專利名稱：一種滑動滾動復合軸承裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于軸承技術領域，具體涉及一種動壓軸承與滾動軸承的復合軸 承裝置。
背景技術：
流體動壓軸承是依靠軸和軸承之間的相對運動，使粘性流體在收斂楔形 間隙中流動，形成具有承載能力的壓力流體膜，將有載荷作用的軸浮起來， 使兩個滑動表面隔開，從而實現流體動壓支承。構成流體動壓滑動軸承的基 本要素是軸和軸承兩相對運動的表面之間要有收斂的楔形、足夠的相對運 動速度和一定粘度的流體。動壓軸承結構簡單，運轉平穩，強度和剛度大， 廣泛應用于機床主軸，大型電站及鋼鐵企業的機械設備中。
流體動壓支承的先決條件之一是軸和軸承之間必須有足夠大的相對速 度。然而，機器在啟停階段和低速運行階段，軸和軸承之間的相對運動速度 較低，難以建立有效動壓支承。此外，由于流體中存在污染微粒，也不能絕 對地避免機械的短時過載和流體供給時的瞬時故障，這些因素均會導致軸和 軸承之間無法形成全液體潤滑而發生表面直接接觸，使軸承持續地在混合摩 擦狀態下工作，引起摩擦磨損。
采用流體動靜壓軸承可以避免機器在啟停階段和低速運行階段軸和軸 承表面持續地在混合摩擦狀態下工作。 一種方式是采用靜壓抬起、動壓運行 的靜-動壓軸承，在機器啟停階段和低速運行階段靠靜壓抬起主軸，在高速 運行階段關閉靜壓，完全靠動壓來承載。另一種方式是在機器啟停和低速運 行階段啟動靜壓系統支承，在高速運行階段，動壓效應增加，同時靠靜壓和 動壓來承載。上述兩種方式在啟停和低速階段都需要使用靜壓支承系統，都需要利用專用的供油(氣)裝置，將具有一定壓力的油液(氣體)，經過壓 力補償元件輸送到軸承中去，在軸承內形成壓力膜，將受載軸浮起進而實現 支承和潤滑。靜壓支承必須配有一套有較大功率的高壓供油(供氣)系統(如 油泵、管道、過濾器等)，能源消耗大，噪聲大，成本高，而且增大了機械 設備的質量和占用的空間。
發明內容
針對現有技術中采用純流體動壓支承，軸和軸頸表面持續地在混合摩擦 狀態下工作，磨損大，而采用靜壓支承，避免了軸承和軸頸表面的直接接觸， 但卻增大了功耗、噪聲的技術問題，本發明提供如下技術方案
一種滑動滾動復合軸承裝置，在軸承座的內孔中設置有動壓軸承與滾動 軸承，動壓軸承與滾動軸承同軸設置，在滾動軸承的支承方向上設置有間隙， 所述該間隙的尺寸小于流體動壓軸承在支承方向上的間隙的尺寸。
所述的動壓軸承與滾動軸承的端面之間被軸肩隔開。
動壓軸承可為液體動壓軸承和氣體動壓軸承。
所述在滾動軸承的支承方向上設置的間隙是支承滾道與滾動體之間的 間隙。
所述在滾動軸承的支承方向上設置的間隙是滾動軸承內圈與與其相配 合的轉子軸頸外表面之間的間隙。
所述在滾動軸承的支承方向上設置的間隙是滾動軸承軸圈與轉子軸肩 之間的間隙。
所述在滾動軸承的支承方向上設置的間隙是滾動軸承外圈與軸承座上 軸承孔之間的間隙。
本發明結構簡單，成本低，既能發揮流體動壓支承的優勢，又能克服純 動壓支承和靜壓輔助支承的不足，同時滾動軸承也可作為機械短時過載和流 體供給發生瞬時故障時的保護裝置。
圖1本發明第一實施例結構示意圖； 圖2本發明第一實施例滾動軸承支承時的工作示意圖； 圖3本發明第一實施例動壓軸承支承時的工作示意圖； 圖4本發明第二實施例結構示意圖； 圖5本發明第二實施例滾動軸承支承時的工作示意圖； 圖6本發明第二實施例動壓軸承支承時的工作示意圖； 圖7本發明第三實施例結構示意圖； 圖8本發明第四實施例結構示意圖； 圖9本發明第五實施例結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明
如圖l一圖3所示是本發明的第一實施例，本發明是采用動壓軸承2與 滾動軸承3支承轉子1運轉的滑動滾動復合軸承裝置，它包括軸承座4，安 裝在軸承座4內的徑向動壓軸承2和滾動軸承3,動壓軸承2與滾動軸承3 在軸承座4內同軸安裝并相對位置固定，被軸肩12所隔開。轉子l的軸頸 的外表面8與動壓軸承2的內表面9之間為間隙配合，其間隙量構成動壓軸 承2的半徑間隙10。滾動軸承3的外圈5與軸承座4內孔配合并固定，滾 動軸承3的內圈6的內孔與轉子1的軸頸配合并固定，內圈6與滾動軸承3 的滾動體之間在徑向支承方向設置一半徑間隙ll，并使半徑間隙ll的尺寸 小于動壓軸承2的半徑間隙10的尺寸。
如圖2所示，在機器啟動、停止或者低速運行階段，轉子1轉速較低， 動壓軸承2不能建立壓力膜，對轉子1沒有支承作用，由于滾動軸承3的半 徑間隙11的尺寸小于動壓軸承2的半徑間隙10的尺寸，此時僅由滾動軸承 3支承轉子1運轉，轉子1軸頸的外表面8與動壓軸承2的內表面9存在間隙10,兩表面之間不會發生直接接觸。如圖3所示，在高速運行階段，動 壓效應增加，動壓軸承2建立起壓力膜，將轉子1及與之相連的滾動軸承3 內圈6浮起，并使其懸浮在間隙11的尺寸范圍內，此時轉子1的運轉完全 由動壓軸承2來支承，滾動軸承3不起作用。滾動軸承3的支承和動壓軸承 2的支承之間的轉換通過動壓軸承2建立的壓力膜將轉子1懸浮于滾動軸承 3的間隙11的尺寸范圍內來實現。
如圖4-圖6所示是本發明的第二實施例，是采用動壓軸承與滾動復合 軸承支承轉子51運轉的推力滑動滾動復合軸承裝置，與第一實施例不同的 是，它采用推力動壓軸承52和推力滾動軸承53。推力動壓軸承52與推力 滾動軸承53的座圈55同軸安裝并固定在軸承座54的內孔中。轉子51的軸 肩62與推力動壓軸承52的表面21構成軸承軸向間隙60。滾動軸承53的 軸圈56與轉子51緊固在一起，軸圈56與滾動軸承53的滾動體之間在支承 方向上設置一間隙64，并使間隙64的尺寸小于動壓軸承52的軸向間隙60 的尺寸。
在機器的啟停和低速運行階段，轉子51轉速較低，推力動壓軸承52 不能建立壓力膜，對轉子51不起支承作用，由于推力滾動軸承53的軸向間 隙64的尺寸小于推力動壓軸承52的軸向間隙60的尺寸，此時僅由推力滾 動軸承53支承轉子51運轉，轉子51的軸肩62與推力動壓軸承52的表面 21之間存在間隙60，轉子51的軸肩的表面62與推力動壓軸承52的支承面 的兩表面之間不會發生直接接觸。如圖6所示，在高速運行階段，動壓效應 增加，推力動壓軸承52建立起壓力膜，將轉子51及與之相連的滾動軸承 53的軸圈56浮起，并使其懸浮在推力滾動軸承53的軸向間隙64的尺寸范 圍內，此時轉子51完全由推力動壓軸承52來支承，推力滾動軸承53不起 作用。推力滾動軸承53支承和推力動壓軸承52支承之間的轉換通過推力動 壓軸承52建立的壓力膜將轉子51懸浮于推力滾動軸承53的軸向間隙的尺寸范圍內來實現。
如圖7所示是本發明的第三實施例，與第一實施例不同的是滾動軸承3 的半徑間隙26設置在滾動軸承3的內圈6與轉子1上與其相配合的軸頸的 外表面之間，其余結構和工作原理與第一實施例相似，不再贅述。
如圖8所示是本發明的第四實施例，與第一實施例不同的是滾動軸承3 的半徑間隙25設置在滾動軸承3的外圈5與軸承座4上的軸承孔之間，其 余結構和工作原理與第一實施例相似，不再贅述。
如圖9所示是本發明的第五實施例，與第二實施例不同的是推力滾動軸 承53的軸圈56與轉子51為間隙配合，轉子51可以在軸圈56的內孔中沿 軸向浮動，推力滾動軸承53的軸向間隙64設置在軸圈56與轉子51的軸肩 之間，其余結構和工作原理與第二實施例相似，不再是贅述。
以上所述僅為本發明的實施例，并非用來限制本發明，若依本發明的構 想所作的改變，在不脫離本發明實施例的范圍內，例如，徑向動壓軸承2 和推力動壓軸承52可采用液壓或氣壓形式，徑向滾動軸承3和推力滾動軸 承53也可采用各種不同形式和型號，動壓軸承和滾動軸承的構形或布置形 態也可以加以變化，只要是動壓軸承與滾動軸承同軸安裝，滾動軸承內圈(軸 圈)與滾動體之間在支承方向上設置一定間隙，且使該間隙小于動壓軸承間 隙，依靠動壓軸承建立起的壓力膜使轉子懸浮在滾動軸承間隙范圍內來實現 支承轉換，低速階段依靠滾動軸承支承，高速階段依靠動壓軸承支承的，均 應包含于本發明的保護范圍之內。
權利要求
1、一種滑動滾動復合軸承裝置，在軸承座(4)的內孔中設置有動壓軸承(2)與滾動軸承(3)，動壓軸承(2)與滾動軸承(3)同軸設置，其特征在于在滾動軸承(3)的支承方向上設置有間隙，所述該間隙的尺寸小于流體動壓軸承(2)在支承方向上的間隙的尺寸。
2. 根據權利要求1所述的滑動滾動復合軸承裝置，其特征在于所述 的動壓軸承(2)與滾動軸承(3)的端面之間被軸肩隔開。
3. 根據權利要求1所述的滑動滾動復合軸承裝置，其特征在于動壓軸 承(2)為液體動壓軸承或者氣體動壓軸承。
4. 根據權利要求1所述的滑動滾動復合軸承裝置，其特征在于所述 在滾動軸承(3)的支承方向上設置的間隙是支承滾道與滾動體之間的間隙。
5. 根據權利要求4所述的滑動滾動復合軸承裝置，其特征在于所述在滾動軸承(3)的支承方向上設置的間隙是滾動軸承(3)內圈與與其相配 合的轉子軸頸外表面之間的間隙。
6. 根據權利要求4所述的滑動滾動復合軸承裝置，其特征在于所述在滾動軸承的支承方向上設置的間隙是推力滾動軸承(53)的軸圈(56)與 轉子(51)軸肩之間的間隙。
7. 根據權利要求4所述的滑動滾動復合軸承裝置，其特征在于所述在 滾動軸承(3)的支承方向上設置的間隙是滾動軸承(3)外圈(5)與軸承 座(4)上軸承孔之間的間隙。
全文摘要
本發明屬于軸承技術領域，具體涉及一種動壓軸承與滾動軸承的復合軸承裝置。一種滑動滾動復合軸承裝置，在軸承座的內孔中設置有流體動壓軸承與滾動軸承，流體動壓軸承與滾動軸承同軸設置，在滾動軸承的支承方向上設置有間隙，所述該間隙的尺寸小于流體動壓軸承在支承方向上的間隙的尺寸。本發明結構簡單，成本低，既能發揮流體動壓支承的優勢，又能克服純動壓支承和靜壓輔助支承的不足，同時滾動軸承也可作為機械短時過載和流體供給發生瞬時故障時的保護裝置。
文檔編號F16C21/00GK101586619SQ20091002307
公開日2009年11月25日 申請日期2009年6月26日 優先權日2009年6月26日
發明者盧秉恒, 盾 呂, 趙萬華 申請人:西安交通大學;快速制造國家工程研究中心