自動(dòng)平衡水泵軸向力的止推軸承裝置制造方法
【專利摘要】一種自動(dòng)平衡水泵軸向力的止推軸承裝置，包括防塵盤、軸承擋套、無(wú)擋邊軸承、軸套螺母和軸承體，其特殊之處是：在泵軸上安裝有軸承隔套和止推軸承，止推軸承外安裝軸承套，在軸承套外安裝調(diào)整套，止推軸承外圈與軸承套為過(guò)盈配合，調(diào)整套位于軸承體內(nèi)且與軸承體之間鍵連接，調(diào)整套與軸承套之間為滑動(dòng)配合，軸承體和調(diào)整套之間沿軸向設(shè)有彈簧，調(diào)整套與軸承套之間設(shè)有防鉆裝置；在調(diào)整套后端面上安裝有調(diào)整盤及定位桿，在軸承體后端面上安裝有無(wú)孔軸承壓蓋，定位桿通過(guò)無(wú)孔軸承壓蓋上的中心孔與安裝在定位桿外面的調(diào)整鎖緊部件相配合。該裝置能自動(dòng)平衡、隨時(shí)調(diào)節(jié)軸向力，承擔(dān)殘余軸向力，加工精度要求不高，裝配簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，而且使用壽命長(zhǎng)。
【專利說(shuō)明】自動(dòng)平衡水泵軸向力的止推軸承裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大流量、高揚(yáng)程水泵(含其它流體設(shè)備)上的自動(dòng)平衡水泵軸向力的止推軸承裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前很多企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中需要使用大流量、高揚(yáng)程的多段式排水泵?，F(xiàn)有的多段式排水泵通常是將進(jìn)出水段、中段、導(dǎo)葉通過(guò)緊固螺栓擰緊固定在一起，在兩側(cè)進(jìn)出水段上固定有軸承支座，通過(guò)軸承支座支撐貫穿多段式泵體的泵軸，在泵軸上安裝多個(gè)葉輪和平衡系統(tǒng)。其平衡系統(tǒng)是由安裝在泵軸與出水段上的平衡盤、平衡板和平衡套，以及連接進(jìn)水段和出水段內(nèi)腔的平衡水管構(gòu)成。
[0003]這種水泵由于是多級(jí)泵，在運(yùn)行中安裝在泵軸上的葉輪等部件受到的軸向力非常大，為了避免軸向力影響水泵正常運(yùn)行，因此在水泵設(shè)計(jì)時(shí)增加了平衡系統(tǒng)，由平衡系統(tǒng)通過(guò)轉(zhuǎn)子部件的竄動(dòng)，轉(zhuǎn)子部件包括泵軸、軸套、葉輪，使轉(zhuǎn)子部件所承受的軸向力達(dá)到平衡狀態(tài)，即軸向力在一特定揚(yáng)程、流量狀態(tài)下為零，兩側(cè)的軸承在允許的工況條件下工作，保證水泵正常運(yùn)行。該種結(jié)構(gòu)的水泵由于轉(zhuǎn)子部件是竄動(dòng)的，因此故障率高，部件易損壞，軸封漏水嚴(yán)重，運(yùn)行壽命短，而且它的機(jī)械損失、水力損失、容積損失都很大，全年平均效率較低，一般不超過(guò)70%。
[0004]上述水泵，如果把平衡板、平衡盤之間的間隙調(diào)整到一個(gè)合適的尺寸，然后將轉(zhuǎn)子部件固定，也能平衡掉軸向力，殘余軸向力由一側(cè)的止推軸承承擔(dān)，但它們的間隙很難調(diào)整，一但調(diào)整不好或軸向力發(fā)生較大變化時(shí)，該泵就不能正常運(yùn)行。
[0005]如果泵軸不竄動(dòng)，在水泵的一側(cè)需加裝平衡組件及止推軸承，用止推軸承來(lái)承擔(dān)殘余軸向力。這樣做在理論上是可行的，但對(duì)該軸承要求比較苛刻，存在以下兩個(gè)問(wèn)題，一是加工、裝配精度要求高，二是該軸承即承擔(dān)軸向力，也承擔(dān)徑向力，軸承壽命較短，而且止推軸承配對(duì)也有較大的技術(shù)難度。
[0006]有一種帶平衡轂結(jié)構(gòu)的多級(jí)泵，它也能平衡軸向力，但平衡轂、平衡轂套體積很大，加工精度較高，水泵裝配完畢后它們之間的位置、間隙是固定的，如果水泵運(yùn)行參數(shù)發(fā)生變化，使軸向力發(fā)生較大的改變時(shí)，多余的軸向力只能由軸承來(lái)承擔(dān)，如果該軸向力超過(guò)了軸承的承載力，可能會(huì)使軸承發(fā)生損壞。
[0007]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種自動(dòng)平衡水泵軸向力的止推軸承裝置，該止推軸承裝置能自動(dòng)平衡、隨時(shí)調(diào)節(jié)軸向力，承擔(dān)殘余軸向力，加工精度要求不高，裝配簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，而且使用壽命長(zhǎng)。
[0009]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0010]一種自動(dòng)平衡水泵軸向力的止推軸承裝置，包括由前至后安裝在泵軸上的防塵盤、軸承擋套、無(wú)擋邊軸承和軸套螺母，在無(wú)擋邊軸承外套裝有軸承體，軸承體前端面安裝有軸承壓蓋，其特殊之處是:在泵軸上位于無(wú)擋邊軸承和軸套螺母之間安裝有軸承隔套和止推軸承，止推軸承外安裝軸承套，在軸承套外安裝調(diào)整套，止推軸承外圈與軸承套為過(guò)盈配合，調(diào)整套位于軸承體內(nèi)且與軸承體之間鍵連接，調(diào)整套在軸承體內(nèi)滑動(dòng)，調(diào)整套與軸承套之間為滑動(dòng)配合，所述軸承體和調(diào)整套之間沿軸向設(shè)有彈簧，所述調(diào)整套與軸承套之間設(shè)有防鉆裝置；在調(diào)整套后端面上安裝有調(diào)整盤，調(diào)整盤后端面中心固設(shè)有定位桿，在軸承體后端面上安裝有無(wú)孔軸承壓蓋，定位桿通過(guò)無(wú)孔軸承壓蓋上的中心孔與安裝在定位桿外面的調(diào)整鎖緊部件相配合。
[0011]在軸承壓蓋上設(shè)置密封蓋，所述密封蓋與防塵盤之間為迷宮密封。
[0012]所述防鉆裝置是由在所述調(diào)整套內(nèi)沿軸向設(shè)置的定位銷和位于軸承套上對(duì)應(yīng)定位銷處的定位孔構(gòu)成，所述定位銷的另一端固定在所述軸承套的定位孔內(nèi)。
[0013]在無(wú)孔軸承壓蓋的中心孔處設(shè)置有油封，防止軸承體的潤(rùn)滑油外泄。
[0014]水泵啟動(dòng)后，水的壓力作用在平衡盤上，使平衡板、平衡盤形成一定的縫隙，使一部分水流到了平衡盤的后端，通過(guò)平衡板、平衡盤之間形成的一定量的縫隙，使平衡盤兩側(cè)水的的壓力達(dá)到平衡，使水泵能正常工作。在水泵啟動(dòng)的最初階段，平衡盤所承受的力是不穩(wěn)定的，可能向進(jìn)水端方向也可能向出水端方向。由于平衡盤固定在泵軸上，當(dāng)兩個(gè)力不平衡時(shí)，在壓力的作用下，轉(zhuǎn)子部件開始移動(dòng)，平衡板、平衡盤之間的間隙也隨之發(fā)生變化，當(dāng)兩者之間的間隙達(dá)到一定數(shù)值時(shí)(這個(gè)數(shù)值是隨機(jī)變化的，很難用其它檢測(cè)手段來(lái)確定的)，平衡盤后端水的壓力與平衡盤前端水的壓力達(dá)到了平衡，即兩端的力大小相等，方向相反，此刻軸向力為零，這時(shí)軸向力達(dá)到了平衡。如果水泵參數(shù)不發(fā)生大的變化，轉(zhuǎn)子部件基本上在該位置上運(yùn)行。水泵啟動(dòng)、停車時(shí)軸向力應(yīng)較大，正常運(yùn)行時(shí)軸向力趨于為零；水泵正常運(yùn)行時(shí)，軸承一般只承擔(dān)徑向力。
[0015]在本發(fā)明中，調(diào)整套在軸承體內(nèi)可以滑動(dòng)，用于調(diào)整和消除軸向力，保證水泵平穩(wěn)運(yùn)行。軸承組件(止推軸承、軸承套)與泵軸是固定在一起的，軸承組件與泵軸一起移動(dòng)，按上述原理當(dāng)軸向力為零時(shí)，軸承組件也就移動(dòng)到了某一特定的位置，此時(shí)軸向力為零，這時(shí)通過(guò)調(diào)整鎖緊部件將調(diào)整套與軸承體鎖緊，止推軸承在調(diào)整套的限制下，已經(jīng)不可能向進(jìn)水端運(yùn)動(dòng)，這時(shí)偶有殘余軸向力，止推軸承完全可以承擔(dān)；如果軸向力指向出水端，止推軸承滾動(dòng)體與泵軸一起向出水端運(yùn)動(dòng)，軸承外套在彈簧的作用下，跟隨軸承滾動(dòng)體一起向出水端運(yùn)動(dòng)，保證了軸承不會(huì)因軸承外套與軸承滾動(dòng)體分離而生產(chǎn)滑動(dòng)。
[0016]在該裝置中，止推軸承外圈與軸承套為過(guò)盈配合，軸承套與調(diào)整套之間有一定的滑動(dòng)間隙，調(diào)整套與軸承套之間設(shè)防鉆裝置，目的是讓軸承外套只能做軸向運(yùn)動(dòng)，不允許旋轉(zhuǎn)，由于軸承套與調(diào)整套之間有一定的間隙，所以軸承可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)心，以消除機(jī)械加工與裝配上的誤差；調(diào)整套和軸承體之間鍵連接，目的是軸承外套只能軸向運(yùn)動(dòng)，不允許徑向旋轉(zhuǎn)；調(diào)整套與軸承體軸向相接面上安裝彈簧，目的是軸向力一旦向出水方向時(shí)，確保軸承外套與軸承滾動(dòng)體一起運(yùn)動(dòng)，保證軸承滾動(dòng)體還能在軸承外套原來(lái)的運(yùn)行軌跡上運(yùn)行，防止因軸承滾動(dòng)體與軸承外套滑動(dòng)而損壞；當(dāng)軸向力為零時(shí)通過(guò)調(diào)整鎖緊部件將調(diào)整套、軸承套和調(diào)整盤一起鎖緊；無(wú)擋邊軸承是承擔(dān)徑向力的，在水泵相對(duì)平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)，一般來(lái)講軸向力為零，止推軸承是不工作的，這時(shí)由無(wú)擋邊軸承來(lái)承擔(dān)徑向力，大多數(shù)時(shí)間是無(wú)擋邊軸承工作。
[0017]綜上所述，由于在出水段一側(cè)有平衡板、平衡盤，通過(guò)平衡板、平衡盤之間間隙的變化來(lái)平衡軸向力，隨著平衡板、平衡盤之間間隙的變化，轉(zhuǎn)子部件與止推軸承也就移動(dòng)到了某一位置，這一點(diǎn)軸向力為零，然后將軸承體與調(diào)整套鎖緊固定，從而達(dá)到轉(zhuǎn)子部件不在竄動(dòng)的狀態(tài)下運(yùn)行；如果水泵運(yùn)行參數(shù)發(fā)生微量改變，多余的軸向力，即殘余軸向力由止推軸承承擔(dān)。該泵最終使轉(zhuǎn)子部件實(shí)現(xiàn)了軸向無(wú)竄動(dòng)，取消了原有的平衡系統(tǒng)，由新的平衡系統(tǒng)使該泵達(dá)到了軸向力的平衡，工作效率可提高15-30%，水泵總效率在80%前后，工作效率高、故障率低、維修費(fèi)用低，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、無(wú)人值守，運(yùn)行壽命是現(xiàn)有多段式排水泵的1.5-2 倍。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:1 一防塵盤，2 —軸承壓蓋，3 —軸承體，4 一無(wú)擋邊軸承，5 —無(wú)孔軸承壓蓋，
6一止推軸承，7 —調(diào)整鎖緊部件，8 —調(diào)整盤，9 一軸承套，10 一調(diào)整套，11 一彈簧，12 一軸承擋套、13 —密封蓋，14 一泵軸，15 一定位銷，16 一定位桿，17 一軸套螺母，18 一軸承隔套，19 一油封，20 —水泵轉(zhuǎn)子部件，21 —平衡板，22 —平衡盤。

【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖所示，該自動(dòng)平衡水泵軸向力的止推軸承裝置，包括由前至后安裝在泵軸14上的防塵盤1、軸承擋套12、無(wú)擋邊軸承4和軸套螺母17，在無(wú)擋邊軸承4外套裝有軸承體3，軸承體3前端面安裝有軸承壓蓋2，在泵軸14上位于無(wú)擋邊軸承4和軸套螺母17之間安裝有軸承隔套18和止推軸承6，止推軸承6外安裝軸承套9，在軸承套9外安裝調(diào)整套10，止推軸承6外圈與軸承套9為過(guò)盈配合,調(diào)整套10位于軸承體3內(nèi)且與軸承體3之間鍵連接，所述軸承體3和調(diào)整套10之間沿軸向設(shè)有彈簧11，調(diào)整套10在軸承體3內(nèi)滑動(dòng)，調(diào)整套10與軸承套9之間有一定間隙且其間滑動(dòng)配合，所述調(diào)整套10與軸承套9之間設(shè)有防鉆裝置，；在調(diào)整套10后端面上通過(guò)螺栓及螺母安裝有調(diào)整盤8，調(diào)整盤8后端面中心固設(shè)有定位桿16，在軸承體3后端面上通過(guò)螺釘安裝有無(wú)孔軸承壓蓋5，定位桿16通過(guò)無(wú)孔軸承壓蓋上的中心孔與安裝在定位桿16外面的調(diào)整鎖緊部件7相配合，本實(shí)施例中調(diào)整鎖緊部件7采用鎖緊螺母，實(shí)際不受本實(shí)施例限定。
[0022]在軸承壓蓋2上設(shè)置密封蓋13，所述密封蓋13與防塵盤I之間為迷宮密封。
[0023]本實(shí)施例中防鉆裝置是這樣構(gòu)成的:在所述調(diào)整套10內(nèi)沿軸向設(shè)有定位銷15，軸承套9對(duì)應(yīng)定位銷15處設(shè)有定位孔，所述定位銷15的另一端固定在軸承套9的定位孔內(nèi)。實(shí)際不受本實(shí)施例限定。
[0024]在無(wú)孔軸承壓蓋5的中心孔處設(shè)置有油封19，防止軸承體的潤(rùn)滑油外泄。
[0025]水泵啟動(dòng)后，平衡板21、平衡盤22在水的壓力下，形成一定的縫隙，此時(shí)軸向力為零，這時(shí)將調(diào)整鎖緊部件7鎖緊，水泵轉(zhuǎn)子部件20、調(diào)整套10等都在一個(gè)合適的位置上正常運(yùn)行。如果軸向力變化較大，達(dá)到或超過(guò)止推軸承所能曾受的軸向力時(shí)，軸承溫度上升，當(dāng)溫度達(dá)到允許溫度的上限時(shí)，軸承體3測(cè)溫裝置報(bào)警，此時(shí)將調(diào)整鎖緊部件7松開，待水泵軸向力達(dá)到新的平衡后，再將其鎖緊，該泵仍然平穩(wěn)運(yùn)行。
[0026]無(wú)論是水泵特性曲線中的哪一點(diǎn)，只要其參數(shù)在該泵允許的工況范圍內(nèi)即可。調(diào)整套10鎖緊后，如果水泵運(yùn)行參數(shù)發(fā)生了變化，只要其參數(shù)在該泵的工況范圍內(nèi)變化，即在設(shè)計(jì)點(diǎn)、最大點(diǎn)、最小點(diǎn)之間變化，變化后所產(chǎn)生的多余軸向力，也就是作用在平衡板、平衡盤上的相互抵消后剩余的殘余軸向力止推軸承裝置是可以承擔(dān)的。
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)平衡水泵軸向力的止推軸承裝置，包括由前至后安裝在泵軸上的防塵盤、軸承擋套、無(wú)擋邊軸承和軸套螺母，在無(wú)擋邊軸承外套裝有軸承體，軸承體前端面安裝有軸承壓蓋，其特征是:在泵軸上位于無(wú)擋邊軸承和軸套螺母之間安裝有軸承隔套和止推軸承，止推軸承外安裝軸承套，在軸承套外安裝調(diào)整套，止推軸承外圈與軸承套為過(guò)盈配合，調(diào)整套位于軸承體內(nèi)且與軸承體之間鍵連接，調(diào)整套在軸承體內(nèi)滑動(dòng)，調(diào)整套與軸承套之間為滑動(dòng)配合，所述軸承體和調(diào)整套之間沿軸向設(shè)有彈簧，所述調(diào)整套與軸承套之間設(shè)有防鉆裝置；在調(diào)整套后端面上安裝有調(diào)整盤，調(diào)整盤后端面中心固設(shè)有定位桿，在軸承體后端面上安裝有無(wú)孔軸承壓蓋，定位桿通過(guò)無(wú)孔軸承壓蓋上的中心孔與安裝在定位桿外面的調(diào)整鎖緊部件相配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)平衡水泵軸向力的止推軸承裝置，其特征是:在軸承壓蓋上設(shè)置密封蓋，所述密封蓋與防塵盤之間為迷宮密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)平衡水泵軸向力的止推軸承裝置，其特征是:所述防鉆裝置是由在所述調(diào)整套內(nèi)沿軸向設(shè)置的定位銷和位于軸承套上對(duì)應(yīng)定位銷處的定位孔構(gòu)成，所述定位銷的另一端固定在所述軸承套的定位孔內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)平衡水泵軸向力的止推軸承裝置，其特征是:在無(wú)孔軸承壓蓋的中心孔處設(shè)置有油封。
【文檔編號(hào)】F04D29/046GK204140478SQ201420601155
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】谷峰, 張輝, 趙德清, 李暢, 范小存, 張寒旭, 邱文學(xué), 劉影 申請(qǐng)人:錦州重型水泵有限公司