特大型立式組合軸承裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及特大型立式組合軸承裝置。包括外徑為2米的直立的鋼管柱和組合軸承，鋼管柱的中部同軸設(shè)有臺(tái)階管狀的軸承座，鋼管柱的下部設(shè)有環(huán)狀的支承平臺(tái)；組合軸承包括立向布置的中心軸承和平面軸承；中心軸承包括內(nèi)圈、中間復(fù)合層和外圈，且套設(shè)在軸承座的中部；所述外圈上套設(shè)連接著管軸狀的連接座，中心軸承的軸向上部和連接座之間設(shè)有環(huán)狀的上密封壓板，下部和連接座之間設(shè)有環(huán)狀的下密封壓板；連接座上固定套設(shè)有管狀的支臂連接座；本裝置能承受800t的徑向荷載和300t的軸向荷載，是目前國內(nèi)最大的承載能力最高的組合軸承，也是國內(nèi)唯一一個(gè)由立向軸承和平面軸承構(gòu)成的復(fù)合軸承裝置。
【專利說明】特大型立式組合軸承裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于水利水電工程中的閘門【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及用于閘門的特大型軸承裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]支鉸軸承是閘門的重要承載部件，其特點(diǎn)是能夠承受較大的徑向荷載和一定的軸向荷載，多應(yīng)用于弧形閘門支鉸，軸承水平布置，而且一般位于水面以上。近年來，底軸驅(qū)動(dòng)式翻板閘門應(yīng)用越來越廣泛，因此軸承水下布置也越來越普遍。在本軸承裝置出現(xiàn)以前，國內(nèi)最大的關(guān)節(jié)軸承應(yīng)用在上海蘇州河河口閘上，軸承內(nèi)徑2000mm，水平布置。根據(jù)力學(xué)分析，該關(guān)節(jié)軸承徑向荷載490t，理論上講基本不承受軸向荷載。
[0003]但是如果實(shí)際工程需要關(guān)節(jié)軸承立向布置(與水平布置垂直)時(shí)，會(huì)帶來普通關(guān)節(jié)軸承不需考慮的問題:承受很大的軸向荷載。因此當(dāng)關(guān)節(jié)軸承立向布置時(shí)，除了考慮其能承受巨大的徑向荷載外，還要能承受很大的軸向荷載，一般關(guān)節(jié)軸承無法滿足上述要求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為解決普通關(guān)節(jié)軸承直立布置無法同時(shí)承受很大的徑向荷載和軸向荷載的問題，本實(shí)用新型提供了一種特大型立式組合軸承裝置。
[0005]特大型立式組合軸承裝置包括直立的鋼管柱和組合軸承；所述鋼管柱的中部同軸設(shè)有臺(tái)階管狀的軸承座，所述鋼管柱的下部設(shè)有環(huán)狀的支承平臺(tái)；
[0006]所述組合軸承包括直立布置的中心軸承和平面軸承；
[0007]所述直立布直的中心軸承包括內(nèi)圈和外圈，且套設(shè)在軸承座的中部；所述外圈上套設(shè)連接著管軸狀的連接座，所述內(nèi)圈的軸向上部和連接座之間設(shè)有環(huán)狀的上密封壓板，內(nèi)圈的軸向下部和連接座之間設(shè)有環(huán)狀的下密封壓板；所述連接座上固定套設(shè)有管狀的支臂連接座；
[0008]所述鋼管柱下部的支承平臺(tái)上設(shè)有板狀的平面軸承塊；所述支臂連接座的底部和平面軸承塊對應(yīng)形成平面軸承。
[0009]所述內(nèi)圈和外圈相對應(yīng)的結(jié)合面為弧面，且二者之間設(shè)有中間復(fù)合層。內(nèi)圈和外圈材料為不銹鋼，中間復(fù)合層為自潤滑合金材料；
[0010]所述中間復(fù)合層的厚度為10-20mm。
[0011]所述內(nèi)圈和外圈相對應(yīng)的弧面為圓弧面，圓弧面的半徑大于1000mm。
[0012]所述軸承座的外圓柱面上分別設(shè)有上臺(tái)階、中臺(tái)階和下臺(tái)階，構(gòu)成三級(jí)臺(tái)階管；在下臺(tái)階處套設(shè)有環(huán)狀的軸承壓板；所述內(nèi)圈套設(shè)在軸承座的中臺(tái)階處，內(nèi)圈的軸向底面位于軸承座的下臺(tái)階上，內(nèi)圈的軸向頂面位于上臺(tái)階處，所述上臺(tái)階處的軸承座上套設(shè)有管狀的軸承壓蓋，所述軸承壓蓋的軸向底面的外邊緣對應(yīng)位于內(nèi)圈的軸向頂面；所述外圈的軸向底部位于軸承壓板的頂面；所述上密封壓板的外圓周固定連接著連接座，上密封壓板的內(nèi)圓周的端面和軸承座上部上臺(tái)階的外圓柱面接觸；所述下密封壓板的外圓周固定連接著連接座，下密封壓板的內(nèi)圓周的端面和軸承座的下部的下臺(tái)階的外圓柱面接觸。
[0013]所述上密封壓板的內(nèi)圓周的端面上設(shè)有二道上密封圈，所述下密封壓板的內(nèi)圓周端面上部和下部分別設(shè)有二道下密封圈。
[0014]所述支臂連接座的管壁由內(nèi)壁和外壁組成的雙層夾壁，所述內(nèi)壁的軸向底部連接著環(huán)狀的支承板，所述支承板的底面設(shè)有不銹鋼板，所述不銹鋼板與所述平面軸承塊對應(yīng)形成平面軸承，且二者之間的間隙小于5mm。
[0015]支臂連接座的內(nèi)壁和外壁之間通過筋板連接，支臂連接座的內(nèi)壁通過剪切螺栓固定連接著連接座。
[0016]本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在以下方面:
[0017]I)本裝置中的中心軸承直立布置，而普通關(guān)節(jié)軸承水平布置；本裝置中直立布置的中心軸承由內(nèi)圈、中間復(fù)合層和外圈三部分組成,而普通軸承只有內(nèi)圈和外圈兩部分；中心軸承內(nèi)圈和外圈材料為不銹鋼，中間復(fù)合層為自潤滑合金材料，這樣的結(jié)構(gòu)組合能大大提高軸承的軸向承載能力，而普通軸承的內(nèi)圈為自潤滑材料，外圈材料為軸承鋼，主要考慮徑向荷載，軸向荷載不是主要考慮因素；
[0018]2)目前，國內(nèi)最大的水平布置的關(guān)節(jié)軸承內(nèi)徑2000mm，承受的徑向荷載為490t，基本上沒有軸向荷載；而本裝置中的中心軸承內(nèi)徑為2120mm,是目前國內(nèi)尺寸最大的立向布置的軸承，同時(shí)它除了能承受800t的徑向荷載外，還能承受300t的軸向荷載，普通軸承無法承受這樣的組合荷載，也是國內(nèi)唯一一個(gè)由立向軸承和平面軸承構(gòu)成的復(fù)合軸承裝置；
[0019]3)本裝置中心軸承的正下方設(shè)置了平面軸承,平面軸承與上方中心軸承的連接件的間隙為3-5mm，該間隙一方面便于中心軸承進(jìn)行一定程度的自身調(diào)節(jié)，同時(shí)也限制了中心軸承受到巨大的軸向荷載后的位移，從而分擔(dān)中心軸承的軸向荷載，進(jìn)而提高整個(gè)軸承裝置的軸向荷載承載能力；
[0020]4)本裝置設(shè)計(jì)了抗剪結(jié)構(gòu)，軸承連接座與閘門支臂連接座通過多排抗剪螺栓連接，同時(shí)在軸承連接座的上方設(shè)置了 12個(gè)抗剪塊，可以削弱空間變位引起的軸向荷載，可進(jìn)一步提聞軸承裝置的軸向荷載承載能力；
[0021]5)考慮到軸承長期處于水下，檢修困難，因此軸承上下均設(shè)置有多道密封結(jié)構(gòu)，能保證中心軸承不受水流和砂石的侵蝕，不需要日常的檢修與維護(hù)，水下壽命超過50年。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本裝置的結(jié)構(gòu)剖面圖。
[0023]圖2為本裝置的俯視圖。
[0024]圖3為圖1中的A— A視圖。
[0025]圖4為圖1中的B放大圖。
[0026]圖5為中心軸承的結(jié)構(gòu)放大圖。
[0027]圖6為圖1中的C放大圖。
[0028]圖中序號(hào)說明:混凝土基礎(chǔ)1、鋼管柱2、內(nèi)圈3、中間復(fù)合層4、外圈5、軸承座6、軸承連接座7、軸承壓蓋8、軸承壓板9、上密封壓板10、上密封圈11、下密封壓板12、下密封圈13、抗剪塊14、抗剪螺栓15、支臂連接座16、支承板17、不銹鋼板18、平面軸承塊19、支承平臺(tái)20、蓋板21。

【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地說明。
實(shí)施例
[0030]參見圖1和圖2，特大型立式組合軸承裝置包括外徑為2米的直立的鋼管柱2和組合軸承。鋼管柱2的中部同軸焊接安裝有臺(tái)階管狀的軸承座6，軸承座6的外圓柱面上分別設(shè)有上臺(tái)階、中臺(tái)階和下臺(tái)階，構(gòu)成三級(jí)臺(tái)階管；在下臺(tái)階處固定套裝有環(huán)狀的軸承壓板9 ;鋼管柱2的下部焊接安裝有環(huán)狀的支承平臺(tái)20，鋼管柱2的下端固定安裝在混凝土基礎(chǔ)I中。
[0031 ] 組合軸承包括中心軸承和平面軸承。
[0032]參見圖4，中心軸承包括內(nèi)圈3、中間復(fù)合層4和外圈5，中心軸承內(nèi)徑為2120mm，套裝在軸承座6的中部。具體的細(xì)部結(jié)構(gòu)是:內(nèi)圈3和外圈5相對應(yīng)的結(jié)合面為圓弧面，圓弧面的半徑為1150mm，中間復(fù)合層4位于二者之間，中間復(fù)合層的厚度為15mm，見圖5 ;內(nèi)圈3和外圈5材料為不銹鋼，中間復(fù)合層4材料為自潤滑合金材料。
[0033]參見圖4，內(nèi)圈3套裝在軸承座6的中臺(tái)階處，內(nèi)圈3的軸向底面位于軸承座6的下臺(tái)階上，內(nèi)圈3的軸向頂面位于上臺(tái)階處；上臺(tái)階處的軸承座6上套裝有管狀的軸承壓蓋8，軸承壓蓋8的軸向底面的外邊緣對應(yīng)位于內(nèi)圈3的軸向頂面；外圈5的軸向底部位于軸承壓板9的頂面。外圈5上套裝連接著管軸狀的連接座7，具體的細(xì)部結(jié)構(gòu)是連接座7的中部管內(nèi)設(shè)凸環(huán)，凸環(huán)處和外圈5配合，且凸環(huán)的底部通過螺釘固定連接著軸承壓板9，見圖
4。上密封壓板10的外圓周通過螺釘固定連接著連接座7的凸環(huán)軸向上端，其內(nèi)圓周的端面和軸承座6上部的上臺(tái)階的圓柱面接觸；下密封壓板12的外圓周通過螺栓固定連接著連接座7的凸環(huán)軸向下端，其內(nèi)圓周的端面和軸承座6下部的下臺(tái)階的圓柱面接觸。上密封壓板10的內(nèi)圓周的端面上初有二道上密封圈11，下密封壓板12的內(nèi)圓周端面上部和下部分別安裝有二道下密封圈13 ;二道上密封圈11和二道下密封圈13的作用在于有效阻止水流和砂石進(jìn)入中心軸承，從而保證中心軸承的工作環(huán)境，延長其使用壽命，最大程度減少維護(hù)。
[0034]連接座7上固定套裝有管狀的支臂連接座16 ;支臂連接座16的管壁由同軸的內(nèi)壁和外壁通過筋板連接組成，支臂連接座16的內(nèi)壁通過剪切螺栓15固定連接著連接座7 ；支臂連接座16的內(nèi)壁的軸向底部連接著環(huán)狀的支承板17，支承板17的底面連接著不銹鋼板18。
[0035]連接座7的外圓柱面上均布焊接安裝12塊抗剪塊14，抗剪塊14沿徑向呈放射線狀分布；抗剪塊14和抗剪螺栓15 —起可以有效抵抗中心軸承結(jié)構(gòu)的空間位移，從而削弱空間變位引起的軸向荷載，提高軸承裝置的抗剪能力，進(jìn)一步提高軸承裝置的軸向承載能力。
[0036]參見圖3和圖6，鋼管柱2下部的支承平臺(tái)20上安裝有板狀的平面軸承塊19，且在支承平臺(tái)20的圓周上呈圓環(huán)狀均布；支臂連接座16的軸向下端的不銹鋼板18與支承平臺(tái)20上的平面軸承塊19對應(yīng)形成平面軸承，且二者之間的間隙小于5mm ;該間隙一方面便于中心軸承進(jìn)行一定程度的自身調(diào)節(jié)，同時(shí)也限制了與中心軸承連接的閘門支臂連接座16受到巨大的軸向荷載后產(chǎn)生的位移，從而分擔(dān)中心軸承的軸向荷載，進(jìn)而提高整個(gè)軸承裝置的軸向荷載承載能力。
[0037]支臂連接座16的軸向上端安裝有蓋板21，蓋板21也可以有效阻止污物和生活垃圾進(jìn)入結(jié)構(gòu)內(nèi)部，防止雜質(zhì)等在軸承連接座與鋼管柱之間形成淤積，避免污物慢慢侵蝕中心軸承。
[0038]本實(shí)用新型的安裝操作過程如下:
[0039]首先，將軸承座6焊接在鋼管柱2上。接著將軸承壓板9安裝到軸承座6的下臺(tái)階處，再套裝上中心軸承(含內(nèi)圈3、中間復(fù)合層4和外圈5)。壓裝上軸承壓蓋8，然后安裝軸承連接座7，軸承壓板9通過螺栓固定在軸承連接座7上，從而將中心軸承固定在軸承座6和軸承連接座7之間。其次分別安裝上密封圈11、上密封壓板10和下密封圈13、下密封壓板12。安裝下密封壓板前，其內(nèi)層密封應(yīng)先安裝好。安裝完成后中心軸承各轉(zhuǎn)動(dòng)面間應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，無卡阻現(xiàn)象。
[0040]支臂連接座16分兩半制作，出廠前，先將支承板17和不銹鋼板18焊接在支臂連接座16的軸向底部，以保證支承板17和不銹鋼板18的平面度。支臂連接座16通過抗剪螺栓15固定在連接座7上，最后安裝抗剪塊14。而平面軸承19固定在支承平臺(tái)20上，將支承平臺(tái)20焊接在鋼管柱2的預(yù)定位置，蓋上蓋板21，至此完成特大型立式組合軸承裝置的全部安裝工作。最后在鋼管柱2內(nèi)澆注自密實(shí)混凝土，增強(qiáng)鋼管柱的剛度和承載能力。
【權(quán)利要求】
1.特大型立式組合軸承裝置，包括直立的鋼管柱和組合軸承，其特征在于:所述鋼管柱的中部同軸設(shè)有臺(tái)階管狀的軸承座，所述鋼管柱的下部設(shè)有環(huán)狀的支承平臺(tái)； 所述組合軸承包括直立布置的中心軸承和平面軸承； 所述直立布置的中心軸承包括內(nèi)圈和外圈，且套設(shè)在軸承座的中部；所述外圈上套設(shè)連接著管軸狀的連接座，所述內(nèi)圈的軸向上部和連接座之間設(shè)有環(huán)狀的上密封壓板，內(nèi)圈的軸向下部和連接座之間設(shè)有環(huán)狀的下密封壓板；所述連接座上固定套設(shè)有管狀的支臂連接座； 所述鋼管柱下部的支承平臺(tái)上設(shè)有板狀的平面軸承塊；所述支臂連接座的底部和平面軸承塊對應(yīng)形成平面軸承。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特大型立式組合軸承裝置，其特征在于:所述內(nèi)圈和外圈相對應(yīng)的結(jié)合面為弧面，且二者之間設(shè)有中間復(fù)合層；內(nèi)圈的材料和外圈的材料均為不銹鋼，中間復(fù)合層的材料為自潤滑合金材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的特大型立式組合軸承裝置，其特征在于:所述中間復(fù)合層的厚度為10-20mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的特大型立式組合軸承裝置，其特征在于:所述內(nèi)圈和外圈相對應(yīng)的弧面為圓弧面，圓弧面的半徑大于1000mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特大型立式組合軸承裝置，其特征在于:所述軸承座的外圓柱面上分別設(shè)有上臺(tái)階、中臺(tái)階和下臺(tái)階，構(gòu)成三級(jí)臺(tái)階管；在下臺(tái)階處套設(shè)有環(huán)狀的軸承壓板；所述內(nèi)圈套設(shè)在軸承座的中臺(tái)階處，內(nèi)圈的軸向底面位于軸承座的下臺(tái)階上，內(nèi)圈的軸向頂面位于上臺(tái)階處，所述上臺(tái)階處的軸承座上套設(shè)有管狀的軸承壓蓋，所述軸承壓蓋的軸向底面的外邊緣對應(yīng)位于內(nèi)圈的軸向頂面；所述外圈的軸向底部位于軸承壓板的頂面；所述上密封壓板的外圓周固定連接著連接座，上密封壓板的內(nèi)圓周的端面和軸承座上部上臺(tái)階的外圓柱面接觸；所述下密封壓板的外圓周固定連接著連接座，下密封壓板的內(nèi)圓周的端面和軸承座的下部的下臺(tái)階的外圓柱面接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的特大型立式組合軸承裝置，其特征在于:所述上密封壓板的內(nèi)圓周的端面上設(shè)有二道上密封圈，所述下密封壓板的內(nèi)圓周端面上部和下部分別設(shè)有二道下密封圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特大型立式組合軸承裝置，其特征在于:所述支臂連接座的管壁由內(nèi)壁和外壁組成的雙層夾壁，所述內(nèi)壁的軸向底部連接著環(huán)狀的支承板，所述支承板的底面設(shè)有不銹鋼板，所述不銹鋼板與所述平面軸承塊對應(yīng)形成平面軸承，且二者之間的間隙小于5mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特大型立式組合軸承裝置，其特征在于:支臂連接座的內(nèi)壁和外壁之間通過筋板連接，支臂連接座的內(nèi)壁通過剪切螺栓固定連接著連接座。
【文檔編號(hào)】F16C33/06GK204061538SQ201420497259
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】黃有琴, 陳仁連, 黃麗玲, 管華明, 范萬里 申請人:安徽省水利水電勘測設(shè)計(jì)院