新型節(jié)能向心滑動(dòng)軸承的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種新型節(jié)能向心滑動(dòng)軸承，由軸與軸承襯套孔或軸承座孔的配合形成；在軸承收斂楔形孔隙的入口區(qū)的軸承襯套孔壁或軸承座孔壁上涂覆以薄層材料；經(jīng)過(guò)表面處理的軸承襯套孔壁或軸承座孔壁與軸配對(duì)，在軸承襯套孔壁或軸承座孔壁與軸形成的間隙中充滿潤(rùn)滑油。本發(fā)明運(yùn)用界面滑移技術(shù)，采用表面涂層方法設(shè)計(jì)出新型節(jié)能向心滑動(dòng)軸承，具有更大的承載量、更低的摩擦系數(shù)和優(yōu)良的節(jié)能性能。相比于傳統(tǒng)的無(wú)界面滑移的向心滑動(dòng)軸承，本發(fā)明軸承不僅在承載能力上得到顯著提高，還在減摩和節(jié)能性能上得到顯著改善，具有重要應(yīng)用價(jià)值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】新型節(jié)能向心滑動(dòng)軸承

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種新型節(jié)能向心滑動(dòng)軸承。

【背景技術(shù)】
[0002] 軸承是用來(lái)支承軸類(lèi)零件的重要機(jī)械部件，分滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承兩種。對(duì)于軸 承有以下主要性能要求：支承精度、支承剛度、低摩擦系數(shù)和耐磨損。這就要求軸承是一種 很精密的機(jī)械部件，還要求它有足夠大的承載能力。為了達(dá)到好的減摩和耐磨性能，還需要 軸承具有較好的潤(rùn)滑性能。
[0003] 發(fā)展至今，雖然軸承技術(shù)比較成熟，但均建立在傳統(tǒng)的潤(rùn)滑理論基礎(chǔ)上。目前，滾 動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承各應(yīng)用于不同場(chǎng)合，各有其優(yōu)勢(shì)。由于本發(fā)明涉及的是滑動(dòng)軸承，現(xiàn)將現(xiàn) 有滑動(dòng)軸承類(lèi)型和技術(shù)歸納如下： 從潤(rùn)滑機(jī)理上，滑動(dòng)軸承分為混合摩擦滑動(dòng)軸承和流體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承兩種。前者依靠 邊界吸附膜和流體動(dòng)壓效應(yīng)實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑，用于低速、輕載和不重要場(chǎng)合；后者依靠流體膜實(shí)現(xiàn) 潤(rùn)滑，用于重要場(chǎng)合，應(yīng)用更為廣泛。
[0004] 流體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承是滑動(dòng)軸承的主體，又分為流體動(dòng)壓潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承和流體靜壓 潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承兩種。流體靜壓潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承依靠外界液壓系統(tǒng)供油，靠油壓支承載荷，靠液 壓油進(jìn)行潤(rùn)滑，制造精度高、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、成本較高，用于要求支承剛度大、支承精度高和承 載能力大的重要場(chǎng)合。
[0005] 流體動(dòng)壓潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承依靠流體動(dòng)壓效應(yīng)實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑，具有結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、成本較低、 性能較好的優(yōu)點(diǎn)，是一種應(yīng)用更為廣泛和常見(jiàn)的滑動(dòng)軸承。它又分為流體動(dòng)壓潤(rùn)滑向心滑 動(dòng)軸承和流體動(dòng)壓潤(rùn)滑推力滑動(dòng)軸承兩種。前者用于支承徑向載荷，后者用于支承軸向載 荷。以下介紹現(xiàn)有主要流體動(dòng)壓潤(rùn)滑向心滑動(dòng)軸承類(lèi)型及其特點(diǎn)。
[0006] 一、大長(zhǎng)徑比向心滑動(dòng)軸承-長(zhǎng)軸承 這種軸承如圖1所示。由于長(zhǎng)徑比i/D較大，這種軸承可處理成無(wú)限長(zhǎng)軸承而可忽略 流體側(cè)泄對(duì)軸承承載能力的影響。在軸承的右下位置，軸承孔形成收斂的楔形間隙。由于 流體的粘性，流體粘附在軸上，也粘附在軸承襯套或軸承座上。由于軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，流體被 從楔形孔隙的大端截面帶進(jìn)去，從楔形孔隙的小端截面帶出來(lái)；流體從而在楔形孔隙里受 到擠壓形成潤(rùn)滑膜壓力，使?jié)櫥ぞ邆涑惺軓较蜉d荷#的能力。這是這種軸承的工作機(jī)理。
[0007] 二、小長(zhǎng)徑比向心滑動(dòng)軸承-窄軸承 這種軸承如圖2所示。由于長(zhǎng)徑比i/D很小，流體沿軸承的軸向泄漏（即側(cè)泄）嚴(yán)重。 流體在側(cè)泄過(guò)程中在狹小的縫隙里受到擠壓從而形成潤(rùn)滑壓力，使?jié)櫥ぞ邆涑惺茌d荷的 能力。這種軸承的孔隙的楔形間隙效應(yīng)相對(duì)較小，可以忽略不計(jì)。這是這種軸承的工作機(jī) 理。
[0008] 三、有限寬滑動(dòng)軸承 這種軸承如圖3所示。由于長(zhǎng)徑比適中，軸承依靠收斂的楔形孔隙形成潤(rùn)滑膜壓力，但 流體的側(cè)向泄漏使得潤(rùn)滑膜壓力和軸承承載能力有所降低；長(zhǎng)徑比越小，側(cè)向泄漏越嚴(yán)重， 軸承承載能力降低越大。計(jì)算這種軸承承載能力時(shí)，應(yīng)在無(wú)限長(zhǎng)軸承承載能力基礎(chǔ)上考慮 流體側(cè)泄影響而引入一與長(zhǎng)徑比有關(guān)的側(cè)泄修正系數(shù)。
[0009] 附圖1~圖3中，傳統(tǒng)向心滑動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)和承載能力均由傳統(tǒng)流體潤(rùn)滑理論 計(jì)算。傳統(tǒng)流體潤(rùn)滑理論認(rèn)為，流體能完全粘附在固體接觸表面而不會(huì)發(fā)生滑移?；趥?統(tǒng)流體潤(rùn)滑理論，以往這種軸承的節(jié)能方法是：選用合適潤(rùn)滑油，降低潤(rùn)滑油粘度、提高潤(rùn) 滑油粘度指數(shù)即粘溫穩(wěn)定性和使用潤(rùn)滑劑添加劑改善摩擦性能。但需注意，這種節(jié)能方法 是建立在流體-軸承表面界面無(wú)滑移的傳統(tǒng)流體潤(rùn)滑理論基礎(chǔ)上的。當(dāng)流體潤(rùn)滑中出現(xiàn)界 面滑移時(shí)，軸承的節(jié)能方法和技術(shù)就會(huì)發(fā)生改變。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的是提供一種運(yùn)用界面滑移技術(shù)的新型節(jié)能向心滑動(dòng)軸承。這種節(jié)能 方法主張使用具有低剪切強(qiáng)度的潤(rùn)滑油-接觸表面界面并制造出界面滑移，以實(shí)現(xiàn)低的潤(rùn) 滑摩擦力，但軸承承載能力反而顯著提高。因此本節(jié)能方法并不排斥使用高粘度潤(rùn)滑油，對(duì) 潤(rùn)滑油粘度指數(shù)即粘溫穩(wěn)定性和在潤(rùn)滑劑中使用添加劑也并不提出要求。
[0011] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是： 一種新型節(jié)能向心滑動(dòng)軸承，由軸與軸承襯套孔或軸承座孔的配合形成；在軸承收斂 楔形孔隙的入口區(qū)的軸承襯套孔壁或軸承座孔壁上涂覆以薄層材料；軸承孔壁上涂覆涂層 的區(qū)域所對(duì)的中心角為~,#_的取值范圍為，#_的優(yōu)選值為郵、階 和10Q# ;經(jīng)過(guò)表面處理的軸承襯套孔壁或軸承座孔壁與軸配對(duì),在軸承襯套孔壁或軸承座 孔壁與軸形成的間隙中充滿潤(rùn)滑油；潤(rùn)滑油與軸承孔壁涂層間無(wú)量綱剪切強(qiáng)度紇滿足以 下條件式：

【權(quán)利要求】
1. 一種新型節(jié)能向心滑動(dòng)軸承，其特征在于：由軸與軸承襯套孔或軸 承座孔的配合形成；在軸承收斂楔形孔隙的入口區(qū)的軸承襯套孔壁或軸承 座孔壁上涂覆以薄層材料；軸承孔壁上涂覆涂層的區(qū)域所對(duì)的中心角為 Αφ, 的取值范圍為;經(jīng)過(guò)表面處理的軸承襯套孔壁或軸承座孔壁與 軸配對(duì)，在軸承襯套孔壁或軸承座孔壁與軸形成的間隙中充滿潤(rùn)滑油；潤(rùn)滑油與軸承孔壁 涂層間無(wú)量綱剪切強(qiáng)度之滿足以下條件式：
(1) 此處，為=4^r-2^ + 2ε·3?η^ -^=arccos[〇+cos洗）/(l + fcos戎)],洗為 最大油膜壓力所在位置的角坐標(biāo)值，馬坤=arccosI^+cosiW)/〇+ ,為取為軸承孔 孔壁上涂覆涂層的表面所對(duì)的中心角； 潤(rùn)滑油與軸承孔壁涂層間無(wú)量綱剪切強(qiáng)度紇還須滿足以下條件：
2. 如權(quán)利要求1所述的新型節(jié)能向心滑動(dòng)軸承，其特征在于：軸承潤(rùn)滑入口區(qū)軸承襯 套孔壁或軸承座孔壁上的涂層為憎油涂層。
3. 如權(quán)利要求2所述的新型節(jié)能向心滑動(dòng)軸承，其特征在于：軸承潤(rùn)滑入口區(qū)軸承襯 套孔壁或軸承座孔壁上的涂層為氟碳涂層。
4. 如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的新型節(jié)能向心滑動(dòng)軸承，其特征在于：該軸承的長(zhǎng)徑 比L/D為：L/D>0. 2,L為軸承的軸向長(zhǎng)度，D為軸的直徑。
5. 如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的新型節(jié)能向心滑動(dòng)軸承，其特征在于：軸承的工作 條件是HQ.28 ;此處s為偏心率，軸心與軸承孔的孔心偏距；c:軸承間隙，e=Λ-r,i?為軸承孔的半徑，r為軸的半徑。
【文檔編號(hào)】F16C33/10GK104454980SQ201410563019
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】張永斌, 袁虹娣 申請(qǐng)人:張永斌