)雜（王文，李寶福.智能止推油膜軸承（專利號：2005100262382））。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對可傾瓦推力軸承易產(chǎn)生偏載的問題，旨在提出一種結(jié)構(gòu)簡單，安裝容易，控制方便的智能型可傾瓦推力軸承裝置，能及時地發(fā)現(xiàn)并迅速解決偏載問題，該裝置能大大提高可傾瓦推力軸承的壽命。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種智能型可傾瓦推力軸承裝置，包括狀態(tài)可調(diào)可傾瓦推力軸承及檢測控制回路；所述狀態(tài)可調(diào)可傾瓦推力軸承包括推力盤、若干瓦塊、導(dǎo)向盤和底座；所述若干瓦塊位于推力盤與導(dǎo)向盤之間；導(dǎo)向盤上設(shè)有若干導(dǎo)向孔；若干頂塊上端面的頂尖穿過導(dǎo)向盤中對應(yīng)的導(dǎo)向孔支撐對應(yīng)的瓦塊；頂塊的中間具有階梯；若干橡膠墊圈被夾在導(dǎo)向盤與對應(yīng)的頂塊階梯之間；導(dǎo)向盤的導(dǎo)向孔與頂塊為間隙配合；若干壓電陶瓷疊堆通過導(dǎo)熱絕緣膠粘接于對應(yīng)頂塊下端面與底座之間；導(dǎo)向盤與底座通過螺栓固連，給導(dǎo)向盤定位并給橡膠墊圈施加預(yù)緊力；所述的檢測控制回路包括貼在若干頂塊上的若干電阻應(yīng)變片，電阻應(yīng)變片連接應(yīng)變信號調(diào)理電路，電阻應(yīng)變片信號調(diào)理電路的輸出端連接AD轉(zhuǎn)換器，AD轉(zhuǎn)換器的輸出端連接控制器；若干壓電陶瓷電源的輸入端接控制器，輸出端連接對應(yīng)的壓電陶瓷疊堆。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：控制器通過AD轉(zhuǎn)換器、電阻應(yīng)變片及應(yīng)變信號調(diào)理電路測量頂塊所受的力。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：壓電陶瓷疊堆為通過若干同型號的小面積壓電陶瓷疊堆拼接組成的大面積壓電陶瓷疊堆；所有瓦塊的壓電陶瓷疊堆都能夠產(chǎn)生幾十微米級的壓縮量，初始狀態(tài)下，對各個壓電陶瓷疊堆都不施加電壓。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：當(dāng)壓電陶瓷疊堆未施加電壓時，對橡膠墊圈施加初始預(yù)緊力；初始預(yù)緊力使橡膠墊圈受的壓力為潤滑劑進(jìn)口壓力的1.5～2倍。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：橡膠墊圈在初始預(yù)緊后還能夠產(chǎn)生幾十微米級的伸縮變形，變形前后整個橡膠墊圈所承受的力的改變量要小于預(yù)緊力的1/10。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：瓦塊的承載量為由電阻應(yīng)變片測量頂塊所受的力減去對橡膠墊圈的初始預(yù)緊力。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：當(dāng)狀態(tài)可調(diào)可傾瓦推力軸承中某個瓦塊的承載量比其他瓦塊的承載量大于某一臨界值時，控制器發(fā)出信號控制該瓦塊上壓電陶瓷疊堆的變形，增大其潤滑膜厚度，減小該瓦塊的承載量。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：橡膠墊圈用彈性模量為2～3Mpa的軟橡膠制成，厚度為2～3mm。

綜上所述，本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：

本發(fā)明的可傾瓦推力軸承各塊瓦的潤滑膜厚度通過壓電陶瓷疊堆組成的微位移驅(qū)動器進(jìn)行主動調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)簡單，安裝容易，控制方便。

本發(fā)明在軸承上安裝電阻應(yīng)變片直接監(jiān)測各個瓦塊的承載量，能及時并準(zhǔn)確地知道軸承的工作狀況以及是否有偏載發(fā)生。

整個裝置以瓦塊承載量為負(fù)反饋，可以及時調(diào)節(jié)瓦塊與推力盤的間隙，使各個瓦塊的承載量均衡。

由于軸承潤滑膜厚度常常也為幾十微米，壓電陶瓷疊堆產(chǎn)生的微位移與其是同一個數(shù)量級的，并且壓電陶瓷的承載能力也足夠大，本發(fā)明應(yīng)用壓電陶瓷疊堆改變瓦塊與推力盤的間隙，進(jìn)而解決推力軸承的偏載問題。

附圖說明

圖1為智能型可傾瓦推力軸承裝置結(jié)構(gòu)示意圖。