轴瓦止动装置
技术领域
本发明涉及轴承领域,尤其涉及一种轴瓦止动装置。
背景技术
滑动轴承是通过相对滑动产生动压油膜来隔离运动及静止部件从而实现低摩擦、低噪音的机械。目前滑动轴承的轴瓦与轴承座之间一般采用球面接触配合,轴瓦的球面尺寸要略小于轴承座的球面尺寸,轴瓦在轴承座内能自由旋转,以适应转轴放置到轴瓦内孔后因重力产生的弯曲(尤其是柔性轴)以及因两端轴承安装不对心产生的倾斜等状况,提高轴瓦内孔同转轴的平行度,为方便安装及适应转轴姿态时不确定的转动量,轴承座与轴瓦之间有一套大间隙的销孔防转结构,防转能力很有限,轴承在重载下启动时,油膜尚未形成前转轴可能会带动轴瓦旋转造成轴瓦与轴承座接触面摩擦磨损,略有差值的尺寸使得轴承座也不能充分地抑制轴瓦的振动,轴瓦可能在转子的作用力下谐振,与轴承座产生冲撞磨损的现象。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种轴瓦止动装置,旨在解决上述技术问题。
为实现上述目的,本发明提出的一种轴瓦止动装置包括轴承座、轴瓦和止动滑块,所述轴承座包括上座以及下座,所述上座和所述下座彼此面对的壁面上开设有弧形面,所述上座和所述下座之间以平面结合,所述下座的所述弧形面的两侧均自拼合面向下增设有至少一个滑槽,所述上座与所述下座拼合后形成容纳腔,所述容纳腔内设置有止动滑块,所述下座上设置有与所述弧形面适配的所述轴瓦,所述轴瓦的弧形面上增设有与所述止动滑块适配接触的平台以通过所述平台与所述止动滑块之间的接触限制轴瓦的运动。
在一实施例中,所述滑槽的槽口尺寸小于所述滑槽的槽体的宽度尺寸。
在一实施例中,所述平台所在平面的垂线与所述轴瓦轴线之间具有第一夹角,所述平台所在平面与水平面之间具有第二夹角。
在一实施例中,所述止动滑块包括滑动块以及设置在所述滑动块前端的球头,所述球头用于抵靠在所述平台上。
在一实施例中,所述止动滑块还包括弹簧以及卡爪,所述滑动块本体的后端开设有通槽,所述通槽的相对两壁面上开设有轴孔,所述轴孔内穿设有销轴,所述卡爪的中部套装在所述销轴上,所述卡爪的一端插装有所述弹簧,所述通槽靠近所述球头的一侧设置有抵靠平台,所述弹簧的自由端抵靠在所述抵靠平台上。
在一实施例中,所述卡爪包括依次连接的弹簧臂、安装部以及自锁臂,所述安装部上开设有转轴孔,所述销轴穿设在所述安装部中,所述弹簧臂插装有所述弹簧,所述自锁臂和所述弹簧臂能够绕所述转轴孔的轴心相对旋转。
在一实施例中,所述弹簧臂包括钩部以及连接部,所述连接部的两端分别和所述钩部和所述安装部连接,所述钩部与所述连接部垂直连接。
在一实施例中,所述滑动块的上表面上开设有多个排油槽。
在一实施例中,所述排油槽自所述滑动块靠近所述球头的一侧朝所述通槽的方向延伸但不与所述通槽连通。
本发明的技术方案中,所述轴承座包括上座以及下座,所述上座和所述下座彼此面对的壁面上开设有弧形面,两者之间以平面接触,所述下座的所述弧形面的两侧均自拼合面向下增设有至少一个滑槽,所述滑槽内设置有所述止动滑块。在该技术方案中,在转轴落到位后,分别将止动滑块沿槽滑动并将止动滑块顶在轴瓦的平台端面上,将轴承座的上座落下固定好后上座与下座将滑槽进行封闭,轴瓦的转动或振动均会被处于自锁状态下的止动滑块制止,从而能够防止轴瓦旋转、振动造成轴瓦与轴承座接触面摩擦、冲撞产生磨损的现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例的轴瓦止动装置的部分结构示意图;
图2为本发明实施例的下座的结构示意图;
图3为本发明实施例的滑槽的剖视图;
图4为本发明实施例的轴瓦的结构示意图;
图5为本发明实施例的轴瓦的俯视图;
图6为本发明实施例的轴瓦的剖视图;
图7为本发明实施例的止动滑块的结构示意图;
图8为本发明实施例的止动滑块的内部结构示意图;
图9为本发明实施例的自锁臂的结构示意图;
图10为本发明实施例的自锁臂的理想状态受力分析图;
图11为本发明实施例的自锁臂的实际状态受力分析图。
附图标号说明:10、下座;11、弧形面;12、滑槽;20、止动滑块;21、滑动块;22、球头;23、弹簧;24、卡爪;241、弹簧臂;2411、钩部;2412、连接部;242、安装部;243、自锁臂;25、转轴孔;26、抵靠平台;27、排油槽。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
并且,本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供一种轴瓦止动装置。
如图1-2以及图4所示,本发明实施例提供的轴瓦止动装置包括轴承座、轴瓦和制动滑块20,所述轴承座包括上座以及下座10,所述上座和所述下座10彼此面对的壁面上开设有弧形面11,所述上座和所述下座10之间以平面结合,所述下座的所述弧形面11的两侧均自拼合面向下增设有至少一个滑槽12,所述上座与所述下座10拼合后形成容纳腔,所述容纳腔内设置有止动滑块20,所述下座10上设置有与所述弧形面11适配的轴瓦,所述轴瓦的弧形面上增设有与所述止动滑块20适配的平台以通过所述平台与所述止动滑块20之间的接触限制轴瓦的运动。
在本实施例中,轴承座包括上座以及下座10,所述上座和所述下座10彼此面对的壁面上开设有弧形面11,所述下座10的所述弧形面11的两侧均开设有至少一个滑槽12,所述滑槽12内设置有止动滑块20,所述下座10上设置有与所述弧形面11适配的轴瓦,所述轴瓦面对所述弧形面11的一侧开设有与所述滑槽12适配连接的平台,所述平台与所述滑槽12及轴承上座适配连接以形成容纳腔,所述止动滑块20设置在所述容纳腔内。在该技术方案中,在转轴落到位后,分别将止动滑块20沿槽滑动并将止动滑块20顶在轴瓦的平台端面上,将轴承座的上座落下固定好后上座与下座10将滑槽12进行封闭,轴瓦的转动或振动均会被处于自锁状态下的止动滑块20制止,防止造成轴瓦与轴承座接触面摩擦、冲撞产生磨损的现象。其中,可以根据需要增加滑槽12的数量,从而能够适配其他型号的轴瓦更好地防止轴瓦旋转、振动。
请参考图3,所述滑槽12的槽口的尺寸小于所述滑槽12的槽体的宽度尺寸。在一可选地实施例中,槽口尺寸小于槽宽,从而能够防止轴承座在搬运和安装过程中止动滑块20从滑槽12内掉落,从而提升其可靠性。
请参考图5和图6,所述平台所在平面的垂线与轴承轴线之间具有第一夹角,所述平台所在平面与水平面之间具有第二夹角。轴瓦上开设有两个平台,且轴瓦上的两个平台为斜对称且与转轴轴线有一定夹角,且与水平面有一定倾角,轴瓦的任意方向的转动和振动都会在平台法线方向上产生位移量,而在使用在绝缘轴承上时,可以通过开沉孔并镶嵌酚醛层压板等硬质绝缘材料的方式来保持轴瓦和轴承座之间的绝缘。
请参考图7和图8,,所述止动滑块20包括滑动块21以及设置在所述滑动块21前端的球头22,所述球头22用于抵靠在所述平台上。在本实施例中,止动滑块20的形状为长方体,其中一端带有球头22,可以确保止动滑块20可以与轴瓦上的平台紧密接触。
其中,所述止动滑块20还包括弹簧23以及卡爪24,所述滑动块21的后端开设有通槽,所述通槽的相对两壁面上开设有轴孔,所述轴孔内穿设有销轴,所述卡爪24的中部套装在所述销轴上的,所述卡爪24的一端插装有所述弹簧23,所述通槽靠近所述球头22的一侧设置有抵靠平台26,所述弹簧23远离所述卡爪24的一端抵靠在所述抵靠平台26上。
请参考图9,所述卡爪24包括依次连接的弹簧臂241、安装部242以及自锁臂243,所述安装部242上开设有转轴孔25,所述销轴穿设在所述安装部242中,所述弹簧臂241插装有所述弹簧23,所述自锁臂243和所述弹簧臂241能够绕所述转轴孔25的轴心相对旋转。所述弹簧臂241包括钩部2411以及连接部2412,所述连接部2412的两端分别和所述钩部2411和所述安装部242连接,所述钩部2411与所述连接部2412垂直连接。
在本实施例中,轴承座上座与下座10在闭合后形成一个封闭的滑槽12,止动滑块20仅能沿滑槽12的长度方向滑动,而滑块使用球头22可以保证轴瓦的平台处于任意角度时两者都能紧密接触;轴瓦的平台与转轴轴线有一定夹角且平台法线不过球心,平台与水平面也有一定倾角,因此轴瓦任意方向的转动或振动时都会使得其中一个平台产生在法线方向上的正位移(向外),而处于自锁状态下的止动滑块20则会制止这个运动趋势,成对使用的止动滑块20则使得轴瓦任意方向的转动或振动均被制止。
具体地请参考图10-11,在卡爪24工作时,卡爪24的尺寸很小,其质量相对受轴瓦的驱动力来说很小,可以忽略不计。对卡爪24做受力分析,这种情况下卡爪24仅在转轴孔25和自锁臂243与滑槽12接触面两处受力,转轴孔25与销轴的配合为铰链,不能产生额外的扭矩,卡爪24又不计重力,即为典型的二力杆,即两力相等方向相反(参见图10)。此时卡爪24对滑槽12产生的力与滑槽12面法线呈角度θ3,当角度θ3小到一定程度时,卡爪24与滑槽12之间满足自锁条件,超过材料屈服强度之前,轴瓦产生的驱动力无论有多大,通过滑块传导至卡爪24时都不能使卡爪24移动,而钢材之类的金属屈服强度很大,足够抵抗轴瓦的驱动力。
而在实际应用情况下,忽略卡爪24重量的前提是轴瓦的驱动力相对卡爪的重力来说很大,但是轴瓦未运行没有相应的驱动力,轴瓦自身的重力也有限,部分轴承还处于倾斜摇摆状态,止动滑块20相应为倾斜状态,重力产生的扭矩使得卡爪24有旋转脱离接触滑槽12的趋势,很可能导致机构失效,因此必须考虑重力的影响。在止动滑块20倾斜状态下对卡爪24做受力分析,这种情况下卡爪24除了在转轴孔25和自锁臂243与滑槽12接触面两处受力外,自锁臂243还受重力影响,转轴孔25与销轴的配合为铰链,不能产生额外的扭矩,力臂重力产生逆时针扭矩,为使得机构平衡,需要引入一个顺时针扭矩,为此增加一个力臂并配压缩弹簧23,采用压缩弹簧23弹力来产生顺时针扭矩,因为增加的力臂重力扭矩同样是逆时针扭矩,所以力臂要尽量短(参见图11)。将所有的力、力矩合并简化,必然为一个顺时针扭矩(来自弹簧23)和一对产生逆时针扭矩的力,此时卡爪24对滑槽12产生的力与滑槽12面法线的角度要小于理由状态下的自锁角,因此卡爪24与滑槽12之间已经满足自锁条件。
另外,所述滑动块21的上表面上开设有多个排油槽27。在本实施例中,通过设置多个排油槽27能够将润滑油、气体等排出,从而防止在吊取轴承上座时将止动滑块20粘走,进而掉落损坏轴承或止动滑块20本身的现象发生。
进一步地,所述排油槽27自所述滑动块21靠近所述球头22的一侧朝所述通槽的方向延伸但不与所述通槽连通。因此能够确保不会因为润滑油而降低卡爪24与滑槽12之间的摩擦,造成可能的自锁失效的现象发生。
本轴瓦止动装置的工作方式:在转轴落到位,轴瓦转动适应转轴姿态后,分别将止动滑块20沿槽滑动并将球头22顶在轴瓦的平台端面上(必要时也可以顶在从轴瓦上延伸出来的销端面上),将轴承座上座落下固定好,上座与下座10构成一个封闭的滑槽12,轴瓦的转动或振动均会被处于自锁状态下的止动滑块20制止。拆换轴瓦时,打开轴承座上座,按下止动滑块20里卡爪24的短臂(弹簧臂)并拉动向外滑开,止动滑块20解锁。
本发明取消了原来采用的销配大孔或宽槽的轴瓦防转结构,消除了原本为适应制造误差、转轴倾斜以及安装便利性而造成的可动间隙。
取消了原来采用过盈顶隙结构,消除了原本为钳制轴瓦振动而造成的拼合面间隙偏大。
在保持原有结构的功能基础上,本轴瓦止动装置能完全制止轴瓦的转动、振动,防止磨损,延长轴承寿命,同时抑振能力的增强还能提高轴承的性能。
自身结构简单,零件少,通用性强,无论单球面轴承还是双球面轴承均可采用,无论是端盖式还是座式、托架式等均可采用。根据受力的大小,对于不同规格的轴承可以采用不同的尺寸,易形成系列化通用件。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。