流體軸承的改進(jìn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及流體軸承(fluid bearing)且尤其涉及用在粉碎機(jī)(mill)中的靜壓聚合軸承(hydrostatic polymeric bearing)。本發(fā)明主要被開發(fā)用作研磨粉碎機(jī)(grinding mill)內(nèi)的靜壓聚合軸承且將在下文中通過參考此應(yīng)用描述本發(fā)明。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明未被限定于此特定使用領(lǐng)域，而是還延伸到其他類型的流體軸承，諸如，動壓軸承和混合軸承(即，使用用于潤滑的動壓和連續(xù)靜壓流的組合的軸承)。
【背景技術(shù)】
[0002]下面對現(xiàn)有技術(shù)的討論旨在在適當(dāng)?shù)募夹g(shù)環(huán)境下呈現(xiàn)本發(fā)明和允許適當(dāng)?shù)乩斫獗景l(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。然而，除非清楚地給出相反指示，在本說明書中參考任何現(xiàn)有技術(shù)都不應(yīng)認(rèn)為表達(dá)或暗示這樣的技術(shù)是眾所周知的或形成本領(lǐng)域的普通公知常識的一部分。
[0003]研磨粉碎機(jī)具有粉碎室和兩個軸頸軸(journal shaft),軸頸被安裝在支承件上用于旋轉(zhuǎn)。典型的軸承具有兩個主要部件:用于安裝到支承件的鋼基座和用于與粉碎機(jī)軸頸接觸的軸承襯墊或表面。這些粉碎機(jī)軸承被安裝在粉碎機(jī)軸頸和支承件之間，使得在研磨粉碎機(jī)的操作期間，粉碎機(jī)軸頸在軸頸襯墊上旋轉(zhuǎn)。
[0004]申請人開發(fā)了一種用于當(dāng)前使用中的研磨粉碎機(jī)的靜壓襯墊軸承系統(tǒng)。在此靜壓襯墊軸承系統(tǒng)中，外部油供應(yīng)系統(tǒng)將高壓油泵送到被加工至軸承內(nèi)的凹入部內(nèi)，使得油在軸承襯墊表面上形成薄膜。合成液壓力足以將粉碎機(jī)軸頸完全地舉起離開靜壓襯墊且將滑動表面分開。因此，粉碎機(jī)實(shí)際上“漂浮”在軸頸和軸承之間的油膜上。如此，軸承將在靜態(tài)條件和動態(tài)條件下操作。因?yàn)樗霰砻姹煌耆胤珠_且軸承是自對準(zhǔn)的，所以由于所述油膜使得在軸承表面和粉碎機(jī)軸頸之間沒有金屬與金屬的接觸，因此僅導(dǎo)致低摩擦。因此，維持所述表面之間的油膜意味著在軸承中實(shí)際沒有磨損。
[0005]盡管具有由此靜壓軸承系統(tǒng)給予的優(yōu)點(diǎn)，但油壓的損失(且因此引起的油膜厚度的減少)可引起軸承故障，導(dǎo)致對軸承襯墊和/或粉碎機(jī)軸頸造成損壞。例如，在電源故障的情況下，粉碎機(jī)停止轉(zhuǎn)動可花費(fèi)幾秒鐘，且當(dāng)此情況發(fā)生時，由于減少油膜厚度的油的損失，有對粉碎機(jī)軸承襯墊或軸頸表面造成損壞的高風(fēng)險，從而使軸頸和軸承出現(xiàn)直接金屬與金屬的接觸。由此發(fā)生的用于替換任何損壞的軸承和/或軸頸的停機(jī)時間嚴(yán)重地?fù)p害粉碎機(jī)的操作，降低了粉碎機(jī)效率。
[0006]為了防止此類型的損壞，研磨粉碎機(jī)潤滑系統(tǒng)常常具有壓力儲能器系統(tǒng)(pressure accumulator system),壓力儲能器系統(tǒng)通常用于在電源故障和油供應(yīng)系統(tǒng)失效的情況下將高壓油存儲和遞送到軸承。這些壓力儲能器是昂貴的，需要經(jīng)常維護(hù)以確保它們處于合適的壓力水平且可能會干擾粉碎機(jī)內(nèi)的控制系統(tǒng)，因此，增加了粉碎機(jī)的操作和維護(hù)成本。
[0007]通常，為了制造靜壓軸承，將凹入部加工到鋼基座內(nèi)且然后將用于向所述凹入部遞送高壓油的油供應(yīng)端口鉆入基座中。將青銅噴焊或澆注到鋼基座的相關(guān)零件上以形成軸承襯墊或襯里。噴焊使青銅金屬能夠形成與基座的密封。白金屬可用于替代青銅，但白金屬被澆注到基座上。由于此制造過程，對這些軸承的修理和/或整修涉及:首先清潔已損壞的軸承表面、加工鋼基座的任何零件和噴焊青銅或重鑄青銅/白金屬。此修理過程不能現(xiàn)場執(zhí)行，而是需要將軸承送回制造商。因此，粉碎機(jī)必須保持備用軸承的足夠庫存以解決正被修理的已損壞軸承的缺乏問題。這增加了粉碎機(jī)的維護(hù)成本。
[0008]本發(fā)明的目的是克服或大體上改良現(xiàn)有技術(shù)的一個或多個缺點(diǎn)，或至少提供一種有用的替代方案。
[0009]本發(fā)明的目的是以至少一個優(yōu)選形式提供用于粉碎機(jī)的改進(jìn)的流體軸承，該流體軸承更能容忍油膜的損失、軸頸中的扭曲，需要不太嚴(yán)格的制造容差，可容易地被修理，使浪費(fèi)最小化且減少或消除對壓力儲能器的需要，以及提供一種用于制造這樣的流體軸承的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于流體軸承的聚合物軸承襯墊，包括:一個外表面；至少一個凹入部，用于從所述流體軸承的基座接收潤滑流體且將所述潤滑流體分配到所述外表面；以及，一個安裝裝置，用于將所述聚合物軸承襯墊牢固地安裝到所述基座。
[0011]除非上下文清楚地另有要求，否則在整個說明書和權(quán)利要求中，詞語“包括”、“包含”等被解釋為是包括的意思，與排他或窮舉性的意思相反；也就是“包含，但不限于”的意思。
[0012]除非另外指明，在此使用的序數(shù)形容詞“第一”、“第二”、“第三”等來描述一共同客體僅僅表示正在引用相同物體的不同實(shí)例，而并非旨在暗示所述物體必需在時間、空間、排列上或以任何其它方式形成給定順序。
[0013]優(yōu)選地，所述安裝裝置包括從所述聚合物軸承襯墊延伸出來的安裝部分。更優(yōu)選地，所述安裝部分包括來自與所述外表面相對的安裝表面的突出物，用于與所述基座的凸緣接合。在一個優(yōu)選形式中，所述安裝表面包括所述聚合物軸承襯墊的內(nèi)表面。在另一個優(yōu)選形式中，所述內(nèi)表面是所述聚合物軸承襯墊的下側(cè)。
[0014]替代地或附加地，所述安裝裝置包括至少一個開口，用于接收將所述聚合物襯墊安裝到所述基座的至少一個緊固件。更優(yōu)選地，所述至少一個凹入部包括鎖定片，用于將所述緊固件的頭部保持在所述至少一個凹入部內(nèi)。
[0015]優(yōu)選地，所述聚合物軸承襯墊大體上覆蓋所述基座的外表面，以在所述聚合物軸承襯墊和所述基座之間創(chuàng)建流體密封。
[0016]優(yōu)選地，所述至少一個凹入部包括至少一個互連通道，用于將所述至少一個凹入部流體地連接到所述基座。
[0017]優(yōu)選地，所述外表面部分為曲面。替代地，所述外表面是大體上平面的。
[0018]優(yōu)選地，所述聚合物軸承襯墊包括在外邊緣處的倒角，用于將潤滑流體保持在所述外邊緣處且將所述潤滑流體傳遞到軸頸。更優(yōu)選地，所述聚合物軸承襯墊包括在相對的外邊緣處的兩個倒角。在一個優(yōu)選形式中，所述倒角從所述外表面的一個邊緣的切線傾斜大約0.01°到89°。在一個具體優(yōu)選形式中，所述倒角從所述切線傾斜大約8°。
[0019]優(yōu)選地，所述倒角具有一個外邊緣，當(dāng)所述軸頸接合所述聚合物軸承襯墊時，所述外邊緣從該軸頸移位。
[0020]優(yōu)選地，所述聚合物軸承襯墊包括用于將所述聚合物軸承襯墊連接到毗連的聚合物軸承襯墊的至少一個互補(bǔ)連接部分。在一個尤其優(yōu)選形式中，所述聚合物襯墊具有至少一個側(cè)面連接部分，用于與所述毗連的聚合物軸承襯墊的相應(yīng)側(cè)面連接部分相互接合。
[0021]優(yōu)選地，所述聚合物軸承襯墊由任意合適的聚合物制成，所述聚合物包括但不限于聚醚醚酮(PEEK)、PEEK復(fù)合材料、聚酰胺、聚酰胺復(fù)合材料、聚酰胺-酰亞胺、聚酰胺-酰亞胺復(fù)合材料。在一個優(yōu)選形式中，所述聚合物襯墊由PEEK制成。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于軸頸的流體軸承，包括:
[0023]基座，具有至少一個潤滑流體供應(yīng)端口和與所述至少一個潤滑流體供應(yīng)端口流體連通的至少一個通道，以及
[0024]根據(jù)本發(fā)明的第一方面所述的聚合物軸承襯墊，其可安裝到所述基座。
[0025]優(yōu)選地，所述聚合物軸承襯墊具有本發(fā)明的上述第一方面的優(yōu)選特征。在此第二方面中，所述至少一個凹入部包括至少一個互連通道，用于將所述至少一個凹入部流體地連接到所述至少一個通道。
[0026]優(yōu)選地，所述基座包括至少一個凸緣，用于與所述安裝部分接合以將所述聚合物軸承襯墊牢固地安裝到所述基座。更優(yōu)選地，所述至少一個凸緣位于所述基座的一個外邊緣處。在一個優(yōu)選形式中，所述基座包括位于所述基座的相對外邊緣處的兩個凸緣。
[0027]優(yōu)選地，所述流體軸承包括至少一個緊固件，用于將所述聚合物軸承襯墊安裝到所述基座。更優(yōu)選地，所述至少一個緊固件包括孔，用于將潤滑流體從所述至少一個通道輸送到所述至少一個凹入部。在一個優(yōu)選形式中，所述孔將潤滑流體從所述至少一個通道輸送到所述互連通道。
[0028]優(yōu)選地，所述流體軸承是靜壓軸承。更優(yōu)選地，所述外表面部分為曲面，使得所述流體軸承用作徑向靜壓軸承。在一個優(yōu)選形式中，所述流體軸承是自對準(zhǔn)的徑向靜壓軸承。在另一個優(yōu)選形式中，所述流體軸承是固定安裝的徑向靜壓軸承。在再一個優(yōu)選形式中，所述流體軸承是靜壓滑塊軸承。
[0029]替代地，所述外表面是大體上平面的，使得所述流體軸承用作軸向軸承。在一個優(yōu)選形式中，所述流體軸承是自對準(zhǔn)的軸向靜壓軸承。在另一個優(yōu)選形式中，所述流體軸承是固定安裝的軸向靜壓軸承。
[0030]優(yōu)選地，所述至少一個緊固件被部分地接收在所述至少一個通道內(nèi)。優(yōu)選地，所述至少一個緊固件包括用于與所述至少一個凹入部接合的頭部。更優(yōu)選地，所述至少一個凹入部具有用于將所述頭部保持在所述至少一個凹入部內(nèi)的鎖定片。在一個優(yōu)選形式中，所述頭部是錐形的以便于所述至少一個緊固件通過所述鎖定片保持在所述至少一個凹入部內(nèi)。
[0031]替代地，所述流體軸承包括一個塞子，用于與所述頭部和所述至少一個凹入部接合以保持所述至少一個緊固件。在一個優(yōu)選形式中，所述至少一個緊固件被埋頭到所述至少一個凹入部內(nèi)。
[0032]優(yōu)選地，所述至少一個緊固件通過鎖定元件被大體上保持在所述至少一個凹入部內(nèi)。更優(yōu)選地，所述鎖定元件包括但不限于，液體螺紋鎖定器、蘇格蘭鍵(Scotch key)、非松動螺紋、非松動墊圈或類似的鎖定設(shè)備。
[0033]優(yōu)選地，所述流體軸承包括多個所述聚合物襯墊，其中所述聚合物襯墊的所述外表面形成用于所述軸頸的大體上均勻的軸承表面。
[0034]優(yōu)選地，所述聚合物襯墊被連接在一起。更優(yōu)選地，所述聚合物襯墊中的每個具有至少一個互補(bǔ)連接部分，用于將所述聚合物襯墊連接到毗連的聚合物襯墊。在一個優(yōu)選形式中，每一個所述聚合物襯墊均具有至少一個側(cè)面連接部分，用于與毗連的聚合物軸承襯墊的相應(yīng)側(cè)面連接部分相互接合。
[0035]優(yōu)選地，所述基座還包括第一表面、第二表面、多個所述至少一個通道以及多個所述至少一個潤滑流體供應(yīng)端口，其中所述至少一