一种流体支承可倾瓦推力组件及具有其的推力轴承论文和设计

全文摘要

本实用新型提供一种流体支承可倾瓦推力组件及具有其的推力轴承，推力组件设置在推力轴承的箱体中，且包括承推盘、支撑销、推力块、承推销和承推块。承推盘的外周表面抵靠箱体的内表面且具有从外周表面向内凹陷的第一凹槽。支撑销和推力块设置在承推盘的同一侧，多个支撑销沿承推盘的周向间隔设置，且具有与第一凹槽连通喷油孔。推力块被限位在相邻两个支撑销之间，且具有第一导油孔。承推销设置在推力块上，且具有第二导油孔。承推块设置在承推盘上，承推块和承推销中的至少一个具有与第二导油孔连通的第二凹槽。推力组件构造为使得第一凹槽中的润滑油经由喷油孔向外喷射，并且经由第一导油孔和第二导油孔进入到第二凹槽中，用于支承推力块。

主设计要求

1.一种流体支承可倾瓦推力组件，用于推力轴承，所述推力组件设置在推力轴承的箱体中，其特征在于，所述推力组件包括：承推盘，所述承推盘的外周表面抵靠所述箱体的内表面，所述承推盘具有从所述外周表面向内凹陷的第一凹槽；支撑销，所述支撑销设置在所述承推盘上并位于所述承推盘的一侧，多个所述支撑销沿所述承推盘的周向间隔设置，所述支撑销具有与所述第一凹槽连通喷油孔；推力块，所述推力块和所述支撑销位于所述承推盘的同一侧，且被限位在相邻两个所述支撑销之间，所述推力块具有第一导油孔；承推销，所述承推销设置在所述推力块上，且位于所述推力块的面向所述承推盘的一侧，所述承推销具有第二导油孔；以及承推块，所述承推块设置在所述承推盘上，且位于所述承推盘的面向所述推力块的一侧，所述承推块和所述承推销的位置相对应，所述承推块和所述承推销中的至少一个具有与所述第二导油孔连通的第二凹槽；其中，所述推力组件构造为使得所述第一凹槽中的润滑油经由所述喷油孔向外喷射，并且经由所述第一导油孔和所述第二导油孔进入到所述第二凹槽中，以用于支承所述推力块。

设计方案

1.一种流体支承可倾瓦推力组件，用于推力轴承，所述推力组件设置在推力轴承的箱体中，其特征在于，所述推力组件包括：

承推盘，所述承推盘的外周表面抵靠所述箱体的内表面，所述承推盘具有从所述外周表面向内凹陷的第一凹槽；

支撑销，所述支撑销设置在所述承推盘上并位于所述承推盘的一侧，多个所述支撑销沿所述承推盘的周向间隔设置，所述支撑销具有与所述第一凹槽连通喷油孔；

推力块，所述推力块和所述支撑销位于所述承推盘的同一侧，且被限位在相邻两个所述支撑销之间，所述推力块具有第一导油孔；

承推销，所述承推销设置在所述推力块上，且位于所述推力块的面向所述承推盘的一侧，所述承推销具有第二导油孔；以及

承推块，所述承推块设置在所述承推盘上，且位于所述承推盘的面向所述推力块的一侧，所述承推块和所述承推销的位置相对应，所述承推块和所述承推销中的至少一个具有与所述第二导油孔连通的第二凹槽；

其中，所述推力组件构造为使得所述第一凹槽中的润滑油经由所述喷油孔向外喷射，并且经由所述第一导油孔和所述第二导油孔进入到所述第二凹槽中，以用于支承所述推力块。

2.根据权利要求1所述的推力组件，其特征在于，所述承推销具有所述第二凹槽，所述承推销包括主体部和与所述主体部相连且沿周向延伸的凸出部，所述主体部和所述凸出部之间形成所述第二凹槽。

3.根据权利要求1所述的推力组件，其特征在于，所述承推盘具有沿径向延伸的第三导油孔，所述支撑销具有与所述喷油孔连通的第五导油孔，所述第三导油孔将所述第一凹槽与所述第五导油孔连通。

4.根据权利要求1所述的推力组件，其特征在于，所述推力块具有用于容纳所述承推销的第三凹槽和从所述第三凹槽向内延伸的第四凹槽，所述第一导油孔与所述第四凹槽连通。

5.根据权利要求4所述的推力组件，其特征在于，所述第四凹槽与所述第二导油孔连通，使得第一导油孔与第二导油孔连通。

6.根据权利要求1所述的推力组件，其特征在于，所述推力块具有第五凹槽，所述支撑销至少部分地容纳在所述第五凹槽中。

7.根据权利要求1所述的推力组件，其特征在于，所述承推盘具有第六凹槽和与所述第六凹槽连通的第七导油孔，所述第六凹槽位于所述承推盘的背向所述推力块的一侧，所述承推块具有第八导油孔，所述第八导油孔将所述第二凹槽与所述第六凹槽连通。

8.根据权利要求7所述的推力组件，其特征在于，所述承推块包括本体部和从所述本体部的一侧向外凸出的凸起部，所述本体部外周边缘设置有一对第九凹槽，所述第八导油孔设置在所述一对第九凹槽之间，所述第九凹槽中设置有第一密封圈，以密封所述第八导油孔。

9.根据权利要求8所述的推力组件，其特征在于，所述推力组件还包括承推垫，所述凸起部具有用于与所述承推垫接触的接触表面，所述接触表面构造为至少部分地为弧形面。

10.根据权利要求7所述的推力组件，其特征在于，所述推力组件还包括调整环，所述承推盘具有位于所述第六凹槽内侧的第七凹槽和位于所述第六凹槽外侧的第八凹槽，所述第七凹槽和所述第八凹槽中分别设置有第二密封圈，所述调整环覆盖在所述承推盘的外侧并压紧所述第二密封圈以密封所述第六凹槽。

11.一种推力轴承，其特征在于，包括根据权利要求1至10中任一项所述的推力组件。

12.根据权利要求11所述的推力轴承，其特征在于，所述推力轴承包括主轴，所述主轴包括轴体部和从所述轴体部径向向外延伸的推力盘，所述推力组件套设在所述轴体部上并且位于所述推力盘的侧方，且所述推力块面向所述推力盘。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及船舶技术领域，尤其涉及一种流体支承可倾瓦推力组件及具有其的推力轴承。

背景技术

推力轴承作为船舶动力系统中的关键设备，其主要功能是将船舶推进器产生的推力或拉力传递给船体，以使船舶前进或后退。推力块是推力轴承的关键部件，直接影响到设备的工作性能。其中，可倾斜的推力块具有随载荷变化自动调节的优点，因此，在船舶推进轴系中具有广泛的应用。

传统的可倾斜的推力块采用的是机械支点支承，推力块根据其工作表面的液体压力分布，绕其支点进行自动调节。然而现有的推力块的调节范围受到机械支点的约束，并且推力块的工作表面承受液体压力，背部的非工作表面上几乎无压力分布，导致推力块产生机械变形。此外，推力组件由多块推力块组成，受到加工、装配、结构、布置方式等影响，各个推力块之间难以做到推力均匀分布。

因此，需要提供一种推力组件及具有其的推力轴承，以至少部分地解决上述问题。

实用新型内容

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，根据本实用新型的第一方面，公开了一种推力组件，用于推力轴承，所述推力组件设置在推力轴承的箱体中，所述推力组件包括：

承推盘，所述承推盘的外周表面抵靠所述箱体的内表面，所述承推盘具有从所述外周表面向内凹陷的第一凹槽；

推力块，所述推力块和所述支撑销位于所述承推盘的同一侧，且被限位在相邻两个所述支撑销之间，所述推力块具有第一导油孔；

承推销，所述承推销设置在所述推力块上，且位于所述推力块的面向所述承推盘的一侧，所述承推销具有第二导油孔；以及

根据本实用新型的推力组件，通过流体支承推力块，增加了推力块的自由度，使其具备更大的自调节范围，降低了推力块的机械变形，利于保持推力块的工作表面，并且便于对推力进行实时监测，推力组件便于装配。

可选地，所述承推销具有所述第二凹槽，所述承推销包括主体部和与所述主体部相连且沿周向延伸的凸出部，所述主体部和所述凸出部之间形成所述第二凹槽。

可选地，所述承推盘具有沿径向延伸的第三导油孔，所述支撑销具有与所述喷油孔连通的第五导油孔，所述第三导油孔将所述第一凹槽与所述第五导油孔连通。

可选地，所述推力块具有用于容纳所述承推销的第三凹槽和从所述第三凹槽向内延伸的第四凹槽，所述第一导油孔与所述第四凹槽连通。

可选地，所述第四凹槽与所述第二导油孔连通，使得第一导油孔与第二导油孔连通。

可选地，所述推力块具有第五凹槽，所述支撑销至少部分地容纳在所述第五凹槽中。

可选地，所述承推盘具有第六凹槽和与所述第六凹槽连通的第七导油孔，所述第六凹槽位于所述承推盘的背向所述推力块的一侧，所述承推块具有第八导油孔，所述第八导油孔将所述第二凹槽与所述第六凹槽连通。

可选地，所述承推块包括本体部和从所述本体部的一侧向外凸出的凸起部，所述本体部外周边缘设置有一对第九凹槽，所述第八导油孔设置在所述一对第九凹槽之间，所述第九凹槽中设置有第一密封圈，以密封所述第八导油孔。

可选地，所述推力组件还包括承推垫，所述凸起部具有用于与所述承推垫接触的接触表面，所述接触表面构造为至少部分地为弧形面

可选地，所述推力组件还包括调整环，所述承推盘具有位于所述第六凹槽内侧的第七凹槽和位于所述第六凹槽外侧的第八凹槽，所述第七凹槽和所述第八凹槽中分别设置有密封圈，所述调整环覆盖在所述承推盘的外侧并压紧所述密封圈以密封所述第六凹槽。

根据本实用新型的第二方面，公开了一种推力轴承，其包括根据上述第一方面中任一项所述的推力组件。

根据本实用新型的推力轴承，通过流体支承推力块，增加了推力块的自由度，使其具备更大的自调节范围，降低了推力块的机械变形，利于保持推力块的工作表面，并且便于对推力进行实时监测，推力组件便于装配。

可选地，所述推力轴承包括主轴，所述主轴包括轴体部和从所述轴体部径向向外延伸的推力盘，所述推力组件套设在所述轴体部上并且位于所述推力盘的侧方，且所述推力块面向所述推力盘。

附图说明

本实用新型实施方式的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施方式及其描述，用来解释本实用新型的原理。在附图中，

图1为根据本实用新型的一个优选实施方式的推力轴承的剖视示意图；

图2为图1中的推力组件的立体示意图；

图3为图2中的推力组件的侧视示意图；

图4为沿图3中的线A-A的剖视示意图；

图5为图2中的承推盘的立体示意图，其中局部区域以剖面示出；

图6为图2中的推力块的立体示意图；

图7为图2中的支撑销的立体示意图，其中局部区域以剖面示出；

图8为图2中的承推销和承推块的立体示意图，其中局部区域以剖面示出；

图9为图2中推力块和承推销的立体示意图；

图10为图2中的定位销的立体示意图，其中局部区域以剖面示出。

附图标记说明：

100：推力轴承 110：箱体

120：主轴 121：轴体部

122：推力盘 130：推力组件

140：承推盘 141：第一凹槽

142：第三导油孔 143：第六凹槽

144：第七导油孔 145：第七凹槽

146：第八凹槽 150：支撑销

151：喷油孔 152：第五导油孔

160：推力块 161：第一导油孔

162：第三凹槽 163：第四凹槽

164：第五凹槽 170：承推销

171：第二导油孔 172：第二凹槽

173：主体部 174：凸出部

180：承推块 181：第八导油孔

182：凸起部 183：接触表面

184：本体部 185：第九凹槽

186：第一密封圈 191：调整环

192：承推垫 193：第二密封圈

194：定位销 195：第九导油孔

196：圆柱销 147：安装孔

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本实用新型实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本实用新型实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本实用新型实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。

如图1所示，本实用新型提供一种推力组件130及具有其的推力轴承100，推力组件130设置在推力轴承100的箱体110中。推力轴承100包括主轴120。主轴120延伸穿过箱体110。主轴120包括轴体部121和从轴体部121径向向外延伸的推力盘122。具体地，轴体部121延伸穿过箱体110，推力盘122位于箱体110中。优选地，推力盘122位于轴体部121的沿轴向方向的大致中间位置处。推力盘122可以构造为与轴体部121同轴的环形盘。推力组件130套设在轴体部121上并且位于推力盘122的侧方。

推力组件130主要包括承推盘140、支撑销150、推力块160、承推销170和承推块180。下面将结合图1至图10对根据实用新型的推力组件130进行详细的说明。

如图1至图4所示，承推盘140大致构造为半环形结构。两个承推盘140相对设置，以形成圆环形结构。例如，两个承推盘140可以经由圆柱销196连接在一起。承推盘140的外周表面抵靠箱体110的内表面，承推盘140具有从外周表面向内凹陷的第一凹槽141。第一凹槽141为绕承推盘140的外周表面一周的环形凹槽，且第一凹槽141的横截面为可以为U形。箱体110的内表面能够将第一凹槽141的开口封闭，以在箱体110的内表面和承推盘140的第一凹槽141之间形成用于容纳润滑油的腔室。箱体110外侧可以设置有液压油泵，以能够向该腔室中即第一凹槽141中供应润滑油。

支撑销150设置在承推盘140上并位于承推盘140的一侧，多个支撑销150沿承推盘140的周向间隔设置。具体地，承推盘140具有安装孔147。安装孔147可以构造为圆形盲孔。支撑销150的一端设置在安装孔147中。安装孔147的位置可以设置为当支撑销150安装在承推盘140上时，支撑销150与圆柱销196之间不会发生干涉。本实施方式中示例性地示出了十二个支撑销150，十二个支撑销150位于以承推盘140的中心线为圆心的圆上，并且相邻两个支撑销150之间间隔30°地设置。如图7所示，支撑销150可以大致构造为柱状阶梯结构。支撑销150可具有与第一凹槽141连通喷油孔151。支撑销150可以具有多个喷油孔151。喷油孔151可以为圆形通孔。

继续参照图1至图4，推力块160和支撑销150位于承推盘140的同一侧，且被限位在相邻两个支撑销150之间。具体地，当推力组件130安装在主轴120上时，推力块160面向主轴120的推力盘122。具体地，本实施方式中示例性地示出了十二推力块160，十二个推力块160位于以承推盘140的中心线为圆心的圆上，并且相邻两个推力块160之间间隔30°地设置。

如图6所示，推力块160具有第一导油孔161。第一导油孔161构造为从推力块160的工作表面的高压承载区域延伸到与其相对的另一表面的通孔。需要说明的是，在本文中，“推力块160的工作表面”指的是推力块160的背向承推盘140的表面，换句话说，是推力块160的面向主轴120的推力盘122的表面。推力块160具有第五凹槽164，支撑销150至少部分地容纳在第五凹槽164中。推力块160可以具有两个第五凹槽164。第五凹槽164可以相对设置在推力块160的两侧，该两侧与推力块160的工作表面相邻。相邻两个支撑销150容纳在两个第五凹槽164中，以此种方式，将推力块160安装在承推盘140上。

如图4和图9所示，承推销170设置在推力块160上，且位于推力块160的面向承推盘140的一侧，承推销170具有第二导油孔171。第二导油孔171与推力块160的第一导油孔161连通。

如图4所示，承推块180设置在承推盘140上，且位于承推盘140的面向推力块160的一侧，承推块180和承推销170的位置相对应，承推块180和承推销170中的至少一个具有与第二导油孔171连通的第二凹槽。如图8所示，在本实施方式中，承推销170具有第二凹槽172。承推销170包括主体部173和与主体部173相连且沿周向延伸的凸出部174，主体部173和凸出部174之间形成第二凹槽172。主体部173可以构造为圆盘状结构。凸出部174可以构造为环形柱状结构。

在本实施方式中，推力组件130构造为使得第一凹槽141中的润滑油经由喷油孔151向外喷射，并且经由第一导油孔161和第二导油孔171进入到第二凹槽172中，以用于支承承推销170和推力块160。根据本实用新型的推力组件130，通过流体支承推力块160，增加了推力块160的自由度，使其具备更大的自调节范围，降低了推力块160的机械变形，利于保持推力块160的工作表面，并且便于对推力进行实时监测，推力组件130便于装配。

如图2、图4和图5所示，承推盘140具有沿径向延伸的第三导油孔142，支撑销150具有与喷油孔151连通的第五导油孔152，第三导油孔142将第一凹槽141与第五导油孔152连通。具体地，安装孔147可以将第三导油孔142与第五导油孔152连通。由此，第一凹槽141中的润滑油可以经由第三导油孔142进入到支撑销150中，并且经由支撑销150的喷油孔151喷射到推力块160的工作表面，使得推力块160的工作表面与推力盘122的表面之间填充有润滑油，当主轴120转动时，推力块160的工作表面上将形成动压油膜。在本实施方式中，第三导油孔142的数量与推力块160的数量相对应。

如图6和图9所示，推力块160具有用于容纳承推销170的第三凹槽162和从第三凹槽162向内延伸的第四凹槽163，第一导油孔161与第四凹槽163连通。第四凹槽163与第二导油孔171连通，使得第一导油孔161与第二导油孔171连通。承推销170设置在第三凹槽162中，以安装在推力块160上。在本实施方式中，第一导油孔161位于第四凹槽163的中心，且偏离于第三凹槽162的中心。第四凹槽163用于缓存润滑油。优选地，第一导油孔161位于推力块160的工作表面上的高压承载区域。位于推力块160的工作表面上的润滑油可以依次经由推力块160的第一导油孔161、第四凹槽163和第三凹槽162依次进入到承推销170的第二导油孔171和第二凹槽172中，以在第二凹槽172中存储有一定量的润滑油，形成静压油膜。

如图4和图5所示，承推盘140具有第六凹槽143和与第六凹槽143连通的第七导油孔144，第六凹槽143位于承推盘140的背向推力块160的一侧。第六凹槽143为围绕承推盘140的中心轴线的环形凹槽。承推块180具有第八导油孔181，第八导油孔181将第二凹槽172与第六凹槽143连通，使得第二凹槽172的润滑油能够依次经由第八导油孔181和第七导油孔144进入到第六凹槽143中。由于第六凹槽143与各第二凹槽172连通，以能够联动调节每一个第二凹槽172中的润滑油的油压，使得每一个推力块160承受的推力基本均等。

推力组件130还包括调整环191。调整环191构造为两个半环形盘状结构，共同组成一个圆环形盘状结构。承推盘140具有位于第六凹槽143内侧的第七凹槽和位于第六凹槽143外侧的第八凹槽146。第七凹槽145和第八凹槽146可以均构造为围绕承推盘140的中心轴线的环形凹槽。第七凹槽145和第八凹槽146中分别设置有第二密封圈193，调整环191覆盖在承推盘140的外侧并压紧第二密封圈193以密封第六凹槽143。第二密封圈193可以为O型密封圈。通过精加工工艺调整调整环191的厚度，以调整推力组件130的轴向尺寸(例如，轴向厚度)。

如图4所示，推力组件130还包括承推垫192。承推垫192可以构造为圆形盘状结构。凸起部182具有用于与承推垫192接触的接触表面183，接触表面183构造为至少部分地为弧形面。优选地，接触表面183构造为球面形。

下面对本实用新型的推力组件130的工作原理进行详细的说明。当推力组件130工作时，推力块160的工作表面形成动压油膜，其中少量的高压油通过第一导油孔161进入到承推销170的第二凹槽172中，以在第二凹槽172中填充润滑油以形成静压油膜。此时，推力块160的工作表面是动压润滑形成的动压油膜，背面是由动压油膜高压区部分润滑油引入第二凹槽172形成的静压油膜，由于推力块160背面静压油膜的承载能力大于工作表面动压油膜的承载能力，且作用方向相反，推力块160和承推销170则会在静压油膜的支承下处于上浮状态。第二凹槽172内的高压润滑油会产生微量泄漏，致使第二凹槽172内的油膜压力下降，使得推力块160的两侧的油压达到平衡。根据推力块160的工作表面承受的动压油膜的压力分布，承推块180与承推垫192将形成一定的倾斜角度，用以调整推力块160的工作表面的倾角。此外，第二凹槽172内的高压润滑油又通过承推块180上的第八导油孔181和承推盘140的第七导油孔，汇入到第六凹槽143中，使得各个第二凹槽172互相连通。实现各第二凹槽172内油膜压力的联动调节，形成压力补偿，使得各个推力块160承受的推力基本均等。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。

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