[實用新型]軸承預緊裝置及具有該裝置的軸

有效

• 申請號: 201420268900.X
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN203856892U
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 楊家禮;張億力;黃舜;劉秀芳;季星星;劉韋華
• 申請（專利權）人: 中國航空動力機械研究所
• 主分類號: F16C27/00
• 分類號: F16C27/00;F01D25/16
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明

技術領域

本實用新型涉及軸承預緊領域，特別地，涉及一種軸承預緊裝置及具有該裝置的軸。

背景技術

燃氣輪機工作時，由于氣動力的作用渦輪轉子軸將產生向前的軸向力。同時，渦輪轉子工作于高溫環境，受熱后轉子及其支承結構各部件的膨脹率各不相同，使得燃氣輪機各部件的相對位移較初始裝配時發生改變。軸承內外圈位置改變后，轉子軸工況惡化，影響燃氣輪機正常工作。為消除可能發生的工況惡化，高精密運轉條件下的滾動軸承常需采用預緊措施。常用手段包括使用沿軸承內圈或外圈的軸線方向預先施加一恒定力。工作時該恒定力與氣動產生的軸向力共同作用力使軸承的內、外圈沿軸向產生相對移動。這樣一方面可消除軸承內部的游隙，另一方面又使滾動體和軸承的內、外圈緊密接觸，使滾動體處于均勻的壓緊狀態。

在裝配過程中施加這一恒定力就是對軸承的軸向力進行預緊，通過預緊使得滾動軸承工作時運動平穩，減少轉動部件的振動，提高運轉部件的壽命以及提高運動部件的運轉精度。

如圖1所示為常規方法預緊的渦輪轉子軸軸承。以渦輪軸的后端軸承為例進行說明。該渦輪轉子軸承預緊機構包括：渦輪軸1′、軸承蓋2′、調整墊片3′、軸承座4′、鎖緊螺母5′、墊圈6′和軸承7′。在渦輪軸1′的一端上，從渦輪軸1’的粗端向渦輪軸1′的遠端依次套設軸承蓋2′、軸承7′、墊圈6’、鎖緊螺母5′。軸承7′的內圈一端卡接于渦輪軸1′的臺階面上。軸承7′的內圈另一端與墊圈6′相接。鎖緊螺母5′將軸承7′內圈抵接于凸臺肩上。鎖緊螺母5′通過螺紋擰緊方式將軸承7′壓緊在渦輪軸1′上。軸承座4′套設于軸承7′外圈的外壁上。軸承蓋2′覆蓋軸承座4′的端面，軸承蓋2′的凸臺肩卡接于軸承7′外圈的端面上。軸承座4′與軸承蓋2相接面上安裝調整墊片3′。軸承蓋2′與軸承座4′通過螺釘固定連接。常用方法是通過改變調整墊片3′的數量，以此調整軸承蓋2′的凸臺肩對軸承7′的外圈的壓緊力。

采用如圖1所示結構對軸承進行預緊，軸承安裝完畢后，軸向的預緊力固定不變。燃氣輪機在運轉的過程中，潤滑不良、機件磨損、超負荷、操作不當、熱量積聚以及其它一些異常原因，就有可能使渦輪軸過分地膨脹、伸長。而當出現前述情況時，渦輪軸的兩端受軸承的約束無法自由伸縮，軸承在使用過程中就有可能出現卡死甚至燒毀的現象，嚴重影響燃氣輪機正常工作。

實用新型內容

本實用新型目的在于提供一種軸承預緊裝置及具有該裝置的軸，以解決現有技術中燃氣輪機渦輪軸兩端受軸承約束不能自由伸縮，在使用過程中容易出現軸承卡死甚至燒毀的技術問題。

為實現上述目的，根據本實用新型的一個方面，提供了一種軸承預緊裝置，包括盤式圓環結構的承力蓋，承力蓋的端面上設置多個彈簧軸芯和多個壓縮彈簧，彈簧軸芯沿承力蓋軸向凸起，均勻環形排布，壓縮彈簧套設于彈簧軸芯上，壓縮彈簧的自由端伸出彈簧軸芯的頂端。

進一步地，承力蓋還包括容納凹槽，容納凹槽從承力蓋的端面上向外凸起形成，彈簧軸芯收容于容納凹槽內。

進一步地，容納凹槽包括第一擋板和第二擋板，第一擋板從承力蓋圓環中部端面向外凸起形成，第二擋板從承力蓋內圓圓周端面向外凸起形成，第一擋板和第二擋板相對設置圍成容納凹槽。

進一步地，承力蓋還包括承力緣和多個裝配孔，裝配孔為通孔環形排布于承力緣上。

進一步地，裝置還包括彈性壓環，彈性壓環的一端面抵接于壓縮彈簧的自由端上；彈性壓環環體上設置多個條狀徑向通孔作為壓環孔。

根據本實用新型的另一方面還提供了一種具有上述軸承預緊裝置的軸，包括渦輪轉子軸、軸承和軸承座，軸承包括內圈和套設于內圈外的外圈，軸承的內圈套設于渦輪轉子軸上，承力蓋套設于渦輪轉子軸上，壓縮彈簧的自由端抵接于彈性壓環的端面上。

進一步地，裝置還包括彈性壓環，彈性壓環環體上設置多個條狀徑向通孔作為壓環孔；彈性壓環套設于渦輪轉子軸上，彈性壓環的一端面抵接于壓縮彈簧的自由端上，彈性壓環的另一端面抵接于軸承的外圈端面上。

進一步地，軸承座的內壁上從軸承座的第一端向第二端依次設置第一內孔、第二內孔和第三內孔；軸承外圈的外壁抵接于第一內孔上；彈性壓環的外壁抵接于第二內孔上。

進一步地，承力蓋上軸向凸設容納凹槽，容納凹槽的外壁抵接于第三內孔上。

進一步地，承力蓋還包括承力緣和多個裝配孔，裝配孔為通孔環形排布于承力緣上；裝配孔通過螺釘將承力蓋安裝于軸承座上。

本實用新型具有以下有益效果：