一種可調式動靜壓軸承的製作方法

2023-10-29 23:47:17

一種可調式動靜壓軸承的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可調式動靜壓軸承。包括軸承（5）和套在軸承（5）外面的軸承套（4），軸承（5）為圓筒狀；其特徵在於：軸承（5）外圓均布一組軸向設置的錐形肋板（8），錐形肋板（8）上設有聯通孔（9）；軸承套（4）的內孔為與錐形肋板（8）錐度相同的錐形孔（14）；軸承套（4）中部設有軸承套進油孔（15）。本實用新型的動壓腔可根據不同負載調節，以擴展軸承的適應能力和運行效率。軸承運行過程中油膜均勻，散熱性能好，適用於砂輪線速度為60m/s高速軋輥磨床的磨頭應用。
【專利說明】—種可調式動靜壓軸承
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種可調式動靜壓軸承，屬於可調節式高速精密軋輥磨床磨頭油膜軸承製作【技術領域】。
【背景技術】
[0002]軋輥磨床磨頭常用軸承有純靜壓軸承和純動壓軸承以及動靜壓軸承三種。純靜壓軸承需要一套大功率的供油系統，純動壓軸承在啟動和停車時有摩擦產生，動靜壓軸承是軋輥磨床磨頭用軸承的發展方向。目前，軋輥磨床磨頭所採用的動靜壓軸承其靜壓腔是人為加工的。而動壓腔是由於主軸直徑略小於軸承內孔，主軸安裝在軸承內孔中之後，由於主軸的重量作用，主軸與軸承之間形成的間隙就是動壓腔。上述動壓腔只適用於砂輪線速度小於45m/s的工作狀態。當砂輪線速度超過45m/s時，產生的熱量超出了軸承散熱的極限從而破壞了油膜，使軸和軸承發生了金屬間的直接接觸，軸承會被燒壞。因此目前的動靜壓軸承只能應用於砂輪線速度低於45m/s的普通軋輥磨床，而不適合用於砂輪線速度高於45m/s且小於150m/s的高速軋棍磨床。
[0003]為了適應高速精密軋輥磨床對軸承的需求，本人於2012年03月14日提交了申請號為201210066477.0，名稱為《一種高速軋輥磨床磨頭的動靜壓軸承及其製作方法》的發明專利(注:已通過初審，但還沒有授權)，和專利號為201220094959.2，名稱為《一種高速軋輥磨床磨頭的動靜壓軸承》的實用新型專利(注:已授權)。上述兩個專利的目的是為砂輪線速度為80m/s的高速軋輥磨床提供一種動靜壓軸承，其方法主要是採用冷卻液對軸承進行冷卻，未設調整機構。本次申請是對上述兩個專利的改進。

【發明內容】

[0004]本實用新型的目的在於，提供一種可調式動靜壓軸承，以滿足砂輪線速度60m/s高速軋輥磨床對軸承的需求。
[0005]本實用新型的技術方案:
[0006]—種可調式動靜壓軸承,包括軸承和套在軸承外面的軸承套,軸承為圓筒狀；軸承外圓均布一組軸向設置的錐形肋板，錐形肋板上設有聯通孔；軸承套的內孔為與錐形肋板錐度相同的錐形孔；軸承套中部設有軸承套進油孔。
[0007]前述動靜壓軸承中，所述軸承套兩端分別設有外螺紋，外螺紋上設有過油孔；軸承套兩端的外螺紋分別與前調節端蓋和後調節端蓋上的內螺紋配合連接；兩個調節端蓋均為圓環狀，外側設有六方凸臺；圓環的內螺紋處設有徑向設置的出油槽；前調節端蓋和後調節端蓋與軸承之間分別設有前調節板和後調節板。
[0008]前述動靜壓軸承中，所述前調節板和後調節板均為圓環狀，圓環上設有徑向設置的出油孔；圓環的外圓設有密封槽，密封槽內設有密封圈。
[0009]前述動靜壓軸承中，所述錐形肋板之間的軸承外圓上設有矩形肋板，矩形肋板的高度低於錐形肋板的最低高度；矩形肋板上設有軸承進油孔，與軸承進油孔對應的軸承內壁上設有進油導流槽，進油導流槽兩端封閉，封閉端距軸承兩端邊緣5-8mm。
[0010]前述動靜壓軸承中，所述與錐形肋板對應的軸承內壁設有靜壓腔，靜壓腔為兩端封閉的矩形槽，寬度大於進油導流槽的寬度。
[0011]與現有技術相比，本實用新型採用調節機構來調節軸承與軸承套錐度配合的面積，從而可以根據不同的負載情況來調節軸承的運行情況，提高了軸承的應用範圍和運行效率；利用軸承套和軸承肋板間的配合，強制軸承發生變形而形成楔形動壓腔，從而突破了目前傳統軋輥磨床動靜壓軸承動壓腔依靠重力自然形成而導致油膜分布不均的局限；通過靜壓腔，有效防止了啟動和停車時的幹摩擦，同時，靜壓油膜和動壓油膜在工作過程中聯合發生作用使軸承承受外負載；本實用新型油膜均化作用強，散熱性能好，屬於動壓和靜壓聯合效應軸承。適用於砂輪線速度為60m/S高速軋輥磨床的磨頭中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0013]圖2是本實用新型的原理圖；
[0014]圖3是圖1的三維視圖；
[0015]圖4是圖3的分解示意圖。
[0016]附圖中的標記為:1-前調節端蓋、2-前調節板、3-密封圈、4-軸承套、5-軸承、6-後調節板、7-後調節端蓋、8-錐形肋板、9-聯通孔、10-靜壓腔、11-矩形肋板、12-軸承進油孔、13-進油導流槽、14-錐形孔、15-軸承套進油孔、16-外螺紋、17-出油孔、18-內螺紋、19-六方凸臺、20-密封槽，21-出油槽，22-過油孔，23-動壓腔，24-主軸。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但不作為對本實用新型的任何限制。
[0018]一種可調式動靜壓軸承，如圖1、圖3和圖4所示。包括軸承5和套在軸承5外面的軸承套4，軸承5為圓筒狀；軸承5外圓均布一組軸向設置的錐形肋板8，錐形肋板8上設有聯通孔9 ;軸承套4的內孔為與錐形肋板8錐度相同的錐形孔14 ;軸承套4中部設有軸承套進油孔15。軸承套4兩端分別設有外螺紋16，外螺紋16上設有過油孔22 ;軸承套4兩端的外螺紋16分別與前調節端蓋I和後調節端蓋7上的內螺紋18配合連接；兩個調節端蓋均為圓環狀，外側設有六方凸臺19 ;圓環的內螺紋18處設有徑向設置的出油槽21 ;前調節端蓋I和後調節端蓋7與軸承5之間分別設有前調節板2和後調節板6。前調節板2和後調節板6均為圓環狀，圓環上設有徑向設置的出油孔17 ;圓環的外圓設有密封槽20，密封槽20內設有密封圈3。所述錐形肋板8之間的軸承外圓上設有矩形肋板11，矩形肋板11的高度低於錐形肋板8的最低高度；矩形肋板11上設有軸承進油孔12，與軸承進油孔12對應的軸承內壁上設有進油導流槽13，進油導流槽13兩端封閉，封閉端距軸承兩端邊緣5-8mm。與錐形肋板8對應的軸承5內壁設有靜壓腔10，靜壓腔10為兩端封閉的矩形槽，寬度大於進油導流槽13的寬度。
[0019]本實用新型的調節原理如圖1和圖2所示，本實用新型是在軸承5的外圓上加工一組均布的錐形肋板8 ;同時將軸承套4的內孔加工成與錐形肋板8錐度相同的錐形孔14，軸承5位於軸承套4的錐形孔14內；通過改變軸承5在軸承套錐形孔內的軸向位置改變軸承套4對錐形肋板8的側壓力，使軸承內孔產生不同程度的非圓變形，從而強制軸承內孔與主軸24之間形成間隙不同的楔形動壓腔23 ;根據不同負載調節楔形動壓腔23的大小以擴展軸承5的適應能力和運行效率。所述改變軸承5在軸承套錐形孔內的軸向位置是在軸承套4兩端設置螺紋，通過軸承套錐形孔大內徑端螺紋上的後調節端蓋7頂壓軸承5沿軸承套錐形孔軸線向軸承套錐形孔小內徑端移動，增大軸承套4對軸承5的側壓力，使軸承內孔的變形增大，軸承內孔與主軸之間形成的楔形動壓腔增大，軸承套4另一端的前調節端蓋I起定位作用；通過軸承套錐形孔小內徑端螺紋上的前調節端蓋I頂壓軸承5沿軸承套錐形孔軸線向軸承套錐形孔大內徑端移動，減小軸承套4對軸承5的側壓力，使軸承內孔的變形減小，軸承內孔與主軸24之間形成的楔形動壓腔23減小，軸承套4另一端的後調節端蓋7起定位作用。所述錐形肋板8之間設有矩形肋板11，矩形肋板11上設有軸承進油孔12，與軸承進油孔12對應的軸承內壁上設有進油導流槽13，進油導流槽13兩端封閉，封閉端距軸承5兩端邊緣距離為5-8mm ;主軸24旋轉時，帶著進油導流槽13內的油液在整個進油導流槽長度範圍內向軸承5內部發散。所述錐形肋板8對應的軸承內壁上設有靜壓腔10，在開機前先通過軸承進油孔12向軸承內孔注入油液，油液通過主軸24與軸承內孔之間的間隙流入靜壓腔10，使主軸24懸浮於軸承內孔中，從而避免開機時主軸24與軸承5之間的摩擦。所述前後調節端蓋通過前後調節板對軸承5兩端形成擠壓力，前後調節板上設有密封圈3，通過密封圈3使軸承套4內腔形成密封結構，防止軸承內部油液外溢造成軸承5內部油壓降低。
實施例
[0020]本實施例如圖1-4所示，其中圖2是本實用新型的原理圖，由圖2可見。圖2中的陰影部分是主軸24，主軸24外面是軸承5，軸承5的外圓上設有四個錐形肋板8，當四個錐形肋板8受到如圖中指向錐形肋板8的箭頭所示的側壓力後，迫使軸承5的內孔產生非圓變形，四個錐形肋板8向內擠壓，另外四個矩形肋板11向外擴張，使主軸24與軸承5之間的間隙形成大小間隔的八個楔形動壓腔23。所述側壓力是由軸承套4的錐形孔14擠壓錐形肋板8形成的(見圖4)，當後調節端蓋7旋入時，後調節端蓋7通過後調節板6頂著軸承5向軸承套錐形孔的小口徑段移動，側壓力增大，變形也越大，使得矩形肋板11對應處主軸24與軸承5之間的間隙(楔形動壓腔23)變大。反之，當前調節端蓋I旋入時，前調節端蓋I通過前調節板2頂著軸承5向軸承套錐形孔的大口徑段移動，側壓力減小，變形也越小，使得矩形肋板11對應處主軸24與軸承5之間的間隙(楔形動壓腔23)變小。本實用新型如圖4所示，包括前調節端蓋1、前調節板2、後調節端蓋7以及後調節板6組成，軸承套4的兩端均加工有外螺紋16，前調節端蓋I和後調節端蓋7上均加工有內螺紋18分別與軸承套4上的外螺紋16相配套；軸承5上均布有四個錐形肋板8，通過此四個錐形肋板8與軸承套4的錐度配合強迫軸承5發生變形，從而在裝配過程中強制軸承5形成8個楔形動壓腔；前調節板2和後調節板6起傳遞作用力和密封的作用，分別將前、後調節端蓋在軸承套4上的螺紋旋緊力傳遞給軸承5，從而使軸承的4個肋板與軸承套的錐度配合面積發生變化；另外，前調節板2和後調節板6通過密封圈3與軸承套4形成密封結構，防止軸承內部油液流出，壓力降低；強制形成的8個楔形動壓腔的大小和形狀(亦即軸承5發生變形的程度)由前、後調節端蓋的位置決定，通過調節前、後調節端蓋與軸承套4之間的螺紋副旋合位置可以調節軸承5變形的大小，從而可達到調節8個楔形動壓腔的大小和形狀的目的，本例的調節機構可以根據負載的情況來調節軸承的運行情況，從而使得軸承的運行工況範圍廣，適應能力強以及運行效率高。另外，軸承5上加工有4個靜壓腔10，分別開在每個矩形肋板11對應的軸承內壁上，開設靜壓腔10的目的是在開機時，先通過軸承套進油孔15向靜壓腔10中注入油液，使安裝在軸承內孔中的主軸24浮起，從而避免開機時主軸24與軸承5之間的摩擦，同理，在停機時，在靜壓腔油液的靜壓作用下，亦可有效避免主軸24與軸承5之間的摩擦。工作時，動壓力和靜壓力同時起作用，共同抵抗外負載。所述前調節板2和後調節板6上設有密封圈3。使整個軸承內部呈密封狀態，少量滲漏的液壓油可以通過設在軸承套4兩端外螺紋上的過油孔22、設在前後調節板上的出油孔17和設在前後調節端蓋上的出油槽21排出。由於前後調節端蓋與軸承套4之間的螺紋連接，為防止調節過程中過油孔22與出油槽21之間發生錯位，出現排油不暢的情況，出油槽21可以加工成長槽，具有一定的包容量。
【權利要求】
1.一種可調式動靜壓軸承，包括軸承(5)和套在軸承(5)外面的軸承套(4)，軸承(5)為圓筒狀；其特徵在於:軸承(5)外圓均布一組軸向設置的錐形肋板(8)，錐形肋板(8)上設有聯通孔(9);軸承套(4)的內孔為與錐形肋板(8)錐度相同的錐形孔(14);軸承套(4)中部設有軸承套進油孔(15)。
2.根據權利要求1所述動靜壓軸承，其特徵在於:所述軸承套(4)兩端分別設有外螺紋(16)，外螺紋(16)上設有過油孔(22);軸承套(4)兩端的外螺紋(16)分別與前調節端蓋(I)和後調節端蓋(7 )上的內螺紋(18 )配合連接；兩個調節端蓋均為圓環狀，外側設有六方凸臺(19);圓環的內螺紋(18)處設有徑向設置的出油槽(21);前調節端蓋(I)和後調節端蓋(7 )與軸承(5 )之間分別設有前調節板(2 )和後調節板(6 )。
3.根據權利要求2所述動靜壓軸承，其特徵在於:所述前調節板(2)和後調節板(6)均為圓環狀，圓環上設有徑向設置的出油孔(17);圓環的外圓設有密封槽(20)，密封槽(20)內設有密封圈(3)。
4.根據權利要求3所述動靜壓軸承，其特徵在於:所述錐形肋板(8)之間的軸承外圓上設有矩形肋板(11)，矩形肋板(11)的高度低於錐形肋板(8 )的最低高度；矩形肋板(11)上設有軸承進油孔(12)，與軸承進油孔(12)對應的軸承內壁上設有進油導流槽(13)，進油導流槽(13)兩端封閉，封閉端距軸承兩端邊緣5-8mm。
5.根據權利要求4所述動靜壓軸承，其特徵在於:所述與錐形肋板(8)對應的軸承(5)內壁設有靜壓腔(10)，靜壓腔(10)為兩端封閉的矩形槽，寬度大於進油導流槽(13)的寬度。
【文檔編號】F16C32/00GK203532527SQ201320706555
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年11月11日 優先權日:2013年11月11日
【發明者】吳懷超, 令狐克均, 陳詩陶, 孟祥傑 申請人:貴州大學