一種智能型可傾瓦推力軸承裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開一種智能型可傾瓦推力軸承裝置，包括推力盤，瓦塊，頂塊，導向盤，橡膠墊圈，壓電陶瓷疊堆，螺栓，底座，應變片及應變信號調理電路，壓電陶瓷電源，AD轉換器，控制器。控制器配合AD轉換器及應變片測量各瓦塊的承載量，將其作為負反饋，控制壓電陶瓷疊堆產生微位移，主動調節各個瓦塊與推力盤間的間隙，改變潤滑膜厚度。該發明專利技術結構簡單，安裝容易，控制方便，能及時發現并迅速解決可傾瓦推力軸承的偏載問題，能大大的延長可傾瓦推力軸承的壽命。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于軸承裝置
，特別涉及一種滑動軸承裝置。
技術介紹
可傾瓦推力軸承載能力大,穩定性好，自對中能力高,被廣泛地用于汽輪發電機，鼓風機等高速重載機械上。但由于加工安裝差，以及推力盤、轉子和瓦塊的變形等原因，會出現某個瓦塊的潤滑膜厚度較其他的小，導致這個瓦塊局部承載量大，溫升偏高，最終導致主機工作異常，輕則造成滑動軸承的磨損，重則燒毀瓦塊，抱軸等嚴重事故，一旦事故發生，就要停機整修，耽誤生產，造成巨大的經濟損失。對于推力軸承的偏載問題，金斯伯里公司推出金斯伯里平衡式止推軸承，瓦塊由相互搭接的鉸支梁支撐，應用杠桿原理傳遞不均勻力，巧妙地解決了支推軸承偏載問題，該軸承不能主動調節，只能被動調節(趙永韜.金斯伯里平衡式推力軸承結構特點和推力間隙的測量方法，熱力發電，2002 (1):67)。王文，李福寶利用超磁致伸縮微位移驅動器調節止推軸承各瓦塊與推力盤的間隙，實驗效果理想，但每個微位移伸縮驅動器需要電磁線圈及線圈骨架，且要將產生的磁場對外屏蔽，結構及安裝都比較復雜(王文，李寶福.智能止推油膜軸承(專利號2005100262382))。
技術實現思路
本專利技術針對可傾瓦推力軸承易產生偏載的問題，旨在提出一種結構簡單，安裝容易，控制方便的智能型可傾瓦推力軸承裝置，能及時地發現并迅速解決偏載問題，該裝置能大大提高可傾瓦推力軸承的壽命。本專利技術是通過以下技術方案實現的一種智能型可傾瓦推力軸承裝置，包括狀態可調可傾瓦推力軸承及檢測控制回路；所述狀態可調可傾瓦推力軸承包括推力盤、若干瓦塊、導向盤和底座；所述若干瓦塊位于推力盤與導向盤之間；導向盤上設有若干導向孔；若干頂塊上端面的頂尖穿過導向盤中對應的導向孔支撐對應的瓦塊；頂塊的中間具有階梯；若干橡膠墊圈被夾在導向盤與對應的頂塊階梯之間；導向盤的導向孔與頂塊為間隙配合；若干壓電陶瓷疊堆通過導熱絕緣膠粘接于對應頂塊下端面與底座之間；導向盤與底座通過螺栓固連，給導向盤定位并給橡膠墊圈施加預緊力；所述的檢測控制回路包括貼在若干頂塊上的若干電阻應變片，電阻應變片連接應變信號調理電路，電阻應變片信號調理電路的輸出端連接AD轉換器，AD轉換器的輸出端連接控制器；若干壓電陶瓷電源的輸入端接控制器，輸出端連接對應的壓電陶瓷疊堆。本專利技術進一步的改進在于控制器通過AD轉換器、電阻應變片及應變信號調理電路測量頂塊所受的力。本專利技術進一步的改進在于壓電陶瓷疊堆為通過若干同型號的小面積壓電陶瓷疊堆拼接組成的大面積壓電陶瓷疊堆；所有瓦塊的壓電陶瓷疊堆都能夠產生幾十微米級的壓縮量，初始狀態下，對各個壓電陶瓷疊堆都不施加電壓。本專利技術進一步的改進在于當壓電陶瓷疊堆未施加電壓時，對橡膠墊圈施加初始預緊力；初始預緊力使橡膠墊圈受的壓力為潤滑劑進口壓力的1. 5 2倍。本專利技術進一步的改進在于橡膠墊圈在初始預緊后還能夠產生幾十微米級的伸縮變形，變形前后整個橡膠墊圈所承受的力的改變量要小于預緊力的1/10。本專利技術進一步的改進在于瓦塊的承載量為由電阻應變片測量頂塊所受的力減去對橡膠墊圈的初始預緊力。本專利技術進一步的改進在于當狀態可調可傾瓦推力軸承中某個瓦塊的承載量比其他瓦塊的承載量大于某一臨界值時，控制器發出信號控制該瓦塊上壓電陶瓷疊堆的變形，增大其潤滑膜厚度，減小該瓦塊的承載量。本專利技術進一步的改進在于橡膠墊圈用彈性模量為2 3Mpa的軟橡膠制成，厚度為2 3mm。綜上所述，本專利技術相對于現有技術具有以下有益效果本專利技術的可傾瓦推力軸承各塊瓦的潤滑膜厚度通過壓電陶瓷疊堆組成的微位移驅動器進行主動調節，結構簡單，安裝容易，控制方便。本專利技術在軸承上安裝電阻應變片直接監測各個瓦塊的承載量，能及時并準確地知道軸承的工作狀況以及是否有偏載發生。整個裝置以瓦塊承載量為負反饋，可以及時調節瓦塊與推力盤的間隙，使各個瓦塊的承載量均衡。由于軸承潤滑膜厚度常常也為幾十微米，壓電陶瓷疊堆產生的微位移與其是同一個數量級的，并且壓電陶瓷的承載能力也足夠大，本專利技術應用壓電陶瓷疊堆改變瓦塊與推力盤的間隙，進而解決推力軸承的偏載問題。附圖說明圖1為智能型可傾瓦推力軸承裝置結構示意圖。圖中的附圖標記的含義為1 -推力盤；2 -瓦塊；3 -頂尖；4 -頂塊；5 -導向盤；6 -橡膠墊圈；7 -電阻應變片；8 -壓電陶瓷疊堆；9 -底座；10 -螺栓；11 -應變信號調理電路；12 -壓電陶瓷電源；13 - AD轉換器；14 -控制器。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術做進一步詳細描述請參閱圖1所示，本專利技術一種智能型可傾瓦推力軸承裝置，包括狀態可調可傾瓦推力軸承及檢測控制回路。所述狀態可調可傾瓦推力軸承包括推力盤1，瓦塊2，頂塊4，導向盤5，橡膠墊圈6，壓電陶瓷疊堆8，底座9和螺栓10。頂塊4上端面具有頂尖3，中間具有階梯，頂塊4主體的橫截面是長方形。瓦塊2由頂尖3支撐，橡膠墊圈6被夾在導向盤5與頂塊4階梯之間。導向盤5與頂塊4為間隙配合，確保頂塊4可以上下移動。壓電陶瓷疊堆8通過導熱絕緣膠粘接于頂塊4下端面與底座9之間。導向盤5與底座9通過螺栓10固連，其作用為給導向盤5定位并給橡膠墊圈6施加預緊力。所述的檢測控制回路包括每個頂塊上貼有電阻應變片7，電阻應變片7接應變信號調理電路11，應變信號調理電路11的輸出接AD轉換器13，AD轉換器13的輸出接控制器14 ;壓電陶瓷電源12的輸入接控制器14，壓電陶瓷電源12的輸出接壓電陶瓷疊堆8。本專利技術裝置中的壓電陶瓷疊堆8是通過同型號的小面積疊堆拼接組成大面積壓電陶瓷疊堆。所有瓦塊2的壓電陶瓷疊堆8要能夠產生幾十微米的壓縮量。本專利技術裝置中的橡膠墊圈6用彈性模量為2 3Mpa的軟橡膠制成，厚度為2 3mm o該智能型可傾瓦推力軸承裝置的工作過程如下(I)對壓電陶瓷疊堆8不施加電壓，通過螺栓10對導向盤5進行固定并對橡膠墊圈6施預緊力，所施加的初始預緊力可以通過應變片7測量出來。對橡膠墊圈6施加的初始預緊力要確保橡膠墊圈的承受壓力為潤滑劑進口壓力(一般為0 0. 5Mpa)的1. 5 2倍，保證橡膠墊圈6具有良好的密封效果，使潤滑劑不流向導向盤5與底座9之間，保持壓電陶瓷疊堆8高度絕緣。(2)安裝本專利技術裝置的旋轉系統運行的過程中，控制器14配合AD轉換器13、電阻應變片7及應變信號調理電路11實時測量頂塊4所承受的力，由于橡膠墊圈6為軟橡膠制作，彈性模量低，橡膠墊圈6產生幾十微米變形的前后所承受的力的改變量不大(小于初始預緊力的1/10)，故直接減去步驟(I)所測的初始預緊力，即得到瓦塊2的承載量。(3)初始狀態下，各個壓電陶瓷疊堆8都不施加電壓。當某個瓦塊2的承載量比其他瓦塊2大于某一臨界值時，控制器14發出控制信號給該瓦塊2的壓電陶瓷疊堆8供電的壓電陶瓷電源12以改變其輸出電壓，進而改變壓電陶瓷疊堆8的位移，增大該瓦塊2與推力盤I之間的間隙，減小該瓦塊2的承載量。同時，其他瓦塊的承載量也隨之發生變化，這樣瓦塊之間能互相補償，受載均勻。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種智能型可傾瓦推力軸承裝置，其特征在于，包括狀態可調可傾瓦推力軸承及檢測控制回路；所述狀態可調可傾瓦推力軸承包括推力盤（1）、若干瓦塊（2）、導向盤（5）和底座（9）；所述若干瓦塊（2）位于推力盤（1）與導向盤（5）之間；導向盤（5）上設有若干導向孔；若干頂塊（4）上端面的頂尖（3）穿過導向盤（5）中對應的導向孔支撐對應的瓦塊（2）；頂塊（4）的中間具有階梯；若干橡膠墊圈（6）被夾在導向盤（5）與對應的頂塊（4）階梯之間；導向盤（5）的導向孔與頂塊（4）為間隙配合；若干壓電陶瓷疊堆（8）通過導熱絕緣膠粘接于對應頂塊（4）下端面與底座（9）之間；導向盤（5）與底座（9）通過螺栓（10）固連，給導向盤（5）定位并給橡膠墊圈（6）施加預緊力；所述的檢測控制回路包括貼在若干頂塊（4）上的若干電阻應變片（7），電阻應變片（7）連接應變信號調理電路（11），應變信號調理電路（11）的輸出端連接AD轉換器（13），AD轉換器（13）的輸出端連接控制器（14）；若干壓電陶瓷電源（12）的輸入端接控制器（14），輸出端連接對應的壓電陶瓷疊堆（8）。

【技術特征摘要】
1.一種智能型可傾瓦推力軸承裝置，其特征在于，包括狀態可調可傾瓦推力軸承及檢測控制回路； 所述狀態可調可傾瓦推力軸承包括推力盤(I)、若干瓦塊(2)、導向盤(5)和底座(9)；所述若干瓦塊(2)位于推力盤(I)與導向盤(5)之間；導向盤(5)上設有若干導向孔；若干頂塊(4)上端面的頂尖(3)穿過導向盤(5)中對應的導向孔支撐對應的瓦塊(2);頂塊(4)的中間具有階梯；若干橡膠墊圈(6)被夾在導向盤(5)與對應的頂塊(4)階梯之間；導向盤(5)的導向孔與頂塊(4)為間隙配合；若干壓電陶瓷疊堆(8)通過導熱絕緣膠粘接于對應頂塊(4)下端面與底座(9)之間；導向盤(5)與底座(9)通過螺栓(10)固連，給導向盤(5)定位并給橡膠墊圈(6)施加預緊力； 所述的檢測控制回路包括貼在若干頂塊(4)上的若干電阻應變片(7)，電阻應變片(7)連接應變信號調理電路(11)，應變信號調理電路(11)的輸出端連接AD轉換器(13)，AD轉換器(13)的輸出端連接控制器(14);若干壓電陶瓷電源(12)的輸入端接控制器(14)，輸出端連接對應的壓電陶瓷疊堆(8)。2.根據權利要求1所述的智能型可傾瓦推力軸承裝置，其特征在于，控制器(14)通過AD轉換器(13)、電阻應變片(7)...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐華，熊顯智，王琳，付玉敏，周夕維，
申請(專利權)人：西安交通大學，
類型：發明
國別省市：