本发明涉及高温泵,具体涉及一种导轴承安装用轴承座及高温泵用导轴承弹性支承结构。
背景技术:
1、高温泵是一种专门设计用于输送200℃以上高温液体的泵,其中泵内的导轴承材料为硬质合金,热膨胀系数大约为6×10-6mm/℃,而轴承座材料为奥氏体不锈钢,热膨胀系数大约为17×10-6mm/℃,常温状态下配合间隙值为零。当高温液体的时候,导轴承与轴承座的材质不同使其发生膨胀的大小也不同,就会导致导轴承与轴承座之间出现间隙。间隙值过大,轴承座就无法对导轴承进行定位以及支撑,导致导轴承无法定位以至于与转子不同心,不仅会影响机械设备的正常运行,还会缩短设备的使用寿命。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的不足,本发明所要解决的技术问题是:如何提供一种在常温以及高温下能够稳定对导轴承进行定位支撑的导轴承安装用轴承座。
2、为了解决上述技术问题,本发明采用了的技术方案:
3、一种导轴承安装用轴承座,包括轴承座本体,轴承座本体上穿设有导轴承安装孔,导轴承安装孔的内壁上绕导轴承安装孔中心线方向均匀间隔凸起形成有多个变刚度弹性单元,变刚度弹性单元朝向导轴承安装孔中心所在方向的一侧具有能够与导轴承的外周面配合的配合面,所有的配合面均位于与导轴承安装孔同中心线的圆周面上。
4、在本发明中,导轴承在常温下过盈安装在导轴承安装孔内,而凸起形成在导轴承安装孔内的变刚度弹性单元,在常温下不仅能够有效的对导轴承进行定位支撑,在高温环境下,还能够吸收导轴承与轴承座之间的膨胀差,确保高温泵在高温环境下运行时导轴承与轴承座之间还有一定的过盈量,防止导轴承外圆与轴承座内孔出现间隙的情况,提高了设备运行的稳定性。
5、作为优化,所述变刚度弹性单元为朝向所述导轴承安装孔的顺时针或逆时针方向倾斜设置的悬臂弹性片,所有的悬臂弹性片均朝向同一个方向倾斜设置。在常温时,由于导轴承外圆与轴承座内孔胀差较大,为防止悬臂弹性片出现塑性变形的情况,在设计过程中要不断的调整悬臂弹性片的结构参数,比如悬臂长度和悬臂弹性片数量。
6、作为优化,所述悬臂弹性片沿所述导轴承安装孔中心线方向的两侧分别与所述导轴承安装孔的两侧孔口齐平,所述配合面沿平行于所述导轴承安装孔中心线延伸设置,且其两端分别与所述导轴承安装孔的两侧孔口齐平。
7、作为优化,所述悬臂弹性片的根部厚度大于所述悬臂弹性片的端部厚度。同样能够防止悬臂弹性片出现塑性变形的情况。
8、本发明还公开了一种高温泵用导轴承弹性支承结构,包括轴承座和泵轴,轴承座为上述所述的导轴承安装用轴承座,导轴承安装孔内同中心线设置有导轴承,导轴承的外周面与各所述变刚度弹性单元的配合面过盈配合,轴承座本体上且对应导轴承两端的位置分别固定连接有用于对导轴承沿导轴承中心线移动进行限位的定位环,泵轴沿导轴承中心线方向穿过于导轴承,泵轴的轴身上对应导轴承的位置套装有与泵轴同中心线的轴套,轴套与导轴承之间具有间隙。
9、作为优化,所述导轴承沿其中心线方向的两端分别向外凸起形成有与所述导轴承同中心线设置的定位台阶,所述定位环的材质与所述轴承座本体的材质一致,所述定位环的外圈与所述轴承座本体之间通过止口定位,所述定位环的内圈凸起形成有能够伸入于其所在侧的定位台阶内侧且与所述导轴承安装孔同中心线设置的环边,环边与其所在侧的定位台阶的内侧面之间具有间隙,间隙的大小为:
10、l间隙=(λ定位环-λ导轴承)×d×(t-20)
11、其中:λ轴承座为所述轴承座本体材料热膨胀系数,λ导轴承为所述导轴承材料热膨胀系数,d为所述定位环与所述导轴承配合的名义尺寸,t为高温介质温度。在高温状态时,由于定位环材料和轴承座材料一致,轴承座中心能够通过定位止口传递给定位环;环边膨胀量大于导轴承内孔膨胀量,刚好抵消掉预留的间隙,形成配合,导轴承通过两端定位环被定位,即轴承座中心通过定位环传递给导轴承,定位环与悬臂弹性片为互补性设计,以确保高温状态时轴承座对导轴承的支承刚度。
12、作为优化,所述泵轴与所述轴套之间设置有套装在所述泵轴上且与所述泵轴同中心线的膨胀套,膨胀套的材质与所述泵轴的材质一致,膨胀套的套身上绕膨胀套中心线方向均匀间隔开设有条形孔,条形孔沿平行于膨胀套中心线方向延伸设置,相邻两条条形孔之间形成有支撑条,支撑条的外侧面且位于其长度方向的中间位置凸起形成有用于抵接在所述轴套内壁上的凸台,所述支撑条的内侧面为凹设的弓形面。与导轴承对磨的轴套材料为硬质合金或陶瓷,安装在泵轴上,由于材料的热膨胀系数不一致,在高温状态时轴套内孔与泵轴外圆出现较大的过盈量,温度或轴套尺寸越大,过盈量越大,可能就会导致轴套被涨裂。膨胀套上形成的支撑条同样采用了变刚度弹性支承方案,用于吸收泵轴与轴套之间的胀差。通过调整支撑条的结构参数,比如弓形高度、弓形长度、弓形根部及顶部厚度、条形孔的宽度及数量等,满足不同的使用工况。
13、相比现有技术,本发明在弹性范围内能够有效吸收不同材料的热胀差,并对导轴承及轴套形成有效的支承;使高温泵具备较宽的运行温度区间,对大跨度运行温度区间具有良好的适应性。
1.一种导轴承安装用轴承座,包括轴承座本体,轴承座本体上穿设有导轴承安装孔,其特征在于:导轴承安装孔的内壁上绕导轴承安装孔中心线方向均匀间隔凸起形成有多个变刚度弹性单元,变刚度弹性单元朝向导轴承安装孔中心所在方向的一侧具有能够与导轴承的外周面配合的配合面,所有的配合面均位于与导轴承安装孔同中心线的圆周面上。
2.根据权利要求1所述的导轴承安装用轴承座,其特征在于:所述变刚度弹性单元为朝向所述导轴承安装孔的顺时针或逆时针方向倾斜设置的悬臂弹性片,所有的悬臂弹性片均朝向同一个方向倾斜设置。
3.根据权利要求2所述的导轴承安装用轴承座,其特征在于:所述悬臂弹性片沿所述导轴承安装孔中心线方向的两侧分别与所述导轴承安装孔的两侧孔口齐平,所述配合面沿平行于所述导轴承安装孔中心线延伸设置,且其两端分别与所述导轴承安装孔的两侧孔口齐平。
4.根据权利要求2所述的导轴承安装用轴承座,其特征在于:所述悬臂弹性片的根部厚度大于所述悬臂弹性片的端部厚度。
5.一种高温泵用导轴承弹性支承结构,包括轴承座和泵轴,其特征在于:轴承座为权利要求1至4中任意一项所述的导轴承安装用轴承座,导轴承安装孔内同中心线设置有导轴承,导轴承的外周面与各所述变刚度弹性单元的配合面过盈配合,轴承座本体上且对应导轴承两端的位置分别固定连接有用于对导轴承沿导轴承中心线移动进行限位的定位环,泵轴沿导轴承中心线方向穿过于导轴承,泵轴的轴身上对应导轴承的位置套装有与泵轴同中心线的轴套,轴套与导轴承之间具有间隙。
6.根据权利要求5所述的高温泵用导轴承弹性支承结构,其特征在于:所述导轴承沿其中心线方向的两端分别向外凸起形成有与所述导轴承同中心线设置的定位台阶,所述定位环的材质与所述轴承座本体的材质一致,所述定位环的外圈与所述轴承座本体之间通过止口定位,所述定位环的内圈凸起形成有能够伸入于其所在侧的定位台阶内侧且与所述导轴承安装孔同中心线设置的环边,环边与其所在侧的定位台阶的内侧面之间具有间隙,间隙的大小为:
7.根据权利要求5所述的高温泵用导轴承弹性支承结构,其特征在于:所述泵轴与所述轴套之间设置有套装在所述泵轴上且与所述泵轴同中心线的膨胀套,膨胀套的材质与所述泵轴的材质一致,膨胀套的套身上绕膨胀套中心线方向均匀间隔开设有条形孔,条形孔沿平行于膨胀套中心线方向延伸设置,相邻两条条形孔之间形成有支撑条,支撑条的外侧面且位于其长度方向的中间位置凸起形成有用于抵接在所述轴套内壁上的凸台,支撑条的内侧面为凹设的弓形面。
