本發(fā)明屬于水潤(rùn)滑軸承技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種泵用水潤(rùn)滑軸承優(yōu)化方法的實(shí)際運(yùn)用，主要運(yùn)用水潤(rùn)滑軸承進(jìn)行降低磨粒磨損，提高承載能力。

背景技術(shù)：

近年來，隨著泵行業(yè)的發(fā)展，許多以自身液體為潤(rùn)滑液的水潤(rùn)滑軸承被廣泛地運(yùn)用。這將成為一種不可避免的行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，那么以水潤(rùn)滑的軸承將逐漸替代以油潤(rùn)滑的軸承。水潤(rùn)滑軸承之所以能夠替代油潤(rùn)滑軸承，被廣泛運(yùn)用在泵行業(yè)中，它的優(yōu)勢(shì)是顯而易見的。

首先，以水作為潤(rùn)滑劑能有效避免污染，保護(hù)環(huán)境；其次，會(huì)大量節(jié)省潤(rùn)滑油的使用；再者，由于水具有較大的比熱容，其將擁有很好的冷卻效果。對(duì)于高轉(zhuǎn)速的泵，在軸徑處將產(chǎn)生大量的熱量，溫度對(duì)軸承的結(jié)構(gòu)會(huì)有一定的影響。另外，使用水潤(rùn)滑軸承簡(jiǎn)化了泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對(duì)于后期的拆裝都有很大的便利，節(jié)約了制造和維修成本。

水潤(rùn)滑軸承由于自身內(nèi)部自帶溝槽，對(duì)于液體中渣滓的清洗帶出軸承有很大好處，但是，國內(nèi)外許多專家學(xué)者對(duì)于怎么改善水潤(rùn)滑軸承耐磨和怎么提高軸承的承載穩(wěn)定性方面還存在很大的困擾。泵軸在剛啟動(dòng)時(shí)，將形成干摩擦，可能對(duì)水潤(rùn)滑軸承槽區(qū)和臺(tái)區(qū)相交處產(chǎn)生巨大的磨損，改變了水潤(rùn)滑軸承的承載能力和耐磨屬性。當(dāng)泵軸轉(zhuǎn)速很高時(shí)，水潤(rùn)滑軸承壓力將變大，而在水潤(rùn)滑軸承內(nèi)徑處將達(dá)到壓力峰值?，F(xiàn)今，未見有泵用水潤(rùn)滑軸承的相關(guān)專利報(bào)道，怎樣通過改變水潤(rùn)滑軸承內(nèi)部型線的方法減小開機(jī)時(shí)的干摩擦，從而提高軸承耐磨穩(wěn)定性，是水潤(rùn)滑軸承優(yōu)化的關(guān)鍵問題。此外，高速泵中的轉(zhuǎn)速太高，導(dǎo)致的對(duì)軸承壓力過大，液膜變薄問題；以及怎樣優(yōu)化水潤(rùn)滑軸承內(nèi)部型線，達(dá)到快速高效輸送清洗溝槽液體渣滓的問題，都是水潤(rùn)滑軸承面臨的重要問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了優(yōu)化水潤(rùn)滑軸承的耐磨特性以及承壓特性，本發(fā)明通過對(duì)其結(jié)構(gòu)具體上為型線進(jìn)行優(yōu)化，從而使水潤(rùn)滑軸承的性能得到改善。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)方案：一種泵用水潤(rùn)滑軸承及導(dǎo)水槽型線優(yōu)化方法，包括以下步驟：

步驟1，設(shè)計(jì)水潤(rùn)滑軸承：水潤(rùn)滑軸承由外合金套和橡膠內(nèi)嵌套組成；其中，外合金套構(gòu)成了水潤(rùn)滑軸承的外壁；橡膠內(nèi)嵌套構(gòu)成了水潤(rùn)滑軸承的內(nèi)壁；橡膠內(nèi)襯套外側(cè)邊和外合金套內(nèi)側(cè)邊粘連在一起，其整體截面形狀為環(huán)形；其中橡膠內(nèi)嵌套中包含導(dǎo)水槽和臺(tái)區(qū)；

步驟2，確定水潤(rùn)滑軸承尺寸：橡膠內(nèi)嵌套厚度為c，外合金套厚度為d，他們之間的比例尺寸c/d＝1.2；

步驟3，確定導(dǎo)水槽結(jié)構(gòu)尺寸：由軸上點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)公式：得到各點(diǎn)坐標(biāo)P(x，y)變?yōu)镻₀(x₀，y₀)；其中α是旋轉(zhuǎn)角度，由該公式可知，旋轉(zhuǎn)存在軸心偏距e；

步驟4，導(dǎo)水槽型線計(jì)算：導(dǎo)水槽型線坐標(biāo)尺寸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，

其中，r₁為水潤(rùn)滑軸承橡膠內(nèi)嵌套外徑，r₂為水潤(rùn)滑軸承橡膠內(nèi)嵌套內(nèi)徑，θ為對(duì)應(yīng)點(diǎn)與x方向的角度；圓弧型臺(tái)區(qū)和導(dǎo)水槽相互配合，形成鏤空結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述橡膠內(nèi)嵌套的內(nèi)側(cè)面沿橡膠軸承四周分布若干導(dǎo)水槽，每個(gè)導(dǎo)水槽沿軸向方向延伸，導(dǎo)水槽與臺(tái)區(qū)相間分布，內(nèi)弧長(zhǎng)比例尺寸為1.5。

進(jìn)一步，所述橡膠內(nèi)嵌套為自潤(rùn)滑材料。

進(jìn)一步，所述橡膠內(nèi)嵌套中的導(dǎo)水槽型線為楔形，導(dǎo)水槽底部大，頂部小。

進(jìn)一步，所述導(dǎo)水槽底部型線兩角為圓弧，所述導(dǎo)水槽頂部型線兩角為圓弧，導(dǎo)水槽底部倒圓角和頂部倒圓角尺寸比例為1∶2。

進(jìn)一步，橡膠內(nèi)嵌套軸瓦形狀為弧面型。

優(yōu)選的，所說導(dǎo)水槽為螺旋槽。所述內(nèi)嵌套的外表面鑲嵌于外合金套內(nèi)表面。所述內(nèi)嵌套軸瓦內(nèi)側(cè)面橫截面型線為圓弧型。內(nèi)嵌套軸瓦厚度薄。

由此，所述的一種泵用水潤(rùn)滑軸承型線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有如下特點(diǎn)：

1，由橡膠內(nèi)嵌套為自潤(rùn)滑材料，開機(jī)時(shí)允許一定的干摩擦，不會(huì)對(duì)水潤(rùn)滑軸承造成嚴(yán)重磨損。

2，通過尺寸比例的優(yōu)化，由橡膠內(nèi)嵌套導(dǎo)水槽底部和頂部型線的改變，加強(qiáng)帶走水渣滓能力。減小槽區(qū)與臺(tái)區(qū)交界處磨損損失，提高耐磨損能力。

3，由橡膠內(nèi)嵌套軸瓦薄特點(diǎn)，降低軸瓦下沉量，具有耐磨，減磨特點(diǎn)。

附圖說明

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明提供的水潤(rùn)滑軸承的徑向截面圖；

圖2為本發(fā)明提供的水潤(rùn)滑軸承的軸向截面圖；

圖3為本發(fā)明提供的水潤(rùn)滑軸承橡膠內(nèi)嵌套型線內(nèi)表面展開圖；

圖中：1為外合金套，2為橡膠內(nèi)嵌套，3為臺(tái)區(qū)，4為導(dǎo)水槽，5為導(dǎo)水槽底部倒圓角r₃，6為導(dǎo)水槽頂部倒圓角r₄。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明是一種泵用水潤(rùn)滑軸承及導(dǎo)水槽型線優(yōu)化方法，結(jié)合圖1、圖2、圖3。該方法的步驟包括：

步驟一：水潤(rùn)滑軸承結(jié)構(gòu)

水潤(rùn)滑軸承由外合金套1和橡膠內(nèi)嵌套2組成。其中，外合金套1構(gòu)成了水潤(rùn)滑軸承的外壁。橡膠內(nèi)嵌套2構(gòu)成了水潤(rùn)滑軸承的內(nèi)壁。橡膠內(nèi)襯套2外側(cè)邊和外合金套1內(nèi)側(cè)邊粘連在一起，構(gòu)成水潤(rùn)滑軸承，其整體截面形狀為環(huán)形。其中橡膠內(nèi)嵌套2中包含導(dǎo)水槽4和臺(tái)區(qū)3。由此構(gòu)成的內(nèi)嵌套2由厚度均勻的弧形臺(tái)區(qū)3和弧形導(dǎo)水槽4依次相間形成，臺(tái)區(qū)3厚度應(yīng)該盡量薄，使得軸瓦承載能力更強(qiáng)。

該內(nèi)嵌套材料為高分子橡膠自潤(rùn)滑材料。

步驟二：確定水潤(rùn)滑軸承尺寸

橡膠內(nèi)嵌套2厚度為c，外合金套1厚度為d，他們之間的比例尺寸c/d＝1.2。外合金套1r₃＝82mm，橡膠內(nèi)嵌套2r₁＝66mm，橡膠內(nèi)嵌套厚度d＝18mm。

步驟三：確定導(dǎo)水槽結(jié)構(gòu)尺寸

由軸上點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)公式：

x₀＝xcosa-ysina

y₀＝xsina+ycosa

得到各點(diǎn)坐標(biāo)P(x，y)變?yōu)镻₀(x₀，y₀)。其中α是旋轉(zhuǎn)角度。由該公式可知，旋轉(zhuǎn)存在軸心偏距e。

內(nèi)嵌套2的內(nèi)側(cè)面分布了若干導(dǎo)水槽4，每個(gè)導(dǎo)水槽4沿內(nèi)嵌套內(nèi)側(cè)面向外延伸。該導(dǎo)水槽4在內(nèi)嵌套外側(cè)面和外合金套內(nèi)側(cè)面的兩相交處存在一定底部倒圓角r₃＝2(靠近外合金套)，該導(dǎo)水槽4在內(nèi)嵌套內(nèi)側(cè)面和軸瓦外側(cè)面的相交處存在一定的頂部倒圓角r₄＝4(靠近轉(zhuǎn)軸)。另外，該導(dǎo)水槽4整體的橫截面為內(nèi)嵌套外側(cè)面大，內(nèi)嵌套內(nèi)側(cè)面小的楔形型線結(jié)構(gòu)。。該導(dǎo)水槽4的整體型線為螺旋結(jié)構(gòu)。這些導(dǎo)水槽4沿軸旋轉(zhuǎn)方向傾斜，該導(dǎo)水槽4沿著周向均勻分布于橡膠內(nèi)嵌套2上。該導(dǎo)水槽4由橡膠內(nèi)嵌套2的由內(nèi)到外的內(nèi)凹形成，在橡膠內(nèi)嵌套2的外側(cè)面對(duì)應(yīng)形成的外凸面形成臺(tái)區(qū)3。導(dǎo)水槽4內(nèi)弧長(zhǎng)m和臺(tái)區(qū)3內(nèi)弧長(zhǎng)n的比例關(guān)系為對(duì)于導(dǎo)水槽4數(shù)量問題可根據(jù)具體實(shí)際情況而定，本方案采用6個(gè)導(dǎo)水槽4，6個(gè)導(dǎo)水槽之間是等距分布。

步驟四：導(dǎo)水槽型線計(jì)算

導(dǎo)水槽型線坐標(biāo)尺寸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：

算的其中一條型線坐標(biāo)：

其中，r₁為水潤(rùn)滑軸承橡膠內(nèi)嵌套外徑，r₂為水潤(rùn)滑軸承橡膠內(nèi)嵌套內(nèi)徑。θ為對(duì)應(yīng)點(diǎn)與x方向的角度。

總結(jié)：圓弧型臺(tái)區(qū)3和導(dǎo)水槽4相互配合，形成鏤空結(jié)構(gòu)。使水潤(rùn)滑軸承擁有不錯(cuò)的空間形變能力；當(dāng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，形成良好的變形能力，當(dāng)軸工作工程中，由于偏心作用產(chǎn)生擠壓摩擦現(xiàn)象，而水潤(rùn)滑軸承則具有不錯(cuò)的抗磨損能力。

由于導(dǎo)水槽4型線為楔形結(jié)構(gòu)，并且橡膠內(nèi)嵌套2內(nèi)側(cè)面存在倒圓角結(jié)構(gòu)，將很好的減小避免水渣滓的帶來磨損破壞。

由于導(dǎo)水槽4型線為楔形結(jié)構(gòu)，并且橡膠內(nèi)嵌套2外側(cè)面存在倒圓角結(jié)構(gòu)，這將很好的降低軸啟動(dòng)時(shí)偏心作用帶來的摩擦。

水潤(rùn)滑軸承的外合金套1的截面為環(huán)形對(duì)橡膠內(nèi)嵌套2由很好的保護(hù)作用。水潤(rùn)滑軸承橡膠內(nèi)嵌套2，其材料具有彈性，在軸剛轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，具有良好的耐磨耐壓特性，保證軸承有很好的可靠性和穩(wěn)定性，保證水潤(rùn)滑軸承的使用壽命。

應(yīng)理解上述施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示意性實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。