CN205780305U - 一种强制浮动浮环轴承 - Google Patents

Abstract

一种强制浮动浮环轴承，包括内回转体、外回转体及内外回转体之间的浮环，本实用新型的特征在于，在浮环上开有径向贯通的滚动体槽，其内安装两端直径较小、中间直径较大的滚动体。滚动体的两小端安装在U型槽或通孔中。当内外回转体相对旋转时，滚动体的小端在U型槽或通孔中转动，滚动体中间部分直径小于滚动体槽的宽度，故滚动体的中间部分与滚动体槽之间无磨擦，从而延长滚动体的寿命。滚动体直径略大于浮环壁厚，故其受力变形后能在内外回转体圆柱面之间发生滚动，使浮环在内、外回转体之间稳定旋转。本实用新型适用于各种重载条件下的旋转机械，特别适用于牙轮钻头等承受重载、强冲击的石油钻井机械。

Description

一种强制浮动浮环轴承

技术领域

本实用新型涉及旋转机械中所使用的滑动轴承，尤其是在高速、重载及强冲击工作条件下使用的牙轮钻头等滑动轴承。

背景技术

现有机械中常用的轴承大致可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。滚动轴承运转时摩擦系数较小，摩擦生热率低，可承受高转速，但因其摩擦副之间为点或线接触，不适于在重载下使用。滑动轴承的承载面积较大，能承受重载和强冲击，但轴承副的摩擦系数大，摩擦生热率高，在润滑和冷却条件较差的情况下，容易发生油膜破裂，轴承副表面出现接触腐蚀和胶合，滑动部件之间的摩阻逐渐增强，进而导致轴承失效。因此，如何改善滑动轴承的润滑条件，减小轴承之间的摩擦，一直时人们所关注的问题。

现有的浮环滑动轴承在改善滑动轴承的润滑条件、减小轴承副之间的摩擦方面起到了一定的作用。但是，浮环是在内外轴承副综合摩擦力矩的驱动下旋转的，所以浮环的运动一般都处于不稳定状态。在轴承的实际工作中，浮环的浮动效果受多种因素的影响，其中包括制造误差、轴承材料性能、润滑条件、外载条件等。在各种因素的影响下，浮环常常不仅不能达到理想的运动状态，有时甚至不能完全浮动，因而达不到浮环应有的减摩、延寿的目的。

中国专利《具有强制浮动功能的浮动套滑动轴承》(ZL200910059837.2)提出了一种新的浮动套(浮环)轴承技术方案。该方案通过在浮动套上设置若干个直径略大于浮动套厚度的滚动体，利用滚动体滚动过程所产生的推力，强制推动浮动套旋转。这种技术方案的优势是显而易见的，但也存在待改进之处。主要问题在于：浮动套是在滚动体推动下旋转的，在滚动体与浮动套之间存在较为剧烈的滑动摩擦，而滚动体的承载面和与浮动套相作用的表面是同一个表面，如果滚动体直径发生磨损，将导致滚动体推动力的减小甚至丧失，从而使浮动套的浮动能力下降，影响轴承性能。

发明内容

本实用新型的目的在于，提出一种强制浮动浮环轴承，这种滑动轴承中的浮环在工作中能长期保持相对稳定的浮动状态，减小轴承滑动摩擦副的相对滑动速度，减小轴承的磨损，延长轴承寿命。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种强制浮动浮环轴承包括：内回转体、外回转体、内外回转体之间的浮环，本实用新型的特征在于：在浮环3的圆柱面上开有径向贯通的滚动体槽4，滚动体槽4的轴向两端设有U型槽6或轴向支承孔7；滚动体5两端直径较小，中间直径较大，滚动体5中间部分的最大直径小于滚动体槽4的周向宽度；在滚动体槽4内安装滚动体5，滚动体5的两小端安装在滚动体槽4两端的U型槽6或支承孔7中；滚动体5中间部分的最大直径等于或略大于浮环3的壁厚。

所设置的浮环为一个或多个，当采用多个浮环时，各浮环在轴上并列排布。

所述的内回转体可以为内圈或轴或其他支承件，外回转体可以为外圈或盘轮或其他支承件。当内外回转体相对旋转时，滚动体的小端在U型槽或通孔中转动，滚动体中间部分直径小于滚动体槽的周向宽度，故滚动体的中间部分与滚动体槽之间无磨擦，从而延长滚动体的寿命。由于滚动体的直径等于或略大于浮环的壁厚，所以受力变形后的滚动体会在内外回转体圆柱面之间发生滚动，同时推动浮环，强制其滑动，使浮环相对于内、外回转体稳定旋转，达到“强制浮动”的目的，进而减小轴承副的磨损，延长轴承的使用寿命。

本实用新型的优点是：

(1)当内外回转体相对旋转时，滚动体的小端在U型槽或通孔中转动，滚动体中间部分直径小于滚动体槽的周向宽度，故滚动体的中间部分与滚动体槽之间无磨擦，从而延长滚动体的寿命，有利于长久维持“强制浮动”效果，提升轴承工作性能。

(2)有利于实现浮环的稳定旋转，起到有效降低相对转速，减小轴承副的磨损，延长轴承使用寿命的作用。

(3)浮环的浮动能力受轴承副的制造误差、材料性能、润滑状态等因素的影响较小，因而在高速、重载下具有更长的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的轴向剖视示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的左视图；

图4为滚动体槽两端开设有U型槽且U型口指向浮环外侧的浮环示意图。

图5为滚动体槽两端开设有U型槽且U型口指向浮环内侧的浮环示意图。

图6为滚动体槽两端开设有径向贯通矩形槽的浮环示意图。

图7为滚动体槽两端开设有轴向支承孔的浮环示意图。

图8为两端直径较小，中间直径较大且为一体的滚动体示意图。

图9为直径较小的芯轴和套筒构成组合式滚动体的示意图。

图10为直径较小的芯轴和套筒构成组合式滚动体，且套筒为螺旋弹性滚子的示意图。

图11为本实用新型采用一个浮环使用一组滚动体的示意图。

图12为本实用新型采用两个浮环轴向并列排布且共用一组滚动体的示意图。

图13为本实用新型采用三个浮环轴向并列排布且共用两组滚动体的浮环示意图。

图14为本实用新型采用三个浮环轴向并列排布且共用一组滚动体的示意图。

图15为本实用新型采用一个浮环使用两组滚动体的示意图。

图16为本实用新型采用一个浮环使用三组滚动体的示意图。

具体实施方式

如图1—图3所示，一种强制浮动浮环轴承，包括外回转体1和内回转体2，内外回转体之间的浮环3，本实用新型的特点是：在浮环3的圆柱面上开有径向贯通的的滚动体槽4，滚动体槽4的轴向两端设有U型槽；在滚动体槽4内安装滚动体5，滚动体5两端直径较小，中间直径较大。滚动体5的两小端安装在滚动体槽4两端的U型槽6或通孔7中；滚动体5的中间部分安装在滚动体槽4中，且直径等于或略大于浮环3的壁厚，小于滚动体槽4的周向宽度。

如图4—图6所示，浮环3的滚动体槽4两端可采用U型槽6，且U型口可指向浮环3的内侧或外侧；U型槽6可与浮环3的侧壁联通或不联通均可。

如图7所示，浮环3的滚动体槽4两端可以采用通孔7形式。

如图8所示，滚动体5可以是两端直径较小，中间直径较大的滚柱。中间直径较大的部分也可以是腰鼓形。

如图9、图10所示，滚动体5为由芯轴(8)和套筒(9)组装而成的组合式滚动体，套筒9可以是空心滚柱或螺旋弹性滚柱。

图11是一个浮环使用一组滚动体的示例。

两个或多个浮环3可以轴向并列排布。当浮环3并列排布时，滚动体槽4可能被分为两部分，安装时这两部分周向对齐；其中一个浮环上加工一组凸台10，与之相对应的浮环上加工有一组缺口11，使凸台10与缺口11相互嵌合，可以加强浮环之间的同步转动，避免滚动体受到周向剪切力。图12是采用两个浮环轴向并列排布且共用一组滚动体的示例。图13是采用三个浮环轴向并列排布且共用两组滚动体的示例。图14是采用三个浮环轴向并列排布且三个浮环共用一组滚动体的示例。

一个浮环3可以使用两组或多组滚动体4，其中相邻两组滚动体之间交错排列。图15是一个浮环使用两组滚动体的示例，图16是一个浮环使用三组滚动体的示例。

Claims (3)

1.一种强制浮动浮环轴承，包括外回转体(1)和内回转体(2)，内外回转体之间的浮环(3)，其特征在于：在浮环(3)的圆柱面上开有径向贯通的滚动体槽(4)，滚动体槽(4)的轴向两端设有U型槽(6)或通孔(7)；滚动体(5)两端直径较小，中间直径较大，滚动体(5)中间部分的最大直径小于滚动体槽(4)的周向宽度；在滚动体槽(4)内安装滚动体(5)，滚动体(5)的两小端安装在滚动体槽(4)两端的U型槽(6)或通孔(7)中；滚动体(5)中间部分的最大直径等于或略大于浮环(3)的壁厚。

2.根据权利要求书1所述的浮环轴承，其特征在于：滚动体(5)中间部分的形状为圆柱形或腰鼓形。

3.根据权利要求书1或2所述的浮环轴承，其特征在于：滚动体(5)为由芯轴(8)和套筒(9)组装而成的组合式滚动体。