專利名稱：立式支座軸承組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機械制造范圍，確切地說是關(guān)于立式支座的軸承組。它可用于重載高速立軸，比如用于立式離心機、鉆探設(shè)備、發(fā)電機等結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的任務(wù)，在于制造一種從載荷均衡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上能保證各軸承之間載荷均勻分配的立式支座軸承組，以便提高整個軸承組的壽命和可靠性。
在目前現(xiàn)有的立式支座軸承組的結(jié)構(gòu)中，所有軸承都是依次套裝在軸上，其間用剛性軸套隔開。這樣會造成各軸承的不均勻受載，從而降低整個軸承組的壽命。
從技術(shù)實質(zhì)和所達(dá)到的效果來看，下面這種立式支座軸承組(SU，A，No681250、509732)算是最近似的其滾動軸承是一個摞一個地裝在一殼體內(nèi)，其間留有徑向間隙，每個軸承是由置于軸承內(nèi)外環(huán)之間滾動體構(gòu)成並在各滾動軸承之間具有載荷均衡系統(tǒng)。
在該軸承組中，載荷均衡系統(tǒng)是由置于各軸承內(nèi)環(huán)與外環(huán)之間，而又相互不接觸的彈性元件，如盤形或其它形狀彈簧所構(gòu)成。這種結(jié)構(gòu)就會當(dāng)軸承組受載時，使其力順序地由一個軸承傳遞給另一個軸承。結(jié)果使所有軸承都承受原始的作用力。因此，在這種軸承組中，載荷不能在各軸承間均勻分配。這就會降低軸承組的壽命，尤其在高速度與重載荷情況下，更是如此。
本發(fā)明的任務(wù)，就是要創(chuàng)造這樣一種立式支座軸承組，其載荷均衡系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上能保證各軸承間的載荷均勻分配，從而提高整個軸承組的壽命與可靠性。
提出的任務(wù)用下列方法解決在具有若干個滾動軸承和軸承間載荷均衡系統(tǒng)的立式支座軸承組中，軸承是一個摞一個地裝在一殼體內(nèi)，軸承與殼體之間留有徑向間隙;每個軸承的滾動體布置在內(nèi)外環(huán)之間各滾動軸承間的載荷均衡系統(tǒng)具有布置在一種同名環(huán)之間的彈性元件根據(jù)本發(fā)明，載荷均衡系統(tǒng)還具有剛性隔離軸套，它裝在相鄰滾動軸承的另一些同名環(huán)之間、位于與彈性元件接觸的同名環(huán)之間並在它們之間留有軸向間隙的隔離臺和通過隔離臺與彈性元件相互作用的連接套。
運用加隔離臺和連接套並在各軸承的同名環(huán)之間留有軸向間隙的辦法，可使所有軸承同時受載，造成載荷在各軸承間分配並且每個軸承所承受的載荷是與軸承的數(shù)量成反比。
連接套最宜制成帶有環(huán)形內(nèi)臺(即隔離臺)的套筒狀。裝在殼體內(nèi)能使它們沿殼體移動，彈性元件制成襯墊狀，以簡化軸承組的結(jié)構(gòu)。
彈性元件和連接套亦可制成空心腔室(另一方案)，彼此相通並充滿壓縮氣體，而隔離臺則剛性固定在殼體上。這樣可以保證軸承組具有很低的自振頻率，增大其阻尼性能，其結(jié)果是降低軸承組的載荷並提高其壽命。
根據(jù)立式支座軸承組的結(jié)構(gòu)方案，它具有空心腔室的工作控制部分，后者包括壓力源、高壓和低壓儲氣罐及反饋管線。在這種情況下，是由壓力源和反饋管線將高壓和低壓儲氣罐同空心腔室連通起來。
這種結(jié)構(gòu)可以根據(jù)支座的旋轉(zhuǎn)速度有起伏地改變其自振頻率，這樣會顯著降低支座在加速和制動工況時的振幅，即處于諧振工作狀態(tài)。
下面借助附圖，以結(jié)構(gòu)的實施例對本發(fā)明加以詳細(xì)地說明，其附圖有

圖1-軸承組的總剖面圖，與發(fā)明相符圖2-軸承組的另一方案圖3-支座振幅一頻率特性曲線圖圖4-支座力的特性曲線圖。
立式支座軸承組包括若干個滾動軸承(圖1、2)，它們一個摞一個地裝在殼體內(nèi)並留有徑向間隙2，每個軸承都是由置于內(nèi)環(huán)4和外環(huán)5之間的滾動體3所形成，還包括有載荷均衡系統(tǒng)A。間隙2的值按一般轉(zhuǎn)動配合或滑配合的尺寸來確定。
載荷均衡系統(tǒng)A，包括裝在相鄰滾動軸承同名內(nèi)環(huán)之間的剛性隔離軸套6、與外環(huán)接觸的彈性元件7、連接套8和隔離臺9，后者位于外環(huán)5之間並留有軸向間隙10。連接套8與彈性元件7之間是通過隔離臺9相互作用的。
各軸承的內(nèi)環(huán)4和剛性隔離軸套6套裝在軸11上並借助軸11的軸肩12和13來限制它們產(chǎn)生軸向移動。
連接套8可以有不同的結(jié)構(gòu)，這要取決于軸11的轉(zhuǎn)速、載荷形式與值。比如根據(jù)圖1，每個連接套8都制成帶有內(nèi)臺的套筒14的形狀，內(nèi)臺成為隔離臺9。套筒14是一個摞一個地裝在殼體1內(nèi)並在載荷Q的作用下能沿殼體移動。這里的每個彈性元件7都制成同樣的襯墊形狀，比如用橡膠或其它彈性材料制作，布置在隔離臺9與外環(huán)5之間。每個隔離臺9與相鄰軸承的外環(huán)5之間留有一軸向間隙10。
這種結(jié)構(gòu)的軸承組是按下列方式進(jìn)行工作的。
軸向載荷Q是按箭頭方向施加在軸承組上的。在軸11旋轉(zhuǎn)過程中，載荷Q通過帶有隔離臺9的套筒14和彈性元件7傳遞給所有軸承的外環(huán)5。這時，彈性元件7被壓縮，帶有隔離臺9的套筒14沿殼體的徑向間隙2移動，而軸承外環(huán)5則朝軸向間隙10移動，通過這種方式來補償滾動軸承的制造誤差及其彈性變形。所有彈性元件7都是相同的，並且它們的彈性變形值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于軸承制造誤差及其彈性變形的值，所以全部軸承能同時承受相同的力，此力將根據(jù)軸承組中的軸承數(shù)量而成反比地減少。
根據(jù)軸承組的另一個結(jié)構(gòu)方案，彈性元件7和連接套8都制成空心腔室15的形狀(圖2)，它們之間彼此聯(lián)通並充滿壓縮氣體。可以用壓縮空氣軟管作為空心腔室15，將軟管按螺旋狀穿過整個軸承組，其布置如圖2所示，在每個軸承的外環(huán)5與殼體1的間隙中有一圈軟管作為連接套8，而另有一圈軟管布置在外環(huán)5與水平隔離臺9之間作為彈性元件7。
在此方案中，隔離臺9剛性固定在殼體1的內(nèi)側(cè)。為了控制空心腔室15的工作，在軸承組中有一控制部分，這部分包括由普通部件和元件構(gòu)成的壓力源16、高壓與低壓儲氣罐17和18、反饋管線19及軸11的轉(zhuǎn)速傳感器20。高壓和低壓儲氣罐17和18的輸出管與空心腔室15相連，壓力源16的輸出管與儲氣罐17和18的輸入管相接，而反饋管線19的輸入管與轉(zhuǎn)速傳感器20相接，而輸出管則與儲氣罐17和18相接。
這種結(jié)構(gòu)的軸承組是按下列方式進(jìn)行工作的開始時，儲氣罐17保持著低壓，它只等于儲氣罐18中高壓的1/10～1/15。在軸11旋轉(zhuǎn)過程中，載荷Q通過空心腔室15同時傳遞給軸承中的所有軸承。由于空心腔室15彼此相通並連接在一個儲氣罐上，所以每個腔室內(nèi)的壓力都是相同的，這樣，如同上面介紹的，就能將載荷同時分配到全部軸承上。
當(dāng)軸11的轉(zhuǎn)速ω＜ωo1+K2]]>時，高壓儲氣罐便與腔室15接通，式中ωo-當(dāng)高壓儲氣罐與腔室15接通時系統(tǒng)本身的轉(zhuǎn)速K-低壓儲氣罐與高壓儲氣罐的壓力比。如果當(dāng)ω＞ωo
時，通過反饋管線將高壓儲氣罐關(guān)閉並使低壓儲氣罐接通。
軸承組的動載下降情況繪于振幅頻率特性曲線圖(圖3)和動力特性曲線圖(圖4)中。從特性曲線可以看出，當(dāng)支座加速時，隨著其角速度ω的增加，離心力F(圖4上線22)和振幅A(圖3上線23)也在增大。這種工作狀況由振幅頻率特性曲線23的支線OC反映出來。當(dāng)軸11達(dá)到轉(zhuǎn)速ω＞ωo1+K2]]>時，空心腔氣15將從高壓儲氣罐17轉(zhuǎn)換到低壓儲氣罐18。當(dāng)軸的轉(zhuǎn)速繼續(xù)增大時，支座的振幅A將按線23的CD段衰減。在制動狀況，即角速度ω減小時，軸的振幅A接DC段增大，直到從低壓儲氣罐轉(zhuǎn)換到高壓儲氣罐，當(dāng)轉(zhuǎn)速ω＝ωo1+K2]]>時將發(fā)生這種情況，在這之后，軸的轉(zhuǎn)速和振幅將按CO段曲線繼續(xù)下降。
因此，由于在軸加速和制動時儲氣罐的轉(zhuǎn)換，支座的振幅將限制在振幅頻率特性曲線的C點內(nèi)。
支座振幅的局限有助于降低動載並有助于提高支座的可靠性。
權(quán)利要求
1.立式支座軸承組包括若干個滾動軸承和滾動軸承間載荷均衡系統(tǒng)A。滾動軸承是一個摞一個地裝在殼體1內(nèi)並留有徑向間隙2，每個軸承的滾動體3布置在內(nèi)環(huán)4和外環(huán)5之間，載荷均衡系統(tǒng)的彈性元件7布置在一種同名環(huán)5之間，其特點在于，載荷均衡系統(tǒng)A具有布置相鄰滾動軸承3的另一種同名環(huán)4之間的剛性隔離軸套6，布置在與彈性元件接觸的同名環(huán)5之間的隔離臺9，並在隔離臺9之間留有軸向間隙10和連接套8，在接套以及與彈性元件7之間是通過隔離臺9進(jìn)行相互作用的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，軸承組的特點在于連接套8制成帶有形成隔離臺9內(nèi)肩的套筒狀件14，連接套能沿著殼體1移動，這種結(jié)構(gòu)的彈性元件7制成襯墊狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，軸承組的特點在于，彈性元件7和連接套8均制成空心腔室15狀，它們之間彼此相通並充滿壓縮氣體，此方案的隔離臺9是剛性固定在殼體1上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3，軸承組的特點在于它具有空心腔室15工作的控制部分，控制部分包括壓力源16、高壓與低壓儲氣罐17和18以及反饋管線19，在這種結(jié)構(gòu)中，高壓和低壓儲氣罐17和18是與空心腔室15、壓力源16及反饋管線19相連的。
全文摘要
本軸承組適用于高速重載荷立軸。它包括有殼體1、位于軸承外環(huán)5和內(nèi)環(huán)4之間的滾動體3和載荷均衡系統(tǒng)A。載荷均衡系統(tǒng)A具有布置在各軸承外環(huán)5之間的彈性元件7、位于各內(nèi)環(huán)4之間的剛性隔離軸套6和連接套8，它們之間以及同彈性元件之間是通過隔離臺9相互作用。這種結(jié)構(gòu)可使載荷在各軸承之間均勻分配。
文檔編號F16C19/54GK1044702SQ8910064
公開日1990年8月15日 申請日期1989年2月4日 優(yōu)先權(quán)日1989年2月4日
發(fā)明者勃雷尼斯夫·米斯拉維奇·克里姆克斯克, 亞歷山大·伊萬諾維奇·帕魚, 尼克雷·米哈羅維奇·帕特夫, 夫拉米·米羅斯拉維奇·帕斯絡(luò)克, 帕拉·哥羅哥維奇·阿諾端夫 申請人:科學(xué)生產(chǎn)機械化聯(lián)合公司