专利名称：梁上装有轴承瓦块的流体动压轴承及同样的密封轴承组件的利记博彩app
技术领域：
本发明揭示了一种瓦块型轴承及其制造方法，这种瓦块型轴承，最好是整体式的，它最好由一段厚壁管材或一圆柱形轴颈制成，它们被机加工或成形，使之形成许多在轴承壁上或穿过轴承壁的小槽或狭长切缝，还有一些孔眼或切口，以便确定出一个挠性的轴颈瓦块或止推瓦块以及一支撑构件，该构件能支撑着瓦块在6个自由度上运动(即在+X，-X，+Y，-Y，+Z，-Z方向上平移或移动)，并且能环绕X、Y和Z轴转动，以形成最佳的流体动压楔。
本发明的轴承被设计成三维式的，可提供6个自由度的偏转，以便确保在任何时候都能形成最佳流体楔。具体说来，业已发现，当一个流体动压楔具有几个特点的时候，该流体动压轴承的运转最为有效。具体说就是流体楔应当延伸穿过整个轴瓦表面;流体楔应当在任何时间都有一适当的厚度;流体楔的形状应能尽可能减少流体泄漏;流体楔应当能对非线性作出调整，以便使轴承的主轴线与轴的轴心线共线或基本平行，以及流体楔在可能发生的最低速情况下也能形成，以便于防止破坏流体楔形成表面，这种情况一般发生在低速情况下，是由于轴与瓦块表面相接触而造成的。进一步说，对于止推轴承，施加在分离开的轴承瓦块上的负荷应当是相等的。
考虑到流体膜的厚度，应当懂得，最佳厚度是随负荷而变化的。在高或重负荷下，希望流体膜相对厚一些，以便充分支撑住负荷。然而厚膜将增大摩擦并损失动力。因此，轴承最好被设计成具有最小的流体膜厚度，只要能在最大的负荷情况下支撑住轴即可。
支撑构件最好是整体的并且包括支柱、梁和/或连接一壳体的隔板，所说的隔板对轴颈轴承来说是由轴承径向最外层的部分确定的，对于止推轴承来说，轴承被安装在该壳体的内部。
发明人已经发现，在许多特别的应用场合，例如在高速情况下，必须测量并判断整个系统的动态挠性，该系统包括轴或马达，以及流体动压润滑膜和轴承。在使用有限的元件模型对该系统的计算机分析中，业已确定，必须使整个轴承成为一个完全柔性的元件，它在工作负荷下可以改变其形状。通过对基本结构的机加工可以或多或少地增加一些柔性，从而使轴承具有一些特性，这些特性可以确保在广泛的工作范围内提供一个稳定的低摩擦运转。已经发现有几个变量对轴承的工作特性有实质性的影响。其中最重要的变量是瓦块和支撑元件的形状、尺寸、位置及材料特性(例如弹性模量等)，支撑元件是由轴承上的孔、狭缝或切口以及沟槽确定的。已经发现支撑元件的形状最为重要。同时，通过给柔性元件一流体支撑，可以实现一高度缓冲，它进一步增强了系统的稳定性。在有些情况下，这一缓冲已经取代了第二压缩膜缓冲，当油膜存在於轴承的外壳和箱体之间时，这第二压缩膜缓冲作用是存在的。
已经发现，在有些情况下，依照类似于工况而设计的轴承，在实际的工况下，并不能最适当地进行工作。这样就需要轴承能根据感受到的工况进行调节。
本发明还进一步涉及一类流体动压轴承，其支撑构件包括一个或多个压电元件，它们存在于轴承支撑构件内部的间隙之中以及存在于支撑构件和轴承瓦块之间的间隙之中。以这种方式提供的压电元件，能够积极有效地控制或调节轴承瓦块的形状及取向，还能影响支撑构件的偏转特性。这一点可以通过将某一精确大小的电流施加到某些适当位置的压电元件上去，以改变楔形或轴承瓦块的表面状态，使摩擦减至最小，实现最大的负荷能力，并改进支撑结构的刚性或阻尼性，消除共鸣及轴旋流，也就是说，根据实际工况，通过精细调节轴瓦及支撑构件来实现最佳轴承操作状态。
根据本发明的另一个方面，施加到每一个压电元件上的电流可以借助一个中心操作单元(CPU)来控制，其功能是依照感受到的条件对楔的形状进行优化。进一步说，CPU可以接受来自传感器的信号，可以检测到一些物理特性。例如温度、轴与瓦块的接触情况，噪音、引起动力消耗的摩擦状况(即ampdraw)等。这样流体楔就可以被朝着承担最大负荷或提供最小的动力损失等方面进行调节，这些物理量反应出流体楔的质量好坏，CPU对这些信息进行处理，从而控制施加到每个压电元件上的电流，以便改善楔的质量，或者是当楔处于满意的工作范围时，保持其现有状态。CPU也可以根据人工输入的指令，对压电元件提供电流，以便进行变形或偏转。例如，操作者可以输入一个“增加刚性”或“提高尾部边缘”的指令，CPU将把电流供给到适当的压电元件上去，以实现予定的目标。
流体楔的质量也可以通过一个起重螺旋或液压流体通过机械的方式进行改变，以便用物理的方式改变轴承支撑构件的偏转特性。这二种系统都可以根据感受到的条件或根据人工输入的信号通过电路来进行控制。然而，据认为采用压电元件，依照感受到的条件或其他方式来改变轴承的特性是最有效的途径。
发明人同时还发现，就气体或空气润滑偏转瓦块的轴承而言、在某些情况下，负荷或速度会超过气体膜的承受能力。在这种情况下，必须将一种液体润滑剂引入到不具有液体槽或液体浴的渐缩的楔中去，本发明提供了一种轴承，在必要的情况下，可以通过提供液体润滑剂来解决这一问题。
本发明轴承的特别用途包括电机、风扇、涡轮增压器，内燃机，外装马达以及压缩机/扩张器。试验速度已经超过300，000转/分，已经注意到，切口、沟槽和开口除了可以允许轴承瓦块运动以形成用于流体动压润滑的渐缩的楔之外，还允许轴承瓦块本身偏转和改变形状，例如通过展平来予以实现。尤其是通过改变轴承的偏心度而改进了其工作性能。
轴承可以用金属，粉末冶金、塑料、陶瓷或合成材料制造。当小批量生产时，可以对坯料利用刮、车、铣等典型的机加工手段来加工出具有大的沟槽式开口的轴承;小的沟槽可以采用水流切削、电火花或激光等机加工方法来实现，而且总体设计挠性能够对轴承进行调节使轴承具有期望的特性。协调将改变其刚性，从而也就消除了震动。大批量生产一种型号轴承时，最好通过注模法，挤压成形，粉末冶金模铸法，熔模铸造法或一些类似制造技术来完成。根据本发明的一个观点，中等批量的轴承可以采用将机加工和熔模铸造技术结合在一起的一种新方法来完成。本发明也设想了一种易于模塑的轴承，该轴承不包括暗开口，这样就可以用简单的二件模来成形。一般来说本发明的轴承的造价只有同类轴承的几分之一。
与先有瓦块型轴承有所不同，先有轴承具有一个基本上沿着负荷方向取向的支撑构件，而本发明所提供的取向允许在一个较小的壳层内(即轴颈轴承中径向内轴颈表面与径向外轴颈表面之间不同)产生类似的偏转，尤其是对于轴颈轴承更是如此;为允许瓦块在任何方面上的运动(即6个自由度)提供条件，以便形成渐缩楔的形状;为瓦块本身改变形状(如展平)提供条件，从而改进性能;为隔板阻尼系统的发展提供条件，以便改善其稳定性;为轴承对其支撑部件或轴的不同轴性进行补偿提供条件，以及为在一个止推轴承中，均衡其瓦块中所承受的负荷提供条件。所有这些特性都有助于形成一个最佳的流体动压楔。
虽然孔、槽、切口或切缝的排布有多种方法，但主要存在二种形式的偏转，即单线或多线的或单隔板或多隔板的，它们以弯曲的模式沿着负荷的主要方向进行偏转，其次是在轴颈轴承中，梁或隔板沿着轴的纵轴，以从轴瓦向外延伸的方向进行扭力偏转。在弯曲模式中，其偏转度数，就一部分来说，是支撑构件在径向上刚度的函数。瓦块本身可以制成在一定负荷下可偏转的，以便能变成不同的形状，这可以借助在瓦块的下方提供一些内切口或通过下切瓦块的边部来予以实现。在这二种情况下，切口的特别制作都应该使瓦块在负荷条件下形成予定的形状。用润滑流体环绕或顶靠确定的线或隔板时，一阻尼元件还应被加入设计方案。
类似的切口同时被用于轴颈轴承和止推轴承。最主要的决定因素是借助偏转实现理想的性能。然而由於轴颈轴承和止推轴承表现出明显不同的功能，因此就理想的特性而言，也需要有不同的理想偏转。这样，尽管本发明的轴颈轴承和止推轴承之间总的概念是类似的，但二者之间也存在显著的概念差别及十分明显的结构不相似性。
本发明的轴承包括一个瓦块，它可以改变形状并沿任何方向运动(即它被支撑着沿6个自由度运动)。该轴承还可具有一内部的阻尼系统，它最好是一体的或单体结构，以便具有较高的经济制造价值。本发明的轴颈轴承还适应一相当小的壳层(即壳体的外径与瓦块内径之间的间隙)。
根据本发明，轴承瓦块和被支撑的轴部之间的紧公差的要求可以通过选定轴承的尺寸来予以满足，这样就可以消除轴承瓦块和被支撑的轴部之间的间隙，在这同时，对支撑构件的尺寸进行确定，这样轴承的径向(在轴颈轴承的情况下)或轴向(在止推轴承的情况下)刚性就小于支撑流体的流体膜的刚性。无论是全部的瓦块或仅仅其局部，都可以被予加偏压使之与轴相接触。例如，对於挠性极大的轴承，最好是对整个轴承瓦块进行予扭转使之与轴相接触，另一方面，在某些情况下，仅仅予扭转轴承瓦块的尾部边缘使之与轴相接触是有利的，从而确定一个流体动压楔。这样，本发明的轴承可以设计成在往轴上安装时具有压配合。在一个实施例中，由於轴承是加力装在轴上的，瓦块的支撑构件稍稍偏转，以便在安装时形成一收敛楔形，处于静止位置时瓦块和轴在其尾部边缘处相接触。在这种情况下，轴承被设计成可以提供一静态负荷楔，借助流体膜的刚性，瓦块和轴之间的适当间隙将在轴的旋转中立即建立起来。这是由於流体膜进入楔内并建立起流体压力，导致轴和轴瓦的分离。具体说，比较刚性的流体导致了比较挠性的梁支撑构件的偏转，直到支撑构件的刚性与流体膜的刚性相等为止。流体膜的迅速形成使瓦块的表面免於损坏，这种损坏往往发生在低起动速度，轴处於一种直接接触的情况下。
前述的压配合型轴承，在机加工公差方面允许很大的变化范围，例如，对一个压配合来说，即使变化范围设计相当大时(例如0.003英寸)，对流体楔也不会有明显的影响。这一点对气体润滑轴承来说是极其需要的，非本发明的该种轴承要想达到适宜的操作，要求进行极其精确的机械加工。而本发明却可放松机加工的要求。
本发明的止推轴承可以作类似地设计，使之具有一静态负荷的楔。具体说，在本发明的止推轴承的设计中，轴承瓦块是偏压的，这样，瓦块的内圆周边缘从轴部延伸出来，以至其尾部边缘朝着轴延伸。借助这种安排，在静负荷的情况下，瓦块沿着径向(当从轴线向外运动时)朝向轴倾斜。而且轴承瓦块从前部边缘到尾部边缘都朝着轴倾斜。按照这种方式，近似於最佳流体楔的静态负荷楔就形成了，而且瓦块和轴之间的适当间隙，在轴旋转时就立即形成了。
在本发明的轴承中，瓦块的运动方向可以是朝向轴的，以便将轴保持就位并且给瓦块以调节能力，对轴的非线性进行调节并且使瓦块的载荷均一。当然，本发明可以用於任何径向的止推的或径向与止推结合在一起的轴承形式，而且就性质来说，可以是一向或二向的，这取决於轴承的结构。更具体地说，如果轴承支承构件相对於轴承瓦块圆周的中心线是对称的，轴承将为双向的，即能够支撑轴沿二个方向以相同的形式旋转。然而，如果轴承支撑构件并不是相对于轴承瓦块圆周的中心线对称，当轴被支撑着沿第一方向旋转时，与轴被支撑着沿相反方向旋转时相比较，轴承的偏转情况将有所不同。对於轴颈或径向轴承及止推轴承来说，其主轴线都是用於制造轴承的圆柱形坯料的中轴线。
根据本发明轴承的另一个重要方面，轴承瓦块能够被支撑进行偏转，以便保留住动压流体，这样就消除了流体泄漏的问题。就径向或轴颈轴承来说，支撑构件是如此设计的，即在负荷情况下，轴承瓦块偏转以形成一个流体的积蓄凹槽。一般说来，当主要的支撑部位与瓦块在靠近其轴线边缘处相连接的时候，瓦块的中心并不直接被支撑，即可以自由地沿径向朝处偏转，这时就实现了这种支撑。换种情况或增加一种情况，在支撑构件内部或在支撑构件与瓦块之间，可以放置一个或多个压电元件，以便能够迫使瓦块变形，从而创造或支持一个流体积蓄凹槽的形成。
就止推轴承而言，轴承瓦块被支撑着，在承压的情况下，它向着轴承的内径倾斜，以便阻止流体的离心泄漏。一般情况下，当被主要支撑构件支撑着的轴承瓦块支撑表面位於靠近轴承的外径处而不是其内径处时，上述目的就实现了。当主要支撑构件包括二个或更多径向间隔开的梁的时候，所有的支撑构件必须被设计成能使瓦块在内端部偏转的形式。进一步说，当瓦块被多个径向间隔开的梁支撑着，而且梁之间的区域并没被直接支撑的时候，瓦块将趋向偏转，以便形成一个中凹的流体保留腔。再者，可以在支撑构件内放置一些压电元件，以便有选择地创造或有选择地支持一个流体动压楔的形成。
根据本发明的另一个方面，本发明的流体动压轴承被固定在旋转轴上，以便与轴一起相对于壳体内的静止支撑表面一起运动。适合於安装在旋转轴上的轴承的一般构造是与用来装在静止箱体上的轴承相类似的，只不过带有一个径向倒置的构造。当然，由於支撑物倒转了方位，也会带来一些差别，轴承瓦块的工作部分被支撑在沿径向向内的支撑构件上。该支撑构件支撑着瓦块，使之沿径向向内和向外偏转，以便相对於箱体的平滑部分而言建立起一个流体动压楔。此外，当轴承与轴一起旋转时，离心力作用于瓦块上，力图对瓦块施加一个对着壳体的平滑表面向外的作用力。这种构造一般来说最适合小负荷的情况。
本发明还涉及密封的轴承壳体组合件，它包括一种或多种流体动压轴承，最好是本发明或发明人先前申请过的那些类型的轴承。总的来讲密封轴承组件包括一密封的壳体，它具有一静止的壳体部分，一转动的壳体部分和一个在静止及转动壳体部分之间延伸的密封，当转动壳体部分相对於静止壳体部分运动时，该密封可以维持壳体的流体密封性。
转动壳体部分装在轴上并随轴转动。可以用任何方式将转动壳体部分安装在轴上，例如用花键配合、丝扣配合、销配合、粘接、热收缩或类似的方法、静止壳体部分固定在壳体上，不随之旋转，静止部分也可以用已知的任何方式固定在座上，例如花键、销、粘接，焊接等。
一般情况下，无论静止壳体部分还是转动壳体部分(通常是静止部分)都是由二件或多件构成的。这就使轴承组件的组装更为简单，尤其是当多个轴承被密封在壳体组件内时，更是如此。
密封可以采用已知的任何形式的密封，包括O型环、载体密封，填料密封，唇密封，压缩填料密封，U形环密封件密封、法兰或帽填料密封，V形环密封件密封，O形环密封件密封，T形环密封件密封，杯密封件密封以及密封填料密封。具体的密封结构根据维持严密密封和获得低摩擦密封这二个要求的平衡关系来确定。
根据本发明的一个重要方面，静壳体部分与转动壳体部分之间可特别地安装铁磁流体密封。两个壳体中的一个，最好是静壳体部分，具有永久磁铁或装有电磁铁或甚它装置以在静壳体部分和转动壳体部分之间的间隙区产生磁场。铁磁流体充满壳体内部并被用作动压流体，有一部分铁磁流体进入上述的间隙，由于磁场的存在，铁磁流体呈现O形环形状，以完全充满上述的间隙并形成密封障，使转动壳体部分相对于静壳体部分转动时，壳体内的铁磁流体无泄漏。可以容易地理解到，这种密封不会象弹性密封或其它刚性密封那样磨损。
密封件、静壳体和转动壳体组合在一起形成一个环形的腔室。一种或多种流体动压轴承最好是本发明所公开的这种，被放置在腔室内部。腔室内充满了动压流体。流体动压轴承与转动壳体部分及静壳体部分组合起来或固定安装在其上，以便相对於其他部分作相对运动。在靠近轴承瓦块表面的另外部分，有一平滑的支撑表面。轴承作如下设计，即当轴旋转时，一流体动压楔即在瓦块和支撑表面之间立即形成。这样，轴就被薄膜内的流体支撑住了。
任何形式的流体动压轴承都可安装在腔内。这些轴承可以包括径向轴承、止推轴承、径向与止推相结合的轴或这三种轴承任意结合在一起的轴承。进一步说，依照本发明的一个重要观点，单一的止推轴承瓦块可以取代本发明的止推轴承。止推轴承瓦块可以是本发明人在前申请的4，676，668号美国专利中所公开的那种。位於壳体内的各种轴承将被密封住，尤其在轴向上，形成一种紧封的关系，以确保能恰当地进行运转。
根据本发明的另一个方面，本发明的密封流体动压轴承单元具有这样一种部件，即根据不同的要求，一个标准的壳体可以被用於各种不同的标准轴承。这一部件结构的基本组成部分是壳体组件，即静壳体部分，密封件及转动壳体，一批径向、止推及二者结合在一起的轴承和一批用於将壳体径向密封住的卡箍和/或垫片能确保其进行适当的运转。这一部件结构能够使用标准部件，以便达到各种各样不同的结果并为流体动压轴承的制造提供一种节约的机会。这样，这种部件结构就为节省造价提供了很大的潜力。
根据本发明，设想了多个制造本发明所述轴承的方法，特殊制造方法的选择在很大程度上取决於所制具体轴承的价值及所使用的材料。在小量生产时，或者是生产用於实验和/或模具生产之类时，最好使用金属的圆柱坯料来制造，例如厚壁管或其他轴颈，通过机加工使之具有径向和/或表面上的孔或槽，然后通过数控电火花制造技术、数控激光切割技术或数控喷水切割来加工径向切口或沟槽。在生产量为中等时，本发明的轴承最好依照本发明使用熔模铸造方法。对於高价值应用，本发明的轴承可以使用各种不同的材料来制造，例如塑料、陶瓷、粉末及非粉末的金属以及复合材料。在大量生产时，可以十分经济地采用包括注模法、铸造法，粉末冶金法，压铸法以及挤压法在内的多种方法来完成。本发明的轴承可以被制成易於成模的形状。
简而言之，本发明有关径向，止推及二者组合式的流体动压轴承，它比现有的各种轴承都要明显好用而且其造价只相当於同类轴承的几分之一。进一步说，本发明涉及一种密封的轴承组合件，以前凡使用滚动元件轴承的场合都可以很容易地使用这类轴承。
下面将结合附图对本发明作详细描述，其中
图1A是装在一个密封壳体组合体内的径向轴承的断面概述图;
图1B是图1A的壳体组合体的断面概述图，其内封有一个止推轴承组合体;
图1C是图1A的壳体组合体的断面概述图，其内封有止推轴承和径向轴承;
图1D是图1A的壳体组合体的断面概述图，其内封有一对径向和止推结合在一起的轴承图1E是使用铁磁流体密封的密封轴承组件结构的断面概述图;
图2是体现本发明的一种形式的一轴颈轴承的局部断面图;
图2A是根据图2所述实施例制成的单瓦块的概述3是图2所述瓦块的边部图，描述了在负荷情况下轴瓦随支承构件进行取向;
图4是根据本发明制出的第二个轴颈轴承实施例的局部断面图;
图5是图4的单瓦块的局部断面图;
图5A是图4所示轴承的一种改进形式的断面透视图;
图5B是图4所示轴承的一种改进形式的透视图;
图6是图4所示轴承的端视图;
图6A是图6所示轴承在密封壳体组合体内的断面图;
图7是一个梁发生扭转的示意图，它被大大扩大了;
图8是一个轴颈轴承的断面图，它描述了一个具有本发明特点的轴承的实施例，它包括二个梁;
图9是图1所述瓦块的边部视图，它描述了瓦块表面的局部偏转情况，没有支撑构件的偏转，它被夸大了;
图10是图8中的瓦块的边缘视图，描述了在负荷情况下瓦块随支撑构件一起取向;
图10A是图8中的瓦块的边缘视图，描述了瓦块表面的局部偏转，它被夸大了。
图11A和图11B是进行机加工之前的圆柱形轴或坯料的断面图;
图12A和图12B是机加工后的轴或坯料的断面图;
图13A和图13B是进一步机加工过的轴颈或坯料的断面图;
图14A和14B是另一种机加工过的轴颈或坯料的断面图;
图14C和14D是用图14A和14B所示的另一种机加工过后的轴颈或坯料制成的轴承的断面图;
图15是一个止推轴承的顶部视图，它具有安装着瓦块的梁;
图15A是图15所示形式的二个轴承的断面图，它被装在一密封的壳体组合件中;
图16是图15中止推轴承的边部断面图;
图17是图15的止推轴承的底部视图;
图18是图15的止推轴承的局部透视图;
图19是现有技术中止推轴承的顶部视图;
图20是图19的现有技术的止推轴承断面图;
图20(a)是图19和20中现有技术止推轴承的局部透视概图，表明了横贯瓦块表面的压力分布情况;
图21是根据本发明制造的一种止推轴承的顶视图，它具有二个支撑腿;
图22是图21中止推轴承的侧断面图;
图23是图21中轴承的底视图;
图23(A)是图21中轴承的变形的底视图;
图24是图21轴承的局部透视概图;
图25是根据本发明另一个轴承的断面图;
图26是根据本发明的又一个轴承的断面26A是图26所示轴承被封在壳体组合件中的断面图;
图27是根据本发明另一种轴承结构的侧断面图;
图28是图27所示轴承结构的顶部断面图;
图29是根据本发明另一种轴承结构的侧断面图;
图29A是根据本发明又一种止推轴承结构的断面图;
图29B是图29A所示轴承的另一个断面图;
图29C是图29A所示的轴承封在壳体组合件中的断面30是图29中轴承结构的顶部断面图;
图30A是图29A中轴承的一个顶视图;
图30B是图2A中轴承的一个底视图;
图31是根据本发明制造的另一种轴颈轴承的侧视31A是图31所示的轴承的局部径向断面图;
图31B是图31所示的轴承被封在壳体组合件中的断面图;
图32是根据本发明另一种轴颈轴承结构的侧视图;
图32A是图32中轴承的径向断面图;
图32B是图32中轴承的透视图;
图32C是图32中轴承被封在壳体组合件中的断面图;
图33是根据本发明又一种轴颈轴承结构的侧视图;
图33A是图33的轴承的外圆周局部细节图;
图33B是图33的轴承的断面图;
图33C是图33轴承的另一个断面图;
图33D是图33轴承装在密封壳体组合件内的断面图;
图34是根据本发明另一个轴颈轴承的侧视图;
图34A是图34轴承的外圆周的局部细节图;
图34B是图34轴承的断面图;
图34C是图34轴承的另一个断面图;
图34D是图34轴承的另一个断面图;
图35是根据本发明径向与止推相结合的轴承的侧视图;
图35A是图35中轴承的断面图;
图35B是图35轴承的另一个断面图;
图36是根据本发明径向与止推相结合的另一种轴承的侧视图;
图37是图36中轴承的示意断面图，它描述了作用于瓦块上力的情况;
图37A是图37轴承在密封壳体组合件中的断面图;
图38A是根据本发明一种很容易模塑的止推轴承的顶视图;
图38B是图38A轴承的底视图;
图38C是沿图38A中的指示线分解的断面图;
图38D是图38A-C中描述的轴承的改型的底视图;
图38E是图38A的轴承在密封壳体组合件中的局部断面图;
图39A是根据本发明另一种易于模塑的止推轴承的顶视图;
图39B是图39A的轴承的底视图;
图39C是表明用于装配图39A和39B所示轴承的瓦块的支撑构件的局部断面图;
图40是根据本发明一种自润滑轴承的侧视图;
图40A是图40轴承的断面图;
图41是根据本发明一种径向与止推相结合的自润滑轴承的侧视图;
图41A是图41轴承的断面图;
图42是密封轴承组合件的断面图，其中分离式的轴瓦被固定在静壳体部分;
图42A是沿图42的指示线断面图;
图43是根据本发明一种径向-一止推结合在一起的轴承的侧视图;
图43A是图43轴承的断面图;
图44是一个适合于装在轴上以便随轴一起相对于壳体进行旋转的轴承断面图;以及图45是另一个适合于装配在轴上的轴承的断面图。
为了以一种容易理解的方法对本发明的轴承作详述，采用从圆柱形坯料开始，经过对该坯料进行刻槽、开沟、打孔及其他方式开口来描述轴承结构是有帮助的。如下所指明的，这一点对于制造一种样机轴承有时是一种很有用的方法。然而，对圆柱形坯料的参考主要是为了帮助对本发明的理解。应当注意，虽然本发明的许多轴承可以从圆柱形坯料开始制造，但是它们之中的任何一种都不是说必须采用这种方法来制造。轴承的制造实际上可以采用多种方法来制造。其中一些方法将在后面讨论到。
首先参照附图2，其中所描述的结构是一种轴颈轴承的局部，其中具有槽和切口，从而确定了一个壳体10和若干呈环形排布的轴承瓦块12，每一个轴承瓦块都由支撑构件所支撑，支撑构件包括壳体、一个梁14及一个柱段16。轴承由瓦块的环形中线13a(如图3所示)所限定。当然该轴承是径向单方向性的轴承，即它适合于仅仅沿一个方向即从径向对轴进行支撑以供其旋转。在所述的实施例中，轴承支撑着轴5，仅沿箭头所示的反时针方向旋转。另一方面，如果轴承对称于瓦块的中线，它将能支撑轴5沿顺时针和逆时针二个方向旋转，即轴承是双向的。
每一个轴承瓦块12都包括一个导入边15和一个尾边17。导入边是连续旋转过程中，轴的圆周上的一点首先接触到的边沿，同理，尾边是连续旋转过程中，轴的圆周上的一点较后接触到的边沿。当轴5沿一定方向旋转时，轴在一流体膜上从导入边穿过轴承瓦块再脱离开尾边进行运动，当柱段16支撑着轴承瓦块12时，在一点16a(图3)处，该点位于轴承瓦块12的圆周中线13a和尾边17之间为宜，任何负荷都将更靠近中线13a，这时是最佳操作状态。梁14将绕一点14a作枢轴运动，该点成一定角度地位于导入边和尾边之间。这样就造成如下一个结果，即梁14发生偏转，尾边17向内偏斜。当然偏转的度数取决于许多因素，其一便是梁的形状和位于轴承上的切口或缝隙的长度。
尽管对轴颈轴承和止推轴承二者都作了一些具体参照，这有助于对本发明的理解，但是有一些轴承设计的共同原理是可以不考虑轴承的具体设计形式而采用的。例如，二种类型的轴承都是以流体动压楔形成的原理为基础进行操作的。而且，无论轴颈轴承还是止推轴承，其主轴线都是制作该轴承的圆柱形坯料的中心轴线。圆周形的轴承瓦块中心线是一条穿过瓦块的几何中心及轴承的主轴线的径向延伸线。当然，如果止推轴承和轴颈轴承二者都轴对称于中心轴线，即主轴线，轴承将是双向的。
在止推轴承和轴颈或径向轴承之间也存在明显差别，当然最主要的差别是所支撑的位置及由之引起的轴瓦支撑件的取向和/或姿态。例如，当轴颈轴承支撑着轴的圆周部分时，止推轴承支撑着轴的肩部或轴向端部。由这一基本差别带来其他一些不同点。例如，在径向或轴颈轴承中，沿负荷方向的瓦块得到或支撑负荷;而此时对于止推轴承来说，全部瓦块将同样分担负荷。而且，轴颈轴承一般具有一个内楔，这是由于轴和轴承直径不相同造成的。相反，对于止推轴承来说就不存在这种内楔。此外，径向或轴颈轴承控制旋转的稳定性以及负荷，而止推轴承典型地仅承担负荷，还应当明白，轴颈轴承，尤其是对流体动压轴颈轴承来说，其设计比止推轴承显然要复杂得多。其部分原因是由于要限制轴颈轴承的径向空隙而带来的制约造成的。为了适应这些差别，止推轴承的形状自然与轴颈轴承有所不同。尽管从这一揭示中得到的差别是很明显的，但在此讨论的原理对于止推或轴颈轴承二者都是可以采用的。
图1A-1D概述了本发明的密封轴承单元的结构。如这些附图所示，密封壳体组合件1包括一静壳体部分2，它固定在壳体上，还有一转动壳体部分3，它通过花键、螺纹、销、焊接、粘接、热缩等方式固定在轴5上，还包括密封件7，它为转动壳体部分3和静壳体部分2二者之间提供一密封，还有一动压流体4，它位于密封的壳体1内部，以及一个或多个流体动压轴承，它为转动壳体部分3和静壳体部分2之间提供径向和/或止推支撑。
一般情况下，二个壳体部件2、3中至少有一个是可分离式的，通常静壳体部分2被沿径向劈开，或具有一个可卸下的端帽，如图1A-1D所示，壳体的可分离性使轴承组件在密封壳体内组装更为容易。从附图中可以理解到，在一些情况下，如果缺少这种可分离的壳体部件，在壳体内安装轴承是不可能的。另一方面，有时也可能使用一种二部件内锁壳体，如图6A、26A、29C、31B、32C、33D和37A所示。
图1A-1D描述了流体动压轴承在标准轴承壳体结构中的各种结合方式。轴承被大致表示出来，并以标号TB表示止推轴承，RB表示径向轴承，TR表示二者结合的轴承。如同这些附图中所示，依照不同的支撑要求，可以提供许多种可能的轴承结合。如果在壳体内没有轴向的运动，轴承单元可以实现较好的操作，尤其对止推轴承来说。当然，可以采用垫片来处理任何轴向运动。在这些概述中，轴承组件还包括垫片S和夹片C，以便保持轴承与壳体的相对位置。壳体部件2和3也可以具有丝扣、键或类似结构，以便将组件部分牢牢固定住。垫片S也可以起到止推、径向或二者结合的导板的作用，此时它们应具有一个表面，对着这个表面，瓦块可以升起。
图1A-D还表明密封的轴承单元可以具有一种部件结构。具体说，如同图1A-1D所示的标准壳体可以适应各种不同的轴承排布方式。使用标准壳体，各种各样的标准流体动压止推、径向以及二者结合的轴承，还有用于消除轴向运动及保持轴承位置的夹片和垫片，各种各样的轴承的特点都可以得到适应和满足。垫片具有一个平滑的表面，对着该平面，止推元件可以升起。
当然，密封轴承单元可以设计用于特别轴承。特殊密封轴承结构的例子将在下面叙述。这时，壳体可以根据需要加工成所需尺寸，以便对封在里面的轴承实现最佳支撑。这样，通常需要的垫片和夹片就可以取消。
各种类型的密封件都可以用于密封处，即在附图中7的位置。这些密封件可以包括任何已知的填料密封件、唇密封件、面密封件、叶片密封件等等。
根据本发明，可应用铁磁流体密封，图1E示出了一种合适的铁磁流体密封结构的实例，应该理解，一开始，类似的密封结构可以在本发明所示的任何充满动压流体的密封轴承组件1的密封件7上应用。
如图1E所示，应用铁磁流体密封的密封轴承组件的结构普遍与本发明所示的其它密封轴承组件的结构相同，它包括一固定在壳体上的静壳体部分2，一固定在轴承5上的转动壳体部分3，一处于密封壳体中的动压流体4，一位于组件的每个轴向端的密封件7，以及一流体动压轴承，在此，一径向轴承RB提供在转动壳体部分3和静壳体部分2之间的支撑，应注意，在图1的视图中，动压流体4充满径向轴承RB的支承结构的空间，使得轴承显得不连续。
为提供铁磁流体密封，需要在转动壳体部分和静壳体部分之间的间隙导入铁磁流体，并在上述间隙区必须建立磁场以准确地定位铁磁流体。现在，优选的方案是，通过在处于间隙区的转动壳体部分3或静壳体部分2上安置永久磁铁或电磁铁来建立磁场，在图示的实施例中，磁铁安置在静壳体部分2的径向最里边。磁铁的北极N和南极S分开安放，以在静壳体部分和转动壳体部分之间的间隙区域建立定位铁磁流体的磁场。根据本发明，在密封壳体中的动压流体4是铁磁流体，由于密封壳体中充满铁磁流体，在上述的间隙中引入铁磁流体就很易实现，如图1E所示，少量的铁磁流体的动压流体4流进上述的间隙，在磁场的作用下，形成O形环状地完全充满上述的间隙。
在磁场作用下的环形铁磁流体提供了一个密封障，使转动壳体部分3相对于静壳体2不造成壳体中的铁磁流体4泄漏地转动。
很易理解，上述的密封方式相对于刚性接触密封，例如橡胶密封，具有优点。当然其中一个重要优点就是磨损的减少。并且由于许多铁磁流体的磁粒子的载体是一种人造的润滑剂，铁磁流体可很好地作为动压流体，这样，具有铁磁流体密封结构的密封轴承组件具有广泛的应用，在这方面，应注意铁磁流体密封可用作本发明所述的任一密封轴承组件1中的密封件7。
应该知道，图1A-1D中所述的壳体的特殊形状并非必须的。例如，如果壳体只需支撑一个径向轴承，壳体可能具有一个径向较长的矩形断面。一般，一个轴向壳体，例如图1A-1D所示，可以在包容多个轴承或轴承组合件时使用。当涉及多个独立轴承时，壳体在径向上应缩短。如上所述，壳体部分可以被分成许多部分，如果需要，可以组成所期望的轴承形状。可转动壳体部分可以简单地是一种圆筒形的轴套，静壳体部分可以是一个带有一组或多组端壁的圆筒形元件，如图1A-1D所示。静壳体部分2具有一个可移开的端壁，以便组装，另一种壳体结构具有一组内锁式圆筒形状，如图6A所示，这是其他各种形式的一种。
此外，静壳体部分可以为圆筒形的轴套，而转动壳体部分可以为一个内轴套并带有向外伸出的法兰或端壁，它们与圆筒形轴套的内圆周相密封。而且，虽然没在附图中示出，无论静壳体部分还是转动壳体部分都可以有一个向中心伸出的法兰，这对于提供一个止推转子表面是很有帮助的。当然，止推转子表面可以借助垫片来实现，垫片借助夹持或楔的作用与旋转表面或静壳体部分相接触，也可以通过丝扣固接在一个表面上。
这样，可以看出，有多种方式可以提供一个密封壳体，它包围了一个普通的圆筒形的空间，并且具有二部分，这二部分可以彼此相对旋转，它允许在圆筒形的空间内组成一个或多个流体动压轴承。任何特殊壳体构件的选择，取决于封在壳体内的轴承的性质以及取决于轴承使用环境。
动压流体的选择取决于具体的应用。然而，一般的马达/定子油或传送用流体是较好的流体。
特殊轴承的选择也取决于具体的应用。自然，已知的流体动压轴承是可以使用的。然而，本发明提供了一些具有改进效果的轴承。
现在参照图2、2A和3，可以看出，轴承瓦块12具有一个弧形面13，它基本上相应于瓦块所支撑着的轴的外径的半径或弧度(支撑经由流体膜实现)，每一块瓦块被轴向延伸和径向延伸的边缘所限定。轴向延伸的边缘包括导入边和尾边。在图3中梁被示为一静止位置(实线)和一偏转位置(虚线)。支撑构件的基本构造如图1所示。它是通过使用一些壁面上的小沟槽或切口来完成的。典型地说，这些沟槽或径向切口的宽度在0.002″～0.125″，偏转度数可以改变，作为许多方式的一种，可用改变切口长度的方式来改变。比较长的切口提供一种比较长的运动臂，它造成比较大的偏转。比较短的切口所产生的梁，其挠性较小且有较高的负荷能力。在选择切口或缝隙长度时，必须小心，要避免共振。而且，一个压电元件100或其他一些用力改变轴承偏转特性的手段可以放置在轴承瓦块和支撑构件之间(如图)，正如放在支撑构件内一样。如果提供了一种压电元件，则导线，金属条或其他一些向压电元件供电的手段必须被提供。
如图所示，通过固定梁14的端部，沿着连接点16a的向下偏转将导致轴承瓦块12的尾边17的向内运动，导入边15的向外运动，以及瓦块的稍稍展平，如同图9中的点划线所示。这种偏转的结果，使瓦块表面13和轴5的外表面之间的缝隙变成了楔形，缝隙之间有流体流动，从而产生了众所周知的流体动压支撑效应。理想条件下，尾边和轴之间的间隙与导入边和轴间间隙的比值为1∶2到1∶5之间。换句话说，导入边与轴间的间隙应比尾边与轴间的间隙大2～5倍。为了对于任何特殊情况都能达到这一理想的间隙或楔形比率，适当的偏转变量，包括单一元件的数量，尺寸、位置、形状和材料性能必须进行选择。业已证明，帮助有限元件分析的计算机是优选这些变量的最有效的手段。还应注意，所谓“理想楔形”取决于所期望的表现特性。例如，对于最大限度负荷能力的理想楔形与最小限度摩擦的理想楔形是不同的，后者牵涉到动力消耗。在一个轴承中，例如上述类型的轴承，它允许在所有六个方向运动(六个自由度)，计算机辅助分析是特别有用的。
尽管这一技术提供了很好的结果，但也已经发现，在某些情况下，一种轴承被设计成在相似的操作条件下具有最佳性能，而在实际操作条件下并不能实现最佳操作。本发明的轴承可以根据探测到的操作条件进行调节，修改任何操作缺陷。更具体地说，本发明的轴承可以包括物理改变楔形、轴承瓦块表面，和/或支撑构件偏转特性的分离元件。分离元件可以由中心处理单元(CPU)进行控制，该单元依次接收指明楔的质量的信号。例如，传感器可以探测出一些物理特性，例如温度，轴与瓦块的接触，扭力、噪音、动力消耗等。来自传感器的信号被传到CPU并与指示最佳楔形的条件相比较。当实际探测到的条件与最佳楔形质量的条件存在实质性偏差时，CPU就传递一个信号提供对楔形、瓦块表面、和/或支撑构件的偏转特性进行物理方式调节的手段，以便通过作用力调节楔形、使之达到最佳化。下述方式可以作为取代或附加方式来使用，即CPU可以对直接的人工输入指令，例如“增大刚度”或“提高尾边”作出反应。当这些指令接受到之后，CPU即进行予先确定的程序，以达到予想的结果。
各种手段可以被用来实际地改变楔的质量。例如，可以借助用力将动压流体送入缓冲腔内(下面将讨论)，改变轴承支撑构件的缓冲特性，从而使楔的质量确实得到改变。或者是使一根机械杆或支撑螺丝与支撑构件相接触，使之实际地改变支撑螺丝的偏转特性。这几种方式都可采用电控。
虽然许多种方式都可以根据控测到的操作情况来实际调节楔形，据信，眼下最好的方式是在轴承支撑构件的间隙内或在支撑构件与轴承瓦块之间放置一个或多个压电元件。以这种方式提供压电元件，能够积极控制或调节瓦块的形状和取向，进而影响支撑构件的偏转特性。更具体地说，已经知道，把电流施加到一定的晶体和陶瓷材料上，可以产生机械膨胀力，当采用一变化的电压时，晶体或陶瓷材料发生厚度振荡。然而，当一直流电被持续施加，其厚度不发生变化。所以，大半都知道，当施加一定电压时，某些材料能够改变尺寸。这些材料中已知的有石英、罗谢尔盐(酒石酸钾、钠)，适当极化的酒石酸钡、磷酸二氢铵、普通的糖及某些陶瓷。所有这些表现出压电效应的材料，没有一种具有全部希望具有的性质，诸如稳定性，高输出，对温度两个极端条件及湿度的敏感性还有能被制成任何希望形状的能力。罗谢尔盐具有最高的输出，但需要保护避免潮湿和空气，而且不能在高于45℃(115°F)情况下使用，石英无疑是最稳定的，但其输出很低。由于其稳定性好，石英被相当普遍地使用在电振荡中，使之实现稳定化。石英经常被制成一种薄圆片。其每一个侧面都镀上银，以便电极的接触。板的厚度被磨至这样一个尺寸，即能提供一种机械共振频率，该频率与希望的电的频率相呼应。于是这种晶体可以被引入到一带有频率控制的适当电路中去。
许多压电材料不是作为单晶体存在的，酒石酸钡是多晶体的，它可以被制成各种尺寸和形状。只有当元件经过极化处理之后，它才具有压电效应。
压电元件可以被放置在本发明的任何流体动压轴承的间隙中。然而，将一压电元件放置到支撑构件中或放置到支撑构件与轴承瓦块之间的方便性自然取决于支持构件和瓦块之间的间隙或支撑构件内部的间隙。由于后面叙述的轴承具有十分不同的间隙空间，而且由于空间的实际大小取决于轴承的尺寸，因而，从后面叙述到的种类中选择出一种轴承形式，用于压电控制的轴承，这就要依据被使用的轴承的直径大小来选择，当然还有其他因素作为依据。
对于一个相当大的轴承，在其支撑构件内的开口是相当大的，按照图2、8、25、31和37所描述的瓦块草图来制造的轴承将是适宜的。另外，对非常小的轴承来说，其中的间隙或空间相应的也非常小，图32或图38所示的种类的轴承将更为适宜。应当记住，当压电元件的尺寸变得接近支撑构件元件本身的尺寸时，压电元件作用在整个轴承结构上的效应将相应变得更大些。在正常的环境中，压电元件仅仅倾向于对轴承的运转性能提供很小的变化，因为轴承甚至没有压电元件功能，也可接近最佳状态。所以将一压电元件填入图32所示轴承的支撑构件的缝隙里，将改变该轴承的基本特性，从一个流体动压轴承变为压电控制轴承。在某些情形中，这种方式可能是希望的。
例如，图2和2A中所示的轴承可以包括压电元件100，它位于支撑元件内部以及支撑元件和瓦块之间。电导线(未示出)被接到每一压电元件上。对导线的电流供应受一控制系统控制，控制系统最好包括一台中心处理单元(CPU)，它控制所有的压电元件，使之对来自负责监测流体动压楔情况的传感器的信号作出反应，或者对人工输入的信号作出反应。
对本发明轴承中的压电元件18进行控制的控制系统的一个例子，包括一个CPU，它接收来自各个传感器的输入信号，传感器负责监测表明流体动压楔质量好坏的各种状态情况。例如，CPU能接受来自温度传感器、噪音传感器，轴与轴承瓦块接触传感器，动力消耗传感器，扭矩传感器和/或弯曲传感器的信号。接受了来自每一个传感器的信号。而后与储存在只读存储器(ROM)中的数值作比较，这些数值代表适宜的楔形。ROM可以包括用于一种或多种最佳楔形的存储数值。例如“最大负荷能力”或“低摩擦/低动力”。当断定测得的情况超出了适合的范围时，诊断分析将执行，以便确定适合的纠正措施。依照这种诊断分析的结果，可以做出一个判断，根据需要压电元件被充电的决定以及被充电到任何种程度的决定都可做出。
图8中的轴承可以包括压电元件100，它位于所选定的区域以便对流体动压楔作细微的调节。另外，一些导线(未示出)连在每一个压电元件上，电流对压电元件的控制是通过上述形式的控制系统处理单元来进行的。
图25中的轴承可以包括压电元件100，它位于支撑构件和瓦块132之间，以便对瓦块132的向下偏转量进行选择性的精细的控制。在这种特殊情况下，压电元件100相对每一个瓦块都处于一相同的位置，这样，压电元件就具有单一功能，即控制瓦块的向下偏转。自然，如果需要的话，另外的压电元件100也可以装在其他位置来实现其他目的。另外，压电元件100具有与之相连的电线(未示出)，导入的电流受上述中央处理单元的控制。
图31的轴承能够包括压电元件18，它位于选定的区域，以便根据探测到的操作情况对楔形进行选择性的调节。还有，电线被接到各压电元件18上并且通过电线进入压电元件的电流可以由上述类型的控制系统进行控制。还应注意，进入压电元件的电流也可以通过人工操作的电控制系统进行控制。然而据信，比较理想的结果来自于中央处理单元的使用。
图37中径向与止推相结合的轴承能够包括压电材料100，它位于支撑构件和轴承瓦块之间的间隙内。有电线接在压电材料100上，将电流选择性地施加到压电材料上去，以便引起压电材料尺寸的变化，从而使轴承的偏移转性得到控制。进入导线及压电材料的电流最好也由中央处理单元进行控制。
按照类似的方式，本发明的任何轴承都能包括一个或多个压电元件，以便调节轴承的偏转特性。
参照图4和5，它们表示出具有本发明特点的轴承的第二个解释例，其中轴承带有缝隙或切口及沟槽，以限定一轴承壳体30，还带有一轴承瓦块32，它被一支撑构件从该壳体里支撑着，支撑构件包括一梁，梁上有一对梁部件34a、34b、它们沿一条单线从轴承瓦块中延伸出来。而且，轴承瓦块可以被切去下部，以便被梁仅仅支撑在一个瓦块支撑表面34ps上。参照图5可以看出，梁34，34a带有一个合适的柱形梁端部件，表示为36，36a，它们对梁起到悬臂支撑的作用。
从图4中可以明显看出，图5的透视图仅仅表示出轴承瓦块32的局部。完整的轴承瓦块在图5A和50中得到描述，它们表示了图4所述轴承的一些可能有的变化形式。从附图中可以清楚知道，瓦块支撑表面34ps的位置离尾边37近一些，离导入边35远一些。借助于这种结构，如图7所示，梁的扭曲将发生，借助梁而造成所述的扭曲偏转。此时，挠性的获得也主要借助于轴承壳体壁上的小切口或缝隙而得以实现的。这些切口为轴承瓦块提供了6个自由度(即轴瓦可以沿+x，-x，+y，-y，+z和-z的方向平移并且可以绕x，y和z三个轴旋转)，而且其目的是达到最理想的流体动压楔。如果切口或缝隙在横贯形成梁部位34a和34b之前就终止了，轴承瓦块32将被一连续的圆柱形隔板34m所支撑，如图5A所示。隔板是作为一种流体缓冲器使用的，轴承瓦块32被支撑在其上。开口的端点应处于点A及点B上，如图4所示。隔板的挠性与流体润滑剂结合在一起，提供了一种改变缓冲作用的手段，并且使轴承瓦块与轴承座相分离。缓冲采用缓冲筒的形式，它表现出高缓冲特性。正如图1-3所示的轴承，图4-7所示的轴承是不对称于其轴瓦中心线的，因此是单向轴承。当然，该轴承具有一个导入边35，它能向外发生偏转，还有一个尾边37，它可向内偏转，从而形成一楔形。同样，尾边与轴间的间隙和导入边与轴间的间隙的楔形比率应在1∶2到1∶5之间。进一步说，负荷作用的中心位置也应当落在瓦块表面的圆周形的中心与尾边之间，它最好更接近于瓦块表面上的圆周形中心，该负荷中心的位置主要取决于梁34上的瓦块支撑部件34ps相应于瓦块的位置。
如图5B所示，该梁可以比图5中所示的梁更为简单地被限定出来，只要借助于切口或缝隙从点A和点B简单地向下延伸即可。
图6A表示了将图6所示那种轴承放置在密封轴承组件内的情形。如同图中所示，轴承以一种已知的方式，例如键、丝扣、夹子、粘接，焊接或其任意结合的方式被固定在静壳体部分2。轴承瓦块32适合于对转动壳体部分3的转动表面进行支撑，转动壳体部分3借助于键、丝扣、热缩或类似物被可旋转地紧固在轴上。轴承被动压流体4环绕着，密封件7将静壳体部分2和转动壳体部分3之间进行密封。如上所述，静壳体部件2被固定住了，它相当于静止轴壳体的一部分，转动壳体部件3被固定在轴5上，它相当于轴5的延伸。这样，当轴5旋转时，壳体部件3相对于壳体部件2以及与之相连的轴承作旋转运动。这样，轴就借助于转动壳体部件而被轴承所支撑。
参照图8，图中示出了具有本发明特点的第三个说明例。在该例中，通过内缝隙或切口而在梁支撑构件上制造出一个梁。具体说，轴承被加工出槽、缝或切口，从而限定一个瓦块40，它借助于梁42和44从壳体中被支撑着。瓦块在支撑柱40a和40b处与梁相连接。在支撑柱46和48处，梁附着于壳体。该轴承也包括一些穿过轴承壁面切出的细切口或狭缝。切口或缝隙60在瓦块表面的下方，引入了额外的挠性，于是，在有负荷的情况下，瓦块改变形状，形成一翼面以便润滑剂的进入。这样，由于梁之间的二点支撑，使瓦块成为一个类似弹簧的隔板。
作为图8中示出的轴承类型的一个例子，可以使用于径向一止推相结合的单元中，下面将结合附图43和43A对其进行叙述。
图10A表明在负荷状态下瓦块40的偏转形状。如同附图所示(夸大化了)，瓦块的构造和支撑情况可以使之在负荷时偏转成翼面形状。翼面显著地改进了运转性能。从图中可以明显看出，瓦块能够在X、Y和Z的方向上移动，并且可以沿X、Y和Z轴旋转，也就是说，瓦块具有6个自由度。这种结构允许形成最佳流体动压楔形。
参照图9，图中表示出表面瓦块50的本身固有的偏转，即在负荷情况下瓦块展平了。这些偏转是与图3和10中所示的支撑构件的偏转相结合的，但它们是属于一种低量级的偏转。其最终结果是如图3和10所示的形状，而不是一种被连续展平的表面弯曲。
图31和31A描述了与本发明有关的一种轴颈轴承的另一个例子。图31和31A所示的轴承结构与先前所述轴颈轴承结构有所不同，该轴承是双向的，即轴承能够支撑一根轴使之朝顺时针或反时针二个方向旋转，如图31所见。轴承之所以是双向的，是因为瓦块是对称于其中心线的，该线是经过轴承的主轴线(606)及瓦块的几何中心，沿径向延伸的线。如同先前所述的轴颈轴承一样，图31和31A中的轴承也是由许多径向和圆周方向的细缝形成的，它们限定出许多沿圆周方向间隔开的瓦块632。
每一个瓦块632的支撑构件都与图8所示的轴颈轴承的支撑构件有些相类似。具体说，每一个瓦块632都被一梁支撑构件在二个瓦块支撑表面632ps上支撑着。梁网络在每个瓦块支撑表面632ps上都与瓦块相连接，它们同样为轴承提供了一种对称结构，这一对称性使轴承成为双向的。为了使这一说明更简单化，仅仅对那种在一个瓦块支撑表面上对轴承进行支撑的梁网络进行一下描述，因为另外一个瓦块支撑表面也是以同样的方式被支承着。如图31所示，第一条基本上是沿径向延伸的梁640在瓦块支撑表面632ps上与瓦块632相连接。第二条基本上为圆周形的梁642与梁640的径向最外端相连。第三条基本上是径向延伸的梁644从梁642处沿径向向内延伸。第四条基本上为圆周形的梁646从梁644的径向最内端延伸。第5条基本上为径向延伸的梁648从一条梁644处沿径向向外延伸，直到支撑构件的壳体部件处。总之，图31所示的第一个瓦块632和轴承都被10条梁和轴承壳体所支撑。而且，如同下面将要讨论的，通过形成若干沿径向延伸而在圆周方向有间隔的沟槽或在支撑构件的壳体部分内形成若干连续延伸的圆周形沟槽，支撑构件中壳体部件的作用如同许多梁或隔板的作用。还应注意到，如图8所示的轴承一样，在瓦块表面下方形成的切口或缝隙导入了额外的挠性，因此在有负荷时，瓦块就改变形状形成一个翼面，以便润滑剂的进入。因此，作为这样一种梁间二点支撑的结果，瓦块的作用犹如一种类似弹簧隔板的作用。
图31A是图31的径向断面图，它表示出第三条梁644，瓦块632以及壳体的情况。
图31B描述了图31和图31A中的一种轴承在密封轴承组件中的情况。如图所示，轴承的外圆周是可旋转地固定在静壳体部件2上。瓦块632适合于对转动壳体部件3的一个旋转表面进行支撑。轴承被动压流体4包围着，密封件7对静壳体部件2和转动壳体部件3相互之间进行了密封。如上所述，静壳体部件2被紧固，而且起到了静止轴壳体的一个部件的作用，转动壳体部件3被紧固在轴5上，起到了轴5的延伸部分的作用。所以，当轴5旋转时，壳体部件相对壳体部件2以及与之相连的轴承作旋转运动。这样，轴承就通过转动壳体部件对旋转轴进行着支撑。
图32、32A以及32B描述了根据本发明设计的另一种轴颈轴承的结构。这种轴承的结构与前述的轴承结构有所不同，在该轴承中，轴承瓦块及支撑构件是由形成圆柱坯料上相当大的沟槽和开口限定的。通常，这种类型的结构可以通过铣削坯料而不是借助电火花加工或其他类似技术完成的，后者往往用于加工细小的沟槽，如同前述实施例描述的一样。图32所述的轴承结构的优点之一是在需要极小的轴承的场合，精细地制成相比之下比较大的切口或开口是比较容易的，这类切口对于制造图32，32A，以及32B中的轴承是必须的，所谓容易，是与图1和图8等所示的轴承结构相比较而言的，按比例来说，后者的切口和开口更小一些。而且，大的沟槽或开口一般容易进行模塑或挤压加工，由大切口形成的轴承还可以使用于一些需要大轴承的场合，该类轴承具有刚性的轴承瓦块支撑结构。
图32所示的瓦块是对称于其瓦块中心线706A的。因此该轴承是双向的。而且图32B的透视图清楚地表明轴承具有一连续的断面，不存在暗的开口。因此，这种轴承是很容易挤压和模塑的。自然，这种支撑构件也可以用横断面上不连续的结构来代替，例如，提供一些径向延伸的圆周形的沟槽或不对称性地排列的径向延伸的开口，以便取代这种支撑构件，由此也改变了其运转性能。该轴承的主轴线是706。
如图32所示该轴承包括多个在圆周方向上相互隔开的瓦块732。每个瓦块732都被一支撑构件支撑，支撑构件包括一对大致呈径向排布的梁740，它们在瓦块支撑表面处与瓦块732相连接。第二条大致沿圆周方向延伸的梁742支撑着每一条梁740。梁742以悬臂梁的状态与壳体或支撑柱744相连接。在这种轴承中，梁740可以被看作第一支撑构件，梁742可以被看为第二支撑构件，梁744可被看作第三支撑构件。
在图32中所示的第二梁742是借助支撑构件的壳体内所形成的许多轴向延伸的圆周形的沟槽750而确定的。为了保持双向轴承的对称性，这些沟槽环绕着瓦块中心线706A，沿圆周被分割开，这种方式如同瓦块732在圆周方向的间隔。自然，上述的任何形式的轴承结构都可以具有类似的在圆周方向上被间隔开的径向沟槽。例如如同上面所提到的，这些沟槽可以在轴承结构的圆周表面上形成，如同图31和31A所示，以便提供另一种类似梁的支撑。
图32A是图32所述轴承的局部径向断面图。在该断面中，瓦块732及第一梁740可以看得见。
图32B是图32中轴承的透视图。应该注意，虽然轴承的圆周表面，环形的以及圆柱体的部分被绘成具有一些被分割开的样子，以便强化弯曲部分，但这些弯曲表面实际上是连续弯曲的。
图32C描述了一种图32，32A及32B所示类型的轴承被放在密封轴承单元内的情形。如图所示，轴承的支撑柱74是可旋转地固定在静壳体部件2上。瓦块732可以支撑住转动壳体部件3的旋转表面。轴承被动压流体4所环绕，密封件7将静壳体部件2和转动壳体部件3相互之间进行密封。如上所述，静壳体部件2被固定住而且起到静止轴壳体的一个部件作用，转动壳体3被固定在轴5上，相当于轴5的延伸部分。于是，当轴5旋转时，壳体部件3就相对于壳体部件2以及与之相连的轴承进行旋转。
图33描述了一种根据本发明设计的轴颈轴承结构。如同图32的轴承一样，图33的轴承也是由按照比例来说比较大的沟槽及孔构成的。具体说，多条相等间隔的沿径向延伸的圆周沟槽确定了多个圆周方向被间隔开的瓦块832。瓦块832进一步被一对沿径向延伸的圆周沟槽所限定，这些沟槽从圆柱形坯料的平面表面对称延伸，这一点从图33B和336中可以清楚看到，在这些图中，这类沟槽用标号834和835表示。该轴承支撑构件除了被上述的结构特点所限定之外，还被许多圆周方向间隔开的呈对称排布的浅孔838以及许多圆周方向间隔开的呈对称排布的深孔837所限定。由于“暗”孔837，838的存在，图33的轴承结构不可能进行挤压成形，也不能在一种简单的二件式铸模内成形，换句话说是不易铸造的。
如图33A中清楚表明的，深孔837横切轴向沟槽836，这样就对每一个瓦块的支持构件进行了限定。支撑构件还受到一个从圆柱形坯料的外圆周表面延伸出来的圆周沟槽839的限制。
参照图33-33C可以看出，上述结构元件为瓦块832提供了一个支撑构件，它包括一条梁840，该梁直接支撑着瓦块，即所谓的第一支撑构件。二条连续的梁882，即所谓的第三支撑构件和第二支撑构件包括多条梁，它们部分地被孔837和838所限定，这些孔将梁840与连续梁882相连接。
由于图33-33C所述的轴承的支撑构件不对称于从主轴线806延伸出来的瓦块中心线806A，所以轴承是单向的。而且，像图32中的轴承一样，该轴承特别适合于需要极小的轴承的场合，这是因为用于限定轴承及其支撑构件的沟槽和孔按比例来说比较大，比较容易加工制造。
图33D描述了一种图33和33C所述类型轴承放置在一密封轴承单元内的情况。如图所示，轴承的连续梁882是固定在静壳体部件2上的。瓦块832可以对转动壳体部件3的旋转表面进行支撑。轴承被动压流体4所环绕并且密封件7将静壳体部件2和转动壳体部件3相互间进行了密封。如上所述，静壳体部件2是固定着的，并且起到了静止轴壳体的一个部件的作用，转动壳体部件3是固定在轴5上的并且起到了轴5的延伸部分的作用。因此，当轴5旋转时，壳体部件3就相对于壳体部件2以及与其相连的轴承作旋转运动。这样，轴就可以通过转动壳体部件3被轴承支撑着进行旋转。
图34及34A-34D描述了与本发明有关的另一种轴颈轴承结构。
图34中的轴承结构，就轴承瓦块及其支撑构件来说，与图33的轴承结构是相似的，它们都是由按比例说比较大的沟槽和孔限定而成的，如图中所表示的一样。瓦块932的支撑结构类似于瓦块832的支撑构件。具体说。由于每一个瓦块932的支撑构件都是相同的，支撑构件相对每一片瓦块来说是非对称性的。因此，如图34所述的轴承是单向的。而且，由于支撑构件中含有“暗”开口，这类轴承也不易进行挤压成形或在一简单的两片式模具中进行铸塑。
如这些附图所示，轴承支撑构件包括一第一支撑构件，它包括一对类似梁的元件940，该元件与瓦块932相连，并且部分地被对称排布的开口942所限定。在轴承的外圆周表面有一圆周上的浅槽，该槽限定了第三支撑构件，该构件包括一对连续的梁状元件982。第二支撑构件包括一梁和隔板网络960，它用于将梁940连接到连续梁982上，该第二支撑构件由所提供的多个呈对称排布的大孔944及轴对称排布的小孔946还有不呈对称排布的小孔948所限定。借助于不对称排布的孔948的作用，支撑构件在这些孔的方向上变得更具挠性，也就是更易于偏移。
图15-18描述了一种与本发明有关的一体式流体动压止推轴承。如前所述，本发明的止推轴承具备某些如同本发明的轴颈轴承所具有的特点。例如，像轴颈轴承一样，本发明的止推轴承具有一条主轴线，该线就是用来制造轴承用的坯料的中心轴线。瓦块具有一条圆周形的中心线，从主轴线沿径向延伸出来，穿过轴瓦的几何中心。当止推轴承对称于其圆周形中心线时，就是双向型的，如果轴承不对称于其圆周形中心线，就是单向的。然而由于各类轴承的功能不同，止推轴承在结构形状上也略有不同。例如，图15-18所示的止推轴承包括多个具有相同形状的轴承瓦块132。图18示出了轴承瓦块132的圆周的分割线CDL和半径的分割线RDL。轴承瓦块132表面位于一个平面内，该平面基本上垂直于被支撑的轴的轴心线以及轴承的主轴线。当然，当轴承瓦块表面在负荷作用下发生偏转时，或者在进行安装或在静止状态时希望轴承稍稍扭曲以便与轴相接触时，轴承瓦块的表面有可能有些不太平，并且相对于主轴线或所支撑线有些歪斜。
在设计本发明的止推轴承中特别重要的是考虑防止流体泄漏。在很大程度上该目的通过设计支承结构来达到，这样，承载时瓦块内边缘向下偏斜(如图16所示)，外边缘向上偏斜。本文所述的全部止推轴承都设计成这种形状。例如图16中的轴承，梁134在瓦块支承表面134PS处与轴承瓦块132连接，此处和瓦块内边缘比较，更靠近瓦块外边缘。于是瓦块支承表面134PS位于图18所示的径向分界线RDL外。因此，在承载情况下轴承的设计使轴承内边缘向下偏斜。
如上所述，可以强制改变瓦块的形状和/或偏斜特征。如采用压电元件来强制改变轴承的形状或偏斜特性。在止推轴承中，可应用压电元件使瓦块向下偏斜。如需要，压电元件支承件(未示出)可安置在支承构件内。
实际上，瓦块内边向下偏斜相当于向远离被支承轴的方向偏斜，而瓦块外边向上偏斜相当于朝向轴偏斜。瓦块偏斜取向防止了由于作用在流体上的离心力而造成的流体的损失。
液动流体的损失还可通过支承轴承瓦块而减少，承载时瓦块变形从而形成润滑剂存储槽。通常，当用许多径向或周向相间的梁支承瓦块，梁之间区域不被直接支承时，瓦块上未支承的中央地区将有趋势向外变形，因此构成储存流体的沟槽，这样可达到上述目的。下面将描述的图29则表明带有所需的径向相间梁的轴承例子。在梁相隔距离较大时，油槽较大。同样，轴颈轴承通过提供轴向或周向相间的梁支承件，并在梁之间有未支承地区的方式而构成沟槽。压电元件或其他分离装置也可用来形成或有助于形成流体储存槽。
图15和16中表明，每个轴承瓦块的整个周边上都有倒棱或斜边132b。倒棱的目的是减少进入和外出润滑剂的损失。
每个轴承瓦块132由第一支承部分支承，在实施例中它包括在瓦块支承表面134PS处支承瓦块的梁形支承件134。各个梁134依次由第二支承部分支承，如支承梁或隔板136。梁或隔板136依次被第三支承元件，如一对梁形柱138a，138b所支承。
梁或隔板部分136上安设孔或开口142，连续的隔板136成为一组梁136。当然，如隔板136上不设置孔或开口142，那么隔板的功能如同一连续隔板，内梁形柱138a则由短柱形梁代替，甚至可取消以便构成第三支承，这样第二支承件以悬臂方式被支承着。最后，因为孔和开口相对主轴线呈对称安排，所以轴承围绕主轴线对称并因此呈双向安置。
如图15、17和18所示;将连续隔板分成单个梁的孔或开口呈圆形。采用圆开口有利于制造轴承模型，因为圆开口容易在轴承材料上进行钻孔。本文所述的全部轴承都适宜用圆孔。一旦提供了圆孔，这对于使开口通过梁或隔板件136延伸至轴承瓦块132下部分也是有利的，以便确定梁形件134。这就是为什么图15中，瓦块支承面134PS的横截面以及梁134的侧壁是弧形的原因。
尽管梁的形状由便于制造所决定，但其形状也影响各个轴承的性能。虽然本文所述的轴承具体形状，包括图15-18所示的止推轴承形状，主要由易于制造造成的，但发现对于具体应用来说也提供了良好结果。当然，形状上的任何变化都影响轴承性能，如改变支承轴承瓦块的梁的弯曲或扭转特性。梁、瓦块和隔板的其它形状当然要仔细考虑，必须考虑容易制造同时也考虑梁、瓦和隔板形状对轴承性能的影响。
图15A表示在图15-18中密封轴承部件的两种轴承类型。如图所示，轴承的柱形梁138固定到静止的壳体部分2上。转动壳体部分3包括与其形成整体的或用花键螺纹等和其转动连接的止推转子3R。轴承瓦块适于支承壳体部分3的转动止推转子3R的对面。轴承被液动流体4包围，密封件7密封相对的静壳体部分2和转动壳体部分3。如上所述，静壳体部分2固定到静止轴壳体上并作为静止轴壳体的一部分，转动壳体部分3固定到轴5上并作为轴5的延伸部分。于是当轴5转动时，壳体部分3相对壳体部分2和连接其上的轴承产生转动。用这种方式通过轴转子使轴承吸收作用在轴上的推力负荷。当然，如果在一个方向上止推支承件足够用的话，有可能在壳体内装入单个止推轴承。
止推轴承形状的其它实例在图21-30和38-39中表示。图15-18中所示的这些轴承和轴承结构的区别主要在于第一支承部分，第二支承部分和第三支承部分的不同。
图21-24中显示其他轴承形状的一种形状。图21表示轴承的顶视图;其横截面图在图22中表示;图23表示轴承的底视图，图24表示轴承的立体图。图21-24的轴承除两个明显的区别外与图15-18相同。第一，图21-24的轴承包括一个有角度的或倾斜的支承梁134A，而不是如图15中那样是垂直的支承梁。第二，轴承包括附加孔144，它通过支承梁136延伸以形成一个通过倾斜的或有角度的梁134的柱形开口，从而在支承梁中构成椭圆形开口。椭圆形开口把梁分割成一对复合韧带，它的形状参照透视图24可以了解。设置开口144和随后将倾斜的或成角度的梁134A分割成复合韧带，与图15-18所示轴承相比，明显增加图21-24中轴承支承构件的挠性。这样，根据较小负载，图21-24的轴承瓦块132产生偏斜，以便形成液动楔，该负载比图15-18轴承瓦块132中所需负载小。随之图21-24的轴承更适于支承轻载，而图15-18的轴承更适于重载。此外，具有开口或无开口以将梁分割成复合韧带的，有角度的或倾斜的支承梁，如梁134A，增加轴承瓦块垂直方向的挠性，因为施加的垂直载荷产生力矩，此力矩有趋向造成使梁向中心或轴承内直径方向偏斜，由此防止润滑流体的离心泄漏。
图23A表示图21-24所示轴承的底视图，其中为更进一步加大梁或隔板136的挠性，在隔板或支承梁136上形成附加孔146。如图23A所示，相对每个轴承断片来说孔146是非对称的。这些孔如此安排成非对称方式，致使轴承瓦块在一个方向上比在另一方向上更容易偏斜。换言之，通过支承构件上非对称的开口，轴承瓦块在一个方向上产生偏移。自然，要求轴承瓦块在一个方向上偏移的本发明的任何轴承结构都可提供这种非对称安置的开口。甚至可以要求提供仅选择某些轴承瓦块产生偏移的非对称安置的孔或开口。
图25是本发明另一种轴承的横截面图。根据这种结构，轴承瓦块132支承在支承柱134S上，134S依次支承在水平方向的梁134H上，134H依次支承在向里转角的梁134L上。其他方面与上述轴承相同。按照这种结构，轴承在一个方面上具有较大的挠性，而在相反方向则具有极大的刚性。一个压电元件100位于图示的水平梁和轴瓦之间。
图26显示相类似的结构，图26和图25中的轴承结构上的区别在于图26采用垂直梁134V而不是采用倒角度梁134L。两图的轴承在其它方面相同。图26轴承的梁没有角度使在垂直方向上提供更大的刚性。
图26A显示在密封轴承部件中的图26类型的轴承。如图中所示，圆周的轴承柱或梁固定到静壳体部分2上。轴承瓦块适于支承转动壳体部分3的转动表面。轴承被液动流体4包围，密封件7密封彼此相对的静壳体2和转动壳体3。如上述，静壳体部分2固定到轴静壳体上并起部分静壳体的作用，转动壳体部分3固定在轴5上并起延伸轴5的作用。于是当轴5转动时，壳体部分3相对壳体部分2和与其连接的轴承进行转动。采用这种方法轴承对于通过转动壳体部分3的轴提供了止推支承。
图27-28说明本发明的另一个轴承结构实施例。
如图所示，轴承包括许多瓦块321-326(图28中用虚线表示)。每个瓦块321-326都支承在轴承支承构件的瓦块支承表面342上。轴承支承构件包括由一对叠式锥台构成的第一支承部分，支承在第二支承部分上的叠式锥台包括由第三支承部分支承的圆周剖分隔板360，第三支承件含有一对圆周梁382。圆周梁380和382与上述结构的梁相似。因隔板360被形成叠式锥台的轴承支承构件底部形成的沟槽径向剖分，所以隔板360与上述结构的隔板不同。内锥台相对外锥台倒置，这样锥台的平均中心线汇集在瓦块支承表面342上的一点350，锥台具有倒“V”字形的横截面形状。由于锥台中心线相交于轴承瓦块表面上的点350为绕轴承瓦块表面上的点转动。第一支承构件支承轴承瓦块。这就确保了适宜的偏斜。
支承轴瓦的横梁346和344，可以相同的角度相同倾斜，也可以不同的角度相向倾斜，可一个梁倾斜，一个梁不倾斜，可在同一个方向倾斜。当然第一支承结构中的梁倾斜角度的变化，对轴承的偏移特征有影响。
在轴承支承结构中设置的若干个孔或开口420将套装的锥台或倒置的V形结构分割成若干个支承梁344、346，并将套装的锥台的顶点分割、用于限定瓦块的支承面342，因此，例如轴承瓦块321由一对复合的支承梁344和346支承在一瓦块支承表面342上，梁344和346相向倾斜，并具有由穿过套装的锥台部分柱形延伸的开口限定的复合的几何形状。图27所示的最清晰，梁344和346的中心线在瓦块表面上方的一点350处相交，以保证适当的摆动支承。各个梁344及346靠被用以限定的锥台的槽分隔开的圆环形板360支承。园环形板360靠园环形梁380、382支承。如上所述，园环形梁380、382和园环形板360在圆周方向上是被分割开的，以构成分别的梁的支承。
对轴承支承结构可进行各种改变。例如，可通过改变梁的角度。改变限定支腿的孔或开口的位置，改变任一个梁或板的长度，改变任一个梁或板的宽度和厚度，从而改变支承结构的偏移。为了说明这些可能性，图27和28显示出每一轴承瓦块321-326的不同支承结构。应理解为了说明本发明，将不同的支承结构表示在一个轴承中。正常使用时，每一种轴承瓦块321-326都应具有相似的，但不必是相同的支承结构，以确保其性能一致。
轴瓦322与轴瓦321的支承结构的不同之处在于设置了孔或开口422，孔或开口422延伸通过横梁346，将它分割成若干个梁或副梁346(a)和346(b)。假使，例如开口422，其开口的直径和位置应使梁完全分隔开，使梁分成隔开的横梁。反之，假使开口(例如开口423)只是部分地分割梁，则该梁被分隔成副梁。如图27所示，开口422在梁346侧成椭园开口，这样可看到在外侧有梁344。由于有这种结构，可通过三个倾斜的连接件或横梁344、346(A)和346(B)支承轴瓦322。
轴瓦323被四个倾斜的横梁或连接件344(a)、344(b)、346(a)和346(b)支承。这种结构是通过设置延伸通过梁344及梁346的孔或开口423将轴瓦支承表面342分成两部分而得到的。
应该注意的是，就这里所讨论的全部改进，开口尺寸的选择，应取决于横梁分割成隔开梁的程度。在某些情况下，可能须要将横梁完全分为隔开的部分，于是应采用较大的开口。在另一些情况下，例如关于轴瓦323的支承，需要沿着梁的侧壁在某位置分割梁。还应注意的是，虽然附图只表示轴瓦支承结构具有一个开口分隔梁344和346，但可具有与图28中所示的开口类似的两个或多个开口，以便将梁344、346分割成三个或多个梁或付梁。通常，确定所采用的支承类型取决于所要求的特性，一般来说，将横梁分成隔开的梁或副梁使得支承结构更具有柔性。正如轴瓦322、324和326的支承结构的情况一样，通过使支承结构在一个方向上更具有柔性，轴瓦在予定方向受偏压。
轴瓦324的支承结构与轴瓦322的支承结构相似，只是开口424穿过外支承梁344而不穿过内支承梁346，因此像轴瓦322一样，轴瓦324由三个倾斜的支腿支承。
轴瓦325的支承结构与轴瓦321的支承结构相似，只是开口425不对称地穿过外环形梁380和环形板360，因此轴承瓦块325在予定的方向即由开口425引起的最大挠性的方向受偏压。
轴瓦326的支承结构与轴瓦322的支承结构相似，只是不对称地设置分割梁346的开口426，以便在较大挠性的方向即较小的且较易变形的方向受偏压。
当然，为得到所需要的特性，可采用图27、图28所示的任一组支承结构。
图29-30表示本发明的轴承的另一个实施例。如图所示，这个轴承有若干个轴承瓦块521-526(其位置如图30中的虚线所示)每个轴承瓦块521-526都与轴瓦支承结构形成一体，并被支承在轴瓦支承结构上。一般地说，轴瓦支承结构至少有一个第一支承结构，其中有一个内环形支承梁546和有一个外环形支承梁544;一个第二支承部分，其中有一个内环形板362;和一个第三支承部，其中有一个外环形板364和一个内环形支承梁382和一个外环形支承梁380。图29所示的最清晰，环形支承梁544，546被从轴承的底部向轴瓦延伸的环形深槽所限定。支承梁又被对称地设置在轴瓦支承结构中的将梁544、546与邻近的梁分隔开的孔或开口620所限定。因此例如轴瓦靠通常具有弧形侧壁的一对梁544和546支承。如上所示，梁支撑结构还具有环形板362、364和环形梁380、382。
可对轴承支承结构作多种改变，为了说明这些可能的改变，图29和30表示出每一轴瓦521-526的一种不同的支承结构。正如图27-28已描述的实施方案一样，为了说明本发明将这些不同的支承结构表示在一个轴承中。正常使用时，每一种轴瓦521-526都应具有相似的，但不必是相同的支承结构，以确保其性能一致。
轴瓦522与轴瓦521的支承结构的不同之处在于设置了孔或开口622，孔或开口622延伸通过四圆周梁546，将它分割成若干个梁546a和546b，由于有这种结构，可通过三个垂直延伸的梁或联接件544，546a和546b支承轴瓦522。
轴瓦523被四个垂直延伸的梁或联接件544a、544b、546a和546b支承。这种结构是通过设置延伸通过梁544和梁546的孔或开口623而得到的，由这种改变而得到的较薄的梁，自然会比轴瓦522和521的支承结构具有较大的挠性。
轴瓦524被五个较薄的垂直延伸的梁或联接件支承。这种结构只通过设置一个孔或开口，将内梁546分成两个梁，并设置两个孔624，将外梁分成三个梁而得到的。
轴瓦525的支承与轴瓦522的支承结构相似，只是增加了一个开口635，将外梁544不对称地分成两个梁。由于外梁544的不对称分割，轴瓦在有较大挠性的方向受偏压。
轴瓦526的支承与轴瓦522的支承结构相似，只是将外梁544分隔而内梁546不分隔，并且开口626比开口622稍大，使内梁546的外环壁上形成一沟槽，从而使内梁546具有稍大的挠性。
当然为了得到所需的特性，可采用图29、图30所示的支承结构的任一组合。
图29A、29B、30A和30B详细地表示出一种推力轴承，其支承结构的每一轴瓦521A与用于图29和30中的轴瓦521极相似。然而轴承的结构是不同的;因为与图29和30所示的轴承相比，梁544A和546A有较窄的园环形截面，在垂直方向上也较短。当然较短的梁比较长的梁更硬并且较窄的梁比较宽的梁硬度低。而梁544A径向上窄于梁546A，其实图29和图30中表明梁544与梁546宽度相等。由于大的开口620，在径向厚度上的差异被抵偿，确定梁544A和546A的环形延伸的开口620是这样配置的梁544A在环形方向上明显宽于梁546A。最后，应该注意到，这个开口620比图29和30中轴承结构的对应的开口620明显的大。当然较大的开口增加了由此而得到的挠性。
图29C表示图29A和29B中所示种类的轴承，它被安装在一个密封的轴承组件中。如图中所示的那样，轴承的支腿380A、382A被装入一个静止的壳体部分2内，轴瓦321A用于支承旋转的壳体部分3的旋转表面。轴承被动压流体4包围，密封件7密封静止的壳体部分2和旋转的壳体部分3之间的间隙。如上所述，静止的壳体部分2被装入静止的园筒10并作为静止的园筒10的一部分，可旋转的壳体部分3被装入轴5上，并作为轴5的延续。因此当轴5旋转时，壳体部分3相对壳体部分2和与之相连的轴承转动，采用这种结构，轴承的推力通过可旋转的壳体部分被轴承承受了。
图35-37表示本发明的一种组合止推和径向动压轴承。图35中所示的轴承与图34中所示的轴承极相似;且相似的结构用相似的标号表示。类似地，如图37中剖视图所示，图36-37的轴承与图4和图14P所示的径向轴承有点儿相似。只是包含有梁和/或腹板1034的轴瓦1032和轴瓦支承结构是由比较大的槽隙及槽道限定。然而，径向推力轴承与纯径向轴承的不同之外在于，轴瓦表面1032PS相对于主轴心线1006是倾斜的。由于它具有倾斜的轴瓦表面，图35-37的轴承承受沿主轴心线1006和来自主轴心线的径向作用的载荷。如图所示可设置压电元件100，以便对轴承的偏移特征进行有选择的调整。
为了用倾斜的轴瓦支承面1032PS支承，轴上必须安装转轮，转轮倾斜的角度和轴瓦支承面倾斜的角度α互补。轴承承受的轴向载荷部分和径向载荷部分取决于轴瓦表面1032PS的角度。如果轴瓦相对于主轴心线1006的倾角为α，施加到轴承上的轴向载荷可用下面的等式计算施加的轴向载荷＝轴向总载荷(sinα)类似地施加到轴承上的径向载荷可用下面的等式计算施加的径向载荷＝径向总载荷(cosα)图35所示的轴承的支承结构与图34所示的轴承支承结构相似。
图36及图37所示的轴承支承结构包括具有用于支承轴瓦1032的梁1034的相互隔开的轴瓦1032的第一支承结构，一个具有一对连续的环形梁1038的第三支承结构。第二支承结构具有用于把梁1034与梁1038相连的板1036成网格状梁1036，图36所示的最清晰，若干个轴瓦1032中的每一个轴瓦的支承结构都不对称。因此，图36及37所示的支承结构为单向型。
图37A表示图37所示种类的轴承，它被安装在一个密封的轴承组件中。如图所示，轴承的支腿1038被装入一个静止的壳体部分2内，轴瓦1032用于支承旋转壳体部分3的倾斜的旋转表面。轴承被动压液体4包围，密封件7密封静止壳体部分2和旋转壳体部分3之间的间隙。如上所述，静止壳体部分2被装入静止的圆筒壳体并作为静止的园筒壳体的一部分，可旋转的壳体部分3被装到轴5上，并作为轴5的延续。因此，当轴5旋转时，壳体部分3相对壳体部分2和与之相连的轴承转动。采用这种结构，轴承通过倾斜的壳体部分轴向和径向地支承着轴。
一般地说，本说明书已描述的全部轴承结构中的任一种结构，在设计图36及37所示种类的径向-推力组合轴承时都可采用。当然为了得到径向和推力组合轴承的特性，轴瓦表面相对主轴心线必须倾斜0至90度，并且，为了承受所须的轴向和径向载荷，所设计的轴瓦支承结构必然不同。
图43及图43A所示为径向一推力组合轴承的另一种形式。如图所示，这种轴承是通过组装各个单独的轴承另件而成的。一般地说，这种径向-推力组合轴承具有一个有两个轴向表面，一个内环和一个适于装在一个壳体中的外环的支座。至少一个径向轴承12B被支承在或被连接到支座的内环上或与其形成一个整体，以便为轴提供径向支承。在支座的两个轴向表面的至少一个上具有若干个在圆周方向相互隔开的开口，把若干个轴瓦安装在这些开口中。采用这种结构，便在轴承上设置了止推面。
在图43及43A所示的特例中，该轴承具有上述图8所示种类的两个径向轴承RB。如上面所指出的，这种轴承可提供双向支承。当然，本发明的任一种动压轴承，无论是单向支承或是双向支承，都可被采用。如图所示，径向轴承是用支座110支承的隔开的机件，轴承也可与支座110形成一个整体或被固定在支座110上。止推轴瓦112可以是下面要讨论的与图42有关的所述种类的轴瓦。具体地说，这些轴瓦具有瓦块114、第一支承部分116，第二支承部分118和第三支承部分120。第一支承部分可以是若干个倾斜的腿或是一个中空的锥形件(或较确切地说是一个锥台)。同样，第二支承部分118和第三支承部分120可以是一体的或是分开的机件。
本发明的一个重要方面是对可加工的轴承形状的公开。换句话说，公开了可用现有标准加工技术，将一般厚壁管或类似的圆筒体加工成轴承的轴承形状。这种轴承的特点在于，它们是通过在一段厚壁管或类似的圆筒体上加工出孔，槽隙或槽道而成形的。这种轴承的优点是其样品易于制造，该样品在经过实验后易于修改。当然大批量生产轴承时，例如可采用模制成或铸造技术，不同的制造条件可能决定不同的形状，重要的是要知道形状的改变会影响轴承的性能。
在制造上要考虑的另一点是易于模制。当然，本发明的大部分轴承结构可用某些模制技术模制。然而，只是某些形状可用简单的部分式模具注射成型，即这种模具没有斜挡销。本发明的轴承的另一个优点是轴承具有易于模制的形状。易于模制的形状定义为具有可用简单的剖分式模具注射成型的形状。一般地说易于模制的形状的特点在于，在模制时没有要求使用靠模的“暗凹穴”。例如关于径向轴承易模制的形状包括在内外直径中没有径向伸展的槽道和连续的轴向剖面。图32、32A及32B所示的轴承是易模制的径向或轴颈轴承的一个实例。
与此相似，易模制的止推轴承的特点在于，模制时只有一条合缝，因此，当只是俯视和仰视时，可看到全部表面。
图38A-38C表示一种易于模制的止推轴承。轴承有若干个在圆周方向间隔设置的轴瓦132m和一支承每一轴瓦132m的支承结构。支承结构有第一支承部分，其中有环形梁134mb和134ma，有第二支承部分，其中有径向延伸的梁136m;还有第三支承部分，其中有一对支腿状的梁138m。应注意在图38A-38C中支承结构的尺寸略有失真，以求清楚地示意。
例如图38C所示，环形梁134ma及134mb极厚。这样一种梁支承结构，使轴瓦132m的支承具有很大的刚性，而在实际中，这种刚性支承，其实即不需要也不合理。
可对所示的特定模制梁结构作出改变。例如可使在园周方向相互隔开一段一段的环形梁134ma或134mb中的一个成两个形成连续的环形梁件。此外，第二支承部分可在每个轴瓦132m之间具有若干个径向延伸的梁。而且可改变第一支承结构，使它具有三个或三个以上的连接每对轴瓦的环形梁段，和/或这些环形梁段可具有不同的径向宽度。而且，支腿状的梁部分138m可沿梁136的径向延伸的边缘设置，而不是沿在圆周方向延伸的端部设置。最后，正如本发明的任一轴承的情况一样，还可改变支承结构中的任一机件长度或厚度，使轴承结构得到改变，以改变支承结构的偏移特性。
为了说明若干个可能支承结构的构造。图38D表示每个轴瓦321m-326m的一个不同的支承结构。具体地说，图38P是一个仰视图，其改变如本文所述。应理解为了说明本发明这些不同的支承结构被表示在一个轴承中。正常使用时，每个轴瓦321-326m应具有相似的但不必是相同的支承结构，以确保其性能一致。
轴瓦322m的支承与轴瓦132m支承的不同之处在于，有一个椭圆形的凸缘从轴瓦背面伸出，以便给轴瓦321m的外周端提供刚性支承。由于有这种结构，轴瓦321m在它的外周端处有很大的刚性。
轴瓦322m的支承与轴瓦321m的支承相似，只是没有一个大的凸缘，而有两个较小的凸缘122m从邻近轴瓦的外周端的轴承底部伸出。像凸缘120m一样，这两个凸缘122m给轴瓦322m的外周端提供刚性支承。然而，这种结构可使凸缘间的非支承区产生偏移。
轴瓦323m用改变了的支承结构支承，其中在一支承部分中有一个连续的环形梁134ma。类似地轴瓦324m具有一个连续的内环形梁134mb，设置这种连续的梁可增加轴承支承结构的刚性。
通过在内梁134mb中设置大开口142m并在外梁134ma中设置较小的开口144可改变轴瓦325的支承结构，设置这些开口增加梁的挠性。当然，较大的开口比小开口144使梁的挠性增加的程度较大。改变这种支承结构，包括采用不同尺寸的开口或不同数量的开口，以便在予定方向偏压轴承瓦块325m。
轴瓦326m用改变了的结构支承，其中，第一支承部分有一板134m而不是一对梁。在所示的实例中，在其中的一块板上设置一个开孔146，以便在予定方向偏压轴瓦326m。当然不是必须设置开口146。但如果需要，可设置若干个开口。
从这些图显然可见，可模制的轴承没有暗穴，有暗穴则要求使用复杂的模具和/或具有可移置的靠模。具体地说，由于轴承结构的每个表面可直接在图38A的俯视或图38B的仰视图中看到，因此，用部分式模具可方便地模制这种轴承。具体地说，第一模件可确定，仅可从图38A的俯视中直接看到的表面。第二模件可确定仅可从图38B的仰视中看到的表面。在图38A和38B中都可看到边缘的表面即可用一个模件也可用两个模件模制。在所示的轴承中，因为第二和第三支承部分在圆周上位于轴承瓦块之间的空间处，所以具有易模制的特性。图38D所示的改变，不会改变轴承的易模制性。
图38E表示图38A-D所示种类的轴承，它被安装在一密封的轴承组件中。如图所示，轴承被装入一个静止的壳体部分2内。轴瓦232m用于支承旋转的壳体部分3的旋转表面。轴承被动压液体4包围，密封件7密封静止的壳体部分2和旋转的壳体部分3之间的间隙。如上所述，静止的壳体部分2被装入静止的圆筒状壳体中并作为静止的圆筒状壳体的一部分，而旋转的壳体部分3被装到轴5上并作为轴5的延续。因此，当轴5旋转时，壳体部分3相对壳体部分2和与其相连的轴承转动。采用这种结构，作用在轴上的推力载荷通过旋转壳体部分3被轴承承受。
可对图38A-38D所示的可模制的止推轴承进行较复杂的改变。尤其是前面讨论过的易于模制的轴承的任何改变，在这里都可采用例如，第一支承梁可以是连续的，因此，提出一种易于模制的轴承结构不是必须要求轴承结构简单。一种比较复杂的轴承结构的实例示于图39A-39C中。
如图39A-C所示，轴承具有若干个由一个轴承瓦块支承结构支承的在园周方向相互隔开的轴瓦232m。第二和第三支承结构部分与图38的相应的轴承支承结构部分相似。然而，图39的轴承与图38的轴承不同之处在于，图39的轴承的第一支承部分具有若干个复合梁234。具体地说，每一个轴瓦都是由一个径向靠外的连续的复合环形梁234ma支承。瓦块又用若干个相互隔开的复合环形梁234mb支承。参照图39C，它概略地表示出梁234的形状，可对连续梁234ma和梁段234mb的复合形状有很清楚地了解。投入使用后，梁234ma和梁234mb起梁格架的作用。因此，显然可提供许多复合止推轴承结构，而该结构具有用简单的剖分式模具进行模制的可能性，即简易模制性。当然每种结构都提供独特的偏移特性，在设计轴承时，为形成最佳的油楔，这点必须考虑。
在某些用气体或空气润滑的偏移瓦块轴承中，有时载荷或速度超过了空气膜的承载能力。在这种情况下，须要将液体类润滑剂引入逐渐收缩的楔形间隙内，而不须要储油室或油浴。图40、40A、41和41A表示为达到此目的的轴承结构。要特别的指出的是，这些图表示本发明的另一个重要方面的新颖的自润滑偏移瓦块轴承。该轴承基本上是一种要在此描述的偏移瓦块轴承，它已被改变成为在它的不同的开口中具有润滑塑料。
在该轴承中所用的塑料是一种普通的可注塑的多孔塑料，当将其浸入润滑液之中时，它可吸收这种液体。这类塑料之一，其出售的商品名称为POREX。通常，多孔塑料可用各种塑料来制造，其方法是将空气注入到塑料材料中以形成许多孔。具体地说，按吸油的方式，使液体吸入多孔塑料，用多孔塑料来贮存液体。
用上述类型的径向，止推或径向止推组合偏移瓦块轴承，在偏移瓦块的周围和偏移瓦块之间的空间铸塑或注入普通的多孔塑料，可制造出润滑偏移瓦块轴承。因为有这种结构，在使用过程中，轴的位移和偏移瓦块受压使润滑液体离开多孔塑料，被吸入逐渐收缩的楔形体的前缘。所形成的液体充入楔大大地增加了轴承的载荷和速度承受能力。液体通过瓦块表面后，离开后缘，再次被多孔塑料吸收。
本发明的一个重要方面是涉及将标准轴承材料与多孔塑料结合在一起的复合结构。采用这种结构的优点是可得到两种材料的独特性能。确切地说，仅采用普通的多孔塑料，所制得的轴承瓦块偏移性能较差，因为塑料中的孔实际上是一些空穴，不利于形成很薄的液膜。另一方面，不具有孔的普通塑料或金属轴承材料，根本不能大量吸收润滑剂。然而通过按上述方式利用两种材料，便可制造出有效的自润滑液动轴承。而且，把标准的轴承材料和润滑剂吸收多孔塑料结合在一起使用，可得到综合的效果。例如，轴承表面的偏移有助于将润滑剂压入前缘。并且，轴承表面的槽道结构或保持润滑剂的结构有助于容纳液体。
图40和41表示本发明的自润滑偏移轴瓦的两个实例，具体地说，这些图表示与前面描述的轴承相似的轴承，这些轴承已被改变或在偏移瓦块之间的空间填有液体吸收多孔塑料的轴承。在某种程度上，轴承起骨架的作用，多孔塑料起吸收和释放润滑剂的海绵的作用。
更详细地说，图40和40A表示一个具有基底轴承结构的自润滑轴承，它与图32和32A所示的轴承基本相同。然而，图40的轴承结构已有改变，以便将多孔塑料填入轴承之间的开口和在轴瓦732之间具有空间的连续支承结构内的开口中。当然，轴承瓦块下面的空间也可填入多孔塑料。然而，除非多孔塑料和轴承瓦块的表面之间是连通的，否则设置这种多孔塑料并无好处。
同样地，图41和41A所示的轴承，其结构与图36和37所示的径向止推复合轴承的结构几乎完全相同。然而也将多孔塑料注入支承结构内的或瓦块间端部内的空隙或空间。而且，如图所示注入多孔塑料，使轴承具有连续的内径。然而，像图40的轴承一样，整个内径的材料特性有很大的变化。
具体地说，像图40的轴承一样，图41的轴承具有支承轴瓦表面的楔形体和在圆周方向相互隔开的用于吸收和释放及容纳润滑剂的部分。使用时，轴的位移和偏移瓦块的受压使润滑液体离开多孔塑料并被吸入逐渐收缩的楔形体的前缘。所形成的液体充注楔大大增加了轴承的载荷和速度承受能力。
自润滑偏移瓦块轴承的制造包括三个总的步骤。首先，用标准轴承材料制成基底支承或骨架部分;其次把多孔塑料注入轴承结构中所须的空间;为制造方便，注入到轴承中的塑料不含润滑剂;最后把具有被注入到所须的空间的多孔塑料的轴承充入润滑剂。为了给塑料适当地充入液体润滑剂，必须将其从一侧吸入。直接浸入液体会造成其内部充不进液体，这是因为不能使孔从一侧排气所致。图40中的基底轴承结构是一种与图36所示的相似的径向止推组合结构。然而在支承结构内填有多孔塑料。设置多孔塑料便制成一种具有连续的内径表面的复合轴承。然而，整个表面的偏移特性有很大变化。具体地说，用标准轴承材料如金属或无孔塑料制造的偏移瓦块，适于作偏移和形成液体楔。另一方面，多孔塑料部分适于受压，以便在轴瓦前缘释放润滑剂，并在轴瓦后缘吸收润滑剂。
如从上述的每个所举的实例可见，本发明轴承的楔形比为1∶2至1∶5，具有可变形的轴承表面，其形状可以改变，使瓦块具有六个自由度，提供缓冲式的阻尼作用，具有典型的整体结构。
由于轴瓦偏移形成油楔和瓦块能以六个自由度活动，本发明的轴承具有异常的工作特性。具体地说，轴承的尺寸和偏移是可改变的，这些改变包括在整体轴承中的元件的数目，尺寸、形状，位置和材料特性的改变，可根据具体使用情况对轴承尺寸和偏移进行修改，以承受大幅度变化的载荷。在这些改变当中，支承件的形状改变尤为重要。例如用惯性矩bh3/12(英制单位)(矩形截面的抗弯截面模量，Z＝I/C＝bh2/b)的函数公式来说明，便可理介支承件的形状对支承结构偏移特性的影响。此外，瓦块具有的以六个自由度移动的能力使轴承可补偿和修正轴的不同轴性，关于这点，应注意到本发明的轴承有自行较正的特点，这是因为轴承的刚性有使其恢复到不偏转状态的倾向。当然轴承的刚性主要是支承结构的形状所起作用的结果，并在较小程度上取决于包括在整体轴承中形成的槽道和切缝式缝隙所限定的元件的数目、尺寸、形状和材料特性的改变所产生的其它偏转。改变刚性较大的轴承具有较大的自校正能力，但对轴的不同轴性的校正能力较差。
实验表明具有本发明的特征的轴承甚至与本发明人在先的美国专利4496251号中所公开的结构相比，显现出在性能上有很大改进。在近期实验中，将本发明的轴颈轴承用于径向空间为0.091英寸(2.31毫米)的径向轴承中，轴瓦偏转0.0003英寸(0.0076毫米)，轴承的稳定性和运转性能很好。使用本发明人在先美国专利第4496251号中所示结构，使轴瓦作相似的偏转须要0.30英寸(7.6毫米)的径向空间。
在普通的液动轴颈轴承中，在轴瓦表面和被支承的轴部之间特别须要有液膜间隙。这要求非常严格的制造公差，对大批量生产来说是一个障碍。
设计本发明的轴承，不必考虑这么严格的制造公差，具体地说，设置适当的钻孔，槽道和切缝或缝隙，便可形成具有所须要特征的轴承。这种特征之一是轴瓦在载荷方向上的刚性或弹性特征也就是轴颈轴承的径向(径向刚度)和止推轴承轴向(轴向刚度)的特征。在轴承技术领域中，已知轴承和轴承间的流体膜可模拟为一个弹簧，因为流体膜的径向或轴向刚度或弹性是可计算的。这对可压缩或不可压缩的流体都适用，但尤其适用于气体作润滑剂。流体膜的刚度和轴承的刚度的作用方向相反，因此如流体膜的刚度或弹性超过轴承刚度和弹性时，那么轴承将在流体膜刚度方向上偏转(即轴颈轴承的径向和止推轴承的轴向)直到流体和轴承的刚度达到平衡。因此发现如果所设计的轴颈轴承的径向刚度小于流体膜的径向刚度，则轴和轴承之间不须要有精确的间隙，因为随着轴的转动，流动膜的径向刚度会自动地瞬时地使轴颈轴承产生适当的径向偏转。在液体膜形成过程中，实际上的瞬时流体楔的形成导致实际上的瞬时形成的保护流体膜，因而防止流体楔表面的破坏，这种破坏发生在低速运转的情况下。
轴承的径向刚度当然主要是支承结构的截面或弹性模量的函数，它取决于支承结构的形状。瓦块的径向刚度同样取决于在轴承中形成的缝隙或切缝的长度。止推轴承的情况与此相同，只是轴承的轴向刚度起关键作用。这是不言而喻的。因此采用本发明在不要求流体动压轴承特别须要的严格制造公差的情况下，可获得很好的运转性能。
例如按照本发明设计的轴承被安装到轴上时，应是过盈配合，这样，当将轴承压装在轴上时，瓦块产生偏转，以便在静止的装配状态下，微微形成一个逐渐收缩的楔形间隙。轴瓦和轴在后缘发生接触。轴承被瞬时起动，流体膜进入楔形间隙，并产生使轴和瓦块分开的流体压力。因此，根据本发明另一个重要方面，本发明的轴承可这样设计和进行加工。当轴静止时，使轴承的后缘与轴被支承的部分接触。
设计本发明的止推轴承时，要使其具有一个在静止状态下承载的流体楔。为此，应这样设计轴承的支承结构，使轴瓦从轴瓦的径向内周边到轴瓦的径向外周边向轴倾斜。此外，还要将支承结构设计成使轴瓦从径向延伸的前缘到后缘向轴倾斜。采用这种结构，就可使静止承载流体楔成为最佳流体楔。而且，轴承瓦块在外周边处也向轴倾斜，以便使其具有所需要的保存流体的特征。同样，可将支承结构的刚性设计成随着轴的转动，在瓦块和轴之间产生一个合适的间隙。
此外，可将轴承设计成当轴静止时使整个轴瓦与轴被支承的部分接触。本发明的这个方面的技术在批量轴承制造中和采用气体作润滑剂的轴承时特别有用，因为这允许加工公差大幅度变化。在一个实例中，使加工公差变化0.003英寸，对流体楔没有影响，而通常加工已知的气体润滑轴瓦要求0.00000X的公差，这只有采用尖端的和昂贵的加工技术如借助蚀刻法的精加工才能实现。
按照本发明的另一个方面，可将根据前面所讨论的流体动压轴承所构成的径向流体动压轴承设计成适于固定到转轴上，与轴一起转动或相对壳体内的静止的支承面转动。适于被安装到转轴上的轴承的一般形状与上述的一般轴承的形状相似，但其结构在径向上是反向的。因为是反向支承，结构上自然不同。例如，与轴一起转动的轴承的转动瓦块部分被支承在径向向内的支承结构上。支承结构支承径向向内和向外偏转的轴瓦，以便相对壳体的光滑部分形成流体动压楔。当轴承与轴一起转动时，离心力作用在轴瓦上，企图使轴瓦向外朝向壳体的光滑表面。
一个具有这种轴承结构的实例如图44所示。该轴承基本上是图4-6的轴承的反向。轴承130具有大体上呈园柱形的外径，但被分割成若干个周向的轴瓦131，轴瓦因两个原因制作得比较厚。第一轴瓦131厚，可防止其变形，第二轴瓦梁131厚可增加其质量。因此当轴转动时，向外拉轴瓦131的离心力增加。因瓦块131要向外偏转，加工轴承时要使它与壳体之间有间隙。当然，如果须要，瓦块131可较薄一些，以使它能变形和/或减小离心力的影响。
上述要求涉及本发明的用于安装在轴上的任何轴承。这种改变的轴承之间的区别在于用于支承轴承瓦的支承结构。通常前面所描述的任一种径向轴承支承结构都可用来作轴瓦131的支承结构，然而，由于支承反向，所以也存在差别。在图44所示轴承结构中，瓦块131支承在第一支承部分132上，其中有若干个第一柱形或径向梁132a，环形梁132b和第二柱形或径向梁132c。第一支承部分132和轴瓦131支承在一连续的板133上，板133上作为第二支承部分。如图所示，板133在径向上很薄(因此，在这个方向上具有挠性)，并在支承梁和起第三支承部分作用的支腿134之间延伸。正如图4-6情况一样，通过在板133上设置径向切缝，可将其分成若干个轴向延伸的梁。在图43A和43B所示的实施方案中，支承梁或腿134是连续的柱形板。具有较大的刚性，因此薄板133以蹦床的形式被支承。采用上述其它结构时，支承脚可具有不同的结构。
图43所示轴承结构用于单向支承。具体地说，只有当轴承按指定方向转动时，图44所描述的支承结构支承轴瓦，以产生适当的偏转。转动时，前缘(离支承结构最远的边缘)离开壳体向内偏转，以便在轴瓦和壳体之间形成流体动压楔。
适于与轴一起转动而被安装在轴上的另一种承如图45所示。这种轴承是图32所示轴承在一径向上的反向。该轴瓦与图44所示轴瓦相似，这两种结构的区别主要在于支承结构的构造。例如，图45的结构具有轴向延伸的梁或腿部分134，而没有图44的轴承的连续园柱形腿。第一支承也具有对称设置的倾斜梁132d和132e。由于该轴承具有对称的结构，所以是双向的，由于轴承没有“暗”开口，所以也易于模制。
轴承相对壳体转动时，支承结构偏转，以便在瓦块和壳体之间形成流体动压楔。
按类似方式，上述的任何一般轴承的结构都适于作为安装到相对于固定表面转动轴上的轴承。通常，只须要将这种结构按上述方式反向即可。
通常上述的任一种轴承和这种轴承的任一种组合可被安装在这里所公开的密封壳体中。一般情况下，在设计密封轴承组件时，每种轴承都会有它的壳体或被装入壳体的静止部分，且轴瓦会被定位，以便支承可转动被固定在轴上的表面。当然，其它类型的流体动压轴瓦可被装入密封的壳体中。例如美国专利第4676668所公开的轴瓦特别适于装在密封轴承壳体中。
图42表示一种结构，其中，静止的壳体2作为单独的瓦块420的托架。瓦块420的表面适于支承可旋转的壳体部分3的平面，另外，可旋转的壳体部分3与轴一起相对静止的壳体部分2转动。采用这种结构，瓦块420承受通过可旋转的壳体部分作用在轴上的载荷。
在此公开的轴承小批量生产时最好采用电火花加工或激光切割方法。图中所画的双线是线或光束的实际通道，其直径最好为0.002～0.060英寸(0.50～1.52毫米)。流入电火花加工通道中的润滑剂，起流体阻尼的作用，减少了共振频率时的振动或不稳定性。在上述的情况下，有一个连续的元柱形板形成，有缓冲形式的阻尼，显示出高阻尼特性。设计中主要考虑的是轴承支承结构的长度和提供图3所示的向内偏转所取的方向。并且，瓦块本身在图9所示的载荷方向上的微小偏转，会造成偏心变化，这可进一步改善轴承的运转性能。应注意在费尔斯的《机械另件设计》中，将轴承的中心和轴中心之间的距离定义为轴承的偏心率。这个术语为进行轴承设计的普通技术人员所熟知。有了调整或改变轴承构形或结构的刚度的新方法。尤其是有了适于特定的轴承应用的梁。最佳的运转性能就易于得到。近年来计算机分析证明，可完全地获得任何刚度或偏转。
如上所述，当小批量制造本发明的轴承或制造本发明轴承的模型时，最好采用电火花加工或激光切割方法。制造这样小批量或模型轴承通常是用金属。然而，要大批量生产具体的轴承时，采用其它诸如注射成型、铸造、粉末金属模压铸造或挤压成型的制造方法是比较经济的。与这些制造方法有关，采用塑料、陶瓷、粉末金属或复合材料制造本发明的轴承可比较经济。相信诸如注塑成型、铸造、粉末金属模压铸造烧结及挤出成型等加工方法，已被普遍熟知，在此不须要作详细介绍。相信一经生产模型轴承，为大量生产轴承而制造模具或类似加工机具的方法就会为模制和铸造技术领域中的普通技术人员所熟知，此外，应知道本发明的轴承中只有某些类型适于用挤出成型方法大量生产。通常，这些轴承中只设置了沿整个轴承延伸的环形槽和径向及周向切缝或缝隙。换句话说，这些轴承具有不变的或其它可挤出的横截面。
根据本发明的另一方面，发现一种新颖的熔模铸造法特别适用于中批量生产本发明的轴承，例如，生产量不少于5000个轴承。采用这种方法，第一步是制造模型轴承。如上面已描述过的和下面要详细描述的那样，可用数种方法制造模型轴承，但最好采用加工一般厚壁管或类似的圆筒形轴颈件的方法。大量生产时，常用车床在园筒形轴颈件上加工出平面和环形槽，用铣床加工出轴向和径向孔加工较小的园筒形轴颈件时，通常更适于采用如水射切割、激光和金属丝放电切割等加工技术。然而不论采用任何加工技术，为加工出大的沟槽，都须要轴颈件作转动并被铣削加工。
制造出模型轴承后，须要对轴承进行测试，以确定轴承是否达到予期的效果。根据测试结果，有必要改变或改进模型轴承，以便得到满意的结果。
一经获得令人满意的模型轴承，就可用橡胶制造模型轴承的模子。通常，该步骤包括将模型轴承包容在熔融的橡胶中，并使橡胶硬化，以便形成模型轴承的橡胶模子。然后将包容模型轴承的橡胶剖开，取出模型轴承，便得到了部分的橡胶模子。
一经得到橡胶模子，便可用它制造腊铸件。该步骤一般包括将熔融的腊注入橡胶模子中，并使腊硬化，以便制成轴承的腊铸件。
得到腊铸件后，可用它制造石膏模子，该步骤一般包括将腊铸件包容在石膏中，使石膏在腊铸件周围变硬，以便制成石膏模子。
然后可用石膏模子制造轴承。具体地说，将熔化的轴承材料例如青铜注入石膏模子中，以便熔化并置换石膏模子中的腊铸件。这样，石膏模子中充注了熔化的轴承材料，将熔化的腊从石膏模子中置换出来。
熔化的轴承材料变硬后，将石膏模子从轴承周围取下来，于是制出了轴承。
因为这种制造方法包括损失腊铸件，所以称为熔模铸造法或失模铸造法。
虽然上述的熔模铸造或失模铸造法要损失腊铸件，且制造橡胶和石膏模子又是高强度的劳动，但已证实当须要中批量生产特殊轴承时，例如少于5000件，这是合算的。由于用这种方法制造的模子必须要用注射成型或粉末金属铸造法制造的复杂模子便宜得多，所以这种用于较少量轴承的生产方法是有成本效率的。
如上所述，本发明生产轴承的熔模铸造法的第一步，实际上也是任何生产轴承的方法的第一步，是制造模型轴承。根据本发明的另一方面，较复杂的径向和止推轴承可以用简单的制造技术生产。类似的技术可用于生产止推和径向轴承。
考虑到上述内容，相信已充分公开了采用电火花加工和机加工制造单个径向轴承的方法。并认为对这种方法的描述表明可制造本发明的较复杂形状的轴承。
每个轴承最初都呈具有图11A和11B所示柱状孔的柱状毛坯的形状。然后对毛坯进行加工，使其具有如图12A和12O所示的径向润滑液槽。对某些轴承，须要在毛坯上再加工出端槽，它们同心地位于图13和13B中所示轴承的径向地面上。设置这些端槽的目的是使轴承易于偏转。图13A和13O所示的槽是圆柱形。图14A和14B所示的槽是园锥形的。下面将证实，由于支承梁呈倾斜状态，这种轴承的偏转特性得到改善。在这种情况下，最好如图14A所示，各支承梁沿收缩在最接近轴的中心线的一点的直线倾斜。这确保通过在整个系统中形成一个作用中心，使挠性在轴的中心发生，以便使轴瓦随轴的不同轴度进行调整。实质上，加工成锥形的支承梁使轴承以类似于球轴承的方式起作用，即把支承力汇集于一点，轴可以在各个方向上绕着这点摆动，以便校正不同轴度。图14A的箭头表示轴瓦偏转的各作用线。
具有如图12A和14A所示类型的模截面的轴承在保存动压流体方面特别有效。这是因为轴瓦的端部分被支承而中央部分没被直接支承。采用这种结构，应这样支承轴承瓦块，使其受载荷作用变形，造成保存流体的凹槽，即轴瓦的中央部分径向向外偏转。这大大减少了流体的泄漏，自然，形成槽的大小取决于轴瓦和支承结构的相对尺寸关系。要得到较大的流体保存槽，可使用较薄的轴瓦表面，使轴瓦在其轴向的端部受支承。
如图12A和12B、图13A和13B或图14A和14B所示。在将圆柱毛坯进行适当机加工后，沿着被加工过的毛坯的径向端面形成了径向和/或周向沟或槽，以构成轴瓦，梁支承和壳体。图14C和14D表示在图14A和14B的加工过的毛坯上形成的沟槽。当制造少量轴承或模型轴承用来作为模子的结构时，最好用电火花加工或激光技术来形成切缝或缝隙。可用普通机床如车床或类似机械加工园柱毛坯以得到图12A和12B、图13A和13B、图14A和14B所示的外形或类似的形状。
虽然上面的描述具体针对径向轴承，但其原理恰好适用于止推轴承。例如通过在一段厚壁管上加工出径向向内和向外的槽，端槽，轴向孔、径向切缝和沟槽，以构成轴承瓦块和支承结构，便可制成图15-18所示的止推轴承。
本发明轴承的运转特性由与轴瓦和通过在加工过的毛坯上形成的孔和切缝或缝隙限定的支承结构有关的形状、尺寸、位置和材料特性所决定的。这些参数主要由在与被加工过的毛坯的形状有关的轴承上形成的径向环形孔、切缝或缝隙的尺寸和位置确定。被加工过的毛坯已事先加工有孔或缝隙，以便作为轴承毛坯。
如上所述，虽然本发明的轴承结构参照加工方法很容易理解，但要大量制造最好采用本发明的熔模铸造方法;采用注射成型、铸造、粉末金属、压铸，挤出成型或类似方法大规模生产，本发明的轴承则更经济。
用管形柱状毛坯挤出成型大量轴承时，在挤出成型前，可沿管形柱状毛坯的长度方向加工出图12A和12B所示的径向润滑流体槽。然而如果须要在轴承上形成端槽，可从挤出的和加工过的毛坯上切下单独的轴承，再单独进行加工。因此，当要求轴承具有端槽以提高转动挠性时，挤出成型可能不是制造这种轴承的最好方法。
权利要求
1.一种密封的流体动压轴承，该轴承包括一个密封的壳体，它具有一个静止的壳体部分。一个转动的壳体部分，和若干个用于在静止的壳体部分和转动的壳体部分之间提供流体密封的密封结构，以密封壳体的内部一个被固定安装到静止壳体部分内的流体动压轴承，其包括一个整体的圆筒形件，它具有一个径向内表面，一个径向外表面和两个轴向平面，所说的圆筒形件在其轴向平面上形成若干个径向切缝和至少一个从径向内表面上形成若干个径向切缝和至少一个从径向内表面径向向外延伸的圆筒形槽及一个径向外表面的径向向内延伸的圆筒形槽，所说的径向切缝和圆筒形槽一起限定出若干个在圆周方向相互隔开的轴瓦和一个整体支承结构，它至少包括一个梁状件，该梁状件支承每一个瓦块，其中，每个瓦块包括在圆周方向延伸的和在径向延伸的边缘及一个轴向的与轴接触的外表面，每个瓦块的一个径向延伸的边缘都包括一个前边缘，每个瓦块的另一个径向延伸的边缘都包括一个后边缘，瓦块的外表面适于承受摩擦力和压力对其的作用，以便相对支承件摆动，从而使瓦块表面的前边缘和后边缘发生偏转，形成渐缩的楔形空间。
2.按权利要求1的密封流体动压轴承，其特征在于每个密封结构都包括受磁场影响的铁磁流体，以便在静止壳体部分和转动壳体部分之间形成流体屏障。
3.按照权利要求2的密封流体动压轴承，其特征在于静止的壳体部分有两个轴向端，每个轴向端都有一个处于径向最里面的边缘，可转支的壳体部分有两个轴向端，每一个轴向端都具有一个径向最外面的表面，可转动的壳体部分的两端的径向上最外面的表面与静止的壳体部分的两端的径向上最外面的表面与静止的壳体部分的两端的径向上最里面的表面间留有空间，以便在密封的壳体的相应的两个轴向端限定出径向间隙。若干个密封结构具有一个磁铁，该磁铁位于静止壳体部分两端的径向上最里面的边缘和转动壳体部分两端的径向上最外面的边缘中的一个边缘上，铁磁流体事实上充入所说的径向间隙，磁铁产生的磁场使所说的铁磁流体横跨所说的径向间隙形成流体屏障。
4.一种密封流体的动压轴承，该轴承包括一个密封的壳体，它具有一个静止的壳体部分，一个转动的壳体部分，若干个在静止壳体部分和转动壳体部分之间提供流体密封的密封结构用以密封壳体的内部;一个被固定安装到静止壳体部分内的流体的压轴承，该流体动压轴承包括一个圆筒形轴颈件，它具有一个园柱孔和若干个在该轴颈件上形成的径向切缝和圆筒形槽，所说的孔和所说的切缝限定了若干个径向相互隔开的轴瓦装置，有一个整体支承机构用于支承每一个所说的轴瓦块;所说的瓦块装置中的每一个瓦块都包括一个基本上是平的载荷接触部分，整体支承结构至少包括若干个梁状件中的一个和一个至少具有与所说的若干个梁状件中的一个和一个至少具有与所说的若干个轴承瓦块表面基本上平行延伸的部分隔板，所说的表面部分具有一个载荷接触表面，以便运转着地支承所说轴的相对着的转动部分，所说的表面部分适于承受摩擦力和压力对所说的载荷接触表面的作用，以便相对于轴的轴向部分移动形成一渐缩的楔形去运转着地支承轴承系统中所说的轴部分，所说的支承结构支承，这些瓦块至少可作轴向偏转和扭转。
5.按权利要求4中的密封流体动压轴承，其特征在于每个密封结构包括受磁场影响的铁磁流体，以便在静止的壳体部分和转动的壳体部分之间形成流体屏障。
6.按照权利要求4的密封流体动压轴承，其特征在于一静止的壳体部分有四个轴向端，每个轴向端都具有一个径向上最里面的边缘，转动的壳体部分有两个轴向端，每个轴向端都具有一个径向上最外面的表面，转动的壳体部分两端的径向上最外面的表面与静止的壳体部分两端的径向上最里面的表面间留有空间，以便在密封的壳体的相应的两个轴向端限定出径向间隙。若干个密封结构具有一个磁铁，该磁铁位于静止壳体部分两端的径向上最里面的边缘和转动壳体部分的两端的径向上最外面的边缘中的一个边缘上，铁磁流体事实充入所说的径向间隙，磁铁产生的磁场便所说的铁磁流体横跨所说的径向间隙形成流体屏障。
7.一种密封的流体动压轴承，该轴承包括一个密封的壳体，它具有一个静止的壳体部分;一个转动的壳体部分;若干个用于在静止的壳体部分和转动的壳体部分之间提供流体密封的密封结构，以密封壳体的内部，和一个被安装固定到静止壳体部分和转动壳体部分之一内的流体动压轴承，该流体动压轴承包括一个整体圆筒体，它具有一个中心孔，所说的圆筒体具有若干个径向切口和若干个沟槽，以便限定若干个相互隔开的轴瓦，所说的每个轴瓦都支承在一个挠性隔板上，所说的挠性隔板可使瓦块在任一方向上摆动，以便形成最佳的楔形空间，所说的隔板至少在一个方向上提供流体阻尼。
8.按权利要求7的密封的流体动压轴承，其特征在于每个密封结构都包括受磁场影响的铁磁流体，以便在静止的壳体部分和转动的壳体部分之间形成流体屏障。
9.按权利要求7的密封的流体动压轴承，其特征在于静止的壳体部分有两上轴向端，每个轴向端都具有一个径向最里面的边缘，转动的壳体部分有两个轴向端，每个轴向端都具有一个径向上最外面的表面，转动的壳体部分的两端的径向上最外面的表面与静止的壳体部分的两端的径向上最里面的表面间留有空间，必须在密封壳体相应的两上轴向端限定出径向间隙。若干个密封结构具有一个磁铁，该磁铁位于静止的壳体部分的两端的径向上最里面的边缘和转动壳体部分两端的径向上最外面的边缘中的一个边缘上，铁磁流体事实上充入所说的径向间隙，磁铁产生的磁场使所说的铁磁流体横跨所说的径向间隙形成流体屏障。
10.一种密封的流体动压轴承，该轴承包括一个密封的壳体，它具有一个静止的壳体部分;一个转动的壳体部分;若干个用于在静止壳体部分和转动壳体部分之间提供流体密封的密封结构，以密封壳体的内部;一个被固定安装到静止壳体部分和转动壳体部分之一内的流体动压轴承，该流体动压轴承包括若干个相互隔开的轴瓦，每个轴瓦具有一个前边缘，一个后边缘和在所说的前边缘和后边缘之间延伸的瓦块表面;一个支承结构，它具有若干个梁状支承件和至少一个梁支承件，每个梁状支承件都与一个轴承瓦块隔开，一个支柱部分将所说的轴瓦连到梁状件上，并支承所说的轴瓦以便使轴承瓦块可相对梁状件作摆动;并且有一个梁支承件，所说的梁状件支承在所说的梁支承件以便使梁状件相对于梁支承件摆动。
11.按照权利要求10的密封的流体动压轴承其特征在于、每个密封结构都具有受磁场影响的铁磁流体，以便在静止的壳体部分和转动的壳体部分之间形成流体屏障。
12.按照权利要求10的密封的流体动压轴承，其特征在于静止的壳体部分有两上轴向端，每个轴向端都具有一个径向上最里面的边缘，转动的壳体部分有两个轴向端，每个轴向端都具有一个径向上最外面的表面，转动的壳体部分的两端的径向上最外面的表面与静止的壳体部分的两端的径向上最里面的表面间留有空间，以便在密封壳体相应的两上轴向端限定出径向间隙。若干个密封结构具有一个磁铁，该磁铁位于静止的壳体部分的两端径向上最里面的边缘和转动壳体部分两端径向上最外面的边缘中的一个边缘上，铁磁流体事实上充入所说的径向间隙，磁铁产生的磁场使所说的铁磁流体横跨所说的径向间隙形成流体屏障。
13.一种密封的流体动压轴承，该轴承包括一个密封的壳体，它具有一个静止的壳体部分;一个转动的壳体部分;一个在静止的壳体部分和转动的壳体部分之间提供流体密封的密封装置，以便密封壳体的内部。一个被固定安装到静止壳体部分内的流体动压轴承，其包括若干个在周围方向相互隔开的轴瓦，每个所轴瓦都具有一个前边缘，一个后边缘和一个与轴接触的轴承表面，一个用于支承每个轴瓦的整体支承结构，用该支承结构支承瓦块，可使瓦块以最佳形式作具有六个自由度的摆动，以便在正常载荷下瓦块的后边缘向轴部分偏转，每个瓦块的前边缘向离开轴部分的方向偏转，这样后边缘比前边缘更接近轴部分。
14.按照权利要求13的密封的流体动压轴承，其特征在于轴瓦与所说的支承结构是一体的。
15.一种密封的流体动压轴承，该轴承包括一个密封的壳体，它具有一个静止的壳全部分;一个可转动的壳体部分;一个在静止的壳体部分和可转动的壳体部分之间提供流体密封，以便密封壳体内部的密封装置;一个被固定安装在静止的壳体部分和可转动的壳体部分之一内的流体动压轴承，该流体动压轴承包括若干个相互隔开的轴瓦，轴瓦具有一个前边缘，一个后边缘和在前边缘和后边缘之间延伸的轴承表面，每个轴瓦都用一个整体支承结构支承，以便作六个自由度的摆动，所说的支承结构支承轴瓦，以便轴瓦具有预定的刚度，在轴瓦表面和轴部分之间有流体膜，流体膜具有特有的刚度，流体膜的刚度大于轴承瓦块的刚度，因此随着轴部分的转动，流体膜使轴瓦偏转。
16.按权利要求15的密封的流体动压轴承其特征在于每个密封结构都具有受磁场影响的铁磁流体，以便在静止的壳体部分和转动的壳体部分之间形成流体屏障。
17.按照权利要求15的密封的流体动压轴承，其特征在于静止的壳体部分有两上轴向端，每个轴向端都具有一个径向上最里面的边缘，可转动的壳体部分也有两个轴向端，每个轴向端都具有一个径向上最外面的平面，可转动的壳体部分的径向上的最外面平面与静止的壳体部分的径向上最里面的平面间留有间隙，以便在密封的壳体的相应的两上轴向端限定出径向间隙;若干个密封结构具有一磁铁，该磁体位于静止的壳体部分的两端的径向上最里面的边缘和可转动的壳体部分两端的径向上最外面的边缘中的一个边缘上，铁磁流体事实上充入所说的径向间隙，磁铁产生的磁场使所说的铁磁流体横跨所说的径向间隙形成流体屏障。
18.一种密封的流体动压轴承，该轴承包括一个密封的壳体，它具有一个静止的壳体部分;一个可转动的壳体部分;一个在静止的壳体部分和可转动的壳体部分之间提供流体密封，以便密封壳体内部的密封装置;一个被固定安装到静止的壳体部分内的流体动压轴承，该流体动压轴承包括若干个在一个轴周围相互隔开的轴瓦，每个轴瓦都具有一个基本上是平的轴支承瓦块表面，该瓦块表面位于一个基本上与轴心线垂直的平面上，瓦块在轴心线的周围相互隔开;至少有一瓦块支承梁支承每一个轴支承瓦块，每一个支承梁向离开轴瓦表面且平行于轴心线的方向模向延伸;在至少一个梁支承件处，所说的梁支承件具有若干个梁中的一个及一个板，用所说的梁支承件支承每一个瓦块支承梁，使瓦块支承梁以六个自由度摆动，以便在正常载荷下形成最佳流体动力楔;用副支承梁支承件使梁以六个自由度摆动，以便在正常载荷下形成最佳流体动力楔。
19.按权利要求18的密封流体动压轴承，其特征在于每个密封结构都具有受磁场影响的铁磁流体，以便在静止的壳体部分和可转动的壳体部分之间形成流体屏障。
20.按权利要求18的密封流体动压轴承，其特征在于静止的壳体部分有两上轴向端，每个轴向端都具有一个径向上最里面的边缘，可转动的壳体部分也有两个轴向端，每个轴向端都具有一个径向上最外面的平面，可转动的壳体部分的两端的径向上最外面的表面与静止的壳体部分的两端的径向上最里面的表面间留有空间，以便在密封的壳体的相应的两上轴向端限定出径向间隙;若干个密封结构具有一磁铁，该磁铁位于静止的壳体部分的两端的径向上最里面的边缘和可转动的壳体部分的两端的径向上最外面的边缘中的一个边缘上，铁磁流体事实上充入所说的径向间隙，磁铁产生的磁场使所说铁磁流体横跨所说的径向间隙形成流体屏障。
21.一种用于支承转轴的整体轴承，该轴承具有若干个轴瓦块;一个轴瓦块以六个自由度摆动，以便先择负载下形成流体动压楔的最佳条件;有至少一个压电元件，和一个将电流供给压电元件，使压电元件的形状发生变化的电源装置，安装在压电元件的位置要使得在它改变形状时，至少一个轴瓦块和支承结构的方位发生变化。
22.按权利要求21的整体轴承，其特征在于，瓦块支承结构具有第一支承部分，第二支承部分和第三支承部分。
23.一个可转动的壳体部分;一个在静止的壳体部分和可转动的壳体部分之间提供流体密封，以便密封壳体内部的密封装置;一个被固定安装在静止的壳体部分和可转动的壳体部分之一内的流体动压轴承，该流体动压轴承包括若干个轴承瓦块和用于支承这些轴承瓦块使其以六个自由度摆动的支承结构;和至少一个压电元件，它具有可选择地改变形状的形状，将压电元件安装在当它的形状改变时，至少有一个轴承瓦块和支承结构的方位发生变化的位置。
24.按权利要求23的流体动压轴承，其特征在于，每个密封结构都包括受磁场影响的铁磁流体，以便在静止的壳体部分和可转动的壳体部分之间形成流体屏障。
25.按权利要求23的流体动压轴承，其特征在于，静止的壳体部分有两个轴向端，每个轴向端都具有一个径向上最里面的边缘，可转动的壳体部分也有两个轴向端，每个轴向端都具有一个径向上最外面的表面，可转动的壳体部分的两端的径向上最外面的表面与静止的壳体部分的两端的径向上最里面的表面间留有空间，以便在密封的壳体的相应的两个轴向端限定出径向间隙;若干个密封结构具有一个磁铁，该磁铁位于静止的壳体部分的两端的径向上最里面的边缘和可转动的壳体部分的两端的径向上最外面的边缘中的一个边缘上，铁磁流体事实上充入所说的径向间隙，磁铁产生的磁场使所说的铁磁流体横跨所说的径向间隙形成流体屏障。
26.一种密封的流体动压轴承，该轴承包括一个密封的壳体，它具有一个静止的壳体部分;一个可转动的壳体部分;一个在静止的壳体部分和可转动的壳体部分之间提供流体密封，以便密封壳体内部的密封装置;一个被固定安装到可转动的壳体部分和静止的壳体部分之一内的流体动压轴承，该流体动压轴承包括具有若干个在园周方向相互隔开的轴承瓦块和一个轴承瓦块支承结构的轴承;轴承瓦块支承结构包括至少一个支承所说的若干个轴承瓦块中的每一个轴承瓦块的梁件;一个支承每个第一梁件的连续的板和若干个支承这个连续的板的梁。
27.按权利要求26的密封的流体动压轴承，其特征在于，还具有至少一个压电元件，该压电元件的形状可以改变，将该压电元件安装在当它的形状改变时，至少有一个轴承瓦块的方位发生变化的地方。
28.按权利要求26的密封的流体动压轴承，其特征在于，每个密封结构都包括受磁场影响的铁磁流体，以便在静止的壳体部分和可转动的壳体部分间形成流体屏障。
29.按权利要求26的密封的流体动压轴承，其特征在于，静止的壳体部分有两个轴向端，每个轴向端都具有一个径向上最里面的边缘，可转动的壳体部分也有两个轴向端，每个轴向端都有一个径向上最外面的表面，可转动的壳体部分的两端的径向上最外面的表面与静止的壳体部分的两端的径向上最里面的表面间留有空间，以便在密封的壳体的相应的两个轴向端限定出径向间隙;若干个密封结构具有一个磁铁，该磁铁位于静止的壳体部分的两端的径向上最里面的边缘和可转动的壳体部分的径向上最外面的边缘中的一个边缘上，铁磁流体事实上充入所说的径向间隙，磁铁产生的磁场使所说的铁磁流体横跨所说的径向间隙形成流体屏障。
30.一种密封的流体动压轴承，该轴承包括一个密封的壳体，它具有一个静止的壳体部分;一个可转动的壳体部分;一个在静止的壳体部分和可转动的壳体部分之间提供流体密封，以便密封壳体内部的密封装置;一个被固定安装到静止的壳体部分内的流体动压轴承，该流体动压轴承包括若干个在园周方向相互隔开的轴承瓦块和一个轴承瓦块支承结构;轴承瓦块支承结构包括若干个第一梁件，每一个第一梁件都支承所说的若干个轴承瓦块中的一个瓦块;若干个第二梁件，每个第二梁件都支承一个第一梁件，和至少一个支承若干个第二梁件的支承件。
31.一种密封的流体动压轴承，该轴承包括一个密封的壳体，它具有一个静止的壳体部分;一个可转动的壳体部分;若干个在静止的壳体部分和可转动的壳体部分之间提供流动密封，以便密封壳体内部的密封结构;若干个固定安装到静止的壳体部分内的轴承瓦块，每个轴承瓦块都具有一个瓦块表面，一个第一支承部分，一个第二支承部分和一个第三支承部分。
32.按权利要求31的流体动压轴承，其特征在于，第一支承部分是一个中空的截锥形状的件。
33.按权利要求31的流体动压轴承，其特征在于，第一支承部分具有若干个向位于瓦块表面上方的一点会聚的倾锥状支腿。
34.按权利要求31的流体动压轴承，其特征在于，每个密封结构都包括受磁场影响的铁磁流体，以便在静止的壳体部分和可转动的壳体部分之间形成流体屏障。
35.按权利要求31的流体动压轴承，其特征在于，静止的壳体部分有两个轴向端，每个轴向端具有一个径向上最里面的边缘，可转动的壳体部分也有两个轴向端，每个轴向端具有一个径向上最外面的表面，可转动的壳体部分的两端的径向上最外面的表面与静止的壳体部分的两端的径向上最里面的表面间留有空间，以便在密封的壳体的相应的两个轴向端限定出径向空间;若干个密封结构具有一个磁铁，该磁铁位于端上的壳体部分的两端的径向上最里面的边缘和可转动的壳体部分的两端的径向上最外的边缘中的一个边缘上，铁磁流体事实上充入所说的径向间隙，磁铁产生的磁场使所说的铁磁流体横跨所说的径向间隙形成流体屏障。
全文摘要
流体动压止推、轴颈或径向止推组合轴承，安装在密封的壳体部件中，例如，可用这种轴承代替有滚动件的轴承。该轴承即可安装在轴上，也可安装在壳体内。如果被安装在转动的轴上，则轴瓦可相对平滑支承表面摆动。该轴承具有轴瓦结构，该结构可改变形状并在任何方向(六个自由度)摆动，以便为流体动压运转，平衡作用在止推轴承中轴瓦的载荷和调节轴的不同轴度选择一最佳渐缩的流体楔。
文档编号F16C32/06GK1062406SQ9110891
公开日1992年7月1日 申请日期1991年8月6日 优先权日1990年8月6日
发明者罗素·D·艾迪 申请人:罗素·D·艾迪