[发明专利]一种智能型可倾瓦推力轴承装置

说明书

技术领域

本发明属于轴承装置技术领域，特别涉及一种滑动轴承装置。

背景技术

可倾瓦推力轴承载能力大，稳定性好，自对中能力高，被广泛地用于汽轮发电机，鼓风机等高速重载机械上。但由于加工安装差，以及推力盘、转子和瓦块的变形等原因，会出现某个瓦块的润滑膜厚度较其他的小，导致这个瓦块局部承载量大，温升偏高，最终导致主机工作异常,轻则造成滑动轴承的磨损，重则烧毁瓦块，抱轴等严重事故，一旦事故发生，就要停机整修，耽误生产，造成巨大的经济损失。

对于推力轴承的偏载问题，金斯伯里公司推出金斯伯里平衡式止推轴承，瓦块由相互搭接的铰支梁支撑，应用杠杆原理传递不均匀力，巧妙地解决了支推轴承偏载问题，该轴承不能主动调节，只能被动调节（赵永韬.金斯伯里平衡式推力轴承结构特点和推力间隙的测量方法,热力发电，2002（1）：67）。王文，李福宝利用超磁致伸缩微位移驱动器调节止推轴承各瓦块与推力盘的间隙，实验效果理想，但每个微位移伸缩驱动器需要电磁线圈及线圈骨架，且要将产生的磁场对外屏蔽，结构及安装都比较复杂（王文，李宝福.智能止推油膜轴承（专利号：2005100262382））。

发明内容

本发明针对可倾瓦推力轴承易产生偏载的问题，旨在提出一种结构简单，安装容易，控制方便的智能型可倾瓦推力轴承装置，能及时地发现并迅速解决偏载问题，该装置能大大提高可倾瓦推力轴承的寿命。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种智能型可倾瓦推力轴承装置，包括状态可调可倾瓦推力轴承及检测控制回路；所述状态可调可倾瓦推力轴承包括推力盘、若干瓦块、导向盘和底座；所述若干瓦块位于推力盘与导向盘之间；导向盘上设有若干导向孔；若干顶块上端面的顶尖穿过导向盘中对应的导向孔支撑对应的瓦块；顶块的中间具有阶梯；若干橡胶垫圈被夹在导向盘与对应的顶块阶梯之间；导向盘的导向孔与顶块为间隙配合；若干压电陶瓷叠堆通过导热绝缘胶粘接于对应顶块下端面与底座之间；导向盘与底座通过螺栓固连，给导向盘定位并给橡胶垫圈施加预紧力；所述的检测控制回路包括贴在若干顶块上的若干电阻应变片，电阻应变片连接应变信号调理电路，电阻应变片信号调理电路的输出端连接AD转换器，AD转换器的输出端连接控制器；若干压电陶瓷电源的输入端接控制器，输出端连接对应的压电陶瓷叠堆。

本发明进一步的改进在于：控制器通过AD转换器、电阻应变片及应变信号调理电路测量顶块所受的力。

本发明进一步的改进在于：压电陶瓷叠堆为通过若干同型号的小面积压电陶瓷叠堆拼接组成的大面积压电陶瓷叠堆；所有瓦块的压电陶瓷叠堆都能够产生几十微米级的压缩量，初始状态下，对各个压电陶瓷叠堆都不施加电压。

本发明进一步的改进在于：当压电陶瓷叠堆未施加电压时，对橡胶垫圈施加初始预紧力；初始预紧力使橡胶垫圈受的压力为润滑剂进口压力的1.5～2倍。

本发明进一步的改进在于：橡胶垫圈在初始预紧后还能够产生几十微米级的伸缩变形，变形前后整个橡胶垫圈所承受的力的改变量要小于预紧力的1/10。

本发明进一步的改进在于：瓦块的承载量为由电阻应变片测量顶块所受的力减去对橡胶垫圈的初始预紧力。

本发明进一步的改进在于：当状态可调可倾瓦推力轴承中某个瓦块的承载量比其他瓦块的承载量大于某一临界值时，控制器发出信号控制该瓦块上压电陶瓷叠堆的变形，增大其润滑膜厚度，减小该瓦块的承载量。

本发明进一步的改进在于：橡胶垫圈用弹性模量为2～3Mpa的软橡胶制成，厚度为2～3mm。

综上所述，本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

本发明的可倾瓦推力轴承各块瓦的润滑膜厚度通过压电陶瓷叠堆组成的微位移驱动器进行主动调节，结构简单，安装容易，控制方便。

本发明在轴承上安装电阻应变片直接监测各个瓦块的承载量，能及时并准确地知道轴承的工作状况以及是否有偏载发生。

整个装置以瓦块承载量为负反馈，可以及时调节瓦块与推力盘的间隙，使各个瓦块的承载量均衡。

由于轴承润滑膜厚度常常也为几十微米，压电陶瓷叠堆产生的微位移与其是同一个数量级的，并且压电陶瓷的承载能力也足够大，本发明应用压电陶瓷叠堆改变瓦块与推力盘的间隙，进而解决推力轴承的偏载问题。

附图说明

图1为智能型可倾瓦推力轴承装置结构示意图。