一种液体动压轴承的制作方法

[0001]
本实用新型涉及轴承技术领域，具体涉及一种液体动压轴承。


背景技术：

[0002]
滑动轴承，是在滑动摩擦下工作的轴承。按其产生油膜压强的方式，可分为动压轴承和静压轴承两类。动压轴承工作状态时为液体动压润滑，摩擦只发生在润滑剂的分子间，所以摩擦阻力很小，滑动表面不易磨损，是一种理想的工作状态，其具有运转平稳、结构简单、噪音小，有较大的刚度和抗过载能力等特点。
[0003]
液体动压轴承分液体动压径向轴承和液体动压推力轴承。液体动压径向轴承又分单油楔和多油楔两类，多油楔液体动压径向轴承轴颈周围有两个或两个以上油楔轴承。多油楔径向轴承承受载荷前，即轴颈中心与轴承几何中心重合时，相对各段瓦面曲率中心都存偏心，偏心值相等，各瓦面油膜中生成压力相同，轴颈受力平衡；承受载荷后，这些偏心值有增大，有减小，各瓦面上油膜压力随之减小或增大，轴承承载能力便是这些油膜压力向量和。多油楔轴承比单油楔轴承承载能力低，但主承载瓦面对面附加有油膜压力，能提高轴承运转稳定性。
[0004]
目前，现有的一些液体动压轴轴颈易出现振动，导致轴心轨迹发生偏移。如何解决上述技术问题，是目前轴承技术领域需要解决的技术问题。


技术实现要素：

[0005]
针对上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种液体动压轴承，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0006]
本实用新型提供了以下技术方案：一种液体动压轴承，包括轴承，与轴承配合的轴颈，所述轴承包括本体，还包括：
[0007]
至少三个压板，所述压板间隔均匀的设在本体内圆柱面上；
[0008]
弹性薄膜，所述弹性薄膜通过压板环绕设在本体的内圆柱面上；
[0009]
圆柱腔，所述圆柱腔设在本体内圆柱面的相邻两个压板之间；所述圆柱腔的数量与压板数量相对应；
[0010]
驱动件，所述驱动件设在圆柱腔内；
[0011]
推块，所述推块设在驱动件上，所述驱动件和弹性薄膜通过推块连接；
[0012]
半圆柱体，所述半圆柱体设在弹性薄膜上；所述半圆柱体的圆柱面与轴颈之间形成楔形间隙a和楔形间隙b。
[0013]
优选的，所述本体侧面设有环形槽和覆盖环形槽的挡板，所述挡板和环形槽合围形成封闭的环形供油腔。
[0014]
优选的，所述本体外圆柱面开有第一主供油孔a和第二主供油孔b，所述弹性薄膜和压板上分别设有同轴的薄膜通孔和压板通孔；所述第一主供油孔a和第二主供油孔b分别与环形供油腔连通，所述环形供油腔通过至少一条输油孔依次连通薄膜通孔和压板通孔。
[0015]
优选的，所述输油孔包括轴向供油孔和径向供油孔，所述环形供油腔、轴向供油孔和径向供油孔依次串接连通；所述径向供油孔依次连通薄膜通孔和压板通孔。
[0016]
根优选的，所述弹性薄膜在压板连接位置形成薄膜连接位，且在相邻两个压板之间形成薄膜平面，所述半圆柱体设在薄膜平面上。
[0017]
优选的，所述驱动件为压电陶瓷驱动器。
[0018]
优选的，所述推块为推力半球。
[0019]
优选的，所述本体在外圆柱面上与圆柱腔相对应的位置上开有螺纹孔a，所述螺纹孔a内设有螺栓。
[0020]
优选的，所述弹性薄膜通过柔性铰链a和柔性铰链b与半圆柱体连接，所述弹性薄膜的薄膜连接位上开有薄膜通孔。
[0021]
优选的，所述压板包括压板臂和两个固定端，所述固定端上开有螺纹孔b，所述压板通过螺钉连接在本体侧壁，且所述压板臂上开有压板通孔。
[0022]
本实用新型实施例提供的一种液体动压轴承，具有以下有益效果：
[0023]
(1)本实用新型通过压电陶瓷驱动器的伸长和缩短，作用于推力半球，推动薄膜平面径向运动，进一步带动半圆柱体径向运动，实现对楔形间隙a和楔形间隙b大小的主动控制，从而控制动压力的大小，动压力与面积的乘积即为油膜力，也就实现了对油膜力的控制，可以用于抑制轴颈振动和控制轴心轨迹；
[0024]
(2)通过主动控制楔形间隙的大小，可以主动控制动压力和油膜合力，提高轴颈的回转精度；
[0025]
(3)在弹性薄膜上设有柔性铰链，可以进一步提高主动控制半圆柱体的灵敏度。
附图说明
[0026]
图1为本实用新型一种液体动压轴承的结构示意图；
[0027]
图2为本实用新型一种液体动压轴承的横向剖视图；
[0028]
图3为本实用新型一种液体动压轴承的轴向视图；
[0029]
图4为本实用新型中挡板的结构示意图；
[0030]
图5为本实用新型中压板的结构示意图；
[0031]
图6为本实用新型中润滑油油路透视图；
[0032]
图中，1轴承；11本体；111螺纹孔a；112圆柱腔；113主供油孔a；114主供油孔b；115轴向供油孔a；116轴向供油孔b；117轴向供油孔c；118轴向供油孔d；119轴向供油孔e；1110径向供油孔a；1111径向供油孔b；1112径向供油孔c；1113径向供油孔d；1114径向供油孔e；1115环形槽；12弹性薄膜；121薄膜平面；122柔性铰链a；123柔性铰链b；124薄膜连接位；125薄膜通孔；13压板；131压板臂；132固定端；133压板通孔；134螺纹孔b；14推力半球；15压电陶瓷驱动器；16螺栓；17半圆柱体；171半圆柱体平面；172半圆柱体圆柱面；173楔形间隙a；174楔形间隙b；18挡板；181螺纹孔c；2轴颈。
具体实施方式
[0033]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的
实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0034]
实施例1，参阅图1-图4，图1为本实用新型一种液体动压轴承的结构示意图；图2为本实用新型一种液体动压轴承的横向剖视图；图3为本实用新型一种液体动压轴承的轴向视图；图4为本实用新型中挡板的结构示意图。
[0035]
一种液体动压轴承，包括轴承1，与轴承1配合的轴颈2，所述轴承1包括本体11，还包括：
[0036]
至少三个压板13，所述压板13间隔均匀的设在本体11内圆柱面上；
[0037]
弹性薄膜12，所述弹性薄膜12通过压板13环绕设在本体11的内圆柱面上；所述弹性薄膜12在压板13连接位置形成薄膜连接位124，且在相邻两个压板13之间形成薄膜平面121，所述半圆柱体17设在薄膜平面121上；
[0038]
圆柱腔112，所述圆柱腔112设在本体11内圆柱面的相邻两个压板13之间；所述圆柱腔112的数量与压板13数量相对应；
[0039]
驱动件15，所述驱动件15设在圆柱腔112内；
[0040]
推块14，所述推块14设在驱动件15上，所述驱动件15和弹性薄膜12通过推块14连接；
[0041]
半圆柱体17，其包括半圆柱体平面171和圆柱面172，所述半圆柱体17通过半圆柱体平面171固定连接在薄膜平面121上，所述半圆柱体平面171与薄膜平面121固定连接方式为胶接或焊接；
[0042]
所述半圆柱体17的圆柱面172与轴颈2之间形成楔形间隙a173和楔形间隙b174；楔形间隙a173和楔形间隙b174分别形成轴颈逆时针转动和顺时针转动时的收敛楔形间隙，进而分别形成轴颈两个方向转动时的动压力。
[0043]
优选的，所述驱动件15为压电陶瓷驱动器。
[0044]
优选的，所述推块14为推力半球。
[0045]
通过控制压电陶瓷驱动器15的伸长或缩短，带动半圆柱体17沿径向运动，可以实现对楔形间隙a173和楔形间隙b174大小的主动控制。
[0046]
需要说明的是，所述推力半球与薄膜平面121的接触为点接触，实际工作时，接触点可以随着作用载荷和加工装配误差自适应调节，同时，大大减小了推力半球与薄膜平面之间的横向摩擦力。
[0047]
本实用新型一种液体动压轴承使用方法如下：工作时，通过压电陶瓷驱动器12的伸长和缩短，作用于推力半球14，推动薄膜平面121径向运动，进一步带动半圆柱体17径向运动，实现对楔形间隙a173和楔形间隙b174大小的主动控制。
[0048]
通过研究发现，楔形间隙的大小决定了动压力的大小，在一定的轴颈转速、润滑油粘度下，楔形间隙越小，动压力越大，通过控制楔形间隙a173和楔形间隙b174的大小，可以控制动压力的大小；动压力与面积的乘积即为油膜力，也就实现了对油膜力的控制，可以用于轴颈振动的抑制和轴心轨迹的主动控。
[0049]
需要说明的是，轴承的承载能力依赖于轴颈的转速，速度的变化影响了油膜的动压力和油膜合力，也就影响了轴颈的回转精度。动压轴承的动力润滑特性由楔形间隙确定，楔形间隙的大小决定了动压力的大小，在一定的轴颈转速、润滑油粘度下，楔形间隙越小，
动压力越大。
[0050]
因此，本实用新型就是通过主动控制楔形间隙的大小，来控制动压力的大小。动压力积分就是油膜承载力，也就实现了对油膜承载力的主动控制，提高了轴颈的回转精度，也可以抑制轴颈振动和主动控制轴心轨迹。
[0051]
实施例2，参阅图1-图6，图5为本实用新型中压板的结构示意图；图6为本实用新型中润滑油油路透视图。
[0052]
所述本体11侧面设有环形槽1115和覆盖环形槽1115的挡板18，所述挡板18和环形槽1115合围形成封闭的环形供油腔；所述挡板18通过挡板18上的螺纹孔c181安装在本体11侧面。
[0053]
所述本体11外圆柱面开有第一主供油孔a113和第二主供油孔b114，所述弹性薄膜12和压板13上分别设有同轴的薄膜通孔125和压板通孔133；所述第一主供油孔a113和第二主供油孔b114分别与环形供油腔连通，所述环形供油腔通过至少一条输油孔依次连通薄膜通孔125和压板通孔133。
[0054]
所述输油孔包括轴向供油孔和径向供油孔，所述环形供油腔、轴向供油孔和径向供油孔依次串接连通；所述径向供油孔依次连通薄膜通孔125和压板通孔133。
[0055]
需要说明的是，本实用新型实施例中，优选的，所述本体11内设置了5条输油孔，如:
[0056]
所述轴向供油孔设置了5个，依次为轴向供油孔a115、轴向供油孔b116、轴向供油孔c117、轴向供油孔d118和轴向供油孔e119，所述径向供油孔与轴向供油孔相对应的设置了5个，依次为径向供油孔a1110、径向供油孔b1111、径向供油孔c1112、径向供油孔d1113和径向供油孔e1114。
[0057]
所述轴向供油孔a115、轴向供油孔b116、轴向供油孔c117、轴向供油孔d118和轴向供油孔e119分别与径向供油孔a1110、径向供油孔b1111、径向供油孔c1112、径向供油孔d1113和径向供油孔e1114相连通；所述径向供油孔a1110、径向供油孔b1111、径向供油孔c1112、径向供油孔d1113和径向供油孔e1114进一步分别与薄膜通孔125和压板通孔133相连通。
[0058]
优选的，在本实用新型实施例中，所述第一主供油孔a113和第二主供油孔b114分别连接轴向供油孔a115、轴向供油孔b116，然后通过轴向供油孔a115和轴向供油孔b116与环形供油腔连通，所述轴向供油孔a115和轴向供油孔b116另一端分别与径向供油孔a1110、径向供油孔b1111连通；
[0059]
通过第一主供油孔a113和第二主供油孔b114加入的润滑油在环形供油腔内汇集，然后通过环形供油腔流通到径向供油孔a1110、径向供油孔b1111、径向供油孔c1112、径向供油孔d1113和径向供油孔e1114中。
[0060]
本实用新型一种液体动压轴承润滑油油路如下：润滑油由主供油孔a113和主供油孔b114进入，流经轴向供油孔a115和轴向供油孔b116进入环形供油腔，从环形供油腔流至轴向供油孔c117、轴向供油孔d118和轴向供油孔e119，进而流至径向供油孔a1110、径向供油孔b1111、径向供油孔c1112、径向供油孔d1113和径向供油孔e1114，进而流过压板通孔133和薄膜通孔125到达轴承间隙；在轴颈转动的带动下，到达楔形间隙a173和楔形间隙b174。
[0061]
进一步的，所述本体11在外圆柱面上与圆柱腔112相对应的位置上开有螺纹孔a111，所述螺纹孔a111内设有螺栓16，通过拆卸螺栓16可以更换压电陶瓷驱动器15。
[0062]
进一步的，所述弹性薄膜12通过柔性铰链a122和柔性铰链b123与半圆柱体17连接，柔性铰链的变形刚度极低，薄膜在柔性铰链处很易弯曲变形。
[0063]
进一步的，所述压板13包括压板臂131和两个固定端132，所述固定端132上开有螺纹孔b134，所述本体11上设有与螺纹孔b134相配适的螺纹固定孔，所述压板13通过螺钉穿过螺纹孔b134和螺纹固定孔，连接在本体11侧壁。
[0064]
所述弹性薄膜12的薄膜连接位124上开有薄膜通孔125；所述压板臂131上开有压板通孔133。
[0065]
本实用新型实施例提供的一种液体动压轴承，具有以下有益效果：本实用新型通过压电陶瓷驱动器的伸长和缩短，作用于推力半球，推动薄膜平面径向运动，进一步带动半圆柱体径向运动，实现对楔形间隙a和楔形间隙b大小的主动控制，从而控制动压力的大小，动压力与面积的乘积即为油膜力，也就实现了对油膜力的控制，可以用于抑制轴颈振动和控制轴心轨迹；通过主动控制楔形间隙的大小，可以主动控制动压力和油膜合力，提高轴颈的回转精度；在弹性薄膜上设有柔性铰链，可以进一步提高主动控制半圆柱体的灵敏度。
[0066]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
[0067]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例根据，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0068]
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及本实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。