变孔径平面止推球轴承

《变孔径平面止推球轴承》涉及一种用于压缩机的平面止推球轴承结构。

压缩机广泛应用平面止推球轴承结构，其目的是为了提高压缩机的效率。如图1所示，用于压缩机的平面止推球轴承结构，包含上支承片2、轴承保持架3、钢珠4、下支承片5等部件，安装在曲轴1的支承面和轴套6的支承面之间。其中上支承片2、轴承保持架3、下支承片5的俯视图分别如图2、图3、图4所示，其中上支承片2的安装孔直径为D1，下支承片5的安装孔直径为D2。上支承片2的安装孔直径D1和下支承片5的安装孔直径D2是相同的，即D1＝D2。如图3所示，钢珠4安装在轴承保持架3的钢珠安装孔内，每套平面止推球轴承有3个以上的钢珠4。

如图5所示为平面止推球轴承的第1种结构型式，整套轴承安装在曲轴1的支承面1a和轴套6的支承面6a之间，上支承片2、轴承保持架3、下支承片5等部件的安装孔以曲轴1来定位，上支承片2的安装孔直径D1和下支承片5的安装孔直径D2是相同的，即D1＝D2。这种结构的优点是采用平面止推球轴承后，能提高压缩机的效率；缺点是由于采用了平面止推球轴承，轴套6的长度不能设计得很长，压缩机的运行稳定性较差，容易引起压缩机振动偏大、噪音偏高等现象。

如图6所示为平面止推球轴承的第2种结构型式，整套轴承安装在曲轴1的支承面1a和轴套6的支承面6a之间，轴套6上有一个凸起6b，上支承片2、轴承保持架3、下支承片5等零件的安装孔以凸起6b来定位，上支承片2的安装孔直径D1和下支承片5的安装孔直径D2是相同的，即D1＝D2，曲轴1的支承面1a和凸起6b之间有一个间隙h。这种结构型式保留了平面止推球轴承效率高的优点，同时由于轴承凸起6b的存在，轴套6的长度增加，从而提高压缩机的运行稳定性。缺点是由于间隙h的存在，装配压缩机时经常发生上支承片2卡死在下平面1a和凸起6b之间的现象，压缩机的装配工艺性不好。

如图7所示为平面止推球轴承的第3种结构型式，整套轴承安装在曲轴1的支承面1a和轴套6的支承面6a之间，轴套6上有一个凸起6b，曲轴1上有一个凸起1b，上支承片2的安装孔以凸起1b来定位，轴承保持架3和下支承片5的安装孔以凸起6b来定位，上支承片2的安装孔直径D1和下支承片5的安装孔直径D2是相同的，即D1＝D2，凸起1b和凸起6b之间有一个间隙h。这种结构型式保留了平面止推球轴承效率高的优点，同时由于轴承凸起6b的存在，轴套6的长度增加，从而提高压缩机的运行稳定性。缺点是由于间隙h的存在，装配压缩机时经常发生上支承片2卡死在凸起1b和凸起6b之间的现象，压缩机的装配工艺性不好。

图1是平面止推球轴承结构示意图；

图2是图1中上支承片的俯视图；

图3是图1中轴承保持架的俯视图；

图4是图1中下支承片的俯视图；

图5是平面止推球轴承的第1种结构型式；

图6是平面止推球轴承的第2种结构型式；

图7是平面止推球轴承的第3种结构型式；

图8是《变孔径平面止推球轴承》平面止推球轴承的第1种实施方式；

图9是《变孔径平面止推球轴承》平面止推球轴承的第2种实施方式；

图10是《变孔径平面止推球轴承》平面止推球轴承各零件的俯视图；

图11是《变孔径平面止推球轴承》平面止推球轴承各零件的变形示意图。

2020年7月14日，《变孔径平面止推球轴承》获得第二十一届中国专利奖优秀奖。

《变孔径平面止推球轴承》变孔径平面止推球轴承的第1种实施方式如图8所示，包括上支承片2、轴承保持架3、钢珠4和下支承片5。整套轴承安装在曲轴1的支承面1a和轴套6的支承面6a之间，轴套6上有一个凸起6b，上支承片2的安装孔以曲轴1来定位，轴承保持架3和下支承片5的安装孔以凸起6b来定位，上支承片2的安装孔直径D1和下支承片5的安装孔直径D2是不同的，即D1≠D2，曲轴1的支承面1a和凸起6b之间有一个间隙h1，支承片2和凸起6b之间有一个间隙h2。这种结构型式保留了平面止推球轴承效率高的优点，同时由于间隙h1和间隙h2的存在，确保不会产生支承片2卡死在凸起1b和凸起6b之间的现象；由于轴承凸起6b的存在，轴套6的长度增加，从而提高压缩机的运行稳定性。

《变孔径平面止推球轴承》变孔径平面止推球轴承的第2种实施方式如图9所示，其结构包括上支承片2、轴承保持架3、钢珠4、下支承片5、垫片7和垫片8，其中垫片7和垫片8可以不采用其中的一种（如不采用垫片7或不采用垫片8），也可以采用一件以上的垫片7和垫片8（如采用一件以上垫片7或垫片8），整套轴承安装在曲轴1的支承面1a和轴套6的支承面6a之间。轴套6上有一个凸起6b，上支承片2、垫片7的安装孔以曲轴1来定位，轴承保持架3、下支承片5和垫片8的安装孔以凸起6b来定位，上支承片2的安装孔直径D1和下支承片5的安装孔直径D2是不同的，即D1≠D2，曲轴1的支承面1a和凸起6b之间有一个间隙h1，支承片2和凸起6b之间有一个间隙h2。这种结构型式保留了平面止推球轴承效率高的优点，同时由于间隙h1和间隙h2的存在，确保不会产生支承片2卡死在凸起1b和凸起6b之间的现象；由于轴承凸起6b的存在，轴套6的长度增加，从而提高压缩机的运行稳定性。

上述两种实施方式的变孔径平面止推球轴承，上支承片2、轴承保持架3、下支承片5、垫片7和垫片8等零部件既可以采用如图10所示的常规形状（如圆形），也可以采用如图11所示的花瓣状外圆形状或其它非常规的形状（如锯齿状内孔等各种变形）。

变孔径平面止推球轴承专利目的

《变孔径平面止推球轴承》所要解决的技术问题在于提出一种既能提高压缩机效率，保证压缩机运行稳定性，又能提高压缩机装配生产效率的平面止推球轴承结构。

变孔径平面止推球轴承技术方案

变孔径平面止推球轴承包括上支承片、轴承保持架和下支承片，所述下支承片的安装孔和所述轴承保持架的安装孔以压缩机轴套的凸起来定位，所述上支承片的安装孔以压缩机曲轴来定位，所述上支承片的安装孔径和所述下支承片的安装孔径尺寸不同。

上述变孔径平面止推球轴承，在所述上支承片或下支承片与其安装面间设有垫片。上述变孔径平面止推球轴承，所述上支承片、轴承保持架和下支承片的外圆形状为花瓣状。

变孔径平面止推球轴承改善效果

1、压缩机的效率提高3％以上；

2、采用轴套的凸起结构，轴套长度较长，确保压缩机运行时的稳定性；3、平面止推球轴承的上支承片的安装孔以曲轴来定位，可以避免压缩机因采用平面止推球轴承而造成的卡死等不正常现象。

1、变孔径平面止推球轴承，包括上支承片、轴承保持架和下支承片，其特征在于，所述下支承片的安装孔和所述轴承保持架的安装孔以压缩机轴套的凸起来定位，所述上支承片的安装孔以压缩机曲轴来定位，所述上支承片的安装孔径和所述下支承片的安装孔径尺寸不同。

2、如权利要求1所述的变孔径平面止推球轴承，其特征在于，在所述上支承片或下支承片与其安装面间设有垫片。

3、如权利要求1或2所述的变孔径平面止推球轴承，其特征在于，所述上支承片、轴承保持架和下支承片的外圆形状为花瓣状。

4、如权利要求2所述的变孔径平面止推球轴承，其特征在于，所述垫片的外圆形状为花瓣状。

止推球轴承（推力球轴承）是一种分离型轴承，轴圈、座圈可以和保持架、钢球的组件分离。轴圈是与轴相配合的套圈，座圈是与轴承座孔相配合的套圈，和轴之间有间隙；推力球轴承只能够承受轴向负荷，单向推力球轴承是只能承受一个方向的轴向负荷，双向推力球轴承可以承受两个方向的轴向负荷；推力球轴承不能限制轴的径向位移，极限转速很低，单向推力球轴承可以限制轴和壳体的一个方向的轴向位移，双向轴承可以限制两个方向的轴向位移。

止推滚子轴承（推力滚子轴承）用于承受轴向载荷为主的轴、径向联合载荷，但径向载荷不得超过轴向载荷的 55% 。与其他推力滚子轴承相比，此种轴承摩擦因数较低，转速较高，并具有调心性能。 29000 型轴承的滚子为非对称型球面滚子，能减小滚子和滚道在工作中的相对滑动，并且滚子长、 直径大，滚子数量多，载荷容量高，通常采用油润滑，个别低速情况可用脂润滑。在设计选型时，应优先选用； 80000型推力圆柱滚子轴承、90000 型推力圆锥滚子轴承和 AXK 型推力滚针轴承，可以承受单向的轴向载荷，它比推力球轴承的轴向载荷能力大得多，并且刚性大、占用轴向空间小。推力圆柱滚子轴承和推力滚针轴承适用于转速低的场合，推力圆锥滚子轴承转速稍高于推力圆柱滚子轴承。

止推滚针轴承可以认为是一种特殊的推力圆柱滚子轴承，其长宽比定义为滚子长度与直径之比，明显大于2。因此，推力滚针轴承的负荷能力明显小于推力直径相当的圆柱滚子轴承。在中低速范围内使用推力滚针轴承，以防止滚子和滚道之间滑动的不利影响。推力滚针轴承可以是带有止推垫圈和滚子保持架组件的完整轴承组件，也可以是滚针和保持架组件。滚针经过硬化，精密研磨，以获得最佳的负载分配。当这些要求不能满足时，强烈建议使用止推垫圈。

一、P117系列止推轴承成本低廉，强度耐磨性一般，适合做各种潜水电泵的上止推轴承。

二、COP 系列止推轴成本价较低，适合做小功率低扬程潜水电泵的下止推轴承（止推轴承外径85mm以上，功率11km扬程65m以下）。

三、聚四氟乙烯系列止推轴承成本适中，是潜水电泵使用的主流产品，适合做中高扬潜水电泵的下止推轴承。

四、S299高强度止推轴承成本较高，适合做大功率高扬程潜水电泵的下止推轴承。

五、S299B高强止推轴承。

六、S299G高耐磨高耐压高科技产品。

七、M120H系列石墨烧结轴承（石墨烧结浸渍环氧树脂）成本较低，适合做18.5KW以下各种潜水电泵的导向轴承。

八、M120B系列石墨烧结轴承（石墨烧结浸渍巴氏合金）成本较高，18.5KW以上各种潜水电泵的导向轴承及各种大功率，高扬程潜水电泵的下止推轴承。

九、M102B（石棉铁）成本较高，适合做18.5KW以上潜水电泵的导向轴承。