CN1018085B - 油膜轴承和轴瓦 - Google Patents

Abstract

一种油膜轴承，用于维持液压油膜可旋转地支承辊压机的辊子轴颈。轴承包括有轴瓦被用来中断油膜的承载载荷的连续性，并将载荷区划分成复合压力区。

Description

本发明涉及辊压机内旋转地支承辊子轴颈表面的油膜轴承的改进。

在典型辊压机的油膜轴承，如图1和2所简示，辊子10有轴颈部分12。轴颈部分12可以是锥形的，如图1中所示，也可以是圆柱形的。轴套14被承受于轴颈部分12，并相对轴颈部分12固定。该轴套的外表面限定了辊子的轴颈表面16。轴瓦18有内支承面20，围绕和旋转地支承轴颈表面16。该轴瓦容纳于和固定在轴承座22内。该轴承座在其外侧被端板24和盖子26所封闭。密封组件28被提供于辊子10和轴承座22的内侧之间。

在轴压机正常运转期间，辊子以足够速度旋转时，为了全液压运转，连续的油流通过成套在轴承座的油路29、在轴瓦的供油口30和在支承表面20的重镗孔32供应。从这里，油进入支承表面20和旋转轴颈表面16之间，在支承载荷区“Z”形成维持液压的稍微呈楔形的油膜34。载荷区位于作用在辊子的载荷“L”相对的一侧处，同时载荷区压力曲线轮廓，在图1中以“P”描述。

虽然图中未显示，应认识到，当辊子不旋转或者以比要求产生和维持液压油膜34的速度更慢的速度旋转时，在大多数情况下是采用常规的液压装置，来在轴颈表面和支承表面之间形成所需的油膜。

在载荷区的内侧端和外侧端，油从轴颈表面16和支承表面20之间连续地排出。从内侧端排出的油，流入由密封组件28和邻近的轴承座、轴瓦和辊子的表面所封闭的内侧油槽36。从外侧端排出的油，流入由端板24和轴承座22所封闭的外侧油槽38。油槽36、38由一个或多个钻透轴承座的油路40相连，而外油槽38连接至一个常用润滑系统（图中未示）， 后者将油过滤、冷却和再循环回流至轴承，再导流至轴颈表面16和支承表面20之间。

应该理解在此所采用的术语“油”广泛地被看作包括了在所考虑类型的轴承内所采用的所有种类的润滑剂，例如包括矿物油、合成油和混合油与油添加剂。

本发明的一个目的是实现上述油膜轴承的刚度的增加。在这采用的术语“刚度”，意思是指载荷L作用在辊子时，轴承抵抗轴颈表面16相对支承表面20的移动的能力。

本发明的另一个目的是借助增加流过轴承的油的油量，来减小轴承操作温度。一个成对的目的是减少排入内油槽36的油量，致使减少在正常磨损条件下从密封组件28油流失的可能性。

本发明还有一个目的，是在加载荷期间，辊子受弯曲条件下，改善轴瓦和轴承座相对于轴套的轴颈表面自行调整的能力。

前述的目的和优点，借助采用新型的轴瓦和轴承组合来达到，该轴瓦和轴承组合以这样方式中断了维持液压油膜承受载荷的连续性，它使载荷区分割成复合的压力区。各个复合压力区产生的最大压力，比图1中显示的通常单一的压力区Z的最大压力更大，结果使轴承的整个刚度增加。

下面将更详细地介绍本发明的最佳实施例，轴瓦有两段壁面部分，限定了圆柱形的轴向地排列的内支承表面，在其上部分的维持液压油膜承载在载荷区。经过包括了在各个内支承面的供油口的入口装置，油被连续地供应至载荷区，并且，同样地经过轴向地安插在内支承表面之间的出口装置，从与载荷区相对的一端连续地流动。供油口和出口装置彼此相互隔离，是借助于圆柱形内支承表面的介入部分。

出口装置最好含有在内支承表面之间的轴向间隔。最好地是，轴瓦的两个壁面部分由减小了厚度的中间腹部整体地连接，以提供一个单一 的壁面件，而内支承表面上的轴向间隔，是由一个在壁面件内表面上的沟槽所形成。

另外，两个壁面部分可以彼此相互分离，以在内支承表面之间的轴向间隔，构成在它们之间的轴向分离部分。

为了在各个复合压力区维持较高的最大压力，流过轴承的油量增加，这增加了的油量，从轴承处转移了更多的热量，这有利于操作温度的降低。

最好是，被出口装置从载荷区移走的油，通过轴承排回至外油槽内。这减少了排入内油槽的油量，那末减少了在正常磨损条件下，通过轴颈密封油流失的可能性。

出口装置最好位于轴承中央，因此将载荷区分割成两个相同的复合压力区。该相同的复合压力区，产生了相对作用的力矩，从轴承的中央等矩离地轴向间隔，因此加强了轴承自行调整的能力。另外，出口装置可不对中地定位，提供不相等的压力区，被设计用于实施一合成力矩，相对于作用于辊子上的外弯曲力。

图1是常用辊压机油膜轴承纵向剖视的简图;

图2是沿图1中2-2线得到放大的横剖视图，其中轴颈表面和支承表面之间的间隙，为了便于解说，被夸大;

图3是根据本发明的辊压机油膜轴承和轴承座组合纵向剖视的简图;

图4A和4B是沿图3中4A-4A和4B-4B剖线得到放大的横剖视图，尺寸被夸大，便于解说;

图5是在图3和4显示的轴瓦的纵向剖视图;

图6是比较根据本发明的轴瓦的复合压力区的压力曲线和常用轴瓦的单一压力区的压力曲线的图解;

图7根据本发明的另一轴瓦实例的另一种轴承实例的局部纵向剖视图。

根据本发明的最佳实施例的轴瓦和轴承组合，描绘于图3至7中，其中与图1和2现有技术中相同的另件，以同一标号标志。轴瓦50包括了两个壁面部分50a、50b，限定了圆柱形的轴向地排列的内支面20a、20b，在上面有部分维持液压油膜承载在荷载区内。如图4B中所显示，油经过进口装置进入轴颈表面16和支承表面20b之间，进口装置包括了在轴承内的两个油路29中的其中一个、延伸通过轴瓦壁面部分50b的供油口30以及在支承表面的重镗孔32。虽然没显示，应理解到相同的一套的油路29、供油口30和重镗孔32和支承表面20a相配备。

正如现有技术的设计，油是从载荷区的端部直接流向内和外油槽36、38。然而，油也经过位于内支承表面20a、20b之间的出口装置移动。在图3至5图示的轴瓦实例中，两个壁面部分50a、50b，由中间腹部50c整体地连接，而上述出路装置包括在腹部50c内的沟槽52，限定了在内支承表面20a、20b之间的轴向间隔“S”。

各供油口30和重镗孔32与沟槽52隔离，是借助内支承表面的介入部分20a′、20b′，这样就防止了进油直接逃逸至沟槽52，而不首先导流至载荷区处。

可在图4A中最清楚地看到，腹部50c有排油口54，与轴承座22内的穿孔56连通。穿孔56经过油路58连接至外油槽38。

沟槽52轴向地分割载荷区，得到复合压力区Z、Z，各分别有压力曲线图在图3和6，以“P”和“P”图示。如图6所示，在各压力开Z、Z得到的最大压力“a”，大于在通常无分割的载荷区Z内得到的最大压力“b”。这对轴承的刚性度是有利的。

现再参看图6，双压力曲线P、P、产生相等的相对力矩M、M，作用在轴承中央相对的两侧，改进了轴承的自我调整的性能。

为了维持这较高的压力，流过轴承的油量必须比流过用作比较的通用轴承的油量增加20%。这所增加的油量从轴承移走更多的热量，并形 成显著的低温的操作温度。

油从两个压力区Z、Z连续地排放至沟槽52。从那里，油流过排油口54、穿孔56和油路58，流回至外油槽38，外油槽38也从压力区Z的外侧收留回油。另外，从压力区Z的内侧排放流入内油槽36的油，也被引导经过油路40回流至外侧油槽38。

以这样的安排，虽然流过轴承的总油量增加了，而被排放流入内侧油槽的油量实际上减少了40%。这样，由于密封组件28的磨损引起油压的损失显著地减小。

可以图4A和4B清楚地看到，沟槽52最好围绕轴瓦的轴线整360°地延伸，有可交替地使用的一套位于水平基准面“X-X”相对两侧的排油口54，还有可交替地使用的位于垂直基准面“y-y”相对两侧的供油口30和重镗孔32。这样，可允许在轴瓦一侧磨损后，将它转动180°。

根据前面叙述过的内容，本领域的专业人士可意识到可作进行各种改变和变型而不脱离本发明的基本概念。例如，中断维持液压油膜的承载的连续性，可由将沟槽安置在轴颈表面16，而不是这里介绍的是安置在支承表面20。可采用多于一个的沟槽，来轴向地分割轴承成多于两个压力区。

同样，沟槽不需要定位于轴承中心。在某些情况下，将沟槽安置稍微偏离中心是有好处的，得到不平衡的力矩M、M，因此形成合力矩，以对抗作用在辊子上的变曲力。

如图7所示，支承表面20a、20b之间的间隔“S”，可由将两个壁面部分50a、50b实际上分开来实现，并将排放油从载荷区经过径向油路60和连结油路62引导至外侧油槽38。

Claims (9)

1、一种轴瓦(18)，用于在保持液压的润滑剂膜(34)上支承一旋转轴颈表面(16)，该轴瓦(18)有壁面部分(50a、50b)，限定了圆柱形的轴向地排列的内支承表面(20a、20b)，在其上面部分润滑剂膜(34)承载于载荷区(Z₁、Z₂)，有进口装置(30、32)通过上述壁面部分(50a、50b)延伸着，并且在上述内支承面(20a、20b)包含有供应口(32)，还有出口装置(52、54)用来从上述载荷区(Z₁、Z₂)移走润滑剂，其特征在于，上述出口装置(52、54)在上述内支承表面(20a、20b)之间轴向地插入，并借助上述内支承表面(20a、20b)的介入部分与上述进口装置(30、32)隔离。

2、根据权利要求1所述的轴瓦，其特征在于，上述出口装置（52、54）包括装置（52），在位于上述载荷区（Z₁、Z₂）的上述内支承表面（20a、20b）之间限定一轴向间隔。

3、根据权利要求2所述的轴瓦，其特征在于，上述轴瓦壁面部分（50a、50b）是整体地连结，提供了一整体的壁面部件，并且在上述内支承表面（20a、20b）之间限定一轴向间隔的装置，是由在上述壁面部件的内表面上一沟槽（52）所构成。

4、根据权利要求2所述的轴瓦，其特征在于，上述壁面部分（50a、50b）是相互分开的，并且上述轴向间隔（S）在上述壁面部分（50a、50b）的相邻两端部之间构成一轴向分开部分。

5、根据权利要求3所述的轴瓦，其特征在于，上述出口装置（52、54）包括与上述沟槽（52）连通的排出口（54），并从那里穿过上述壁面部件往外地延伸至其外部。

6、根据权利要求2、3、4或5任何一项所述的轴瓦，其特征在于，上述进口装置包括供应口（32），安置在将轴瓦分成两部分的垂直基准面的相对两侧，并且上述轴向间隔（S）围绕轴瓦轴线成360°地延伸。

7、根据权利要求3所述的轴瓦，其特征在于，上述进口装置包括供应口（32），安置在将轴瓦分成两部分的垂直基准面的相对两侧，上述沟槽（52）围绕轴瓦轴线成360°地延伸，并且上述出口装置（54）包括与上述沟槽（52）连通的排出口（54），并从那里穿过上述壁面部件（50a、50b）往外地延伸至其外部，上述排出口（54）位于将上述轴瓦分成两部分的水平基准面的相对两侧。

8、根据权利要求1所述的轴瓦，其特征在于，上述旋转轴颈表面（16）是辊压机的辊子轴颈部分（12），而轴瓦（18）包含在和固定在一轴承座（22）内。

9、根据权利要求8所述的轴瓦，其特征在于，有装置限定内、外油槽（36、38），用于分到地从上述载荷区（Z、Z）的内、外端部收留润滑剂，并且有装置延伸穿过上述轴承座，将上述内油槽（36）和上述出口装置（52、54）连通至上述外油槽（38）。

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