運(yùn)用界面滑移形成的同心向心滑動(dòng)軸承的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種運(yùn)用界面滑移形成的同心向心滑動(dòng)軸承。
【背景技術(shù)】
[0002] 軸承是用來(lái)支承軸類零件的重要機(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。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)軸承類型和技術(shù)歸納如下： 從傳統(tǒng)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。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。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)軸承類型及其特點(diǎn)。
[0003] 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W的能力。這是這種軸承的工作機(jī)理。
[0004] 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)徑比玉/￡)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。
[0005] 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)。
[0006] 上述圖1~圖3的傳統(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。根據(jù)傳統(tǒng)流體潤(rùn)滑理論，圖1~圖3所示的向心滑動(dòng)軸承若要有承載能力，則軸承 中的軸心和孔心間必存在一偏距e，如圖1~圖3所示，偏距e的存在使軸承中軸和孔的同 心度降低，使軸承支承精度降低，而且軸承載荷越大或旋轉(zhuǎn)速度越低，偏距e越大，軸承支 承精度越低，軸承潤(rùn)滑油膜厚度越低，軸承越不容易潤(rùn)滑。也就是說(shuō)，在如圖1~圖3所示向 心滑動(dòng)軸承中軸心和孔心同心條件下即e=〇時(shí)，按照傳統(tǒng)流體潤(rùn)滑理論，此時(shí)向心滑動(dòng)軸 承不具備承載能力，軸承支承剛度低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供一種運(yùn)用界面滑移形成的同心向心滑動(dòng)軸承，在軸心和孔心保持同心 條件下即e=0時(shí)仍然有較大承載能力，仍然有較高支承剛度。同心條件下即e=0時(shí)本發(fā)明 軸承的承載能力和支承剛度由設(shè)計(jì)而定。因此，本發(fā)明軸承能夠在同心條件下工作，具有很 高的支承精度，能夠使軸心和孔心保持極高的同心度，具有重要應(yīng)用價(jià)值。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是： 一種運(yùn)用界面滑移形成的同心向心滑動(dòng)軸承，包括同心的軸與軸承孔，軸與軸承孔之 間具有空隙，在該空隙中充滿流體形成潤(rùn)滑區(qū)域，該潤(rùn)滑區(qū)域被分成兩子區(qū)即"I"子區(qū)和 " II "子區(qū)，在" I "子區(qū)的靜止接觸表面上涂覆涂層，使流體與該涂層間的界面剪切強(qiáng)度低至 使流體在該涂層表面上產(chǎn)生滑移，而流體在軸承的其余靜止接觸表面上和軸承的整個(gè)運(yùn)動(dòng) 接觸表面上均不發(fā)生滑移； 形成該軸承的條件是：流體與軸承靜止接觸表面涂層間無(wú)量綱剪切強(qiáng)度；
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種運(yùn)用界面滑移形成的同屯、向屯、滑動(dòng)軸承，其特征在于：包括同屯、的軸與軸承 孔，軸與軸承孔之間具有空隙，在該空隙中充滿流體形成潤(rùn)滑區(qū)域，該潤(rùn)滑區(qū)域被分成兩子 區(qū)即"I"子區(qū)和"II"子區(qū)，在"I"子區(qū)的靜止接觸表面上涂覆涂層，使流體與該涂層間的 界面剪切強(qiáng)度低至使流體在該涂層表面上產(chǎn)生滑移，而流體在軸承的其余靜止接觸表面上 和軸承的整個(gè)運(yùn)動(dòng)接觸表面上均不發(fā)生滑移； 形成該軸承的條件是：流體與軸承靜止接觸表面涂層間無(wú)量綱剪切強(qiáng)度
為流體與軸承靜止接觸表面涂層間剪切強(qiáng)度，C為軸承間隙， C=巧-r，巧和r分別為軸承孔半徑和軸的半徑，U為軸承運(yùn)動(dòng)接觸表面的圓周線速度，巧為 流體粘度。
2. 如權(quán)利要求1所述的運(yùn)用界面滑移形成的同屯、向屯、滑動(dòng)軸承，其特征在于；流體由 于運(yùn)動(dòng)接觸表面的牽引從"I"子區(qū)流向"II"子區(qū)。
3. 如權(quán)利要求1所述的運(yùn)用界面滑移形成的同屯、向屯、滑動(dòng)軸承，其特征在于；在軸承 孔壁上涂覆憎油的氣碳涂層，該涂層涂覆區(qū)域所對(duì)的中屯、角即#/為氣軸承孔壁上剩下 的未涂覆涂層的區(qū)域所對(duì)的中屯、角即為n(]f，在軸和軸承孔間充滿普通石蠟油。
4. 如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的運(yùn)用界面滑移形成的同屯、向屯、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)所述的運(yùn)用界面滑移形成的同屯、向屯、滑動(dòng)軸承，其特征在 于，"I"子區(qū)對(duì)的中屯、角成和"II"子區(qū)所對(duì)的中屯、角喪T滿足W下條件為+如方。
6. 如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的運(yùn)用界面滑移形成的同屯、向屯、滑動(dòng)軸承，其 特征在于，"I"子區(qū)所對(duì)的中屯、角#/和"II"子區(qū)所對(duì)的中屯、角?滿足W下條件：
【專利摘要】本發(fā)明提供一種運(yùn)用界面滑移形成的同心向心滑動(dòng)軸承，包括同心的軸與軸承孔，軸與軸承孔之間具有空隙，在該空隙中充滿流體形成潤(rùn)滑區(qū)域，該潤(rùn)滑區(qū)域被分成兩子區(qū)即“I”子區(qū)和“II”子區(qū)，在“I”子區(qū)的靜止接觸表面上涂覆涂層，使流體與該涂層間的界面剪切強(qiáng)度低至使流體在該涂層表面上產(chǎn)生滑移，而流體在軸承的其余靜止接觸表面上和軸承的整個(gè)運(yùn)動(dòng)接觸表面上均不發(fā)生滑移；本發(fā)明軸承具有一定的承載量、低的摩擦系數(shù)和很好的耐磨性，支承精度高，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，成本低廉，具有重要實(shí)用價(jià)值。
【IPC分類】F16C32-06
【公開號(hào)】CN104791381
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510203567
【發(fā)明人】張永斌, 袁虹娣
【申請(qǐng)人】張永斌
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年4月27日