本實用新型屬于機械設(shè)備中一種新型結(jié)構(gòu)的大推力止推軸承，尤其適用于大型水力發(fā)電站水輪發(fā)電機組的止推軸承，解決軸向力巨大，一般滾動軸承和滑動軸承不能勝任的軸承連接問題。

背景技術(shù)：

目前的大推力軸承一般是以滾動摩擦付或滑動摩擦付為結(jié)構(gòu)的大型回轉(zhuǎn)盤或推力瓦軸瓦，對于軸向力巨大的軸承系統(tǒng)，在材料強度、摩擦損耗、加工難度、安裝難度、工作穩(wěn)定性、使用壽命等方面存在若干問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型是一種利用兩個支撐面之間具有液體壓力傳遞止推壓力的推力軸承，具有一定厚度的壓力液體在相對轉(zhuǎn)動的兩個支撐面之間起到隔離接觸及摩擦的作用，使得轉(zhuǎn)動軸懸浮于壓力液體上，完全通過壓力液體的剪切實現(xiàn)相對轉(zhuǎn)動，而不是僅僅依靠油膜的潤滑作用減小摩擦。

實現(xiàn)本實用新型所采用的技術(shù)方案一：一種液壓懸浮大推力軸承,包括有主軸、油道、油泵、單向閥、排氣閥、油管、液壓油箱、液壓油及散熱片，其特征在于：主軸在徑向上擴展形成軸壓盤，軸壓盤支撐在對應(yīng)的承壓盤上面，承壓盤與基礎(chǔ)相連，軸壓盤由徑向軸承與承壓盤連接，軸壓盤與承壓盤接觸的內(nèi)外邊緣處是泄壓環(huán)，泄壓環(huán)是由軸壓盤與承壓盤在接觸處形成的環(huán)形接觸面，泄壓環(huán)內(nèi)側(cè)或外側(cè)的端面設(shè)置密封，泄壓環(huán)和密封的端面間隙是沿軸向可變化的，這個間隙就是能開合的泄油通道，形成懸浮油腔，其中外邊緣處的泄壓環(huán)和密封的上下接觸面間隙設(shè)置間隙調(diào)節(jié)器進行上下調(diào)節(jié)，使得內(nèi)外邊緣處的接觸面能保持同時開合。

實現(xiàn)本實用新型所采用的技術(shù)方案二：一種液壓懸浮大推力軸承,包括有主軸、油道、油泵、單向閥、排氣閥、油管、液壓油箱、液壓油及散熱片，其特征在于：主軸在徑向上擴展形成軸壓盤，軸壓盤支撐在對應(yīng)的承壓盤上面，承壓盤與基礎(chǔ)相連，其中軸壓盤與承壓盤接觸的內(nèi)外邊緣處是軸向的密封，密封的形式可以是靜密封，也可以是動密封，或者是動密封與靜密封的組合，只需要在軸向上允許軸壓盤能夠發(fā)生微小的位移，軸壓盤、承壓盤和內(nèi)外邊緣處的密封直接圍城封閉的懸浮油腔，懸浮油腔內(nèi)部設(shè)有支墩，用于懸浮油腔的液壓油尚沒有足夠壓強時，支撐軸壓盤與承壓盤之間的軸向壓力，同時支撐出懸浮油腔內(nèi)部的過油通道，在軸壓盤和承壓盤之間設(shè)置隨其間距而變化開度的泄壓閥，泄壓閥是獨立的零部件，其出口被軸壓盤封堵，當(dāng)軸壓盤上升后，會逐步打開泄壓閥的泄油口，導(dǎo)致油壓下降，迫使軸壓盤不再上升，泄壓閥的泄油口與軸壓盤的間隙，能由調(diào)節(jié)螺栓進行微調(diào)，繼而控制軸壓盤的軸向位置。方案二的特點是比方案一在結(jié)構(gòu)上稍微復(fù)雜，對密封的要求稍高，更適用于直徑較小的推力軸承，但是能用更小的液壓油流量支撐大推力軸承的正常工作。

本實用新型利用普通的徑向軸承把主軸約束在固定的軸線上，主軸不能產(chǎn)生徑向移動。利用軸壓盤和承壓盤組合成一個液壓腔，懸浮油腔內(nèi)的液壓油對軸壓盤提供與軸向推力相平衡的反向力，由此將軸向力通過液壓油傳遞到承壓盤，利用泄壓環(huán)（或泄壓閥）控制止推力的大小和作用位置。本發(fā)明的推力軸承能夠在固定的軸線上約束主軸，同時能穩(wěn)定主軸的軸向工作位置，在軸壓盤和承壓盤之間的液壓油提供巨大推力的同時，能夠隔離摩擦付，使得摩擦損耗減到極低的水平，本發(fā)明的液壓懸浮軸承不會產(chǎn)生基于圓環(huán)軌跡的滑動摩擦而存在的徑向波動荷載，因此徑向軸承的工作負荷也能降低到很小的水平。上述液壓懸浮軸承能在同一個軸上多級串聯(lián)，能夠在懸浮油腔內(nèi)的壓強較小的前提下，達到更大的軸向推力，同時節(jié)省徑向空間，串聯(lián)的多個懸浮軸承共用一臺液壓泵供應(yīng)壓力油，壓力供油管能串聯(lián)供油，也能并聯(lián)供油。多級串聯(lián)的懸浮軸承只需要其中一級軸承設(shè)置泄壓閥，即多級串聯(lián)的懸浮軸承共用一只泄壓閥和一條對應(yīng)的泄壓回流管。各級串聯(lián)的懸浮軸承需要設(shè)置各自的滲油回油管，將從密封處滲出的液壓油輸送到油箱。本實用新型所說的液壓油能用水等液體介質(zhì)代替。

本實用新型通過一種新式結(jié)構(gòu)的液壓懸浮軸承解決了上述問題，能夠適應(yīng)更大軸向推力的軸承連接，其啟動力矩小、摩擦損耗極低、制造和安裝過程簡單，成本低廉、運行過程穩(wěn)定、運行壽命長。

附圖說明

圖1是本實用新型方案一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型方案二的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3 是本實用新型多級懸浮軸承串聯(lián)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.軸向推力，2.主軸，3.軸壓盤，4.承壓盤，5.間隙調(diào)節(jié)器，6.懸浮油腔，7.泄壓環(huán)，8.徑向軸承，9.油道，10.油泵，11.單向閥，12.排氣閥，13.密封，14.油管，15.油箱，16.液壓油，17.散熱片，18.支墩，19.調(diào)節(jié)螺栓，20.泄壓閥，21.滲油回流管，22.泄壓回流管，23.壓力供油管。

具體實施方式

本實用新型所述的液壓懸浮大推力軸承根據(jù)其泄壓方式的不同，給出了兩種方案，如圖1所示的泄壓環(huán)式液壓懸浮大推力軸承，如圖2所示的泄壓閥式液壓懸浮大推力軸承。

如圖1所示，本實用新型所采用的技術(shù)方案一：一種液壓懸浮大推力軸承,包括有主軸2、油道9、油泵10、單向閥11、排氣閥12、油管14、液壓油箱15、液壓油16及散熱片17，其特征在于：主軸2在徑向上擴展形成軸壓盤3，軸壓盤3支撐在對應(yīng)的承壓盤4上面，承壓盤4與基礎(chǔ)相連，軸壓盤3由徑向軸承8與承壓盤4連接，軸壓盤3與承壓盤4接觸的內(nèi)外邊緣處是泄壓環(huán)7，泄壓環(huán)7是由軸壓盤3與承壓盤4在接觸處形成的環(huán)形接觸面，泄壓環(huán)7內(nèi)側(cè)或外側(cè)和端面設(shè)置密封13，泄壓環(huán)7和密封13的端面間隙是沿軸向可變化的，這個間隙就是能開合的泄油通道，形成懸浮油腔6，其中外邊緣處的泄壓環(huán)7和密封13的上下接觸面間隙設(shè)置間隙調(diào)節(jié)器5進行上下調(diào)節(jié)，使得內(nèi)外邊緣處的接觸面能保持同時開合。所述的基礎(chǔ)是在水力發(fā)電專業(yè)中指的是土建工程為設(shè)備提供的支撐。

如圖1所示，工作過程是：軸向推力1作用于主軸2上，主軸2在徑向上擴展形成軸壓盤3，軸壓盤3支撐在對應(yīng)的承壓盤4上面，承壓盤4與基礎(chǔ)相連，軸向推力1最終傳遞到基礎(chǔ)上。軸壓盤3由徑向軸承8與承壓盤4連接，由此主軸2受到徑向約束；軸壓盤3與承壓盤4接觸的內(nèi)外邊緣處是泄壓環(huán)7，泄壓環(huán)7是由軸壓盤3與承壓盤4在接觸處形成的環(huán)形接觸面，為了減小環(huán)形接觸面的面積，可以將其設(shè)計為徑向迷宮環(huán)密封形式。為減小泄壓環(huán)7的泄流能力可以在泄壓環(huán)7內(nèi)側(cè)或外側(cè)增加端面密封13，泄壓環(huán)7和密封13的端面間隙是沿軸向可變化的，這個間隙就是能開合的泄油通道，當(dāng)軸壓盤3與承壓盤4壓緊時，泄壓環(huán)7的接觸環(huán)面緊閉，并能支撐接觸面之間的壓力，使得軸壓盤3與承壓盤4內(nèi)部的相對面之間留出間隙，形成懸浮油腔6。其中外邊緣處的泄壓環(huán)7和密封13的上下接觸面間隙，可以通過間隙調(diào)節(jié)器5進行上下調(diào)節(jié)，使得內(nèi)外邊緣處的接觸面能保持同時開合。當(dāng)液壓油箱15內(nèi)的液壓油16經(jīng)油管14，由油泵10加壓，再經(jīng)油道9和單向閥11流進懸浮油腔6時，懸浮油腔6內(nèi)的油壓會不斷上升，排氣閥12 會排出懸浮油腔6內(nèi)的空氣。當(dāng)軸壓盤3受到的液壓油的壓力等于軸向推力1時，軸壓盤3會上升一個微小的距離而懸浮起來，隨著軸壓盤3的上升，泄壓環(huán)7和密封13的上下接觸環(huán)面打開，泄壓環(huán)7和密封13成為無接觸端面密封。隨著泄壓環(huán)7和密封13上下接觸面的分離，懸浮油腔6內(nèi)的液壓油從泄壓環(huán)7泄出，經(jīng)油道9流回到油箱15，由于泄壓環(huán)7的泄壓作用，軸壓盤3不會繼續(xù)上升，基于油泵10的流量穩(wěn)定在一個很小的軸向距離之內(nèi)。油泵10正常工作后，軸承就可以自由轉(zhuǎn)動和啟停了。

懸浮油腔6內(nèi)的液壓油由油泵10提供壓力和流量，軸壓盤3和承壓盤4的接觸部位組成隨間距開閉的泄壓環(huán)7，泄壓環(huán)7以液壓油16的流量為基準(zhǔn)自由控制開度。繼而在維持懸浮油腔6內(nèi)壓強的前提下，保持軸壓盤3和承壓盤4的間距。只要油泵10的流量不為零，軸壓盤3和主軸2就只能通過懸浮油腔6內(nèi)的液壓油16，將軸向推力1傳遞到承壓盤4，軸壓盤3與承壓盤4之間就不會發(fā)生基于軸向壓力1的直接接觸。當(dāng)主軸2和軸壓盤3轉(zhuǎn)動時，液壓油16會在懸浮油腔6內(nèi)受到剪切，液壓油16的溫度由此會有所升高，油箱15外側(cè)可以設(shè)置散熱片17等散熱裝置。

通向懸浮油腔6的單向閥11作為安全和穩(wěn)定部件，用以保持液壓油16只能通過泄壓環(huán)7流回油箱15，避免了油泵10回油或壓力變化造成的懸浮油腔6的油壓驟降。

本實用新型所采用的技術(shù)方案二：一種液壓懸浮大推力軸承,包括有主軸2、油道9、油泵10、單向閥11、排氣閥12、油管14、液壓油箱15、液壓油16及散熱片17，其特征在于：主軸2在徑向上擴展形成軸壓盤3，軸壓盤3支撐在對應(yīng)的承壓盤4上面，承壓盤4與基礎(chǔ)相連，其中軸壓盤3與承壓盤4接觸的內(nèi)外邊緣處是軸向的密封13，密封13的形式可以是靜密封，也可以是動密封，或者是動密封與靜密封的組合，只需要在軸向上允許軸壓盤3能夠發(fā)生微小的位移，軸壓盤3、承壓盤4和內(nèi)外邊緣處的密封13直接圍城封閉的懸浮油腔6，懸浮油腔6內(nèi)部設(shè)有支墩18，用于懸浮油腔6的液壓油尚沒有足夠壓強時，支撐軸壓盤3與承壓盤4之間的軸向壓力，同時支撐出懸浮油腔6內(nèi)部的過油通道，在軸壓盤3和承壓盤4之間設(shè)置隨其間距而變化開度的泄壓閥20，泄壓閥20是獨立的零部件，其出口被軸壓盤3封堵，當(dāng)軸壓盤3上升后，會逐步打開泄壓閥20的泄油口，導(dǎo)致油壓下降，迫使軸壓盤3不再上升，泄壓閥的泄油口與軸壓盤3的間隙，能由調(diào)節(jié)螺栓19進行微調(diào)，繼而控制軸壓盤3的軸向位置。

圖2所示的方案二和方案一基本相同，僅僅在密封13、支墩18、調(diào)節(jié)螺栓19和泄壓閥20幾處稍有區(qū)別。其中軸壓盤3與承壓盤4接觸的內(nèi)外邊緣處是軸向的密封13。方案二的特點是比方案一在結(jié)構(gòu)上稍微復(fù)雜，對密封13的要求稍高，更適用于直徑較小的推力軸承，但是能用更小的液壓油流量支撐大推力軸承的正常工作。

如圖3所示，上面所述的方案一和方案二的液液壓懸浮大推力軸承能在同一個主軸2上多級串聯(lián)，能達到更大的軸向推力，同時節(jié)省徑向空間，串聯(lián)的多個液壓懸浮大推力軸承共用一臺液壓泵10供應(yīng)壓力油16，壓力供油管23能串聯(lián)供油，也能并聯(lián)供油，多級串聯(lián)的液壓懸浮大推力軸承只需要其中一級軸承設(shè)置泄壓閥20（或泄壓環(huán)7），即多級串聯(lián)的液壓懸浮大推力軸承能共用泄壓閥20（或泄壓環(huán)7）和一條對應(yīng)的泄壓回流管22，各級串聯(lián)的液壓懸浮大推力軸承需要設(shè)置各自的滲油回油管21，將從密封處滲出的液壓油輸送到油箱15，多級串聯(lián)的液壓懸浮大推力軸承也能各級液壓懸浮大推力軸承獨立使用各自的泄壓閥20及對應(yīng)的泄壓回流管22。

泄壓環(huán)7和泄壓閥20實質(zhì)上是一種兼具靜密封和動密封功能的機械密封，當(dāng)懸浮油腔6的液體軸向壓力不足以抵抗軸向力1時，其實質(zhì)為靜密封，當(dāng)懸浮油腔6的液體軸向壓力等于軸向力1時，其實質(zhì)為保留一定泄露量的動密封。