[发明专利]液压支承的止推轴承

说明书

本发明介绍的是液压支承止推轴承，具体地说，是用于大型垂直轴电机的液压支承止推轴承。

用于大型垂直轴机器中的止推轴承，通常包括一个安装在机器转动件上的表面朝下的环和若干带朝上表面的轴瓦或轴承瓦块，轴承瓦块将转动环支承在油膜上，油膜一般由轴承瓦块和转动环浸没在油池里提供。

为使轴瓦表面与转动环表面配合，大家都知道是将每个轴瓦安装在靠近轴瓦中心的枢轴上，并且使轴瓦在前缘处稍微向下倾斜，以便使油膜形成微小的楔形轮廓。这样可提高承载能力和降低元件的温度。然而在这种基本形式下，这样的装配是有缺点的。它能使总的轴承载荷在各个单独的轴瓦之间产生不均匀分配的情况。曾经作了一些工作以减轻这个困难。例如采用平衡杆系统来解决。在1951年8月21日由Baudrg发表的美国专利2565116中，就是采用平衡杆的一个实例。

在采用基本的枢轴轴瓦设计中，还存在另一个问题，这个问题是因为每个轴瓦在其下表面的接近中心处被支承着而产生的。尽管在趋近圆周处强度降低了，但在每个轴瓦或轴承表面上的理想油膜压力分布应基本上延伸到轴瓦的圆周，理想压力分布状况是难以达到的。由于轴瓦支承在中心位置和比较普通的油膜压力分布状况，因而轴瓦产生扭曲，所以轴瓦上表面一般会产生向上凸起的形状。由于这种形状偏离了理想的平面状态，所以轴承的油膜压力分布图形和轴承工作特性下降了。除此以外，在轴瓦内有产生热梯度的倾向，也就是说轴瓦顶部较其底部更热些。这种热梯度将加强形成凸起表面的扭曲变形。轴瓦半径或圆周尺寸越大，则轴瓦表面隆起或变成轻微凸面的倾向越大。

同时人们也知道，可将每个轴瓦支承在安置于每个轴瓦下的若干弹簧上。这些弹簧具有足够大的弹性，使每个轴瓦有可能产生轻微的倾斜，就好像轴瓦实际是在枢轴上一样，因此，总轴承载荷分布在每个轴瓦上。因为轴瓦支承没有集中在靠近轴瓦中心，而是提供了一个分布的支承模型，所以轴瓦可以制做得薄一些，不致在轴瓦上产生不理想的隆起。因将轴瓦制做的较薄，并具有更大的挠性，则由热梯度而造成的隆起或扭曲倾向将减少，并且在转动环中轴瓦适应形状改变的能力将增加。然而，因为现在轴瓦支承的分布严重朝向轴瓦圆周，阻碍合适油膜压力图形的形成，这样造成轴瓦的支承表面呈凹面形状。

另一种众所周知的止推轴承设计方案，是在每个轴瓦下面采用了单个液压元件。BLOCK和他的同事们在1964年9月29日发表的加拿大专利NO695030中，通过实例叙述了一种液压止推轴承支承装置。该液压元件可以是带活塞的油缸形式，也可以是用挠性壁面、例如膜盒构成的腔室形式。液压元件由歧管连接在一起，以保证止推轴承总载荷在全部轴瓦之间均匀地分布。此外，液压元件可以设计成使其具有一定限度的角度挠性，因而这种液压元件就能执行枢轴的功能。这样小量的转动会使轴瓦表面和转动环的平面对中，并且允许产生生成液压油膜所需要的足够大的斜度。但是，有关上述的机械枢轴支承，在防止产生隆起的倾向上存在着问题，那就是用降低油膜压力分布来避免轴瓦表面变成凸面的可能性。

为了补偿倾斜的支承元件不均匀的挠曲，在1982年1月19日公开的Starceric加拿大专利NO1116671中，介绍了一种止推轴承装置。这种装置对于每个轴瓦都包含若干机械支承元件。对于每个轴瓦来说，机械的枢轴支承着相当厚的支承元件或垫板，比支承元件薄的轴瓦利用若干机械支承元件支承在转动的支承元件上。机械支承件延伸到支承元件和轴瓦底部之间。每个支承元件的设计要使其具有预定的压缩刚度，因此补偿了支承元件在载荷作用下产生的挠曲，这样，大体上提供了一个主要为平面的支承表面。

本发明获得了弹簧支承的轴瓦轴承组件和对每个轴瓦有预定支承分布的液压支承轴瓦轴承装置所共有的优点。每个轴瓦都由带有从基环延伸到轴瓦的若干液压元件的固定基环支承着。每个液压元件都有通管，通管把液压元件和液压歧管连接起来。这样，不仅平衡了轴瓦之间的压力，同时也平衡了与单个轴瓦相连的液压元件之间的压力。液压元件从基环向上延伸，以便支承轴瓦。对于每个轴瓦来说，液压元件大多数分布在所要求的预定模型内。改善后的支承分布有可能采用相当薄的轴瓦，因为这些轴瓦的挠性增加了，它们将会减少在轴瓦本身内的和在转动环内的热梯度的影响。同时也减少了表面制造缺陷对油膜压力图形产生的影响。这与现有技术中的弹簧支承轴瓦有联系，防止由于下支承结构中出现扭曲所产生的问题。液压元件可以采用相同的工作直径或采用不同的工作直径。

本发明的一个目的是提供一种改善的液压支承止推轴承。

本发明的另一个目的是提供一种用于大型垂直轴机器的具有改善轴承轴瓦支承装置的止推轴承。