CN110925310B - 一种tbm混动主轴承结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种TBM混动主轴承结构，包括定子，所述的定子与转子之间设有流体润滑件和滚动体，流体润滑件与转子之间形成间隙。本发明的有益效果：将流体静压轴承和滚动体轴承交错均布，以静压轴承为主，作为主要的承载轴承，滚子轴承为辅，提供辅助支撑。具有运行稳定，寿命长，承载能力大的优点。可满足超长隧洞、极硬岩地质对TBM主轴承使用寿命和重型承载能力的要求。
Description
技术领域
本发明涉及轴承，特别是指一种TBM混动主轴承结构。
背景技术
主轴承是全断面隧道掘进机（TBM）的核心部件，支撑刀盘，并为刀盘开挖作业提供扭矩和推力。常规TBM主轴承采用三排滚子轴承（主推、辅推和径向）结构，轴承外圈是定子，与机头架连接，内圈是转子与刀盘连接，通过滚子的钢性摩擦，传递刀盘的推力和扭矩。
常规TBM主轴承的承载能力和寿命受限于滚子的质量和尺寸，掘进里程越长，岩石强度越高，滚子的尺寸需要设计的越大，以满足承载和寿命要求。对于超长隧洞、极硬岩地质工况，常规TBM主轴承具有一定的局限性，寿命往往不能满足使用要求。
发明内容
本发明提出一种TBM混动主轴承结构，解决了现有常规主轴承寿命不能满足使用要求的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种TBM混动主轴承结构，包括定子，所述的定子与转子之间设有流体润滑件和滚动体，流体润滑件与转子之间形成间隙。
所述的定子与转子之间的轴向上、径向上或轴向和径向上设有流体润滑件和滚动体。
所述的流体润滑件为油垫或气垫。
所述的滚动体为滚子或滚球。
所述的流体润滑件与滚动体交错布置。
所述的定子包括轴向上的主推面和径向上的径向面，主推面上设有主推油垫，主推油垫与转子之间形成间隙，主推面与转子之间设有主推滚子，径向面上设有径向油垫，径向油垫与转子之间形成间隙，径向面与转子之间设有径向滚子。
所述的定子包括轴向上的辅推面，辅推面与转子之间设有辅推滚子，辅推滚子与转子上的调整垫接触，调整垫与转子之间设有弹性元件，转子上设有位于弹簧元件后部的调节螺孔。
所述的弹性元件为碟簧。
所述的定子和转子均为环形。
所述的定子与机架连接，转子与刀盘连接。
所述的转子包括转子I和转子II，转子I与转子II可拆连接，转子I与定子的主推面配合，转子II与定子的径向面、辅推面配合。
所述的油垫处设有节流器，压力油通过节流器向油垫供油。
本发明的有益效果：将流体静压轴承和滚动体轴承交错均布，以静压轴承为主，作为主要的承载轴承，滚子轴承为辅，提供辅助支撑。具有运行稳定，寿命长，承载能力大的优点。可满足超长隧洞、极硬岩地质对TBM主轴承使用寿命和重型承载能力的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图。
图2为图1的轴向截面图。
图3为定子主推面静压轴承径向截面图。
图4为定子径向面静压轴承径向截面图。
图5为本发明定子结构示意图。
图中：1-定子，2-主推油垫，3-主推滚子，4-径向滚子，5-保持架I，6-保持架II，7-径向油垫，8-转子I，9-转子II，10-节流器，11-辅推滚子，12-调整垫，13-碟簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1至4所示，一种TBM混动主轴承结构，包括定子1和转子。定子1与转子之间的轴向上、径向上或轴向和径向上设有流体润滑件和滚动体，可以根据需要选择滑动配合的位置，以抵抗不同的轴向力或径向力。流体润滑件与转子之间形成间隙，流体润滑件能够在间隙形成润滑膜层，实现定子和转子之间的滑动配合。流体润滑件与滚动体交错布置，保证滑动受力均匀。流体润滑件为油垫或气垫，起主要承压作用。滚动体为滚子或滚球，起辅助承压作用。工作状态下，外部向油垫供油或向气垫供气，流体在间隙之间形成承压油膜或气膜，实现滑动。在非工作状态下工作，滚动体提供辅助支撑，并可在流体的突然断供，导致的静压轴承瞬间消失时，提供临时支撑。
实施例2
如图1至5所示，一种TBM混动主轴承结构，包括定子1和转子，定子1包括轴向上的主推面、辅推面和径向上的径向面。转子包括转子I8和转子II9，转子I8与转子II9可拆连接。定子和转子之间设置两排推力轴承和一排径向轴承。定子1和转子均为环形，定子通过螺栓与机架连接，转子通过螺栓与刀盘连接，实现安装在隧道掘进机上。
主推轴承由主推油垫2和主推滚子3环向交叉布置在定子1上，两者共用转子I8上的轨道面，主推油垫2与转子I8之间形成间隙S1，便于承压油膜形成。
径向轴承由径向油垫7和径向滚子4沿同一分度圆交叉布置在定子上，两者共用转子II9上的轨道面，径向油垫7与转子II9之间形成间隙S2，便于承压油膜的形成。
主推油垫2和径向油垫7均在定子1上加工而成，中间加工沉槽，底部安装节流器10，外部供入的压力油P，经过节流器的阻尼作用，在主推油垫2、径向油垫7与轨道面之间形成承压油膜实现滑动润滑。
主推滚子3和径向滚子4成组布置，并由保持架I5和保持架II6固定其在主轴承内的形态。主推滚子3和径向滚子4组成的滚子轴承可以在刀盘非工作状态下工作，为刀盘提供辅助支撑，并可在液压油的突然断供导致的静压轴承瞬间消失时，为刀盘提供临时支撑。
辅推面与转子之间设有辅推滚子11，辅推滚子11与转子II9上的调整垫12接触，调整垫12与转子II9之间设有弹性元件，弹性元件为碟簧13，转子II9上设有位于弹簧元件后部的调节螺孔。通过调节螺孔内的调节螺栓，能够利用调整垫作用到辅推滚子，辅推滚子再作用到定子上，从而能够改变定子与转子I之间的间隙。增大定子与转子I之间的间隙，能够保证主推轴承只有主推油垫工作，而主推滚子由于间隙增大，降低了与定子、转子I的摩擦，减少了主推滚子的磨损，从而提高了主推滚子的使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种TBM混动主轴承结构，包括定子（1），其特征在于：所述的定子（1）与转子之间设有流体润滑件和滚动体，流体润滑件为油垫或气垫，滚动体为滚子或滚球，所述的定子（1）包括轴向上的主推面和径向上的径向面，主推面上设有作为流体润滑件的主推油垫（2）或主推气垫，主推油垫（2）与转子之间或主推气垫与转子之间形成间隙，主推面与转子之间设有主推滚子（3），径向面上设有作为流体润滑件的径向油垫（7）或径向气垫，径向油垫（7）与转子之间或径向气垫与转子之间形成间隙，径向面与转子之间设有作为滚动体的径向滚子（4）或径向滚球。
2.根据权利要求1所述的TBM混动主轴承结构，其特征在于：所述的定子（1）与转子之间的轴向上或轴向和径向上设有滚动体。
3.根据权利要求1或2所述的TBM混动主轴承结构，其特征在于：所述的流体润滑件与滚动体交错布置。
4.根据权利要求1所述的TBM混动主轴承结构，其特征在于：所述的定子（1）包括轴向上的辅推面，辅推面与转子之间设有辅推滚子（11），辅推滚子（11）与转子上的调整垫（12）接触，调整垫（12）与转子之间设有弹性元件，转子上设有位于弹簧元件后部的调节螺孔。
5.根据权利要求1或4所述的TBM混动主轴承结构，其特征在于：所述的定子（1）与机架连接，转子与刀盘连接。
6.根据权利要求1或4所述的TBM混动主轴承结构，其特征在于：所述的转子包括转子I（8）和转子II（9），转子I（8）与转子II（9）可拆连接，转子I（8）与定子（1）的主推面配合，转子II（9）与定子（1）的径向面、辅推面配合。
7.根据权利要求1所述的TBM混动主轴承结构，其特征在于：所述的油垫处设有节流器（10），压力油通过节流器（10）向油垫供油。
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