[发明专利]特别应用于船体上轴承体

说明书

本发明是关于一种轴承体，它用于支撑某一结构构件，特别是用于某一机座上，支撑受各种不同负载的部件，这种使用场合由材料变形所引起的定位误差或部件间相对移动，尤其是倾斜移动和滑移，这种轴承体被固定于机座上或某一结构上;它由一个受载部件和一个位于受载部件上面的负载支撑部件组成。

这类轴承体在桥梁建造方面已得到了应用。如用于桥与支撑桥的桥墩之间。轴承体的主要任务是把桥的重量传递到桥墩上。这类轴承体同时也必须允许少量的滑移存在，这种滑移是由于热胀冷缩或不同负载造成。上面所述，仅仅是这类轴承体应用的一个实例，但这种负载状况可以在各种各样的工程领域均可遇到。如用于船上作为船舱盖板支撑轴承，特别是在集装箱船上。

对滑动轴承，即表面支撑的结构设计及其制造材料的选择，起决定作用的是负载P，它与支撑力F相平衡，分布在支撑材料的支撑面上。在此可认为，支撑力F均匀地分布在整个支撑面上。如果各支撑面之间不是非常平行，那么就会出现部分结触，由此引起受力面A上的负载P升高。这种接触在极端情况下会引起压力集中，特别是在线接触或点接触的情况下。这种接触情况往往使支撑表面遭到损坏，从而使整个支撑体失灵。

所以将轴承体按设计要求使用的条件是两个支撑面完全平行的接触。而轴承体组成部分的位置变化可由各种各样的原因引起。特别是在极装船船舱盖的支承上产生了较为棘手的问题。支撑部件在通常条件下产生被焊接于甲板和船盖上。这就不能保证机械制造精度。由不精确加工和焊接时因温度变化造成的变形引起的支撑面间位置变化将出现。这样支撑面间的平面平行接触就不能保证。

此外，用于那里的支撑体受到各种不同作用力。一方面，必须考虑到静态重力，它由舱盖的自重和装于集装箱内货物组成，有些货物甚至可造成集装箱的极限荷载。不同大小的重量引起船舱盖支撑结构不同程度的弯曲，由此也改变了货物重量和分布的有关的支撑面间的接触角，而这又会由于接触减少而导致负载集中。另一方面，还存在着动态作用力。普通船体，尤其是平宽的集装箱船体，在逆着斜面而来的海浪行驶时，受到强大扭转力。这表明：船体也受到持续的变形，这一变形导致了船体与船舱盖间的相对移动，这就是说，两个支撑面间产生了相对移动。

除了上述的几种受力情况外，还必须考虑到由于温度影响引起的支撑面托座的变形以及轴承桥的变形。在支撑面间非平面平行的情况下，负载集中可导致损坏支撑表面。

由诸如塑性变形，表面剥落，形成的小沟槽或由损坏支撑面外的补焊等引起的相对移动会导致所谓的粘滑效应，这有时会引起明显动态负载集中。强大的负载有时也会来自船舱盖的焊接支撑结构。焊接点和承重材料会老化和失效。

深入的研究表明：只有确保了支撑面间的平面平行接触，才有可能对用于支撑的各种材料的使用可能性有一个可靠说明。弹性的中间层在补偿支撑位置变化方面没有任何效果。这些材料的弹性总是在一定负载范围内才有效。因此任何预定的负载范围不能满足由船舱盖空载，部分负载或满载所带来的各种要求。

本发明的任务在于，设计开头说过的那种轴承体。它能，特别是在高负载和变形引起的相对移动情况下，通过各个支撑位置的各种调节使支撑面间保持平面平行接触，由此可以在一个相当宽的负载范围内避免负载集中，从而不会使轴承体的支撑表面过早失灵。

为了解决这一难题，发明性作了如下几点设计：至少一个位置在受载部件和支撑部件之间由钢球支撑，至少一个定位装置可以在规定的范围内允许有一定的定位误差和相对移动，但能防止受载部件和支撑部件的意外分离。

这一发明性概念的具体形成可以至少从两个方面来说明，一方面按要求4用受载部件来限制一个凹区，这一凹区用钢球在多层分布来填充。这样支撑部件就位于钢球的最高部位。

按要求10的另一设计的可能性为：受载部件上有一个半圆拱形凹槽，而支撑部件上有一个与凹槽互补拱起的支撑面，并且在拱形凹槽的表面和与之互补成形的支撑面间只有一层钢球。在这个例子中，凹槽或支撑面可以仅仅是一个平面，好一点可以是圆柱形拱面，这里拱形半径与移动平面成直角。同样的道理也可以把凹槽设计成在两个平面内拱起，主要形式是球状拱面。这里定位可按要求12主要通过装边上的连接板来实现，这些连接板有一个纵向槽，它又有一个凹形拱面。与连接板表面相极接触的定位销表面是凸出的，负重支撑板就处于有限可摆动的位置。

按要求15设计的另一种形式是：负重支撑板的侧面设计成半圆柱形凸形拱面。而对面受载部件的表面正好补偿凸的支撑板侧面，成为凹形拱面。这里面向滚珠轴承的面与支撑面相平行。