可倾瓦式水润滑橡胶合金轴承.pdf

1、10申请公布号CN102322476A43申请公布日20120118CN102322476ACN102322476A21申请号201110277791922申请日20110919F16C17/03200601F16C33/22200601F16C33/0420060171申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙正街174号72发明人王家序韩彦峰周广武肖科殷雷74专利代理机构北京同恒源知识产权代理有限公司11275代理人赵荣之54发明名称可倾瓦式水润滑橡胶合金轴承57摘要本发明公开了一种可倾瓦式水润滑橡胶合金轴承，轴瓦采用可倾式，这种结构能够使水润滑橡胶合金轴承形成更稳定的楔形压力水膜，可

2、倾轴瓦在工作时可以随转速、载荷及轴承水膜厚度的不同而自动调整转子中心，在轴颈四周形成多个水楔，通过楔形压力水膜使轴悬浮工作，改善了轴的受力情况，使轴承不容易磨损，同时也降低了能耗；当轴受到外界干扰时，可倾轴瓦会随着轴的扰动而绕支点摆动，很快就会达到新的平衡，使轴快速恢复稳定运转，有效的提高了轴承的运行稳定性；因此，本发明能有效的延长水润滑橡胶合金轴承的使用寿命，降低轴承运行时的振动和噪声，节约使用成本。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图3页CN102322484A1/1页21一种可倾瓦式水润滑橡胶合金轴承，包括轴壳（1）、沿周向均匀分布于

3、轴壳（1）内的轴瓦（2）和固定粘接于轴瓦（2）内侧的橡胶合金衬（3），其特征在于所述轴壳（1）内壁固定设置有沿轴向布置并沿周向均匀分布的支撑条（4），所述支撑条（4）与轴瓦（2）一一对应，支撑条（4）的顶部横截面为圆形，所述轴瓦（2）外侧设置横截面为圆形的轴向凹槽（2A），支撑条（4）的顶部间隙配合嵌入凹槽（2A）内形成轴瓦（2）可绕支撑条（4）顶部摆动的可倾结构。2根据权利要求1所述的可倾瓦式水润滑橡胶合金轴承，其特征在于相邻轴瓦（2）之间固定设置有横截面为T型的压条（5），压条（5）头部的两个横向突出部位分别形成相邻两个轴瓦（2）端部的径向限位，与所述水润滑橡胶合金轴承配合的轴（6）、压条

4、（5）和轴壳（1）内壁之间共同围成轴瓦（2）的摆动空间。3根据权利要求2所述的可倾瓦式水润滑橡胶合金轴承，其特征在于所述支撑条（4）的顶部纵截面和设置于轴瓦（2）外侧的凹槽（2A）的纵截面均为向轴壳（1）轴心线凸出的弓形。4根据权利要求3所述的可倾瓦式水润滑橡胶合金轴承，其特征在于所述橡胶合金衬（3）内侧设置13个沿周向均匀分布的轴向直槽（3A），直槽（3A）之间的橡胶合金衬（3）内侧表面和值槽（3A）与压条（5）之间的橡胶合金衬（3）内侧表面为轴承工作面。5根据权利要求4所述的可倾瓦式水润滑橡胶合金轴承，其特征在于所述轴承工作面的横截面为凹弧形，直槽（3A）和橡胶合金衬（3）沿周向的两个侧面

5、均与工作面之间圆滑过度。6根据权利要求5所述的可倾瓦式水润滑橡胶合金轴承，其特征在于所述支撑条（4）的底部横截面为燕尾形，所述轴壳（1）上开有与支撑条（4）底部对应的燕尾槽，支撑条（4）底部嵌入燕尾槽内。7根据权利要求6所述的可倾瓦式水润滑橡胶合金轴承，其特征在于所述轴承工作面的半径为R1，与所述轴承配合的轴（6）的半径为R2，所述轴（6）与轴承工作面之间的间隙为C，R1R2与C之间的比值为123。8根据权利要求7所述的可倾瓦式水润滑橡胶合金轴承，其特征在于所述轴瓦（2）的有效张角为1，所述轴瓦（2）起始边到支撑条（4）顶部中心之间的张角为2，2/1058061。9根据权利要求8所述的可倾瓦式

6、水润滑橡胶合金轴承，其特征在于所述支撑条（4）顶部外表面与轴瓦（2）外侧的凹槽（2A）内表面均涂覆有固体润滑涂层。10根据权利要求9所述的可倾瓦式水润滑橡胶合金轴承，其特征在于所述轴瓦（2）在摆动空间内摆动时，不接触轴壳（1）和压条（5）。权利要求书CN102322476ACN102322484A1/4页3可倾瓦式水润滑橡胶合金轴承技术领域0001本发明涉及一种轴承，特别涉及一种水润滑橡胶合金轴承。背景技术0002机械传动装置特别是船舶推进系统中的各种摩擦副，往往以金属构件组成，用矿物油作为润滑介质。耗费了大量矿物油和贵重金属等战略资源，为了防止油泄漏，需要进行密封，使其结构相当复杂，很难降低

7、或减少各种机械传动不可避免的摩擦、磨损、振动、冲击、噪声、无功能耗。在传动系统中仍然存在可靠性差和寿命较短等问题，特别是存在因密封泄漏油污染江河湖海水环境日趋严重的状况。0003在船舶行业，据船检局有关部门的统计资料表明，仅一艘功率为880KW的推轮船，其推进系统每年由艉轴泄漏的润滑油在3吨以上，在三峡库区及长江流域航行中采用油润滑轴承系统的船舶共计10多万艘，而每艘船平均年润滑油泄漏量为2吨左右，不仅极大地浪费了润滑油料，同时也对江河湖海环境造成了极为严重的污染。目前，在西方工业发达国家如美国已立法禁止航行在内陆流域的船舶使用油润滑轴承，以保护和净化水资源。我国如果还允许运行在内河流域的船舶

8、继续使用油润滑轴承，那么对水资源所造成的油污染势必更加严重地破坏整个生态环境，从而危及到人类的生存条件。因此，去研究开发无污染并具有减振、降噪、耐磨、可靠、高效、节能、承载能力强、设备寿命长等功效的新型轴承系统，并加以推广应用，以解决江河湖海环境严重污染问题，应该说这是船舶工业、内河航运的当务之急。0004现有技术中，水润滑橡胶合金轴承的轴瓦是与轴壳制成一体固定不动的，运转过程中，由于受力和力矩不平衡，轴心在做一定频率的涡动，从而产生较大的摩擦、磨损、振动和噪声。0005因此，需要对现有的水润滑橡胶合金轴承进行改进，使轴心能够稳定运转，降低磨损、振动和噪音，延长水润滑橡胶合金轴承的使用寿命，并

9、节约使用成本。发明内容0006有鉴于此，本发明提供一种可倾瓦式水润滑橡胶合金轴承，该水润滑橡胶合金轴承的轴瓦可随轴的扰动而摆动，快速恢复轴的平衡稳定运转，降低磨损、振动和噪音，达到延长水润滑橡胶合金轴承的使用寿命，并节约使用成本的目的。0007本发明的可倾瓦式水润滑橡胶合金轴承，包括轴壳、沿周向均匀分布于轴壳内的轴瓦和固定粘接于轴瓦内侧的橡胶合金衬，所述轴壳内壁固定设置有沿轴向布置并沿周向均匀分布的的支撑条，所述支撑条与轴瓦一一对应，支撑条的顶部横截面为圆形，所述轴瓦外侧设置横截面为圆形的轴向凹槽，支撑条的顶部间隙配合嵌入凹槽内形成轴瓦可绕支撑条顶部摆动的可倾结构。0008进一步，相邻轴瓦之间

10、固定设置有横截面为T型的压条，压条头部的两个横向突出部位分别形成相邻两个轴瓦端部的径向限位，与所述水润滑橡胶合金轴承配合的轴、压说明书CN102322476ACN102322484A2/4页4条和轴壳内壁之间共同围成轴瓦的摆动空间；进一步，所述支撑条的顶部纵截面和设置于轴瓦外侧的凹槽的纵截面均为向轴壳轴心线凸出的弓形；进一步，所述橡胶合金衬内侧设置13个沿周向均匀分布的轴向直槽，直槽之间的橡胶合金衬内侧表面和直槽与压条之间的橡胶合金衬内侧表面为轴承工作面；进一步，所述轴承工作面的横截面为凹弧形，直槽和橡胶合金衬沿周向的两个侧面均与工作面之间圆滑过渡；进一步，所述支撑条的底部横截面为燕尾形，所述

11、轴壳上开有与支撑条底部对应的燕尾槽，支撑条底部嵌入燕尾槽内；进一步，所述轴承工作面的半径为R1，与所述轴承配合的轴的半径为R2，所述轴与轴承工作面之间的间隙为C，R1R2与C之间的比值为123；进一步，所述轴瓦的有效张角为1，所述轴瓦起始边到支撑条顶部中心之间的张角为2，2/1058061；进一步，所述支撑条顶部外表面与轴瓦外侧的凹槽内表面均涂覆有固体润滑涂层；进一步，所述轴瓦在摆动空间内摆动时，不接触轴壳和压条。0009本发明的有益效果本发明的可倾瓦式水润滑橡胶合金轴承，轴瓦采用可倾式，这种结构能够使水润滑橡胶合金轴承形成更稳定的楔形压力水膜，可倾轴瓦在工作时可以随转速、载荷及轴承水膜厚度的

12、不同而自动调整转子中心，在轴颈四周形成多个水楔，通过楔形压力水膜使轴悬浮工作，改善了轴的受力情况，使轴承不容易磨损，同时也降低了能耗；当轴受到外界干扰时，可倾轴瓦会随着轴的扰动而绕支点摆动，很快就会达到新的平衡，使轴快速恢复稳定运转，有效的提高了轴承的运行稳定性；因此，本发明能有效的沿长水润滑橡胶合金轴承的使用寿命，降低轴承运行时的振动和噪声，节约使用成本。附图说明0010下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。0011图1为本发明的结构示意图；图2为图1的AA旋转剖视图；图3为支撑条的结构示意图；图4为图3的左视图；图5为图1中的处局部放大图。具体实施方式0012以下将结合附图对本发明进行

13、详细说明，如图所示本实施例的可倾瓦式水润滑橡胶合金轴承，包括轴壳1、沿周向均匀分布于轴壳1内的轴瓦2和固定粘接于轴瓦2内侧的橡胶合金衬3，一般轴瓦的数量在3个以上，本实施例采用5个轴瓦，所述轴壳1内壁固定设置有沿轴向布置并沿周向均匀分布的支撑条4，所述支撑条4与轴瓦2一一对应，支撑条4的顶部横截面为圆形，所述轴瓦2外侧设置横截面为圆形的轴向凹槽2A，支撑条4的顶部间隙配合嵌入凹槽2A内形成轴瓦2可绕支撑条4顶部摆动的可倾结构，可倾轴瓦在工作时可以随转速、载荷及轴承水膜厚度的不同而自动调整转子中心，在轴颈四周形成多个水楔，说明书CN102322476ACN102322484A3/4页5通过楔形压

14、力水膜使轴悬浮工作，改善了轴的受力情况，使轴承不容易磨损，同时也降低了能耗；当轴受到外界干扰时，可倾轴瓦会随着轴的扰动而绕支点摆动，很快就会达到新的平衡，使轴快速恢复稳定运转，有效的提高了轴承的运行稳定性，因此，该结构能有效的延长水润滑橡胶合金轴承的使用寿命，降低轴承运行时的振动和噪声，节约使用成本。0013作为上述技术方案的进一步改进，相邻轴瓦2之间固定设置有横截面为T型的压条5，压条5头部的两个横向突出部位分别形成相邻两个轴瓦2端部的径向限位，与所述水润滑橡胶合金轴承配合的轴6、压条5和轴壳1内壁之间共同围成轴瓦2的摆动空间，轴承正常工作的情况下，轴瓦不与轴壳1和压条5接触，通过压条的限位

15、，既可以保证轴瓦在非正常工作情况下不偏离其摆动位置，同时，也使轴承在装配时轴瓦不会因为没有限位掉落而增加装配难度。0014作为上述技术方案的进一步改进，所述支撑条4的顶部纵截面和设置于轴瓦2外侧的凹槽2A的纵截面均为向轴壳1轴心线凸出的弓形，可以使轴瓦在轴线方向上做微小的摆动，从而适应轴承的同轴度误差和轴的弯曲变形，同时可有效防止轴承工作时轴瓦产生轴向窜动，提高轴承工作的稳定性，降低磨损、振动和噪音。0015作为上述技术方案的进一步改进，所述橡胶合金衬3内侧设置13个沿周向均匀分布的轴向直槽3A，本实施例中设置1个直槽，直槽3A之间的橡胶合金衬3内侧表面和直槽3A与压条5之间的橡胶合金衬3内侧

16、表面为轴承工作面，通过直槽3A将橡胶合金衬分成多个工作面，以便于在单个瓦块上也形成更多楔形水膜，使瓦块受力更加均匀、工作更加稳定，进一步改善轴的受力情况，使轴承不容易磨损，同时也降低能耗。0016作为上述技术方案的进一步改进，所述轴承工作面的横截面为凹弧形，直槽3A和橡胶合金衬3沿周向的两个侧面均与工作面之间圆滑过渡，有利于进入工作面的泥沙和杂质排泄到直槽中，从而有利于减小工作面的磨损，此外橡胶合金衬3沿周向的两个侧面均与工作面之间圆滑过渡，使轴瓦入口处有一段收敛楔形，这种结构可以防止“卸载”了的或轻载了的轴瓦卡死或倒转而发生摩擦烧瓦。0017作为上述技术方案的进一步改进，所述支撑条4的底部横

17、截面为燕尾形，所述轴壳1上开有与支撑条4底部对应的燕尾槽，支撑条4底部嵌入燕尾槽内，通过燕尾形卡槽的结构来固定支撑条，易于加工和拆装。0018作为上述技术方案的进一步改进，所述轴承工作面的半径为R1，与所述轴承配合的轴6的半径为R2，所述轴6与轴承工作面之间的间隙为C，R1R2（R1与R2之差）与C之间的比值为123，即设置轴承预偏心，可以使轴在工作载荷下工作时所有的轴瓦相对于轴心都无负偏心，从而防止“静失稳（瓦块不断的摆来摆去）”现象出现。此外，适当的设置预偏心，还可以提高轴承的承载能力。0019作为上述技术方案的进一步改进，所述轴瓦2的有效张角为1，所述轴瓦2起始边到支撑条4顶部中心之间的

18、张角为2，支点的周向位置参数2/1是可倾瓦轴承设计的主要参数之一，它对轴承的承载和动态特性影响十分明显，一般2/1058061，应跟据瓦块的长宽比选取最佳2/1值，使瓦块的支点位置最佳，可有效提高轴承的承载能力和动态特性；此外支点的弹性直接影响轴水膜的刚性和阻尼，从而影响静、动态性能，要根据不同的应用场合把支点设计成刚性或柔性。0020作为上述技术方案的进一步改进，所述支撑条4顶部外表面与轴瓦2外侧的凹槽说明书CN102322476ACN102322484A4/4页62A内表面均涂覆有固体润滑涂层，如MOS2等，降低轴瓦绕支撑条转动时所产生的摩擦，降低磨损、振动和噪音。0021作为上述技术方案

19、的进一步改进，在进行结构设计时，要求所述轴瓦2在摆动空间内摆动时，不接触轴壳1和压条5，进一步减少轴承工作时的振动、噪音等参数。0022本发明的可倾瓦式水润滑橡胶合金轴承的可倾瓦块个数、直槽个数、R1R2/C值和2/1值与轴的轴径对照选取参照下表进行参数选取对照表最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。说明书CN102322476ACN102322484A1/3页7图1说明书附图CN102322476ACN102322484A2/3页8图2图3说明书附图CN102322476ACN102322484A3/3页9图4图5说明书附图CN102322476A