[发明专利]一种自反馈调节热变形的高承载推力滑动轴承

说明书

本发明公开了一种自反馈调节热变形的高承载推力滑动轴承，包括转子、轴向定位基座、推力盘、是轴承瓦块、轴承支点、固定基座和挡油环等。推力盘与转子轴向固定的轴向定位基座相连，与轴承瓦块正对，中间留有轴承间隙，轴承瓦块底部中间位置有轴承支点，轴承瓦块可绕轴承支点小范围转动，内部具有连通的周向油孔和纵向油孔。本发明通过引导轴承热油至轴承瓦块背面，促使轴承瓦块上下表面温度趋于一致，热变形互相抵消，减小轴承瓦块的翘曲变形，提高轴承的承载力和安全性。

技术领域

本发明属于机械设计滑动轴承领域，具体涉及一种自反馈调节热变形的高承载推力滑动轴承。

背景技术

滑动轴承是水轮机、压缩机等大型、重载工业设备的关键部件，其性能与设备的稳定性密切相关。滑动轴承在运行过程中会因剪切挤压而产生大量的热，对于大型推力滑动轴承，尤其是在高负载的情况下，轴承油膜温度很高，轴承瓦块的温度分布也会显著不均匀，单侧局部温度可能高达100℃以上，相对应一侧温度仅有40℃左右。显著的温差导致轴承热膨胀的不均匀，由此产生的热变形会使得轴承瓦块翘曲变形，轴承瓦块边缘向下弯曲，轴承中部凸起。这样的热变形会导致轴承承载面积下降，承载力降低，温升增加，大大增加了轴承磨损、蹭伤、胶合等损伤发生的概率。尤其是重型载荷的推力滑动轴承，直径甚至能达到2m以上，对于这类大型轴承，热变形将成为影响轴承性能的关键问题。

目前工业中暂无良好的解决办法，为尽可能地减小轴承的热变形，会在设计阶段考虑增大轴承的尺寸，使其在发生热变形后依旧具有足够的承载能力，但这种做法会导致轴承尺寸过大，摩擦力上升，显著增加设备损耗和运行成本，在工业应用中存在很大的限制。如何克服大型推力轴承的热变形问题，已成为限制大型工业转子设备性能提升的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自反馈调节热变形的高承载推力滑动轴承，其通过引导轴承热油至轴承瓦块背侧，加热轴承瓦块背侧，使得轴承瓦块两面温度相近，热变形互相抵消，该设计有望提升轴承的承载力，避免轴承磨损胶合等问题。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种自反馈调节热变形的高承载推力滑动轴承，包括套装在转子外且固定在基体上的固定基座，固定基座上方依次设置有套装在转子外的轴承瓦块、推力盘和轴向定位基座；其中，

轴向定位基座与转子轴向固定连接，推力盘与轴向定位基座相连，推力盘与轴承瓦块正对，中间留有轴承间隙，轴承瓦块内部具有互相连通的周向油孔和纵向油孔，轴承瓦块底部中间位置有轴承支点，且轴承瓦块能够绕轴承支点转动，轴承支点下端固定在固定基座上；固定基座靠近转子的一侧与挡油环装配在一起，挡油环高度超过推力盘的中部位置，且挡油环与轴承瓦块、推力盘均不接触；固定基座内开设有润滑油腔，润滑油腔内填充有润滑油，轴承瓦块、轴承间隙均浸没在润滑油中，且润滑油的液面高度低于挡油环。

本发明进一步的改进在于，纵向油孔位于推力盘转动方向的下游一侧，与轴承上表面垂直，周向油孔在推力盘转动方向的上游一侧开孔，周向油孔与纵向油孔内部相连通。

本发明进一步的改进在于，假定d为轴承纵向油孔的直径，周向油孔的直径与纵向油孔一致，B为轴承瓦块半径方向的宽度，二者满足关系0.02B≤d≤0.05B。

本发明进一步的改进在于，假定α为轴承瓦块扇形两侧的夹角，β为纵向油孔中心线连线与轴承瓦块上游一侧边界的夹角，二者满足关系β≥0.9α。

本发明进一步的改进在于，在轴承瓦块的半径方向上，周向油孔避开轴承支点分为两部分，假定B为轴承瓦块半径方向的宽度，a为轴承支点外侧由内向外的第一个周向油孔中心距离轴承瓦块外边缘的距离，b为轴承支点内侧由外向内的第一个周向油孔中心距离轴承瓦块内边缘的距离，且满足a≥0.25B及b≥0.25B。

本发明进一步的改进在于，周向油孔位于轴承瓦块内部的下端，假定H为轴承瓦块的总高度，h为周向油孔的中心距离轴承瓦块上表面的距离，二者满足关系h≤0.95H。