自循環(huán)式的滑動(dòng)軸承的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自循環(huán)式的滑動(dòng)軸承。軸瓦內(nèi)壁設(shè)有兩端封閉的螺旋形溝槽，潤滑油或潤滑脂在螺旋形溝槽內(nèi)循環(huán)，螺旋形溝槽沿軸瓦等距，螺旋形溝槽為變深度的螺旋槽，螺旋形溝槽的各圈螺旋均同軸心線，螺旋形溝槽的軸心線高于軸瓦的軸心線，使得軸瓦下部的螺旋形溝槽部分的槽深較軸瓦上部的螺旋形溝槽部分的槽深淺，使得軸瓦底部的內(nèi)壁與槽底表面之間呈楔形。本發(fā)明有利于形成動(dòng)壓潤滑，而提高徑向承載能力，減緩了潤滑油或潤滑脂的泄漏，便于制造加工。
【專利說明】
自循環(huán)式的滑動(dòng)軸承
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種滑動(dòng)軸承，尤其是設(shè)及一種自循環(huán)式的滑動(dòng)軸承。
【背景技術(shù)】
[0002] 軸瓦內(nèi)表面既是承載面又是摩擦面，是滑動(dòng)軸承中的核屯、部件。滑動(dòng)軸承在載荷 作用下工作時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)速到達(dá)一定值時(shí)，油膜內(nèi)各點(diǎn)的壓力的合力與外載荷Fr平衡，其水平方 向的壓力和合力為零，取得平衡，運(yùn)樣，軸頸就穩(wěn)定于平衡位置上旋轉(zhuǎn)。
[0003] 雖然，理論上說，簡單增加相對間隙W可W使其接觸表面形成尖銳的模形間隙，有 利于動(dòng)壓潤滑的形成，但一方面會(huì)使得潤滑油膜的油壓過于集中，從而降低軸承的疲勞壽 命，一方面軸頸與軸瓦的間隙過大、潤滑劑泄漏嚴(yán)重，不利于軸承的穩(wěn)定運(yùn)行。通過改變軸 瓦內(nèi)壁螺旋溝槽形成模形效應(yīng)有利于動(dòng)壓潤滑，從而提高承載能力，同時(shí)也不用增大軸瓦 與軸頸的相對間隙W，增加了軸承的穩(wěn)定性，節(jié)省空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種自循環(huán)式的滑動(dòng)軸 承，在軸瓦內(nèi)部具有沿軸向均勻分布的封閉螺旋槽，且螺旋槽為變深度的，通過模形效應(yīng)促 進(jìn)動(dòng)壓潤滑的形成，提高承載能力。
[0005] 本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：
[0006] 所述軸承為環(huán)形的軸瓦，軸瓦內(nèi)壁設(shè)有兩端封閉的螺旋形溝槽，潤滑油或潤滑脂 在螺旋形溝槽內(nèi)循環(huán)。軸套裝在滑動(dòng)軸承的軸瓦中，潤滑油或潤滑脂主要留在螺旋形溝槽 和軸之間的間隙中。
[0007] 所述螺旋形溝槽沿軸瓦等距，螺旋溝槽沿螺旋切線方向的截面為矩形。
[000引所述螺旋形溝槽為變深度的螺旋槽。
[0009] 所述螺旋形溝槽的各圈螺旋均同軸屯、線，螺旋形溝槽的軸屯、線高于軸瓦的軸屯、 線，使得軸瓦下部的螺旋形溝槽部分的槽深較軸瓦上部的螺旋形溝槽部分的槽深淺，從而 使得軸瓦底部的內(nèi)壁與槽底表面之間呈模形。
[0010] 所述軸瓦采用己氏合金或其它青銅材料，例如，錫青銅ZCuSnlOPl等、侶青銅 ZCuA110Fe3 等。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是：
[0012] 本發(fā)明通過螺旋槽底部與軸頸呈模形，模形效應(yīng)有利于動(dòng)壓潤滑的形成，提高承 載能力，同時(shí)也避免了油壓集中，增加了軸承的使用壽命。
[0013] 同時(shí)，螺旋槽封閉，使得潤滑油與潤滑脂在螺旋槽內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，減少了潤滑劑泄 漏，避免了潤滑油或潤滑劑的浪費(fèi)。潤滑油或者潤滑脂在溝槽內(nèi)自循環(huán)，降低了油膜溫度、 提高了軸承的承載能力。
[0014] 本發(fā)明軸瓦內(nèi)側(cè)螺旋槽由于設(shè)計(jì)簡約，因此有利于制造加工。
【附圖說明】
[0015] 圖1為軸瓦的軸向截圖。
[0016] 圖2為軸瓦的徑向截圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：
[0018] 如圖1所示，本發(fā)明的軸承為環(huán)形的軸瓦，軸瓦內(nèi)壁設(shè)有兩端封閉的螺旋形溝槽， 潤滑油或潤滑脂在螺旋形溝槽內(nèi)。
[0019] 軸套裝在滑動(dòng)軸承的軸瓦中，潤滑油或潤滑脂主要留在螺旋形溝槽和軸頸之間的 間隙中。當(dāng)軸頸正向或反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，潤滑油或潤滑脂在螺旋槽內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，減少潤滑油或潤 滑脂的泄漏。螺旋槽兩端封閉，降低了油膜溫度、提高了軸承的承載能力。
[0020] 螺旋形溝槽沿軸瓦等距，螺旋溝槽沿螺旋切線方向的截面為矩形。
[0021 ]如圖2所示，螺旋形溝槽為變深度的螺旋槽，螺旋槽沿軸向的幾何形狀為圓形，其 圓屯、位于軸承瓦圓屯、上方，形成軸瓦上部溝槽深、底部溝槽淺的幾何形狀，使得底部螺旋槽 與軸頸呈模形，有利于動(dòng)壓潤滑，提高承載能力。
[0022] 本發(fā)明軸承在動(dòng)壓潤滑中油膜的油壓P可通過公式(1)計(jì)算得到：
[0023]
C1)
[0024] 式中，X為軸承內(nèi)油液在水平徑向方向上的移動(dòng)變化，n為潤滑油粘度，V為軸瓦與 軸頸之間的相對運(yùn)動(dòng)速度，h為油膜厚度，ho為油壓最高處的油膜厚度。
[0025] 滑動(dòng)軸承的承載量進(jìn)一步通過W下公式(2)計(jì)算得到：
[0026]
(2)
[0027] 上式中，W取軸頸中屯、為極坐標(biāo)原點(diǎn)，連屯、線（軸頸圓屯、指向軸瓦圓屯、）為極坐標(biāo) 軸;竄為偏位角，為載荷Fr與連屯、線的夾角，日1和日2分別為油膜的起始角和終止角，a和h分別 為對應(yīng)的位置角和油膜厚度，〇〇表示油壓最大處的角度，Z表示軸瓦的軸向坐標(biāo)，Ka為修正系 數(shù)。
[0028] 上述e表示軸承的偏屯、率，4表示軸承的相對間隙，分別采用W下公式(3)(4)計(jì)算：
[0029] (3)
[0030] (4)
[0031] 其中，e為偏屯、距，R、r分別為軸瓦(有螺旋溝槽處算入螺旋溝槽深度)半徑、軸頸半 徑。
[0032] 值得注意的是，與普通滑動(dòng)軸承不同，由于軸瓦內(nèi)側(cè)螺旋溝槽的存在，e和W在螺 旋溝槽處與非螺旋溝槽處為不同的值，在積分時(shí)并不能作為常數(shù)處理，需作為變量來積分 計(jì)算軸承的承載能力。
[0033] 本發(fā)明的實(shí)施例如下：
[0034] 實(shí)施案例1
[0035] 案例1用于高速輕載下的自循環(huán)式滑動(dòng)軸承，如汽輪機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)軸承。
[0036] 當(dāng)案例長期處于高速輕載下時(shí)，比如汽輪機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)軸承，為了提高它動(dòng)壓潤滑的 能力，W及綜合考慮其軸承兩端的潤滑油泄漏量W及對流散熱，取寬徑比B/d取值在0.3~1 之間；由于速度較高，為了避免軸承溫升過高，取相對間隙W值二0.001~0.002，為較大值， 具體數(shù)值由公式(5)根據(jù)速度V初步求得;為了避免較大的摩擦阻力和功耗，選用黏度較低 的潤滑油，初取潤滑油的動(dòng)力粘度n(Pa.s)由公式(6)根據(jù)軸頸轉(zhuǎn)n(r/min)速算得。
[0037]
[00：3引 巧）
[0039] 同時(shí)，此時(shí)若軸瓦內(nèi)部螺旋形凹槽的密度較大，雖然有利于動(dòng)壓潤滑，軸承兩端的 潤滑油泄漏量較低，但并不利于軸承散熱，考慮到高速運(yùn)動(dòng)下本身動(dòng)壓潤滑就較易形成且 小載荷下并不需要很高的承載能力，取螺旋形凹槽的密集程度為一個(gè)較低的值，也就是螺 紋升角A為一個(gè)相對比較大的值，考慮到加工工藝，A取值為20左右。
[0040] 實(shí)施案例2
[0041] 案例2用于低速重載下的自循環(huán)式滑動(dòng)軸承，如機(jī)床、拖拉機(jī)軸承。
[0042] 當(dāng)案例長期處于低速重載下時(shí)，比如機(jī)床、拖拉機(jī)軸承，為了 了提高它動(dòng)壓潤滑的 能力，W及綜合考慮其軸承兩端的潤滑油泄漏量W及對流散熱，取寬徑比B/d取值在0.8~ 1.2之間；由于載荷較大，為了確保其承載能力，取相對間隙W值二0.0002~0.001之間，具 體數(shù)值由公式(5)根據(jù)速度V初步求得;為了提高軸承的承載能力，選用粘度較高的潤滑油， 初取潤滑油的動(dòng)力粘度n(Pa.s)由公式(6)根據(jù)軸頸轉(zhuǎn)n(r/min)速算得。
[0043] 同時(shí)，軸承轉(zhuǎn)速較低并不利于動(dòng)壓潤滑形成，且較大的載荷要求更高的軸承的承 載能力，此時(shí)，需要增加螺旋形凹槽的密集程度，通過模形效應(yīng)來提高其承載能力，也就是 螺紋升角A為一個(gè)相對比較小的值，A取值<10。
[0044] 上述【具體實(shí)施方式】用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的 精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范 圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種自循環(huán)式的滑動(dòng)軸承，所述軸承為環(huán)形的軸瓦，其特征在于:軸瓦內(nèi)壁設(shè)有兩端 封閉的螺旋形溝槽，潤滑油或潤滑脂在螺旋形溝槽內(nèi)循環(huán)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自循環(huán)式的滑動(dòng)軸承，其特征在于:所述螺旋形溝槽沿軸 瓦等距，螺旋溝槽沿螺旋切線方向的截面為矩形。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自循環(huán)式的滑動(dòng)軸承，其特征在于:所述螺旋形溝槽為變 深度的螺旋槽。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自循環(huán)式的滑動(dòng)軸承，其特征在于:所述螺旋形溝槽的各 圈螺旋均同軸心線，螺旋形溝槽的軸心線高于軸瓦的軸心線，使得軸瓦下部的螺旋形溝槽 部分的槽深較軸瓦上部的螺旋形溝槽部分的槽深淺，從而使得軸瓦底部的內(nèi)壁與槽底表面 之間呈楔形。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自循環(huán)式的滑動(dòng)軸承，其特征在于:所述軸瓦采用巴氏合 金或其它青銅材料。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自循環(huán)式的滑動(dòng)軸承，其特征在于:所述軸瓦材料采用具 有高硬度、高耐磨性、高接觸疲勞性能的GCrl 5。
【文檔編號】F16C33/10GK106050922SQ201610524059
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月4日
【發(fā)明人】錢晨, 陳李果, 汪久根, 張靖
【申請人】浙江大學(xué), 浙江雙環(huán)傳動(dòng)機(jī)械股份有限公司