自動(dòng)平衡水泵軸向力的止推軸承裝置制造方法
【專利摘要】一種自動(dòng)平衡水泵軸向力的止推軸承裝置，包括防塵盤、軸承擋套、無擋邊軸承、軸套螺母和軸承體，其特殊之處是：在泵軸上安裝有軸承隔套和止推軸承，止推軸承外安裝軸承套，在軸承套外安裝調(diào)整套，止推軸承外圈與軸承套為過盈配合，調(diào)整套位于軸承體內(nèi)且與軸承體之間鍵連接，調(diào)整套與軸承套之間為滑動(dòng)配合，軸承體和調(diào)整套之間沿軸向設(shè)有彈簧，調(diào)整套與軸承套之間設(shè)有防鉆裝置；在調(diào)整套后端面上安裝有調(diào)整盤及定位桿，在軸承體后端面上安裝有無孔軸承壓蓋，定位桿通過無孔軸承壓蓋上的中心孔與安裝在定位桿外面的調(diào)整鎖緊部件相配合。該裝置能自動(dòng)平衡、隨時(shí)調(diào)節(jié)軸向力，承擔(dān)殘余軸向力，加工精度要求不高，裝配簡單，維護(hù)方便，而且使用壽命長。
【專利說明】自動(dòng)平衡水泵軸向力的止推軸承裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大流量、高揚(yáng)程水泵(含其它流體設(shè)備)上的自動(dòng)平衡水泵軸向力的止推軸承裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前很多企業(yè)在生產(chǎn)過程中需要使用大流量、高揚(yáng)程的多段式排水泵?，F(xiàn)有的多段式排水泵通常是將進(jìn)出水段、中段、導(dǎo)葉通過緊固螺栓擰緊固定在一起，在兩側(cè)進(jìn)出水段上固定有軸承支座，通過軸承支座支撐貫穿多段式泵體的泵軸，在泵軸上安裝多個(gè)葉輪和平衡系統(tǒng)。其平衡系統(tǒng)是由安裝在泵軸與出水段上的平衡盤、平衡板和平衡套，以及連接進(jìn)水段和出水段內(nèi)腔的平衡水管構(gòu)成。
[0003]這種水泵由于是多級(jí)泵，在運(yùn)行中安裝在泵軸上的葉輪等部件受到的軸向力非常大，為了避免軸向力影響水泵正常運(yùn)行，因此在水泵設(shè)計(jì)時(shí)增加了平衡系統(tǒng)，由平衡系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)子部件的竄動(dòng)，轉(zhuǎn)子部件包括泵軸、軸套、葉輪，使轉(zhuǎn)子部件所承受的軸向力達(dá)到平衡狀態(tài)，即軸向力在一特定揚(yáng)程、流量狀態(tài)下為零，兩側(cè)的軸承在允許的工況條件下工作，保證水泵正常運(yùn)行。該種結(jié)構(gòu)的水泵由于轉(zhuǎn)子部件是竄動(dòng)的，因此故障率高，部件易損壞，軸封漏水嚴(yán)重，運(yùn)行壽命短，而且它的機(jī)械損失、水力損失、容積損失都很大，全年平均效率較低，一般不超過70%。
[0004]上述水泵，如果把平衡板、平衡盤之間的間隙調(diào)整到一個(gè)合適的尺寸，然后將轉(zhuǎn)子部件固定，也能平衡掉軸向力，殘余軸向力由一側(cè)的止推軸承承擔(dān)，但它們的間隙很難調(diào)整，一但調(diào)整不好或軸向力發(fā)生較大變化時(shí)，該泵就不能正常運(yùn)行。
[0005]如果泵軸不竄動(dòng)，在水泵的一側(cè)需加裝平衡組件及止推軸承，用止推軸承來承擔(dān)殘余軸向力。這樣做在理論上是可行的，但對(duì)該軸承要求比較苛刻，存在以下兩個(gè)問題，一是加工、裝配精度要求高，二是該軸承即承擔(dān)軸向力，也承擔(dān)徑向力，軸承壽命較短，而且止推軸承配對(duì)也有較大的技術(shù)難度。
[0006]有一種帶平衡轂結(jié)構(gòu)的多級(jí)泵，它也能平衡軸向力，但平衡轂、平衡轂套體積很大，加工精度較高，水泵裝配完畢后它們之間的位置、間隙是固定的，如果水泵運(yùn)行參數(shù)發(fā)生變化，使軸向力發(fā)生較大的改變時(shí)，多余的軸向力只能由軸承來承擔(dān)，如果該軸向力超過了軸承的承載力，可能會(huì)使軸承發(fā)生損壞。
[0007]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種自動(dòng)平衡水泵軸向力的止推軸承裝置，該止推軸承裝置能自動(dòng)平衡、隨時(shí)調(diào)節(jié)軸向力，承擔(dān)殘余軸向力，加工精度要求不高，裝配簡單，維護(hù)方便，而且使用壽命長。
[0009]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0010]一種自動(dòng)平衡水泵軸向力的止推軸承裝置，包括由前至后安裝在泵軸上的防塵盤、軸承擋套、無擋邊軸承和軸套螺母，在無擋邊軸承外套裝有軸承體，軸承體前端面安裝有軸承壓蓋，其特殊之處是:在泵軸上位于無擋邊軸承和軸套螺母之間安裝有軸承隔套和止推軸承，止推軸承外安裝軸承套，在軸承套外安裝調(diào)整套，止推軸承外圈與軸承套為過盈配合，調(diào)整套位于軸承體內(nèi)且與軸承體之間鍵連接，調(diào)整套在軸承體內(nèi)滑動(dòng)，調(diào)整套與軸承套之間為滑動(dòng)配合，所述軸承體和調(diào)整套之間沿軸向設(shè)有彈簧，所述調(diào)整套與軸承套之間設(shè)有防鉆裝置；在調(diào)整套后端面上安裝有調(diào)整盤，調(diào)整盤后端面中心固設(shè)有定位桿，在軸承體后端面上安裝有無孔軸承壓蓋，定位桿通過無孔軸承壓蓋上的中心孔與安裝在定位桿外面的調(diào)整鎖緊部件相配合。
[0011]在軸承壓蓋上設(shè)置密封蓋，所述密封蓋與防塵盤之間為迷宮密封。
[0012]所述防鉆裝置是由在所述調(diào)整套內(nèi)沿軸向設(shè)置的定位銷和位于軸承套上對(duì)應(yīng)定位銷處的定位孔構(gòu)成，所述定位銷的另一端固定在所述軸承套的定位孔內(nèi)。
[0013]在無孔軸承壓蓋的中心孔處設(shè)置有油封，防止軸承體的潤滑油外泄。
[0014]水泵啟動(dòng)后，水的壓力作用在平衡盤上，使平衡板、平衡盤形成一定的縫隙，使一部分水流到了平衡盤的后端，通過平衡板、平衡盤之間形成的一定量的縫隙，使平衡盤兩側(cè)水的的壓力達(dá)到平衡，使水泵能正常工作。在水泵啟動(dòng)的最初階段，平衡盤所承受的力是不穩(wěn)定的，可能向進(jìn)水端方向也可能向出水端方向。由于平衡盤固定在泵軸上，當(dāng)兩個(gè)力不平衡時(shí)，在壓力的作用下，轉(zhuǎn)子部件開始移動(dòng)，平衡板、平衡盤之間的間隙也隨之發(fā)生變化，當(dāng)兩者之間的間隙達(dá)到一定數(shù)值時(shí)(這個(gè)數(shù)值是隨機(jī)變化的，很難用其它檢測手段來確定的)，平衡盤后端水的壓力與平衡盤前端水的壓力達(dá)到了平衡，即兩端的力大小相等，方向相反，此刻軸向力為零，這時(shí)軸向力達(dá)到了平衡。如果水泵參數(shù)不發(fā)生大的變化，轉(zhuǎn)子部件基本上在該位置上運(yùn)行。水泵啟動(dòng)、停車時(shí)軸向力應(yīng)較大，正常運(yùn)行時(shí)軸向力趨于為零；水泵正常運(yùn)行時(shí)，軸承一般只承擔(dān)徑向力。
[0015]在本發(fā)明中，調(diào)整套在軸承體內(nèi)可以滑動(dòng)，用于調(diào)整和消除軸向力，保證水泵平穩(wěn)運(yùn)行。軸承組件(止推軸承、軸承套)與泵軸是固定在一起的，軸承組件與泵軸一起移動(dòng)，按上述原理當(dāng)軸向力為零時(shí)，軸承組件也就移動(dòng)到了某一特定的位置，此時(shí)軸向力為零，這時(shí)通過調(diào)整鎖緊部件將調(diào)整套與軸承體鎖緊，止推軸承在調(diào)整套的限制下，已經(jīng)不可能向進(jìn)水端運(yùn)動(dòng)，這時(shí)偶有殘余軸向力，止推軸承完全可以承擔(dān)；如果軸向力指向出水端，止推軸承滾動(dòng)體與泵軸一起向出水端運(yùn)動(dòng)，軸承外套在彈簧的作用下，跟隨軸承滾動(dòng)體一起向出水端運(yùn)動(dòng)，保證了軸承不會(huì)因軸承外套與軸承滾動(dòng)體分離而生產(chǎn)滑動(dòng)。
[0016]在該裝置中，止推軸承外圈與軸承套為過盈配合，軸承套與調(diào)整套之間有一定的滑動(dòng)間隙，調(diào)整套與軸承套之間設(shè)防鉆裝置，目的是讓軸承外套只能做軸向運(yùn)動(dòng)，不允許旋轉(zhuǎn)，由于軸承套與調(diào)整套之間有一定的間隙，所以軸承可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)心，以消除機(jī)械加工與裝配上的誤差；調(diào)整套和軸承體之間鍵連接，目的是軸承外套只能軸向運(yùn)動(dòng)，不允許徑向旋轉(zhuǎn)；調(diào)整套與軸承體軸向相接面上安裝彈簧，目的是軸向力一旦向出水方向時(shí)，確保軸承外套與軸承滾動(dòng)體一起運(yùn)動(dòng)，保證軸承滾動(dòng)體還能在軸承外套原來的運(yùn)行軌跡上運(yùn)行，防止因軸承滾動(dòng)體與軸承外套滑動(dòng)而損壞；當(dāng)軸向力為零時(shí)通過調(diào)整鎖緊部件將調(diào)整套、軸承套和調(diào)整盤一起鎖緊；無擋邊軸承是承擔(dān)徑向力的，在水泵相對(duì)平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)，一般來講軸向力為零，止推軸承是不工作的，這時(shí)由無擋邊軸承來承擔(dān)徑向力，大多數(shù)時(shí)間是無擋邊軸承工作。
[0017]綜上所述，由于在出水段一側(cè)有平衡板、平衡盤，通過平衡板、平衡盤之間間隙的變化來平衡軸向力，隨著平衡板、平衡盤之間間隙的變化，轉(zhuǎn)子部件與止推軸承也就移動(dòng)到了某一位置，這一點(diǎn)軸向力為零，然后將軸承體與調(diào)整套鎖緊固定，從而達(dá)到轉(zhuǎn)子部件不在竄動(dòng)的狀態(tài)下運(yùn)行；如果水泵運(yùn)行參數(shù)發(fā)生微量改變，多余的軸向力，即殘余軸向力由止推軸承承擔(dān)。該泵最終使轉(zhuǎn)子部件實(shí)現(xiàn)了軸向無竄動(dòng)，取消了原有的平衡系統(tǒng)，由新的平衡系統(tǒng)使該泵達(dá)到了軸向力的平衡，工作效率可提高15-30%，水泵總效率在80%前后，工作效率高、故障率低、維修費(fèi)用低，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、無人值守，運(yùn)行壽命是現(xiàn)有多段式排水泵的1.5-2 倍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:1 一防塵盤，2 —軸承壓蓋，3 —軸承體，4 一無擋邊軸承，5 —無孔軸承壓蓋，
6一止推軸承，7 —調(diào)整鎖緊部件，8 —調(diào)整盤，9 一軸承套，10 一調(diào)整套，11 一彈簧，12 一軸承擋套、13 —密封蓋，14 一泵軸，15 一定位銷，16 一定位桿，17 一軸套螺母，18 一軸承隔套，19 一油封，20 —水泵轉(zhuǎn)子部件，21 —平衡板，22 —平衡盤。

【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖所示，該自動(dòng)平衡水泵軸向力的止推軸承裝置，包括由前至后安裝在泵軸14上的防塵盤1、軸承擋套12、無擋邊軸承4和軸套螺母17，在無擋邊軸承4外套裝有軸承體3，軸承體3前端面安裝有軸承壓蓋2，在泵軸14上位于無擋邊軸承4和軸套螺母17之間安裝有軸承隔套18和止推軸承6，止推軸承6外安裝軸承套9，在軸承套9外安裝調(diào)整套10，止推軸承6外圈與軸承套9為過盈配合,調(diào)整套10位于軸承體3內(nèi)且與軸承體3之間鍵連接，所述軸承體3和調(diào)整套10之間沿軸向設(shè)有彈簧11，調(diào)整套10在軸承體3內(nèi)滑動(dòng)，調(diào)整套10與軸承套9之間有一定間隙且其間滑動(dòng)配合，所述調(diào)整套10與軸承套9之間設(shè)有防鉆裝置，；在調(diào)整套10后端面上通過螺栓及螺母安裝有調(diào)整盤8，調(diào)整盤8后端面中心固設(shè)有定位桿16，在軸承體3后端面上通過螺釘安裝有無孔軸承壓蓋5，定位桿16通過無孔軸承壓蓋上的中心孔與安裝在定位桿16外面的調(diào)整鎖緊部件7相配合，本實(shí)施例中調(diào)整鎖緊部件7采用鎖緊螺母，實(shí)際不受本實(shí)施例限定。
[0022]在軸承壓蓋2上設(shè)置密封蓋13，所述密封蓋13與防塵盤I之間為迷宮密封。
[0023]本實(shí)施例中防鉆裝置是這樣構(gòu)成的:在所述調(diào)整套10內(nèi)沿軸向設(shè)有定位銷15，軸承套9對(duì)應(yīng)定位銷15處設(shè)有定位孔，所述定位銷15的另一端固定在軸承套9的定位孔內(nèi)。實(shí)際不受本實(shí)施例限定。
[0024]在無孔軸承壓蓋5的中心孔處設(shè)置有油封19，防止軸承體的潤滑油外泄。
[0025]水泵啟動(dòng)后，平衡板21、平衡盤22在水的壓力下，形成一定的縫隙，此時(shí)軸向力為零，這時(shí)將調(diào)整鎖緊部件7鎖緊，水泵轉(zhuǎn)子部件20、調(diào)整套10等都在一個(gè)合適的位置上正常運(yùn)行。如果軸向力變化較大，達(dá)到或超過止推軸承所能曾受的軸向力時(shí)，軸承溫度上升，當(dāng)溫度達(dá)到允許溫度的上限時(shí)，軸承體3測溫裝置報(bào)警，此時(shí)將調(diào)整鎖緊部件7松開，待水泵軸向力達(dá)到新的平衡后，再將其鎖緊，該泵仍然平穩(wěn)運(yùn)行。
[0026]無論是水泵特性曲線中的哪一點(diǎn)，只要其參數(shù)在該泵允許的工況范圍內(nèi)即可。調(diào)整套10鎖緊后，如果水泵運(yùn)行參數(shù)發(fā)生了變化，只要其參數(shù)在該泵的工況范圍內(nèi)變化，即在設(shè)計(jì)點(diǎn)、最大點(diǎn)、最小點(diǎn)之間變化，變化后所產(chǎn)生的多余軸向力，也就是作用在平衡板、平衡盤上的相互抵消后剩余的殘余軸向力止推軸承裝置是可以承擔(dān)的。
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)平衡水泵軸向力的止推軸承裝置，包括由前至后安裝在泵軸上的防塵盤、軸承擋套、無擋邊軸承和軸套螺母，在無擋邊軸承外套裝有軸承體，軸承體前端面安裝有軸承壓蓋，其特征是:在泵軸上位于無擋邊軸承和軸套螺母之間安裝有軸承隔套和止推軸承，止推軸承外安裝軸承套，在軸承套外安裝調(diào)整套，止推軸承外圈與軸承套為過盈配合，調(diào)整套位于軸承體內(nèi)且與軸承體之間鍵連接，調(diào)整套在軸承體內(nèi)滑動(dòng)，調(diào)整套與軸承套之間為滑動(dòng)配合，所述軸承體和調(diào)整套之間沿軸向設(shè)有彈簧，所述調(diào)整套與軸承套之間設(shè)有防鉆裝置；在調(diào)整套后端面上安裝有調(diào)整盤，調(diào)整盤后端面中心固設(shè)有定位桿，在軸承體后端面上安裝有無孔軸承壓蓋，定位桿通過無孔軸承壓蓋上的中心孔與安裝在定位桿外面的調(diào)整鎖緊部件相配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)平衡水泵軸向力的止推軸承裝置，其特征是:在軸承壓蓋上設(shè)置密封蓋，所述密封蓋與防塵盤之間為迷宮密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)平衡水泵軸向力的止推軸承裝置，其特征是:所述防鉆裝置是由在所述調(diào)整套內(nèi)沿軸向設(shè)置的定位銷和位于軸承套上對(duì)應(yīng)定位銷處的定位孔構(gòu)成，所述定位銷的另一端固定在所述軸承套的定位孔內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)平衡水泵軸向力的止推軸承裝置，其特征是:在無孔軸承壓蓋的中心孔處設(shè)置有油封。
【文檔編號(hào)】F04D29/046GK204140478SQ201420601155
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】谷峰, 張輝, 趙德清, 李暢, 范小存, 張寒旭, 邱文學(xué), 劉影 申請(qǐng)人:錦州重型水泵有限公司