能产生分布式热楔形动压润滑的滑动轴承

摘要

本发明公开了一种能产生分布式热楔形动压润滑的滑动轴承。包括轴承基座、多个圆形支柱和轴瓦；对于径向滑动轴承，轴承基座和轴瓦之间通过多个圆形支柱连接，多个圆形支柱在轴瓦外表面呈圆周分布；对于推力滑动轴承，轴承基座上加工有均匀分布的圆孔，孔内安装有圆形支柱，轴瓦固定在轴承基座与圆形支柱表面。本发明利用轴承工作过程中产生的摩擦热致使圆形支柱产生热膨胀，挤压轴瓦，致使轴瓦表面产生凸起，与轴颈表面形成多个楔形收敛间隙，从而增强动压润滑效果，提高轴承的承载能力和使用寿命；圆形支柱受热膨胀时，轴瓦表面形成均匀分布的凸起；楔形收敛间隙可实现左右两方向润滑，增大轴承适用范围。

说明书

技术领域

本发明涉及一种动压润滑滑动轴承，尤其是涉及一种能产生分布式热楔形动压润滑的滑动轴承。

背景技术

滑动轴承在流体动力润滑条件下，轴颈表面与轴瓦表面被润滑油分开，从而不会直接接触，这样可以极大的减少两表面间的摩擦和磨损。滑动轴承形成流体动力润滑的条件之一是轴颈表面与轴瓦表面需要形成楔形收敛间隙。滑动轴承润滑的雷诺方程，如（1）式所示。在现有的一般滑动轴承中，轴颈与轴瓦之间只能形成一个或少数个楔形收敛间隙，动力润滑效果有限，轴承摩擦阻力大，磨损快，轴承寿命短。通过增加两表面间楔形收敛间隙个数，能提高流体动力润滑效果，从而提高轴承的承载能力和使用寿命。

$>\frac{1}{R}\frac{\partial }{\partial \theta }\left({\phi }_x\frac{\rho h^3}{\mathrm{\mu R}}\frac{\partial P}{\partial \theta }\right)+\frac{\partial }{\partial z}\left({\phi }_y\frac{\rho h^3}{\mu }\frac{\partial P}{\partial z}\right)=6\omega \frac{\partial \left({\phi }_u\mathrm{\rho h}\right)}{\partial \theta }---\left(1\right)$>

$>\mathrm{Elord}:{\phi }_x=1+3{\left(\frac{\sigma }{h}\right)}^2\frac{{\gamma }^2-2-\frac{6\gamma }{\pi }\ln \gamma }{{\gamma }^2+1}$>

$>\mathrm{Tripp}:{\phi }_x=1+3{\left(\frac{\sigma }{h}\right)}^2\frac{\gamma -2}{\gamma +1}$>

$>\mathrm{Tonder}:{\phi }_x=1+3{\left(\frac{\sigma }{h}\right)}^2\frac{{\gamma }^2-2}{{\gamma }^2+1}$>

φ_y＝φ_x(1/γ)

$>{\phi }_u=1-3{\left(\frac{\sigma }{h}\right)}^2\frac{1}{{\gamma }^2+1}$>

式（1）中，θ—圆周方向角坐标；z—轴向坐标；r—径向坐标；h—油膜厚度；R—轴颈半径；P—油膜压力；ρ—润滑油密度；μ—润滑油动力粘度；ω—轴颈角速度；φ_x与φ_y分别为圆周方向和轴向的压力流量因子；φ_u为圆周方向剪切流量因子。

发明内容

为了解决背景技术中摩擦阻力大、磨损快的问题，本发明的目的在于提供一种能产生分布式热楔形动压润滑的滑动轴承。

本发明采用的技术方案是：

一、一种能产生分布式热楔形动压润滑的滑动轴承：

本发明包括轴承基座、直径相同的多个圆形支柱和轴瓦；轴承基座和轴瓦之间通过多个圆形支柱连接，多个圆形支柱在轴瓦外表面以呈圆周分布，轴颈与轴瓦内表面之间充满润滑剂。

所述多个圆形支柱在轴瓦外表面呈圆周分布，其圆形支柱的轴线通过轴瓦圆心呈等圆心角分布，其分布为单排或双排形式。

二、另一种能产生分布式热楔形动压润滑的滑动轴承：

本发明包括轴承基座、直径相同的多个圆形支柱和轴瓦；轴承基座上开有均匀分布的直径相同的圆孔，每个圆孔内均安装有圆形支柱，轴瓦固定在轴承基座与圆形支柱表面，轴瓦与轴径表面之间充满润滑剂。

所述轴承基座上开有均匀分布的直径相同的圆孔，其圆孔中心轴线为旋转中心呈圆周分布，圆孔轴线与轴承中心轴线平行。

以上两种滑动轴承的圆形支柱均采用热膨胀和导热率较大的铜材料，为HSn62-1、HFe59-1-1或QMn5；圆柱体直径为5～20mm，圆形支柱数量为6～500个。

本发明具有的有益效果是：

1、本发明利用轴承工作过程中产生的摩擦热致使圆形支柱产生热膨胀，挤压轴瓦，导致轴瓦表面产生凸起，能与轴颈表面形成多个楔形收敛间隙，增强动压润滑效果，从而提高轴承的承载能力和使用寿命。

2、对于径向滑动轴承，圆形支柱在轴瓦外表面呈圆周分布，圆形支柱受热膨胀时，轴瓦内表面能形成呈圆周分布的凸起，与轴颈表面形成呈圆周分布的收敛间隙，增强轴承的动压润滑承载能力。

3、对于推力滑动轴承，轴承基体内的圆形支柱受热膨胀，使轴瓦表面产生呈圆周分布的凸起，凸起与凸起之间，凸起与轴颈之间形成收敛间隙。

4、楔形收敛间隙可实现轴承左右两方向润滑，增大轴承适用范围。

附图说明

图1是分布式热楔形动压润滑径向滑动轴承工作时的结构示意图。

图2是分布式热楔形动压润滑推力滑动轴承工作时的剖视图。

图3是分布式楔形动压润滑径向滑动轴承工作前的三维图。

图4是分布式楔形动压润滑径向滑动轴承工作时的三维图。

图5是双排圆形支柱径向滑动轴承的三维图。

图6是分布式热楔形动压润滑推力滑动轴承三维图。

其中：1、径向滑动轴承轴承基座，2、径向滑动轴承圆形支柱，3、径向滑动轴承轴瓦，4、凸起，5、润滑剂，6、径向滑动轴承轴颈，7、推力滑动轴承轴颈，8、推力滑动轴承轴瓦，9、推力滑动轴承圆形支柱，10、推力滑动轴承轴承基座。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，是一种分布式热楔形动压润滑径向滑动轴承工作时的结构示意图。分布式热楔形动压润滑径向滑动轴承，包括径向滑动轴承轴承基座1、尺寸相同的多个径向滑动轴承圆形支柱2和径向滑动轴承轴瓦3；径向滑动轴承轴承基座1和径向滑动轴承轴瓦3之间通过多个圆形支柱2连接，多个圆形支柱2在轴瓦3外表面呈圆周分布，即多个径向滑动轴承圆形支柱2的轴线通过径向滑动轴承轴瓦3圆心呈等圆心角分布，径向滑动轴承轴颈6与径向滑动轴承轴瓦3内表面之间充满润滑剂5。

所述多个径向滑动轴承圆形支柱2在径向滑动轴承轴瓦3外表面呈圆周分布，其径向滑动轴承圆形支柱2的轴线通过径向滑动轴承轴瓦3圆心呈等圆心角分布，其分布为单排或双排形式，如图5所示为双排形式。

如图2所示，是另一种分布式热楔形动压润滑径向滑动轴承工作时的结构示意图。分布式热楔形动压润滑推力滑动轴承，包括推力滑动轴承轴瓦8、推力滑动轴承圆形支柱9和推力滑动轴承轴承基座10，推力滑动轴承轴承基座10上开有尺寸相同均匀分布的圆孔，圆孔轴线与轴承中心轴线平行，孔内安装有推力滑动轴承圆形支柱9，推力滑动轴承轴瓦8固定在推力滑动轴承轴承基座10与推力滑动轴承圆形支柱9表面上，推力滑动轴承轴瓦8与推力滑动轴承轴径7表面之间充满润滑剂

所述推力滑动轴承轴承基座10上开有均匀分布的直径相同的圆孔，其圆孔中心轴线为旋转中心呈圆周分布，圆孔轴线与推力滑动轴承中心轴线平行。

以上两种滑动轴承的圆形支柱均采用热膨胀和导热率较大的铜材料，为HSn62-1、HFe59-1-1或QMn5；圆柱体直径为5～20mm，圆形支柱数量为6～500个。

如图3所示，是分布式热楔形动压润滑径向滑动轴承工作前的三维图，径向滑动轴承轴瓦内表面为圆弧表面，径向滑动轴承圆形支柱2的作用是支撑径向滑动轴承轴瓦3。

如图4所示，是分布式热楔形动压润滑径向滑动轴承工作时的三维图，在径向滑动轴承轴瓦内表面圆周方向分布着一系列凸起4，这些凸起4与径向滑动轴承轴颈6表面形成多个楔形收敛间隙。

如图5所示，是双排圆形支柱径向滑动轴承的三维图，所述的径向滑动轴承可采用双排圆形支柱支撑轴承轴瓦，这样能获得更好的动压润滑效果。

如图6所示，是分布式热楔形动压润滑推力滑动轴承工作时三维图，推力轴承工作时轴瓦表面产生呈圆周分布的凸起，由四块推力滑动轴承轴瓦构成。

滑动轴承工作时能产生大量摩擦热，这些摩擦热通过润滑剂、轴瓦传递给圆形支柱，使圆形支柱受热膨胀，产生轴向伸长，圆形支柱挤压轴瓦，使轴瓦表面形成一系列凸起，这些凸起与转动的轴颈、润滑剂构成流体动压润滑条件，并且形成了多个楔形收敛间隙，极好的提高了轴承动压润滑效果，从而提高轴承的承载能力和使用寿命。

本发明的工作原理是：

在一般的滑动轴承中，轴颈与轴瓦间一般只形成一个或少数个楔形收敛间隙，动压润滑效果有限，限制了轴承的承载能力，同时也降低了轴承的使用寿命。在径向滑动轴承中通过在轴瓦与轴承基座间增加一系列圆形支柱，连接轴瓦与轴承基座，在推力滑动轴承轴承基座上加工均匀分布的圆孔，圆孔内安放有圆形支柱，轴瓦固定在轴承基座与圆形支柱表面，再利用轴承运行过程中产生的摩擦热使圆形支柱产生热变形伸长，挤压轴瓦，在轴瓦内表面形成呈圆周分布的凸起，这些凸起与轴颈形成多个楔形收敛间隙，形成多个动压润滑区间，提高动力润滑效果，从而提高轴承使用寿命和承载能力，形成的楔形收敛间隙可实现左右两方向润滑，提高轴承适用范围。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。