一种可承受大轴向负载的承力装置的制作方法

专利名称：一种可承受大轴向负载的承力装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械科学，特别提供了 一种可承受大轴向负载的承力装置。
背景技术：
现有技术中，承受轴向力的装置或者结构件有很多，例如止推轴承、 套筒、阶梯轴轴肩等。但是对于能够抵抗非常大的轴向负载冲击的装置(例
如瞬时能承受7吨轴向力的辅助装置)却很少提高，现有技术也没有对应 的解决方案。
人们渴望获得一种技术效果更好的可以承受更大轴向负载冲击的承力 装置。

发明内容
本发明的目的是提供一种可以承受大轴向负载冲击的承力装置。 本发明具体提供了一种可承受大轴向负载的承力装置，其可以安装在
机匣5与转轴1之间；其特征在于所述可承受大轴向负载的承力装置包 含有以下几部分推力盘2、斜平面3、静子磁极4、减磨衬套6;其中 推力盘2固定在转轴1上，静子磁极4固定在机匣5上；
推力盘2和静子磁极4之间沿轴向在推力盘2的两侧分别留有轴向间隙A^ A2，而且在正常工作条件下满足^与A2基本相等；
减磨衬套6固定在滚动轴承7的内圈上，减磨衬套6布置在转轴1外 部并与之形成滑动摩擦；布置在转轴1上减磨衬套6轴向两侧的两个承力 的斜平面3与其二者之间的减磨衬套6之间分别存在有轴向间隙S b S 2， 而且在正常工作条件下满足S !与62基本相等；
另外，所述可承受大轴向负载的承力装置中还包含有弹簧板8和定距
环9;
所述的弹簧板8为固定在滚动轴承7外圈上的环形结构件，定距环9 固定在整个承力装置外部的静止部件机匣5上，在装配后的正常工作过程 中，定距环9通常为轴对称结构，弹簧板8通过定距环9固定在整个承力 装置外部的静止部件机匣5上；
弹簧板8布置在定距环9内部，弹簧板8分别与布置在转轴1的轴向 两侧的定距环9之间存在轴向间隙c^、 a2，而且在正常工作条件下满足a i与a2基本相等。
本发明所述可承受大轴向负载的承力装置的优选内容还包括在运动 过程中转子总的轴向位移S = S2+ a i +轴承弹性变形和轴向游隙要求必 须小于Aw进一步优选的范围是在运动过程中转子总的轴向位移2=62 + a i+轴承弹性变形和轴向游隙二0.5A广0.95 。最优的数值经过试验 确定为<formula>formula see original document page 5</formula>轴承弹性变形和轴向游隙"0.7 A lQ本发明所述可承受大轴向负载的承力装置的其它优选内容还包括 所述可承受大轴向负载的承力装置中所述的轴向间隙A" A2、 S2， ai、 a 2，的大小范围是0 15mm;
所述可承受大轴向负载的承力装置还满足以下特征之一或其组合其 一，所述滚动轴承7为双向止推的滚动轴承；其二，所述静子磁极4具有
双环腔结构；其三，所述布置在减磨衬套6轴向两侧的两个斜平面3为外 圈尺寸小内圈尺寸大的环状结构，斜面倾斜角度与轴线方向呈20° 90° 夹角；
所述弹簧板8与定距环9之间能够形成配合摩擦面的面积沿径向的尺 寸宽度为2 200mm。，其特征在于
本发明的工作原理是当转子接触减磨衬套6的一瞬间，其滑动副消 耗一部分冲击动能，余下的冲击动能通过滚动体传到外套，经弹簧板8变 形又消耗掉一部分动能，最后传到静子上的动能将明显小于其它形式的辅 助支撑。
本发明和现有技术相比具有以下优点
1、 由于双环腔的静子磁极4相对于一般的单环腔的静子磁极4能产生 更大的磁场力，使得旋转的推力盘2的体积力明显减小，约减少40%，进 而提高了止推磁轴承的可靠性。
2、 在承力装置出现故障时，7吨的轴向力首先在减磨衬套6上产生相 对运动，消耗部分能量，再带动滚动轴承7转动，通过弹簧板8缓冲消耗 能量最后传到机匣5上，支撑着转子避免承力装置损坏。3、正因为上述优点，才使得承力装置新技术能够在大型机械上能够推 广使用，其具有必然的巨大的经济价值和社会价值。


下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明
图1为可承受大轴向负载的承力装置及周边设备结构原理示意图。
具体实施例方式
附图中各数字标号的含义如下
转轴l、推力盘2、斜平面3、静子磁极4、机匣5、减磨衬套6、滚动 轴承7、弹簧板8、定距环9、冷却套IO、隔套ll。
实施例1 可承受大轴向负载的承力装置
转轴1上固定轴向推力盘2，并在轴的一端有两个承力的斜平面3。带 双环腔的静子磁极4固定在机匣5上，并与推力盘2之间保留有轴向间隙 A2，而且满足^1=八2，带斜面的减磨衬套6固定在滚动轴承7的内 套上，在正常情况下与转轴1上的两承力斜平面3之间有轴向间隙S h S 2， 而且有S i= S 2。轴承7的外套固定在弹簧板8上，弹簧板8固定在定距环 9上，在正常情况下弹簧板8与定距环9之间有轴向间隙a^ a 2，而且有 ai=a2，定距环9被固定在机匣5上。
在承力装置处在正常工作状态时，在双环腔静子磁极4磁场力的作用 下，止推盘处在两静子磁极4正中间。亦即A:^A， S1=S2， ai=ct2。当承力装置突然失灵后，即电磁场消失，则转子瞬间左移，则转子右端的
斜面3首先与减磨衬套6右边的斜面接触，此时82=0，并产生相对周向滑 动，起到耗能缓冲作用，剩余能量带动滚动轴承7转动，并带动弹簧板8 左移，产生弹性变形，耗能缓冲直到弹簧板8与定距环9接触，此时S i二0， 最后将轴向力传动机匣5上。在运动过程中转子总的轴向位移S S2+ai +轴承弹性变形和轴向游隙<厶1，设计值2=0.7 A"或A2，这样既保护 了止推轴承不发生接触摩擦损坏，同时又保护了滚动轴承7不发生瞬时焊 接。
实施例2
一种可承受大轴向负载的承力装置，其可以安装在机匣5与转轴1之 间；其特征在于所述可承受大轴向负载的承力装置包含有以下几部分 推力盘2、斜平面3、静子磁极4、减磨衬套6;其中
推力盘2固定在转轴1上，静子磁极4固定在机匣5上； 推力盘2和静子磁极4之间沿轴向在推力盘2的两侧分别留有轴向间 隙Ai、 A2，而且在正常工作条件下满足Ai与A2基本相等；
减磨衬套6固定在滚动轴承7的内圈上，减磨衬套6布置在转轴1外 部并与之形成滑动摩擦；布置在转轴1上减磨衬套6轴向两侧的两个承力 的斜平面3与其二者之间的减磨衬套6之间分别存在有轴向间隙S i、 S 2， 而且在正常工作条件下满足S t与S 2基本相等；
另外，所述可承受大轴向负载的承力装置中还包含有弹簧板8和定距环9;
所述的弹簧板8为其内圈固定在滚动轴承7外圈上的环形结构件，弹
簧板8共两片，沿转轴1的轴向布置；在两弹簧板8的外侧相互之间设置
有隔套ll，所述隔套ll固定在冷却套10上。定距环9固定在机匣5上， 在装配后的正常工作过程中，定距环9为轴对称结构，弹簧板8外圈通过 定距环9固定在冷却套10和机匣5上；
弹簧板8布置在定距环9内部，弹簧板8分别与布置在转轴1的轴向 两侧的定距环9之间存在轴向间隙tib a2，而且在正常工作条件下满足a
i与(l2基本相等。
在所述承力装置外部的静止部件机匣5内侧还固定有冷却套10。 本实施例所述可承受大轴向负载的承力装置的优选内容还包括在运 动过程中转子总的轴向位移S = S 2+ a i+轴承弹性变形和轴向游隙要求 必须小于A^具体数值可以为S= S2+a一轴承弹性变形和轴向游隙
所述可承受大轴向负载的承力装置中所述的轴向间隙Ai、 A2、 S2， ai、 a2，的大小范围是0 8mm;
所述可承受大轴向负载的承力装置还满足以下特征之一或其组合其 一，所述滚动轴承7为双向止推的滚动轴承；其二，所述静子磁极4具有 双环腔结构；其三，所述布置在减磨衬套6轴向两侧的两个斜平面3为外 圈尺寸小内圈尺寸大的环状结构，斜面倾斜角度与减磨衬套6轴线方向呈 45°夹角；所述弹簧板8与定距环9之间能够形成配合摩擦面的面积沿径向的尺
寸宽度为90mm。
实施例3
本实施例内容与实施例2基本相同，其不同之处主要在于 所述可承受大轴向负载的承力装置在运动过程中转子总的轴向位移S =S 2+ a i +轴承弹性变形和轴向游隙要求必须小于A 1;具体的范围是 在运动过程中转子总的轴向位移S = S 2+ a i +轴承弹性变形和轴向游隙 =0.5 A1o
所述可承受大轴向负载的承力装置的其它优选内容还包括
所述可承受大轴向负载的承力装置中所述的轴向间隙A" A2、 S]、 S2， ai、 a 2，的大小范围是0 15mm;
所述可承受大轴向负载的承力装置还满足以下特征之一或其组合其 一，所述滚动轴承7为双向止推的滚动轴承；其二，所述静子磁极4具有 双环腔结构；其三，所述布置在减磨衬套6轴向两侧的两个斜平面3为外 圈尺寸小内圈尺寸大的环状结构，斜面倾斜角度与其轴线方向呈20。夹角；
所述弹簧板8与定距环9之间能够形成配合摩擦面的面积沿径向的尺 寸宽度为200mm。
实施例4
本实施例内容与实施例2基本相同，其不同之处主要在于 所述可承受大轴向负载的承力装置在运动过程中转子总的轴向位移s=S2+(li+轴承弹性变形和轴向游隙要求必须小于/^;具体的范围是 在运动过程中转子总的轴向位移2 = S2+ a ! +轴承弹性变形和轴向游隙 =0.95 A1o
所述可承受大轴向负载的承力装置的其它优选内容还包括 所述可承受大轴向负载的承力装置中所述的轴向间隙A^ A2、、、 S2， ai、 a 2，的大小范围是0 2mm;
所述可承受大轴向负载的承力装置还满足以下特征之一或其组合其 一，所述滚动轴承7为双向止推的滚动轴承；其二，所述静子磁极4具有 双环腔结构；其三，所述布置在减磨衬套6轴向两侧的两个斜平面3为外
圈尺寸小内圈尺寸大的环状结构，斜面倾斜角度与其轴线方向呈90。夹角；
所述弹簧板8与定距环9之间能够形成配合摩擦面的面积沿径向的尺 寸宽度为2mm。
权利要求
1、一种可承受大轴向负载的承力装置，其特征在于所述可承受大轴向负载的承力装置包含有以下几部分推力盘(2)、斜平面(3)、静子磁极(4)、减磨衬套(6)；其中推力盘(2)固定在转轴(1)上，静子磁极(4)固定在机匣(5)上；推力盘(2)和静子磁极(4)之间沿轴向在推力盘(2)的两侧分别留有轴向间隙Δ1、Δ2，而且在正常工作条件下满足Δ1与Δ2基本相等；减磨衬套(6)固定在滚动轴承(7)的内圈上，布置在减磨衬套(6)轴向两侧的两个承力的斜平面(3)与其二者之间的减磨衬套(6)之间分别存在有轴向间隙δ1、δ2。
2、 按照权利要求l所述可承受大轴向负载的承力装置，其特征在于 所述可承受大轴向负载的承力装置中还包含有弹簧板(8)和定距环(9);所述的弹簧板(8)为固定在滚动轴承(7)外圈上的环形结构件，定 距环(9)固定在整个承力装置外部的静止部件上，弹簧板(8)通过定距 环(9)固定在整个承力装置外部的静止部件上；弹簧板(8)布置在定距环(9)内部，弹簧板(8)分别与布置在转轴 (1)的轴向两侧的定距环(9)之间存在轴向间隙c^、 ct2。
3、 按照权利要求1或2所述可承受大轴向负载的承力装置，其特征在 于在运动过程中转子总的轴向位移5: = S2+ a计轴承弹性变形和轴向游 隙要求必须小于A^
4、 按照权利要求3所述可承受大轴向负载的承力装置，其特征在于 在运动过程中转子总的轴向位移s: = S 2+ a i+轴承弹性变形和轴向游隙=0.5Ai 0.95 A1o
5、 按照权利要求4所述可承受大轴向负载的承力装置，其特征在于在运动过程中转子总的轴向位移5:= s2+a !+轴承弹性变形和轴向游隙=0.7Alo
6、 按照权利要求3所述可承受大轴向负载的承力装置，其特征在于所述可承受大轴向负载的承力装置中所述的轴向间隙Ai、 A2、 S2， a" a 2，的大小范围都是0 15mm。
7、 按照权利要求3所述可承受大轴向负载的承力装置，其特征在于 所述可承受大轴向负载的承力装置还满足以下特征之一或其组合其一，所述滚动轴承(7)为双向止推的滚动轴承；其二，所述静子磁 极(4)具有双环腔结构；其三，所述布置在减磨衬套(6)轴向两侧的两 个斜平面(3)为外圈尺寸小内圈尺寸大的环状结构，斜面倾斜角度与轴线 方向呈20° 90°夹角。
8、 按照权利要求4所述可承受大轴向负载的承力装置，其特征在于 所述弹簧板(8)与定距环(9)之间能够形成配合摩擦面的面积沿径向的 尺寸宽度为2 200mm。
全文摘要
一种可承受大轴向负载的承力装置，其包含有以下几部分推力盘(2)、斜平面(3)、静子磁极(4)、减磨衬套(6)；其中推力盘(2)固定在转轴(1)上，静子磁极(4)固定在机匣(5)上；推力盘(2)和静子磁极(4)之间沿轴向在推力盘(2)的两侧分别留有轴向间隙Δ₁、Δ₂；减磨衬套(6)固定在滚动轴承(7)的内圈上，布置在减磨衬套(6)轴向两侧的两个承力的斜平面(3)与其二者之间的减磨衬套(6)之间分别存在有轴向间隙δ₁、δ₂。本发明具有明显更高的可靠性，可以承受7吨轴向冲击负载，其具有巨大的经济价值和社会价值。
文档编号F16C32/00GK101619745SQ20081001213
公开日2010年1月6日 申请日期2008年7月4日 优先权日2008年7月4日
发明者卫宝华, 宋文超, 霄 梁, 胡云龙, 赵铁军, 闫成祥, 鸽 高 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司