[实用新型]螺旋面与螺旋槽复合推力轴承

说明书

本实用新型一种螺旋面与螺旋槽复合推力轴承，包括转轴、推力盘和支撑环，所述推力盘和支撑环同轴安装于所述转轴上；所述支撑环朝向所述推力盘的端面上设置有若干螺旋槽，所述若干螺旋槽以所述转轴的轴线为中心周向均布；所述螺旋槽底面采用正螺旋面，所述正螺旋面坡度上升的方向与所述推力盘的旋转方向相同，槽区的螺旋面与推力盘之间形成楔形间隙提高了轴承承载力，改善润滑性能；同时便于杂质随着螺旋面从槽区流出，减少轴承磨损。

技术领域

本发明属于滑动轴承技术领域，具体涉及一种螺旋面与螺旋槽复合推力轴承。

背景技术

推力滑动轴承是汽轮机、核电主泵、船舶推进系统的关键部件，用于承担轴向力。推力滑动轴承一般包括固定瓦轴承和可倾瓦轴承，固定瓦推力轴承一般可分为平面螺旋槽推力轴承、斜-平面推力轴承和阶梯面推力轴承等结构形式。其中，螺旋槽推力轴承是在瓦面开设螺旋形的槽，构成槽区和台区，槽区和台区之间形成台阶，润滑油从槽区进入台区时会形成挤压效应从而提高润滑油承载能力。目前，螺旋槽推力轴承在航空、压缩机和密封技术中得到广泛的应用。

目前的螺旋槽推力轴承的槽区底面均为平面，研究人员多从构成螺旋槽的平面型线进行研究，其目的是为了挖掘轴承的承载能力。例如，文献“螺旋槽平面型线对水润滑螺旋槽推力轴承承载能力的影响”(润滑与密封，2008，33(3)：13-16)对比了对数螺旋线、斜直线螺旋槽、圆弧螺旋槽和抛物线螺旋槽等四种螺旋槽平面型线的轴承润滑性能，但是其承载能力在某些环境下任不能满足要求。为了进一步提高螺旋槽推力轴承的承载能力，本发明提出将槽区底面设置为螺旋面，从而在推力盘和螺旋面之间形成楔形间隙，增强油膜动压效果。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种螺旋面与螺旋槽复合推力轴承，提出一种将螺旋槽槽区的平面型底面改为螺旋面底面，形成一种螺旋面与螺旋槽复合推力轴承，提高螺旋槽推力轴承的承载能力，工艺简单，易于大规模工业化应用。

本发明的技术方案是：一种螺旋面与螺旋槽复合推力轴承，包括转轴、推力盘和支撑环，所述推力盘和支撑环同轴安装于所述转轴上；其特征在于：所述支撑环朝向所述推力盘的端面上设置有若干螺旋槽，所述若干螺旋槽以所述转轴的轴线为中心周向均布；

所述螺旋槽的槽区包括进液边、出液边、外侧边、内侧边和底面；所述内侧边与所述支撑环内孔相邻，所述外侧边位于所述支撑环外周面上，所述出液边位于所述进液边绕所述转轴的轴线逆时针旋转方向的一侧，所述底面采用正螺旋面，所述正螺旋面坡度上升的方向与所述推力盘的旋转方向相同；

所述正螺旋面的方程为：

将正螺旋面母线和转轴的中心轴交点设为坐标原点，坐标的xoy平面垂直于所述转轴，z轴与所述转轴的中心轴重合；

其中，u正螺旋面上任意一点到其中心轴的径向距离；v是螺旋面的母线的转动角度；a是螺旋面的螺距。

本发明的进一步技术方案是：所述进液边和出液边平面型线为对数螺旋线、圆弧线、抛物线或斜直线。

有益效果

本发明的有益效果在于：传统螺旋槽推力轴承的槽区底面均为平面，本发明槽区的底面为螺旋面，且螺旋面的上升方向与推力盘旋转方向一致，工作时，推力盘带动润滑油在支撑环表面流动；一方面，螺旋槽的槽区与台区之间的台阶会与推力盘形成润滑油的挤压效果；另一方面，槽区的螺旋面与推力盘之间形成楔形间隙，再次形成润滑油的挤压效应，提高了轴承承载力，改善润滑性能。通过综合这两种挤压效应来提高推力轴承的承载能力。

传统螺旋槽推力轴承的槽区底面均为平面，进入槽区的磨损颗粒等杂质不容易排除；而本发明的槽区底面为螺旋面，便于杂质随着螺旋面从槽区流出，减少轴承磨损。

附图说明