[發明專利]一種具有抗震功能的大型推力球軸承及其設計方法

在審

• 申請號: 202110012550.5
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112855753A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 孫永平;李蕤;王錚;毛朝暉;周尚臣;楊春輝
• 申請（專利權）人: 一重集團大連工程技術有限公司;中國第一重型機械股份公司
• 主分類號: F16C19/10
• 分類號: F16C19/10;F16C33/66;F16C33/58;F16C33/64;F16C33/62;F16C33/38;F16C33/32;G06F30/17
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 陳麗;李洪福

本發明公開了一種具有抗震功能的大型推力球軸承及其設計方法，該推力球軸承包括內部布置潤滑油道的軸圈、滾道兩側布置環狀支撐的座圈、按360°圓周均勻分布在節圓上的分塊輪式保持器、作為固定支撐同座圈固定連接的基礎限位環、潤滑孔和布置在環狀支撐上側與軸圈接觸位置的密封環；所述分塊輪式保持器包括若干個分體保持架隔板、球式滾動體、結構型式為深溝球軸承的支撐輪式軸承、固定安裝在分體保持架隔板的軸孔內的支撐軸。軸承設計系統包括主要參數優化模塊和尺寸計算模塊。本發明利用限位環的固定支撐、分塊輪式保持器，可實現抵抗地震載荷、低轉速、重軸向載荷、可靠性要求高的回轉副連接，應用于能源等領域的低轉速重型機械裝備。

技術領域

本發明涉及機械設計技術領域，特別是涉及一種具有抗震功能的大型推力球軸承及其設計方法，用于能源等低轉速重型機械裝備的大型推力球軸承的設計。

背景技術

推力球軸承由上下座圈和保持器組件組成，用于承受軸向載荷，被廣泛應用于支承機械設備。然而，傳統的推力球軸承存在以下兩方面的問題：

一方面，傳統的推力球軸承因為球體配置較大，所以球體與軸圈和底圈的滾道接觸面比較大。在軸承工作過程中，球體與滾道間的摩擦力比較大、噪音大、震動也比較劇烈，因此該種軸承不適合應用與對精密度要求比較高的設備中。

另一方面，目前并無統一的大型推力球軸承設計方法，設計者主要通過選型的方式進行軸承的選型設計，然后對其靜安全系數和疲勞壽命進行校核，往往需要多次選型和計算才能完成大型推力球軸承參數設計，工作量較大，且工作效率低下。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種具有抗震功能的大型推力球軸承及其設計方法，在座圈內設置了大型推力球軸承的封閉潤滑油路，結合限位環的固定支撐、分塊輪式保持器，利用限位環的固定支撐、分塊輪式保持器，在橫向載荷作用下通過限位環固定軸圈移動量，采用分塊輪式保持器實現滾動體爬坡后自動調心，可有效提高軸承的精度和承載能力，使大型推力球軸承具有軸向承載大、抗震和高壽命等優點。本發明提出的軸承設計系統，實質上是一種針對大型推力球軸承設計的智能專用軟件，包括參數優化模塊和尺寸計算模塊，軸承參數優化模塊以額定動載荷、額定靜載荷為目標函數，以滾動體直徑、滾動體間距、最小軸向載荷等為約束條件，采用智能優化算法進行軸承參數的確定。設計者只需輸入軸承的外形尺寸、確定優化目標函數，再輸入優化約束條件，該智能專用軟件即可自動計算出大型推力球軸承的設計參數，便捷地實現了低速重載大型推力球軸承參數設計。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種具有抗震功能的大型推力球軸承，包括內部布置潤滑油道的軸圈(1)、滾道兩側布置環狀支撐的座圈(2)、按360°圓周均勻分布在節圓上的分塊輪式保持器、作為固定支撐同座圈(2)固定連接的基礎限位環(7)、能夠添加潤滑油的潤滑孔(8)和布置在環狀支撐上側與軸圈(2)接觸位置的密封環(9)；

其中，所述分塊輪式保持器包括若干個在座圈(2)上沿節圓進行圓周滾動的分體保持架隔板(3)、設置在分體保持架隔板(3)上的若干個球式滾動體(4)、若干組結構型式為深溝球軸承的支撐輪式軸承(5)、若干個固定安裝在分體保持架隔板(3)的軸孔內的支撐軸(6)；基礎限位環(7)和座圈(2)均為回轉體，基礎限位環(7)和座圈(2)之間存在環裝限位間距，在地震載荷作用下推力球軸承軸圈通過基礎限位環進行徑向位移的限制。

進一步地，所述軸圈(1)和座圈(2)調質后的硬度為57～62HRC。

進一步地，所述軸圈(1)和座圈(2)的滾道表面硬化采用表面感應淬火工藝。

進一步地，所述球式滾動體(4)采用全淬火工藝，要求調質后的硬度不小于60HRC，球式滾動體(4)的硬度比軸圈(1)和座圈(2)的硬度大1～2HRC。

進一步地，所述支撐軸(6)采用冷裝或軸端增加卡環的方式固定安裝在分體保持架隔板(3)的軸孔內。