專利名稱：接觸軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種接觸軸承，并且更具體地涉及一種延長(zhǎng)了使用壽命的滑動(dòng)接觸軸承。
背景技術(shù)：
軸承有廣泛的應(yīng)用范圍。代表的應(yīng)用例包括簡(jiǎn)單的門鉸鏈、內(nèi)燃機(jī)、重型建筑裝備以及其它的可以使軸承遭受腐蝕性材料、磨損性顆粒，或者無潤(rùn)滑油環(huán)境的應(yīng)用。在這些應(yīng)用和其它應(yīng)用中，軸承支承連接著的機(jī)件之間的接觸力，同時(shí)讓這些機(jī)件能夠彼此相對(duì)地運(yùn)動(dòng)，不論是經(jīng)過直線運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，還是其結(jié)合。
磨損是經(jīng)過對(duì)軸承持續(xù)地使用可發(fā)生的退變。磨損經(jīng)常由磨擦增加引起，所述的磨擦是對(duì)機(jī)件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻力。一些起磨損作用的磨擦的原因包括軸承內(nèi)的松散顆粒犁進(jìn)(例如切割進(jìn))和軸支表面上的粗糙(例如表面不規(guī)則)相互作用。
現(xiàn)有技術(shù)通過提供比其接觸的表面軟得多的表面應(yīng)對(duì)犁進(jìn)現(xiàn)象。用這樣的技術(shù)，犁進(jìn)現(xiàn)象主要發(fā)生在較軟的材料中，產(chǎn)生較小的能耗并且產(chǎn)生的磨擦比采用相對(duì)硬的材料時(shí)發(fā)生的磨擦小。采用較軟的材料還可以讓松散的顆粒嵌入進(jìn)較軟的表面中，從而基本上從表面之間的界面排除。這還有減少磨擦的作用，因?yàn)轭w粒不再在軸支表面相互作用?，F(xiàn)有技術(shù)還通過引入顆粒阱減少犁進(jìn)，所述顆粒阱通過從軸支表面收集走顆粒而減少軸支表面之間的顆粒量。
現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)應(yīng)對(duì)了粗糙影響。例如，通過提高軸支表面光潔降低粗糙影響的量和嚴(yán)重性。
對(duì)于某些的軸承，犁進(jìn)和粗糙的影響不成為問題。例如對(duì)于液壓軸承就不大考慮犁進(jìn)和粗糙影響，液壓軸承在工作中一般不造成相互直接接觸。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)方面，接觸軸承包含帶彈性的基座和多個(gè)從基座伸出的支承構(gòu)件。所述多個(gè)支承構(gòu)件構(gòu)成和設(shè)置為支承一個(gè)對(duì)置的軸支表面，所述基座的彈性使所述多個(gè)支承構(gòu)件至少之一能夠活動(dòng)以適應(yīng)處于所述對(duì)置的軸支表面與所述多個(gè)支承構(gòu)件的至少之一之間的粗糙或碎屑，而至少一個(gè)鄰接的支承構(gòu)件保持至少部分支承所述對(duì)置的軸支表面。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，接觸軸承包含基座和多個(gè)從基座伸出的支承構(gòu)件。所述多個(gè)支承構(gòu)件構(gòu)成和設(shè)置為支承一個(gè)對(duì)置的軸支表面，所述多個(gè)支承構(gòu)件至少之一能夠活動(dòng)以適應(yīng)處于所述對(duì)置的軸支表面與所述多個(gè)支承構(gòu)件的至少之一之間的粗糙或碎屑，而至少一個(gè)鄰接的支承構(gòu)件保持至少部分支承所述對(duì)置的軸支表面。同時(shí)，多個(gè)支承構(gòu)件每個(gè)都包含一個(gè)第一區(qū)域用于接觸對(duì)置的軸支表面，以及第二區(qū)域用于接合基座，其中第二區(qū)域大于第一區(qū)域。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，接觸軸承包含基座和多個(gè)從基座伸出的支承構(gòu)件。所述多個(gè)支承構(gòu)件構(gòu)成和設(shè)置為支承一個(gè)對(duì)置的軸支表面，所述多個(gè)支承構(gòu)件至少之一能夠運(yùn)動(dòng)以適應(yīng)處于所述對(duì)置的軸支表面與所述多個(gè)支承構(gòu)件的至少之一之間的粗糙或碎屑，而至少一個(gè)鄰接的支承構(gòu)件保持至少部分支承所述對(duì)置的軸支表面。這多個(gè)支承構(gòu)件用陣列狀的構(gòu)形安排。
在本發(fā)明的再一個(gè)方面，接觸軸承包含基座和多個(gè)嵌入基座內(nèi)并且從基座伸出的支承構(gòu)件。所述多個(gè)支承構(gòu)件構(gòu)成和設(shè)置為支承一個(gè)對(duì)置的軸支表面，所述多個(gè)支承構(gòu)件至少之一能夠活動(dòng)以適應(yīng)處于所述對(duì)置的軸支表面與所述多個(gè)支承構(gòu)件的至少之一之間的粗糙或碎屑，而至少一個(gè)鄰接的支承構(gòu)件保持至少部分支承所述對(duì)置的軸支表面。這多個(gè)支承構(gòu)件的每個(gè)都包含與對(duì)置的軸支表面接合的第一端和嵌入在基座中的第二端。
在本發(fā)明的又一個(gè)方面，接觸軸承包含基座和多個(gè)條形的、銷釘狀的從基座伸出的支承構(gòu)件。所述多個(gè)支承構(gòu)件構(gòu)成和設(shè)置為支承一個(gè)對(duì)置的軸支表面，所述多個(gè)支承構(gòu)件至少之一能夠活動(dòng)以適應(yīng)處于所述對(duì)置的軸支表面與所述多個(gè)支承構(gòu)件的至少之一之間的粗糙或碎屑，而至少一個(gè)鄰接的支承構(gòu)件保持至少部分支承所述對(duì)置的軸支表面。
在本發(fā)明的一個(gè)補(bǔ)充的方面，接觸軸承包含基座和多個(gè)從基座伸出的支承構(gòu)件。所述多個(gè)支承構(gòu)件構(gòu)成和設(shè)置為支承一個(gè)對(duì)置的軸支表面，所述多個(gè)支承構(gòu)件至少之一能夠活動(dòng)以適應(yīng)處于所述對(duì)置的軸支表面與所述多個(gè)支承構(gòu)件的至少之一之間的粗糙或碎屑，而至少一個(gè)鄰接的支承構(gòu)件保持至少部分支承所述對(duì)置的軸支表面。所述支承構(gòu)件的第一組有第一撓性特征，而所述支承構(gòu)件的第二組有不同于第一撓性特征的第二撓性特征。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，接觸軸承包含基座和多個(gè)從基座伸出的支承構(gòu)件。所述多個(gè)支承構(gòu)件構(gòu)成和設(shè)置為支承一個(gè)對(duì)置的軸支表面，所述多個(gè)支承構(gòu)件至少之一能夠活動(dòng)以適應(yīng)處于所述對(duì)置的軸支表面與所述多個(gè)支承構(gòu)件的至少之一之間的粗糙或碎屑，而至少一個(gè)鄰接的支承構(gòu)件保持至少部分支承所述對(duì)置的軸支表面。所述支承構(gòu)件構(gòu)成和設(shè)置為基本上阻止接觸軸承與對(duì)置的軸支表面之間的第一模式非滑動(dòng)式的運(yùn)動(dòng)，而基本上允許接觸軸承與對(duì)置的軸支表面之間的第二種模式非滑動(dòng)式的運(yùn)動(dòng)，在此第一模式不同于第二模式。
在本發(fā)明的又一個(gè)方面，接觸軸承包含基座和多個(gè)從基座伸出的支承構(gòu)件。所述多個(gè)支承構(gòu)件構(gòu)成和設(shè)置為支承一個(gè)對(duì)置的軸支表面，所述多個(gè)支承構(gòu)件至少之一能夠活動(dòng)以適應(yīng)處于所述對(duì)置的軸支表面與所述多個(gè)支承構(gòu)件的至少之一之間的粗糙或碎屑，而至少一個(gè)鄰接的支承構(gòu)件保持至少部分支承所述對(duì)置的軸支表面。所述多個(gè)支承構(gòu)件第一組構(gòu)成和設(shè)置為基本上允許對(duì)置的軸支表面運(yùn)動(dòng)得靠近基座，而所述多個(gè)支承構(gòu)件第二組構(gòu)成和設(shè)置為基本上阻止對(duì)置的軸支表面運(yùn)動(dòng)得靠近基座。
本發(fā)明的不同實(shí)施方式提供某些優(yōu)點(diǎn)并且克服現(xiàn)有技術(shù)接觸軸承的某些缺點(diǎn)。
本發(fā)明的實(shí)施方式可以不共有同樣的優(yōu)點(diǎn)，而有共同優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施方式可不在所有情況下都有同樣的優(yōu)點(diǎn)。這就是說，本發(fā)明提供數(shù)種優(yōu)點(diǎn)，包括上述的延長(zhǎng)使用壽命的優(yōu)點(diǎn)和/或提供高工作性能的優(yōu)點(diǎn)。
下面參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，以及各種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)。


現(xiàn)在以舉例的方式，參照

本發(fā)明的各種實(shí)施方式，在附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的包括圓柱形軸承的系統(tǒng)的示意性透視圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的圓柱形軸承的示意性透視圖；圖2A為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的軸承的示意性端視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面的圓柱形軸承的透視圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面的圓柱形軸承的透視圖；圖5A為在兩個(gè)對(duì)置的軸支表面之間的犁進(jìn)示意圖；圖5B為在兩個(gè)對(duì)置的軸支表面之間的粗糙相互作用的示意圖；圖6為沿圖2A的線6-6取的示意性透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面在軸承上形成的多個(gè)支承構(gòu)件；圖7為在軸承上形成的多個(gè)支承構(gòu)件的示意性透視圖，同時(shí)示出置于支承構(gòu)件界定的間隙中的材料；圖8A至圖8D示出形成在軸承上的支承構(gòu)件的幾個(gè)實(shí)施方式的示意性透視圖；
圖9是包括根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的包含直線軸承的系統(tǒng)的示意性透視圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的直線軸承的透視圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的局部柔順性的軸承的示意性透視圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的圓柱形軸承的透視圖；圖13是部分地用圖12所示的實(shí)施方式得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖表；圖14是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的軸承的示意性剖視圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的軸承的透視圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的軸承的透視圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的軸承的透視圖；圖18是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的軸承的透視圖；圖19是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的軸承的圖示；圖20是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的軸承的透視圖；圖21是用于軸承中的板狀結(jié)構(gòu)的透視圖；圖22A至圖22C示出軸與軸承之間的運(yùn)動(dòng)的各種模式的模型；以及圖23A至圖23D示出軸承剛性的代表例。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的軸承用于支承對(duì)置的軸支表面并且允許其間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。所述的軸承通過并入可應(yīng)對(duì)許多磨擦和磨損的原因的表面構(gòu)成為具有長(zhǎng)的壽命。
在一個(gè)方面，如全文收入本說明書中作為交叉參引的、共同待批的美國(guó)專利申請(qǐng)系列號(hào)10/167,070中所述，軸承可以包括多個(gè)從基座伸出的多個(gè)支承構(gòu)件形成的局部柔順性的表面。該多個(gè)支承構(gòu)件聯(lián)合在一起可以支承經(jīng)對(duì)置的軸支表面施加在基座上的負(fù)載，且同時(shí)允許其間的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。支承構(gòu)件可以獨(dú)立地運(yùn)動(dòng)或者撓曲以適應(yīng)不規(guī)則性，譬如位于支承構(gòu)件與對(duì)置軸承之間的粗糙或者松散顆粒。在此意義上，一些軸承的“局部”區(qū)域可以考慮為柔順性的從而適應(yīng)不規(guī)則性。用這樣的局部柔順性的表面適應(yīng)不規(guī)則性可以減少磨損并且對(duì)延長(zhǎng)軸承壽命起作用。
可以使用多種結(jié)構(gòu)以形成局部柔順性的軸承。在一些實(shí)施方式中用與基座形成整體并且從基座伸出的懸臂梁形成局部柔順性的軸承。懸臂的特性使支承構(gòu)件能夠撓曲。在其它實(shí)施方式中，支承構(gòu)件從具有彈性的(例如具有相對(duì)低的彈性楊氏模量的)基座伸出，通過基座的彈性使支承構(gòu)件能夠撓曲。支承構(gòu)件還可以嵌入進(jìn)基座中。另外，增加嵌入的支承構(gòu)件與基座之間的接觸面積可以減少其間的應(yīng)力，這可以延長(zhǎng)軸承的壽命。
所述軸承還允許在軸承一部分處有非滑動(dòng)式的運(yùn)動(dòng)，并且允許該軸承部分和其對(duì)置軸支表面相互較靠近運(yùn)動(dòng)。在此方面，一組支承構(gòu)件可以共同運(yùn)動(dòng)以輔助在對(duì)置軸支表面和支承構(gòu)件之間分散負(fù)載。在此意義上，軸承的一些“全局的”區(qū)域可以撓曲以適應(yīng)負(fù)載。該共同或者全局的運(yùn)動(dòng)可以降低峰值接觸壓力。這樣的全局柔順性軸支表面降低峰值壓力可以延長(zhǎng)軸承壽命。
在另一些方面，軸承的較撓性的部分可允許對(duì)置軸支表面有較大的壓縮，并且從而允許一定程度的某些非滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)。軸承的其它部分可以有較低的撓性并且允許較小的壓縮，從而阻止其它非滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)。在軸承的要求更加有撓性的部分中可以使用較撓性的支承構(gòu)件、較撓性的彈性基座，或者較少的支承構(gòu)件。可以設(shè)計(jì)有可變撓曲程度的軸承以具有用戶定做的柔順性。這樣的軸承可以在為之設(shè)計(jì)的特定應(yīng)用中利于提高軸承壽命。
以上所述的一個(gè)或多個(gè)特征可以體現(xiàn)在軸承中，每個(gè)特征獨(dú)立地或者結(jié)合地對(duì)延長(zhǎng)軸承壽命起作用和/或在整個(gè)軸承使用期間降低磨擦力。
現(xiàn)在參見附圖，特別是圖1至圖4，圖中示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式和應(yīng)用。圖1示出通過圓柱形軸承24安裝在機(jī)件22中的軸20。該安排設(shè)計(jì)用于允許軸與機(jī)件之間的滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)，譬如繞軸的中心軸線26旋轉(zhuǎn)或者沿該中心軸線平移。軸承24通過提供降低了磨擦性的負(fù)載表面21輔助軸與機(jī)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在軸支表面21之一損壞或者磨損了以后，軸承24還可以拆卸和更換，這消除了更換整個(gè)軸或者配合的機(jī)件需要。圖1的軸承24可以固定地安裝到軸20上、機(jī)件22上，也可允許對(duì)軸和機(jī)件都相對(duì)浮動(dòng)。它可以包含完全的圓柱形截面，或者包含一起形成完整的或者部分的圓柱形截面的多個(gè)截面?？梢圆捎靡粚?duì)同軸安排的兩個(gè)分開的軸承，以第一軸承固定地安裝在軸20上而第二軸承固定地安裝在機(jī)件22上并且與第一軸承對(duì)置。變通地，軸和/或機(jī)件可以提供對(duì)置的軸支表面，所述的對(duì)置的軸支表面造成與軸承24的直接接觸。
軸承允許以受控制的方式發(fā)生滑動(dòng)接觸。這就是說，允許對(duì)置的軸支表面之間有某些滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)，同時(shí)阻止或者基本上限制其它非滑動(dòng)式的運(yùn)動(dòng)。術(shù)語“滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)”在本文中指代對(duì)置軸承之間的壓縮量，或者等效地說支承構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)量，保持基本上恒定的運(yùn)動(dòng)。例如，圖1的圓柱形軸承24允許軸繞中心軸線26旋轉(zhuǎn)并且允許沿同一個(gè)軸線位移。在每個(gè)運(yùn)動(dòng)方式中支承構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)量基本上是保持恒定的。在滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)置軸支表面一般地沿相互平行的方向運(yùn)動(dòng)。如果圖1的軸要沿垂直于中軸線的方向運(yùn)動(dòng)或者繞中軸線以外的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，軸表面的部分會(huì)運(yùn)動(dòng)得較靠近支承構(gòu)件，或者受支承構(gòu)件較大的壓縮，同時(shí)其余的部分會(huì)運(yùn)動(dòng)得較遠(yuǎn)離支承構(gòu)件，或者受支承構(gòu)件較小的壓縮。這些是非滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)的例子?；瑒?dòng)式運(yùn)動(dòng)?？膳c非滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)同時(shí)發(fā)生。在此方式下，當(dāng)非滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)與滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)同時(shí)發(fā)生，術(shù)語非滑動(dòng)式用于描述運(yùn)動(dòng)的非滑動(dòng)的部分。發(fā)生非滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)的陳述不表示不能夠同時(shí)發(fā)生滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。另外發(fā)生滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)的陳述不表示不能夠同時(shí)發(fā)生非滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
如圖2至圖4所示，局部柔順性表面40可以包含從基座30伸出的支承構(gòu)件28的陣列性安排或者說陣列。在該實(shí)施方式中的支承構(gòu)件配合形成圓柱形軸承24的內(nèi)表面32，用于支承圓柱形軸(圖中未示)的對(duì)置軸支表面。每個(gè)支承構(gòu)件28包含連接到基座的第一端34和用于以滑動(dòng)接觸去接觸和支承所述軸的第二端36。這些支承構(gòu)件28可以獨(dú)立地運(yùn)動(dòng)，以使表面能夠適應(yīng)松散顆粒，并且從而減少否則由于犁進(jìn)可能發(fā)生的損壞。獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)還讓表面能夠減少與表面粗糙或者其它表面不規(guī)則性接觸招至的損傷。在此意義上，表面32可以支承對(duì)置的軸支表面，而支承構(gòu)件的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)在其表面的“局部”點(diǎn)適應(yīng)不規(guī)則性。因此，該表面稱為“局部柔順性的”。在圖2和圖2A所示實(shí)施方式中，支承構(gòu)件形成在內(nèi)圓柱形表面32上。在圖3實(shí)施方式中，支承構(gòu)件示出在外圓柱形表面46上。在圖4實(shí)施方式中，支承構(gòu)件既示出在內(nèi)圓柱形表面32上也示出在外圓柱形表面46上。
通過允許其它支承構(gòu)件承載較多的對(duì)置軸承之間的負(fù)荷，支承構(gòu)件的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)減少了加于對(duì)置表面之間的壓力和任何不規(guī)則性。這防止表面不規(guī)則性，諸如粗糙，受到可能把它們從軸支表面上去除并成為松散顆粒的較高壓力。這還防止松散顆?；蛘弑砻娌灰?guī)則性，受到可能在從軸支表面上去除之前使它們犁進(jìn)進(jìn)軸支表面的較高壓力。支承構(gòu)件被偏壓向?qū)χ帽砻?，從而一旦支承?gòu)件撓曲以適應(yīng)不規(guī)則性后，支承可以移回以直接支承對(duì)置表面。
如前所述，局部柔順性表面應(yīng)對(duì)幾個(gè)磨損和磨擦的原因。下面更加詳細(xì)說明一些所述原因，包括由于松散顆粒造成的犁進(jìn)，和粗糙相互作用造成的軸承損傷。犁進(jìn)示于圖5A中，圖中示出兩個(gè)常規(guī)軸承48彼此相對(duì)滑動(dòng)，帶有留滯在軸承之間的積聚的顆粒54。兩個(gè)對(duì)置的常規(guī)軸承48之間的粗糙44之間的相互作用示于圖5B中。
在犁進(jìn)時(shí)，位于對(duì)置的軸承之間的顆粒42或者積聚的顆粒54由于對(duì)置軸承之間承載的負(fù)荷集中在積聚的顆粒周圍而產(chǎn)生高的接觸壓力點(diǎn)。這種高接觸壓力可以引起顆粒留滯在軸承48中并且造成損傷。由于軸承48繼續(xù)相對(duì)滑動(dòng)，沿兩個(gè)軸支表面之一或者兩個(gè)表面拖曳留滯的顆粒，造成進(jìn)一步的損傷，最典型地是以犁溝50的形式，其特征是帶有隆起的棱的溝槽。除了造成磨損以外，產(chǎn)生犁溝50的過程和犁溝作用留下的粗糙表面增加了軸支表面之間的磨損。
隨著顆粒犁進(jìn)入軸承中，它們可以產(chǎn)生另外的磨損顆粒42，所述另外的顆粒可從軸承脫落。這些新的顆?？梢跃奂奢^大的、可滯留在軸支表面中的顆粒并且引起進(jìn)一步的犁進(jìn)損傷。隨著這種現(xiàn)象繼續(xù)，可以在兩個(gè)軸支表面之一或者兩個(gè)表面上發(fā)生脫層。脫層是以片樣方式從軸支表面之一脫下材料。脫層對(duì)軸支表面是破壞性的并且往往導(dǎo)致顯著的磨損，增加磨擦，并且地潛在地造成災(zāi)害性故障。
在本文提到的粗糙44是可在一定程度在軸承48上存在的一些小的突起，如圖5B中所示。當(dāng)把這些表面置為相互接觸以承載負(fù)荷時(shí)，許多這樣的粗糙會(huì)受迫接觸對(duì)置軸支表面的粗糙44。一定程度上發(fā)生粗糙相互作用以支承軸支表面之間的接觸力，然而較大的粗糙將較大地對(duì)軸支表面之間磨擦和磨損起作用。在其相互作用時(shí)，粗糙44還可以從表面剝離從而變成松散的顆粒42。大多數(shù)粗糙在1至5微米之間，但是可以在0.5至30微米之間甚至以上，這取決于用于制造所述表面的制造工藝。
從表面上剝落并且留在軸承之間的粗糙著它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以聚積成較大的顆粒，并發(fā)生犁進(jìn)現(xiàn)象。聚積的顆粒54尺寸范圍可以在5微米至數(shù)百微米之間。其它可以引起犁進(jìn)的異物碎屑，典型的尺寸在20至80微米之間。然而任何可能鑲?cè)雽?duì)置軸支表面之間的顆粒都可以認(rèn)為是異物碎屑，并且可能引起犁進(jìn)。
現(xiàn)在返回說明本發(fā)明的實(shí)施方式，圖6示出圖2A所示的支承構(gòu)件的抵近視圖。在此局部柔順性的表面40包含多個(gè)從基座30垂直地伸出的端部的支承構(gòu)件28。在此實(shí)施方式中支承構(gòu)件在截面上是矩形的，其長(zhǎng)度約為其寬度的三至十五倍，然而本發(fā)明不限于這些幾何條件，因?yàn)樵诒景l(fā)明可以構(gòu)想其它多種幾何條件。這些支承構(gòu)件間隔開以在其間確定間隙56。在此實(shí)施方式中間隙56與支承構(gòu)件有大致相同的截面尺寸。它們?yōu)閷?duì)置的軸承之間的顆粒提供了易于退出的通道。只要處在間隙56中，顆粒使軸承受損傷的傾向就降低了。如果顆粒不落入間隙中，它們就可以最終從軸承之間退出，可能地經(jīng)軸承的邊緣57退出。
圖6示出的實(shí)施方式具有設(shè)置在每個(gè)支承構(gòu)件28四側(cè)的間隙56。然而在其它實(shí)施方式中，間隙可以連續(xù)地從軸承的邊緣57伸展到軸承的對(duì)側(cè)邊緣，產(chǎn)生經(jīng)軸承從一側(cè)到另一側(cè)的直接通道。這樣的通道可以為清潔積聚的顆粒的間隙提供方便的通途。圖6中所示的實(shí)施方式還示出陣列方式安排的支承構(gòu)件，在支承構(gòu)件任一側(cè)上都有相似尺寸的間隙。然而其它的實(shí)施方式可以具有以任何其它規(guī)則地間隔開的陣列構(gòu)形安排的、甚至是以不規(guī)則的陣列安排的支承構(gòu)件，因?yàn)楸景l(fā)明不受限于這個(gè)方面。所述間隙還示出基本上由支承構(gòu)件從其它間隙分離開。然而，所述間隔還可以連續(xù)地繞支承構(gòu)件的所有側(cè)面伸展或者采取其它的形狀，因?yàn)楸景l(fā)明不受限于這個(gè)方面。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，諸如圖7中所示，材料58置于由相鄰支承構(gòu)件界定的間隙56中。這種材料還可以存在于一些間隙56中或者所有間隙56中。它可以填充整個(gè)間隙或者間隙的部分，因?yàn)楸景l(fā)明不受限于這個(gè)方面。它可以進(jìn)一步支持支承構(gòu)件28，或者它可以簡(jiǎn)單地包含間隔填充物以防止否則可滯留于其中的松散顆粒積累并且有效地防止支承構(gòu)件撓曲。這樣的填充物可以是高度撓性的材料，該材料不會(huì)不利地影響支承構(gòu)件撓曲。在其它實(shí)施方式中，所述材料可以包含可以隨著時(shí)間加到軸承上的潤(rùn)滑劑。這可以隨著支承構(gòu)件磨損自然地發(fā)生，因?yàn)樵谳S承中產(chǎn)生的熱引起潤(rùn)滑劑改變粘度并且向軸承遷移，或者通過其它的機(jī)構(gòu)使?jié)櫥瑒┫蜉S承遷移。在其它實(shí)施方式中，一些支承構(gòu)件(例如每隔五個(gè)支承構(gòu)件)可以采用隨著時(shí)間推移加在軸承上例如石墨的固體潤(rùn)滑物制造。
現(xiàn)在返回參見圖2的圓柱形軸承，圖中示出的軸承帶有局部柔順性的內(nèi)表面以允許軸20與另一個(gè)機(jī)件22之間的滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)。圖3和4示出局部柔順性的圓柱形軸承的其它實(shí)施方式。圖3的實(shí)施方式具有局部柔順性的外圓柱形表面46。這種軸承可以固定的軸的外表面上，以允許機(jī)件22與軸之間的滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)。圖4的實(shí)施方式在其內(nèi)和外圓柱形表面上都具有局部柔順性的表面40。這種軸承可以置于軸20與另一個(gè)機(jī)件(未示)的內(nèi)圓柱形表面之間，因?yàn)樗?dòng)在軸20與機(jī)件22表面之間，可以支持軸20、軸承24與機(jī)件之間的相對(duì)平移和/或旋轉(zhuǎn)。盡管這些軸承的局部柔順性表面40設(shè)計(jì)為接觸常規(guī)軸承和軸，可以用局部柔順性表面接觸另一個(gè)軸承。
不論圖3還是圖4中的實(shí)施方式的外圓柱形表面都具有沿不垂直于基座的方向安排的直線支承構(gòu)件。圖2和圖4中的實(shí)施方式的內(nèi)圓柱表面32具有彎折部(“狗腿”形狀)的支承構(gòu)件，它們的第二部分36在一定程度上垂直于基座30。彎折構(gòu)件的第一部分34具有基本上恒定的截面積，這在接近于基座30的點(diǎn)上截面積較大的支承構(gòu)件之間產(chǎn)生間隙56。該間隙提供了大量空間以持定從支承構(gòu)件和對(duì)置軸承之間去除的松散顆粒42。盡管這些軸承在圖中示出具有特定的、局部柔順性的表面40，然而本發(fā)明不受限于這個(gè)方面。
圖2、圖3和圖4示出一些從基座30的同側(cè)(例如外圓柱形表面或者內(nèi)圓柱形表面)，但是沿不同方向伸出的支承構(gòu)件28。用這些特殊的構(gòu)形，向沿不同方向延伸的相鄰支承構(gòu)件彎曲的支承構(gòu)件28將在彎曲一個(gè)短距離以后很可能接觸該相鄰的支承構(gòu)件。在其它情況下，當(dāng)沿其它方向彎曲時(shí)，支承構(gòu)件可運(yùn)動(dòng)較大的距離。以此方式，支承構(gòu)件28可適于沿不同方向不同地運(yùn)動(dòng)。通過修改支承構(gòu)件的截面形狀可以得到類似的結(jié)果。例如矩形的截面將具有沿不同方向有不同的彎曲特征。當(dāng)然，本發(fā)明不受限于這個(gè)方面，因?yàn)橹С袠?gòu)件可以有任何的撓曲特性或者可以沿相同的方向延伸，或者沿不同方向的任何組合延伸。
圖2至圖4的實(shí)施方式示出與從基座懸臂狀伸出且與基座成為一體的支承構(gòu)件。盡管這些圖中示出的支承構(gòu)件相對(duì)地大，但是可優(yōu)選地具有數(shù)個(gè)相對(duì)小的、包含軸承的局部柔順性的表面的支承構(gòu)件。例如在一些實(shí)施方式中要求有100平方微米或更小截面積的支承構(gòu)件。然而，用特定負(fù)載要求的應(yīng)用，或者預(yù)期遭遇較大的、松散顆粒的應(yīng)用可得益于數(shù)量較少和/或較大的支承構(gòu)件。另外與制造數(shù)量多的、小的支承構(gòu)件相關(guān)聯(lián)的成本可使有較少但是較大的支承構(gòu)件更加優(yōu)越。在一個(gè)實(shí)施方式中，支承構(gòu)件在其第二端具有大約0.4mm乘0.4mm的方形截面積。在另一個(gè)實(shí)施方式中，支承構(gòu)件第二端具有1mm乘1mm的截面積。在又一個(gè)實(shí)施方式中，第二端可具有大約2mm乘2mm的截面積。另外，多數(shù)支承構(gòu)件長(zhǎng)寬比為三倍至十五倍。也可以采用其它適當(dāng)尺寸的支承構(gòu)件，因?yàn)楸景l(fā)明不受限于這個(gè)方面。填充密度是局部柔順性表面的描述性特征，所述填充密度一般地與形成局部柔順性表面的支承構(gòu)件的數(shù)量和尺寸相關(guān)。填充密度定義為支承構(gòu)件末端與對(duì)置軸支表面之間的接觸面積除以其支承的對(duì)置軸支表面的投影面積。盡管可以有較大或較小的填充密度，多數(shù)實(shí)施方式具有約50％-60％的填充密度。
如針對(duì)圖2和圖4所討論的，支承構(gòu)件可以形成包含第一直線部分34和第二直線部分36的彎折部，這也在圖8A中示出。這些直線部分34、36之任一都可以垂直于基座(如圖2和圖4所示)或者也可以是兩個(gè)都不垂直于基座的(如圖2和圖4所示)。彎折部的第一和第二部分的截面積可以是相同長(zhǎng)度和相同截面積的，或者在截面積和長(zhǎng)度兩個(gè)方面任一個(gè)或者全部中，一個(gè)部分可以大于另一個(gè)。當(dāng)支承構(gòu)件的第二部分36不垂直與基座30時(shí)(如圖8A中所示)，遠(yuǎn)端面64的楔形側(cè)66可以幫助在松散顆粒42抵達(dá)楔形側(cè)66時(shí)把它們導(dǎo)入進(jìn)間隙56中。在抵達(dá)的松散顆粒42變?yōu)樾ㄐ吻以趯?duì)置軸承與第二端36之間時(shí)，與對(duì)置軸承呈銳角的端面64的側(cè)邊68可以幫助促進(jìn)支承構(gòu)件28彎曲。楔形側(cè)66和形成銳角的側(cè)68的構(gòu)形還可以通過斜削或者斜切支承構(gòu)件28的側(cè)面，或者通過用不同方式安排支承構(gòu)件形成，因?yàn)楸景l(fā)明不受限于這個(gè)方面。
圖8B示出沿其長(zhǎng)度改變截面積的支承構(gòu)件。改變截面積可有助于達(dá)到特定應(yīng)用所要求的撓曲特性。當(dāng)支承構(gòu)件遠(yuǎn)端面與對(duì)置軸承長(zhǎng)期接觸磨損時(shí)，此方式還可以讓支承的遠(yuǎn)端面64的截面積增大。隨著端70的磨損引起支承構(gòu)件長(zhǎng)度縮小，端面的對(duì)應(yīng)面積70增加。當(dāng)這在數(shù)個(gè)支承構(gòu)件上發(fā)生時(shí)，它會(huì)增加柔順性軸支表面的凈面積。這種面積的增加會(huì)減少每個(gè)支承構(gòu)件受到的接觸壓力，這可降低以后受的磨損的速度。在這樣的情況下，支承構(gòu)件還將能夠支承對(duì)置的表面，盡管它們的長(zhǎng)度減少了。通過支承構(gòu)件抵對(duì)對(duì)置軸支表面預(yù)加載(即初始撓曲)，讓支承構(gòu)件能夠隨著磨損減少支承構(gòu)件的長(zhǎng)度保持對(duì)對(duì)置軸支表面相同的接近性，上述目的是可能實(shí)現(xiàn)的。
懸臂梁式支承構(gòu)件28的其它實(shí)施方式示于圖8C和8D中。圖8C示出非對(duì)基座30垂直的支承構(gòu)件，而圖8D示出包含弧形72的支承構(gòu)件。盡管這些支承構(gòu)件的第二部分或者說遠(yuǎn)端部分36沿與第一部分34相同的方向延伸，也可以把第二部分36安排得沿其它方向從基座伸出，而不論是否垂直于基座?；⌒?2可以包含恒定的曲率或者變通的，也可以為適應(yīng)特定應(yīng)用包含組合的曲率。本文說明的任何一個(gè)實(shí)施方式的支承構(gòu)件28都可以結(jié)合其它相同形狀的支承構(gòu)件使用，或者變通地，它們也可以結(jié)合由本發(fā)明所說明或者構(gòu)想的支承構(gòu)件的任何組合使用。盡管圖中示出了支承構(gòu)件形狀的各種舉例，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不受限于這個(gè)方面，因?yàn)榭梢圆捎闷渌m當(dāng)形狀的支承構(gòu)件。還有支承構(gòu)件可以沿任何適當(dāng)?shù)姆较驈幕斐?，只要遠(yuǎn)端可以運(yùn)動(dòng)以適應(yīng)粗糙或者顆粒。從而盡管在某些實(shí)施方式中，支承構(gòu)件對(duì)基座有特定的角度θ，然而其可以采用任何角度，只要支承件可以運(yùn)動(dòng)，例如朝向或者遠(yuǎn)離對(duì)置表面彎曲或者撓曲。
圖9示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的直線軸承86的示意圖。該特定的軸承86包含U字形截面84，用于引導(dǎo)沿一個(gè)方向的平移；然而其它實(shí)施方式可以簡(jiǎn)單地包含平面的軸承，使得機(jī)件87、89可以沿多個(gè)方向相對(duì)平移，因?yàn)楸景l(fā)明不受限于這個(gè)方面。如同圓柱形軸承24的情況那樣，直線軸承86可以固定地安裝到機(jī)件87、89的任一個(gè)上，或者等同地可以允許在兩個(gè)機(jī)件之間浮動(dòng)。直線軸承86還可以包含一對(duì)軸承，每個(gè)安裝到所述機(jī)件之一。直線軸承86可以設(shè)計(jì)得適應(yīng)機(jī)件87、89之間的連續(xù)的接觸或者間歇的接觸。例如，在間歇地接觸的情況下，第一機(jī)件可以在通過平移越過第二機(jī)件的兩邊緣之一而完全地離開第二機(jī)件的應(yīng)用中，或者第一機(jī)件在垂直地提升離開軸承的應(yīng)用中。
圖中示出所述軸承對(duì)置于常規(guī)的軸承48，盡管它也可以對(duì)置另一個(gè)局部柔順性的表面40。圖10中所示的特定軸承可允許滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)，譬如沿平行于其局部柔順性表面的平移或者旋轉(zhuǎn)。其它的實(shí)施方式可以包括限制這種運(yùn)動(dòng)或者允許附加的運(yùn)動(dòng)的特征。所述的附加的運(yùn)動(dòng)可以包括非滑動(dòng)式的運(yùn)動(dòng)，譬如一個(gè)軸承86相對(duì)另一個(gè)傾斜。
與上述實(shí)施方式相關(guān)聯(lián)的任何特征都可以合并進(jìn)直線軸承結(jié)構(gòu)中。本文說明的直線軸承和圓柱形軸承兩者的特征都可以合并進(jìn)既有直線部分也有弧形部分的軸承中。例如，直線軸承可以具有剛性基座的柔順性表面，該剛性基座包含從其伸出且與其一體的支承構(gòu)件，該直線軸承還可以有帶嵌入于其中的支承構(gòu)件的彈性體基座，或者是其任何組合，因?yàn)楸景l(fā)明不受限于這個(gè)方面。
如前文所述，局部柔順性的軸承的其它實(shí)施方式可以包含從有彈性的基座，譬如用彈性體材料形成的基座，伸出的支承構(gòu)件。在一些這樣的實(shí)施方式中，僅用基座的彈性就可以讓基本上剛性的支承構(gòu)件28撓曲。在其它實(shí)施方式中，支承構(gòu)件的撓性本身補(bǔ)充于基座的彈性可以允許它們撓曲。這類局部柔順性的軸承可以與使用整體的、懸臂梁式支承構(gòu)件提供相同的益處。然而它還可以提供降低支承構(gòu)件與基座之間的應(yīng)力的好處。某些具有帶彈性的基座的實(shí)施方式還表明其易于制造或者較好地適用于特定的應(yīng)用。
圖14示出具有嵌入在基座100中的支承構(gòu)件的軸承的一個(gè)實(shí)施方式的截面圖。該基座具有彈性。此例中的對(duì)置軸支表面包含常規(guī)的軸20。該軸承是圓柱形的一部分，并且包括另一個(gè)彈性的底座或者殼33，所述的底座或者說殼33對(duì)接并且支承彈性的基座100。殼33可以用彈性材料形成，如果連續(xù)的鑄模彈性體；然而它還可以用基本上剛性的材料形成，因?yàn)楸景l(fā)明不受限于這個(gè)方面。
盡管示出了恒定曲率的弧形，在該實(shí)施方式或者其它實(shí)施方式中曲率也可以變化，因?yàn)楸景l(fā)明不受限于這個(gè)方面。在此特定的實(shí)施方式中，支承構(gòu)件不與殼33發(fā)生直接接觸，而是通過部分的彈性基座100與殼分隔開。通過支承構(gòu)件相對(duì)于基座100的樞轉(zhuǎn)或平移(直線)，具有彈性基座的實(shí)施方式能夠提供具有局部柔順性表面的支承構(gòu)件較小的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，然而通過壓迫或彎曲支承構(gòu)件28，具有大致剛性基座的實(shí)施方式可以一般地完成這些運(yùn)動(dòng)。樞轉(zhuǎn)和徑向平移運(yùn)動(dòng)的例子在圖14中分別地用線X和Y示出。當(dāng)支承構(gòu)件樞轉(zhuǎn)時(shí)，其近端35基本上保持相同的位置而其第二部分運(yùn)動(dòng)。在徑向平移時(shí)，整個(gè)支承構(gòu)件沿其自身的縱軸51運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然，在某些實(shí)施方式中樞轉(zhuǎn)和直線平移可以同時(shí)地發(fā)生。
當(dāng)與基座成一體的懸臂梁式支承構(gòu)件處于彎曲的模式中時(shí)，支承構(gòu)件與基座之間的大部分應(yīng)力集中在基座與支承構(gòu)件的過渡區(qū)域中。當(dāng)支承構(gòu)件在有彈性的基座中樞轉(zhuǎn)和/或平移時(shí)，支承構(gòu)件與基座之間的負(fù)荷多數(shù)分布在基座與支承構(gòu)件之間的全部接觸表面29上。在整體懸臂梁支承構(gòu)件實(shí)施方式的情況下，這些接觸表面大都包含比基座與支承構(gòu)件之間的過渡相鄰的那些區(qū)域大的面積。結(jié)果相似的負(fù)荷可以分布在較大的面積上，從而在帶有彈性的基座的軸承中產(chǎn)生較低的應(yīng)力。例如，支承構(gòu)件28連接到在基座100上的區(qū)域的面積可以是支承構(gòu)件28的周長(zhǎng)乘以嵌入的支承構(gòu)件28的長(zhǎng)度。這個(gè)面積一般地比支承構(gòu)件與基座之間的過渡的面積大得多，后者可以大約等于支承構(gòu)件的截面積。
圖15示出接觸軸承的另一個(gè)實(shí)施方式，在此每個(gè)圓柱形的、銷釘狀的支承構(gòu)件的近端35完全地插入彈性基座100中，從而近端35可以與基座100的外表面104平齊，所述外表面104接觸支持外殼(未示)。在此實(shí)施方式中，支承構(gòu)件的徑向平移相當(dāng)?shù)販p少了，因?yàn)橹С袠?gòu)件與彈性的殼33直接接觸。在帶有剛性的殼33的結(jié)合使用的相似實(shí)施方式中甚至可以防止徑向平移。然而，在這樣的實(shí)施方式中，支承構(gòu)件可以通過獨(dú)立地樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以適應(yīng)不規(guī)則性，或者如果支承構(gòu)件有一些程度的撓性也可以通過自身彎曲去適應(yīng)不規(guī)則性。盡管圖15的實(shí)施方式示出支承構(gòu)件的近端35與基座100的外圓柱形表面一致，還可以把它們倒圓以有利于對(duì)殼33的內(nèi)圓柱形表面樞轉(zhuǎn)。另外，在殼的內(nèi)圓柱形表面中可以形成袋或者其它零件容納支承構(gòu)件的端35以得于樞轉(zhuǎn)或者甚至允許某種徑向運(yùn)動(dòng)。
圖16示出包含第一彈性體基座101和第二彈性體基座102的基座的本發(fā)明的實(shí)施方式。該特定的實(shí)施方式與圖15中所示的實(shí)施方式相似，不同的是附加了位于第一彈性體基座101與殼33之間的彈性體基座102，該殼33可以是剛性的也可以是彈性的。第二基座102可以提供殼33與支承構(gòu)件28的近端35之間的分隔，且還支承端35。這種分隔和支承可以允許支承構(gòu)件除了在彈性體的基座內(nèi)樞轉(zhuǎn)之外獨(dú)立地沿徑向平移。第一和第二基座可以由具有不同的彈性或者相同的彈性的材料構(gòu)成，因?yàn)楸景l(fā)明不受限于這個(gè)方面。允許支承構(gòu)件進(jìn)行的樞轉(zhuǎn)和徑向平移的量可以通過改變不同基座的尺寸或者彈性(或者其它特性)，或者改變殼的彈性來調(diào)節(jié)。如同其它實(shí)施方式的情況一樣，支承構(gòu)件可以連接到兩個(gè)殼之一或者全部。另外，第一和第二基座101、102可以相互連接和/或連接到殼33本身。
通過提供每個(gè)支承構(gòu)件的近端35與基座100的外圓柱形表面104之間的間距37，圖17所示的實(shí)施方式允許支承構(gòu)件徑向平移(即沿其縱軸51運(yùn)動(dòng))。與其它實(shí)施方式相似，可以提供剛性或者彈性殼33包繞和支承彈性體的基座。變通地，該實(shí)施方式和其它實(shí)施方式可以直接用于下述應(yīng)用中，該應(yīng)用中當(dāng)軸承在使用時(shí)，現(xiàn)有基座或者殼包繞和支承經(jīng)彈性體基座100傳遞的力。當(dāng)支承構(gòu)件運(yùn)動(dòng)以適應(yīng)不規(guī)則物時(shí)，在支承構(gòu)件28與殼之間的間距37為每個(gè)支承構(gòu)件單獨(dú)地或者結(jié)合樞轉(zhuǎn)動(dòng)作的平移提供空間。在該實(shí)施方式和其它實(shí)施方式中，支承構(gòu)件可以連接到或者以其它方式固定到彈性的基座上。這使它們能夠較好地支承沿徑向(即沿縱軸方向)的徑向負(fù)荷，因?yàn)樗乐怪С袠?gòu)件以不限制的方式在基座內(nèi)滑動(dòng)。
在圖18所示的實(shí)施方式中，支承構(gòu)件經(jīng)第一彈性體基座101的任一側(cè)伸出。第二彈性體基座(未示)可以繞第一基座布置并且聯(lián)結(jié)到支承構(gòu)件28的近端部分39。如在圖15中實(shí)施方式，第二彈性基座102的外圓柱形表面104可以與支承構(gòu)件的近端35平齊，或者它們也可以從該表面凹陷進(jìn)如在圖17中的實(shí)施方式。聯(lián)結(jié)支承構(gòu)件和兩個(gè)基座之間的所有接觸區(qū)域可以輔助在基座與支承構(gòu)件之間傳遞負(fù)荷。然而其它實(shí)施方式可以只有一個(gè)基座聯(lián)結(jié)到或者沒有基座聯(lián)結(jié)到支承構(gòu)件，因?yàn)楸景l(fā)明不受限于這個(gè)方面。
某些支承構(gòu)件28可以設(shè)有嵌入在基座101內(nèi)的向外擴(kuò)張的近端35，以對(duì)徑向的支承構(gòu)件運(yùn)動(dòng)提供較大的阻力。圖19示出包含第一和第二基座(第二基座未示出)的實(shí)施方式。這的擴(kuò)張的末端在需要非常高強(qiáng)度的系統(tǒng)應(yīng)用中可以是特別有利的。在其它實(shí)施方式中，支承構(gòu)件的凸緣末端可以置于與殼(未示)直接接觸，而不論是否設(shè)置第二基座。這樣的實(shí)施方式會(huì)限制徑向(即沿縱軸線)方向的運(yùn)動(dòng)。變通的，具有擴(kuò)張的末端可以在第二基座中應(yīng)用較軟的材料，并且可以提供較大的撓性。
圖20示出一個(gè)具有從基座伸出沿非垂直的方向的銷釘狀圓柱形支承構(gòu)件28的實(shí)施方式變例。在這樣的實(shí)施方式中，在近端35與彈性體基座100的外表面104之間的間隔對(duì)支承構(gòu)件的撓曲特性有較少的影響，這是因?yàn)橹С袠?gòu)件的非垂直的安排把它們預(yù)置為樞轉(zhuǎn)而不是徑向地平移。圖中示出盡管支承構(gòu)件以相似的角度沿相似的方向伸出，其它實(shí)施方式可以具有沿任何方向從基座伸出的支承構(gòu)件，因?yàn)楸景l(fā)明不受限于這個(gè)方面。
盡管圖15至圖19示出具有嵌入有彈性的基座中的帶有圓柱形的、銷釘狀支承構(gòu)件的接觸軸承，然而可以結(jié)合本發(fā)明的這些實(shí)施方式或者其它實(shí)施方式使用其它任何支承構(gòu)件形狀或者構(gòu)形。另外，支承構(gòu)件可以具有任何截面形狀、角度方位，或者圖8A至圖8D中所示的或者本文揭示的其它變例，因?yàn)楸景l(fā)明不受限于這個(gè)方面。
如同在用與基座形成一體的支承構(gòu)件的軸承中那樣，在采用彈性的基座的實(shí)施方式中，具有數(shù)個(gè)小截面積支承構(gòu)件可能是有利的。例如某些應(yīng)用可以使用數(shù)個(gè)較硬的卻較細(xì)的線作支承構(gòu)件，此線的截面積大約是一平方毫米。其它實(shí)施方式可設(shè)計(jì)用于適應(yīng)大得多的不規(guī)則物。某些實(shí)施方式可以通過具有顯著的大截面積的，和/或能夠去除較大顆粒42的較大間隙56的支承構(gòu)件達(dá)到這個(gè)作用。其它實(shí)施方式可以通過允許幾個(gè)少得多的支承構(gòu)件運(yùn)動(dòng)以適應(yīng)較大的顆粒達(dá)到類似的作用?？傊?，對(duì)于多數(shù)應(yīng)用，支承構(gòu)件的尺寸設(shè)計(jì)為具有基本上與預(yù)期會(huì)在軸承應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的聚積的顆粒或異物顆粒的截面積相同的截面積。
支承構(gòu)件典型地設(shè)計(jì)為從彈性基座的表面106只伸到避免壓彎支承構(gòu)件的距離。該距離將大體上取決于用于形成支承構(gòu)件的材料，以及支承構(gòu)件的截面幾何條件。在某些實(shí)施方式中采取支承構(gòu)件不延伸過其平均的截面尺度的三倍的準(zhǔn)則，以避免壓彎的問題。這些實(shí)施方式同樣為支承構(gòu)件提供足夠的空間移動(dòng)和適應(yīng)不規(guī)則。然而本發(fā)明不受限于這個(gè)方面，因?yàn)橹С袠?gòu)件的壓彎可以通過調(diào)節(jié)其它設(shè)計(jì)因素避免，舉例如支承構(gòu)件和/或基座材料，和支承構(gòu)件截面形狀。
具有彈性基座100的所有的所示實(shí)施方式在圖中都示出帶有基本上伸入基座中的支承構(gòu)件。然而其它實(shí)施方式可以只伸入基座額定的距離。還有，其它實(shí)施方式可以具有只聯(lián)結(jié)到基座表面的支承構(gòu)件。這些實(shí)施方式的支承構(gòu)件一般具有較大的截面積并且從基座伸出較短的距離，以提供更穩(wěn)定的支承構(gòu)件結(jié)構(gòu)。這些實(shí)施方式中，支承構(gòu)件主要沿彈性體基座允許的徑向方向運(yùn)動(dòng)。
彈性體基座或者通過支承構(gòu)件的本身的彎曲運(yùn)動(dòng)提供的對(duì)支承構(gòu)件的阻力可以設(shè)計(jì)為隨著支承構(gòu)件運(yùn)動(dòng)用不同的方式增加。例如所述阻力可以隨著支承構(gòu)件28在特定的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)線性地增加，或者所述力可以在其運(yùn)動(dòng)中的特定點(diǎn)急劇地增加?？梢酝ㄟ^選擇用于形成彈性體基座的材料或者制造工藝、支承構(gòu)件的形狀、支承構(gòu)件在基座中的特定安排，或者通過現(xiàn)在公知的或者將來發(fā)展的其它因素確定不同的力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系?？梢岳米枇εc支承構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的關(guān)系控制特定軸承中或者軸承部分中的限局性柔順性，或者甚至控制軸承中將允許的非滑動(dòng)接觸模式的量或者類型。
本發(fā)明的各種實(shí)施方式可以通過任何適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ圃?。可以使用任何方法制造通過結(jié)合不同支承構(gòu)件幾何狀態(tài)、不同支承構(gòu)件材料和支承構(gòu)件之間的不同間距得到的特定特征或者其它特征的局部柔順性的表面。例如在圖2至圖4、圖10和圖11中所示的實(shí)施方式中，多個(gè)薄的、墊片狀圓盤或者板74相繼層疊形成包括支承構(gòu)件的軸承。單個(gè)并有彈性基座的墊片狀圓盤示于圖21中。由薄板74的疊層82形成軸承是一種提供特定優(yōu)點(diǎn)的途徑。例如可以方便地調(diào)節(jié)用疊層的板制造的軸承構(gòu)形。設(shè)計(jì)人員可以方便地通過安排預(yù)制的薄板結(jié)構(gòu)74的結(jié)構(gòu)方便地配置軸承。對(duì)于要求一定的軸承長(zhǎng)度或者其它尺度的特定應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員可以只須確定需要多少薄板74適應(yīng)特定的長(zhǎng)度，以及所述板應(yīng)當(dāng)有什么類型的支承構(gòu)件28。
盡管圖2至圖4、圖10和圖11的實(shí)施方式在圖中示出包含薄板的疊層，每個(gè)帶有從之伸出的支承構(gòu)件28，其它的實(shí)施方式可以包括相鄰板之間的墊片板(未示)。用通過其它技術(shù)由簡(jiǎn)單地在每個(gè)支承構(gòu)件所有側(cè)面上產(chǎn)生間距制造的實(shí)施方式也可以達(dá)到相同的效果。另外，具有與基座成為整體并且從之伸出的支承構(gòu)件的板可以與類似圖21中所示的、包含配合彈性基座的支承構(gòu)件的板混合。變通可以采用多個(gè)包含配合彈性基座的支承構(gòu)件的板形成構(gòu)筑軸承。
構(gòu)成軸承的板可以使用任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)相互連接。在一個(gè)實(shí)施方式中，如圖10中所示的實(shí)施方式中，每個(gè)板74中的孔88可以容納一個(gè)榫釘、鉚釘或者螺絲把所述板對(duì)齊并/或者鎖定在一起?？梢允褂闷渌奶卣鞣绞?，諸如鍵、薄板邊緣上的凹槽、處于薄板側(cè)面上的突起，或者甚至是膠合、焊接，或者打栓等等把所述板固定在一起，因?yàn)楸景l(fā)明不受限于這個(gè)方面。盡管圖中所示的板74具有可以用于把它們固定在一起的鎖定零件，其它的應(yīng)用可以不需要板74彼此相對(duì)地固定。一些應(yīng)用中甚至允許板74在操作中彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)。還有，其它應(yīng)用可以包含由單件材料形成的局部柔順性的表面，從而消除了把板固定在一起的需要，本發(fā)明不受限于這個(gè)方面。
已經(jīng)說明了用疊層的板、與基座成為整體的支承構(gòu)件和與彈性體的基座配合的支承構(gòu)件制造的軸承的實(shí)施方式。任何這些實(shí)施方式，或者任何其它實(shí)施方式可以通過數(shù)種技術(shù)制造。一些這樣的技術(shù)包括通過，例如機(jī)加工、線EDM、剪切、激光切割或者水切割等從單體結(jié)構(gòu)去除材料，在整體上或者部分上制造局部柔順性的表面。通過其它制造方法，可以通過材料添加工藝，譬如立體光刻印刷、三維印刷，或者鑄造等，就地形成局部柔順性的表面。其它實(shí)施方式也可以通過沖壓或者彎曲材料形成。所說明的和本發(fā)明設(shè)想的各種實(shí)施方式還可以包含通過組裝確定局部柔順性表面的元件，譬如薄板結(jié)構(gòu)。在用組裝元件形成局部柔順性表面的實(shí)施方式中，可以通過任何適合的工序把分開的元件連接在一起。例如當(dāng)基座為模制時(shí)可以把支承構(gòu)件連接到基座上?；纬蓵r(shí)可以把基座固定到殼上。在其它實(shí)施方式中可以在基座形成后把支承構(gòu)件嵌入在基座中。另一些實(shí)施方式可以具有寬松地安排在基座內(nèi)的支承構(gòu)件。一些可以用于形成總成的各個(gè)部分或者甚至總成的工藝包括，但是不限于澆模、注模、擠壓成型、鑄造等。盡管討論了一些制造工藝，也可以使用其它的制造工藝，因?yàn)楸景l(fā)明不受限于這個(gè)方面。
圖12示出用與其它圖中所示不同的方法制造的一個(gè)軸承的例子。該軸承24沒有多個(gè)疊層的板74，或者彈性的基座，而是有一個(gè)實(shí)心的、單體的材料，在其中成形多個(gè)支承構(gòu)件28以產(chǎn)生局部柔順性的表面。該軸承的局部柔順性的表面通過切割出數(shù)個(gè)平行于圓柱形的中軸線的溝槽構(gòu)成。垂直于圓柱形的中軸線的多個(gè)層片94與所述溝槽相交并且產(chǎn)生多個(gè)從基座30向內(nèi)伸的支承構(gòu)件28。在此特定的實(shí)施方式中，局部柔順性的表面40不包含全部?jī)?nèi)表面32，而是只包含其一部分。其它的實(shí)施方式可以做得包含整個(gè)內(nèi)表面、外表面46的任何部分或者所需要的其它類型的任何表面。該特定的軸承實(shí)施方式可以用在只沿一個(gè)方向施加負(fù)荷的應(yīng)用中。在此情況下，軸承的對(duì)置內(nèi)側(cè)96具有沒有對(duì)之施加的顯著的力的常規(guī)軸支表面。該實(shí)施方式的外圓柱形表面46包含一個(gè)鍵槽98，用于鎖定軸承相對(duì)安裝于其中的機(jī)件的方位。該鍵槽、或達(dá)到同樣效果的其它特征可以并入本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，因?yàn)楸景l(fā)明不受限于這個(gè)方面。
盡管討論了特定的材料，本文所討論的支承構(gòu)件和/或基座可以用很大范圍的材料或材料組合或合金制造，包括但是不限于諸如鋁、銅、青銅、鋼、彈簧鋼鈦、鎳之類的金屬；或者聚合體、彈性體、橡膠、尼龍之類的非金屬，或者甚至復(fù)合物，因?yàn)楸景l(fā)明不受限于這個(gè)方面，只要材料提供所要求撓曲特征即可。另外，不同材料制造的支承構(gòu)件可以用在同一軸承中。可以通過用諸如橡膠之類的彈性體材料制造基座使基座具有彈性，甚至可以通過在支承構(gòu)件本身之間布置彈簧產(chǎn)生彈性，因?yàn)楸景l(fā)明也不受限于這個(gè)方面。
如上文剛才簡(jiǎn)短地說明過，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，接觸軸承可以允許非滑動(dòng)式的運(yùn)動(dòng)，并且從而減少否則就會(huì)產(chǎn)生的高應(yīng)力接觸區(qū)域。例如，如果圖1的軸試圖繞非中心長(zhǎng)軸彎曲，對(duì)置軸支表面的某些部分將會(huì)向支承構(gòu)件運(yùn)動(dòng)。位于這些部分中的支承構(gòu)件會(huì)比軸承的其它部分中的支承構(gòu)件更加撓曲。在此意義上，軸承的某些“總體”局域(相對(duì)或者補(bǔ)充于“局部”區(qū)域)可以響應(yīng)這種彎曲以較好地分布接觸壓力。更加撓曲的支承構(gòu)件讓否則會(huì)較高的接觸壓力能夠分布在較大量的支承構(gòu)件上。這可以導(dǎo)致比常規(guī)軸承中出現(xiàn)的峰值接觸壓力低的峰值接觸壓力。較低的接觸壓力降低了與導(dǎo)致磨損和磨擦的犁進(jìn)和粗糙相互作用相關(guān)聯(lián)的問題的嚴(yán)重性，粗糙從而延長(zhǎng)了軸承的壽命。
如上文剛才簡(jiǎn)短地說明過，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，可以把接觸軸承設(shè)計(jì)得柔順性的表面的不同區(qū)域具有不同撓曲特性。這可以使軸承用于允許甚至期望非滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)的特殊應(yīng)用設(shè)計(jì)?？梢园才啪哂休^大撓曲特性的區(qū)域，以允許其對(duì)置的軸支表面更大壓縮或者運(yùn)動(dòng)縮進(jìn)這些軸承區(qū)域。還可以安排具有較小撓曲特性的區(qū)域，以期望其對(duì)置軸支表面保持基本上固定的距離的位置，或基本上連續(xù)的壓縮程度的位置。以此方式，可以用軸承的柔順性的表面提供帶有特殊的“定制的柔順性”的軸承。
圖22A示出位于帶有柔順性的表面，譬如局部柔順性的內(nèi)圓柱形表面32，的圓柱形軸承中的軸20的模型。在此，柔順性的表面的各個(gè)區(qū)域的撓曲特性由彈簧43代表。每個(gè)彈簧的撓曲特性可以與彈簧常數(shù)“k”相關(guān)，該彈簧常數(shù)“k”代表彈簧(或者等效地，其所代表一個(gè)或者多個(gè)組的支承構(gòu)件28)在給定距離位移下彈簧提供的阻力大小。某些彈簧常數(shù)可以在一個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)保持大致恒定，而其它的彈簧常數(shù)可以在彈簧的運(yùn)動(dòng)范圍上變化。
總體上，彈簧常數(shù)“k”是彈性體基座材料、厚度、支承構(gòu)件長(zhǎng)度、支承構(gòu)件截面輪廓、支承構(gòu)件間距、懸臂梁角度和彈性基座的成分以及其它可以用于特定實(shí)施方式中的特征的函數(shù)。下面的公式總體上代表不同的彈簧(或者等效地，彈簧代表的軸承的不同區(qū)域的撓曲特性)如何共同抵抗引入局部柔順性的表面中的橫向力，或繞不同于中軸線的軸線施加的力矩。
F=∫-∞∞keff·δ·dy]]>式中
F＝力keff＝有效彈簧剛度δ＝彈簧移行的距離y＝沿軸支表面的位置T=∫-∞∞y·keff·δ(y)·dy]]>式中T＝力矩y＝沿軸支表面取的，對(duì)旋轉(zhuǎn)軸線的距離keff＝有效彈簧剛度δ(y)＝彈簧移行的距離(也是y的函數(shù))圖22B示出與圖22A相同的實(shí)施方式；然而圖22B中的軸22以非滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)與局部柔順性的表面40接合。具體的，該軸繞非軸20的中心軸線26的軸線彎曲。這導(dǎo)致第一區(qū)域59中的彈簧43(或者說對(duì)應(yīng)的一個(gè)或者多個(gè)支承構(gòu)件)要壓縮較大的量以補(bǔ)償施于其上的較大的負(fù)荷。這種較大的壓縮在第一區(qū)域59中產(chǎn)生較大的壓力；然而支承構(gòu)件的柔順性讓該較大的壓力能夠分布在整個(gè)表面區(qū)域上。當(dāng)軸運(yùn)動(dòng)離開第二區(qū)域時(shí)，軸20與對(duì)置的柔順性表面第二區(qū)域61之間的壓力減少。在此圖中，示出彈簧(等效的一個(gè)或者多個(gè)支承構(gòu)件)運(yùn)動(dòng)脫離與軸的接觸。這種分開可以發(fā)生在一些實(shí)施方式中，而在其它的實(shí)施方式中，支承構(gòu)件可以保持與軸或者對(duì)置的軸支表面接觸。分開發(fā)生與否和/或發(fā)生分開的程度都可以通過構(gòu)造進(jìn)軸承的支承構(gòu)件的預(yù)加載的量、通過支承構(gòu)件能夠進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)量以及通過其它的設(shè)計(jì)因素加以控制，本發(fā)明不受限于這個(gè)方面。還有，盡管圖中沒有示出，區(qū)域59b也可以壓縮。
圖22C示出一種不同的非滑動(dòng)式的運(yùn)動(dòng)，在此軸橫向地運(yùn)動(dòng)進(jìn)局部柔順性的軸承的一側(cè)65。在此運(yùn)動(dòng)方式中，軸承的整個(gè)側(cè)面65受到壓縮。如同圖22B中所示的方式那樣，盡管在其它實(shí)施方式中其也可以與軸以較低的壓力下保持接觸，圖中示出軸承的對(duì)置側(cè)面63與軸分開。盡管圖22A至圖22C示出位于圓柱形軸承中的軸承模型，類似的非滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式和其它運(yùn)動(dòng)方式可以發(fā)生在本發(fā)明的不同實(shí)施方式中。
圖23A至圖23D示出可以如何安排圓柱形軸承的不同區(qū)域的撓曲特性，以基本上允許特定的非滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式，并且基本上對(duì)抗其它的非滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式。在這些圖中，箭頭67的長(zhǎng)度代表彈簧常數(shù)“k”的強(qiáng)度或者說剛度，并且從而代表柔順性表面對(duì)應(yīng)區(qū)域的撓曲特性的強(qiáng)度。較長(zhǎng)的箭頭指代較強(qiáng)或者較剛性的彈簧常數(shù)，從而代表較大的對(duì)該區(qū)域中支承構(gòu)件的集體運(yùn)動(dòng)的阻力。具體的，圖23A示出在其整個(gè)表面上有基本上一致的撓曲特性的柔順性表面40。在此整個(gè)表面上的凈、有效彈簧剛度可以增加或者減少以允許或多或少的非滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)。也可以增到足夠高以防止橫向的、非滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)。這樣的在其整個(gè)表面上有基本上一致的撓曲特性的軸承一般地不允許旋轉(zhuǎn)的、非滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)。然而在此圖中未示出的其它設(shè)計(jì)可以允許或者防止某些旋轉(zhuǎn)的、非滑動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方式發(fā)生。例如，有較大長(zhǎng)度的軸承可以用于阻止旋轉(zhuǎn)的、非滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)。另外，在其它的實(shí)施方式中，如圖所示的帶有一致的撓曲特性的柔順性表面可以與其它的帶有一致的不同數(shù)值的撓曲特性的柔順性表面相鄰或者對(duì)置。這樣的表面組合可以允許一個(gè)方向的橫向式運(yùn)動(dòng)，同時(shí)阻止沿另一個(gè)方向的橫向式運(yùn)動(dòng)?？梢越Y(jié)合類似的特征以允許和/或阻止特定方向的旋轉(zhuǎn)的、非滑動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方式。
圖23B示出一個(gè)基本上阻止旋轉(zhuǎn)式運(yùn)動(dòng)的實(shí)施方式。在此，對(duì)撓曲有較大阻力的區(qū)域(較大的彈簧剛度)置于軸承的外邊緣附近，而有較少阻力的區(qū)域位于中心附近。整個(gè)軸支表面上的凈剛度可能與圖23A中所示的相同，這可以使該軸承能夠以許多類似于圖23A的方式對(duì)對(duì)置的軸支表面支持滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)。然而，在此實(shí)施方式中，由于在軸承邊緣相對(duì)大的彈簧剛度，在此實(shí)施方式中將比圖23A的實(shí)施方式更加阻抗旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)方式。如果在整個(gè)軸支表面上凈的、有效彈簧剛度相似，會(huì)以與圖23A的實(shí)施方式相同的程度阻抗或者允許橫向的、非滑動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方式。然而如圖23A和23B中所示的實(shí)施方式也可以有不同于圖23A所示實(shí)施方式不同的凈有效彈簧剛度并且不同地阻抗或者允許橫向的、非滑動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方式，因?yàn)楸景l(fā)明不受限于這個(gè)方面。圖23C示出另一個(gè)實(shí)施方式，在此由于軸承邊緣附近相對(duì)較低的彈簧剛度，該實(shí)施方式比圖23A和23B的實(shí)施方式更加允許旋轉(zhuǎn)的、非滑動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方式。取決于整個(gè)軸支表面上凈的、有效彈簧剛度，該實(shí)施方式可允許也可不允許一些橫向的、非滑動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方式。圖23D中所示的實(shí)施方式中基本上在過度點(diǎn)69上方允許對(duì)置軸支表面旋轉(zhuǎn)的，或樞轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)。在此軸承中，過度點(diǎn)69上方的撓曲特性相對(duì)地低于該點(diǎn)下方的撓曲特性，該點(diǎn)下方的撓曲特性是基本上恒定的。
通過具有帶不同的撓曲特性允許一定的非滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)的軸承可以用各種不同的方式實(shí)現(xiàn)。例如在圖中所示的各種實(shí)施方式中，如同其它圖中那樣，可以混合使用變化厚度的板74、不同材料制造的板74和/或帶有不同類型或形狀的支承構(gòu)件28的板，以提供軸承的特定區(qū)域中的不同撓曲特性。把有剛性的板置于圓柱形軸承的外邊緣附近可以提供類似于圖23B中所示的設(shè)置。用多個(gè)板的構(gòu)造之外的方式構(gòu)造的柔順性的軸承可以達(dá)到相同的效果?？梢哉{(diào)節(jié)某些其它的特征以使軸承的區(qū)域有不同的撓曲特性，包括支承構(gòu)件間距、支承構(gòu)件長(zhǎng)度、支承構(gòu)件截面、支承構(gòu)件和/或基座材料不一而足，本發(fā)明不受限于這個(gè)方面。
圖11示出可以結(jié)合進(jìn)本發(fā)明的軸承的又一個(gè)特征。此圖中示出接觸軸承24帶有布置于柔順性表面29上的溝槽90，所述的溝槽可以是螺旋形的。這些溝槽起顆粒阱的作用，所述的顆粒阱可以幫助從軸支表面之間的去除松散的顆粒42(未示)。在軸20(未示)相對(duì)柔順性的表面29旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以讓任何顆粒42落入溝槽90中，并且然后這此顆粒將會(huì)被抓住或者被推出軸承24的一個(gè)側(cè)面而被去除。這樣的溝槽有助于去除大得不能夠進(jìn)入支承構(gòu)件28之間的間隙56的異物顆粒42。盡管圖中示出所述溝槽在從一側(cè)連續(xù)地伸向另一側(cè)的螺旋中，它不限于這種構(gòu)形。溝槽90還可以是直線的或者具有任何起去除處在軸承中的顆粒42的其它形狀，因?yàn)楸景l(fā)明不受限任何特定形狀。而且，所述溝槽90不必要完全地從軸承一側(cè)伸向另一側(cè)。例如溝槽90可以在中點(diǎn)附近開始而只伸向一個(gè)橫側(cè)，或者也可以有多個(gè)從該表面的中部附近伸向軸承相對(duì)兩側(cè)的溝槽。盡管圖中示出溝槽90與圓形軸承24相關(guān)聯(lián)，它還可以用在參照前面圖9和圖10說明的直線軸承86中，或者其它軸承結(jié)構(gòu)中，因?yàn)楸景l(fā)明不受限于這個(gè)方面。
圖13示出在帶有與圖12中所示類型相似的柔順性表面的樣品軸承，和在常規(guī)的軸承上進(jìn)行的試驗(yàn)的結(jié)果。樣品軸承和常規(guī)的軸承兩者都用相同的鋁-青銅合金材料制造。通過分別在兩個(gè)軸承中旋轉(zhuǎn)的每根硬化的1060號(hào)鋼制造的軸，對(duì)每個(gè)軸承施加500牛頓的額定負(fù)荷。在試驗(yàn)的進(jìn)程中測(cè)量與磨擦相關(guān)聯(lián)的力矩。圖13中示出與每個(gè)軸承關(guān)聯(lián)的力矩隨著進(jìn)行試驗(yàn)的時(shí)間改變。與圖12的軸承相關(guān)聯(lián)的磨擦力矩值在每個(gè)試樣中都基本在時(shí)間上保持恒定。然而與常規(guī)軸承相關(guān)聯(lián)的磨擦力矩在相對(duì)短的時(shí)段以后急劇地上升。這種上升與過度磨損、粗糙相互作用或者其它的不規(guī)則物相關(guān)并且最終與常規(guī)軸承的失效相關(guān)。進(jìn)行了進(jìn)一步的試驗(yàn)，在常規(guī)和樣品軸承軸瓦中都添加了直徑小于0.4毫米的顆粒的砂混合物。在此試驗(yàn)(其結(jié)果未示出)中圖12的軸承受到的磨擦力矩確實(shí)增加了，但是在試驗(yàn)過程中軸承沒有失效。常規(guī)型軸承在把砂混合物引入后不久就卡住停止了。
本發(fā)明的其它實(shí)施方式可以包括用于滾支接觸軸承的柔順性表面。盡管這樣的軸承主要設(shè)計(jì)用于滾支接觸，但是它們確有滑動(dòng)的磨擦分量并且在微米的量級(jí)磨損。柔順性表面的適當(dāng)應(yīng)用在滾支接觸軸承上可以減少磨損和磨擦，另外還使系統(tǒng)更加結(jié)實(shí)和更加耐受沖擊負(fù)荷。
盡管詳細(xì)地說明本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式，然而領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員可以方便地進(jìn)行各種修改和提高。這樣的修改和提高應(yīng)落入本發(fā)明的精神和范疇內(nèi)。進(jìn)一步的，實(shí)施方式中說明的軸承的任何特征都可以單獨(dú)地或者以適當(dāng)組合地使用，因?yàn)楸景l(fā)明不受限于這個(gè)方面。因此以上的說明只是示例性的而不是限制性的。本發(fā)明只由以下權(quán)利要求書以及其等同文意限制。
權(quán)利要求
1.一種接觸軸承，包含一個(gè)帶彈性的基座；以及多個(gè)從所述基座伸出的支承構(gòu)件，所述多個(gè)支承構(gòu)件構(gòu)成和設(shè)置為支承一個(gè)對(duì)置的軸支表面，所述基座的彈性使所述多個(gè)支承構(gòu)件至少之一能夠活動(dòng)以適應(yīng)處于所述對(duì)置的軸支表面與所述多個(gè)支承構(gòu)件的至少之一之間的粗糙或碎屑，而至少一個(gè)鄰接的支承構(gòu)件保持至少部分支承所述對(duì)置的軸支表面。
2.如權(quán)利要求1所述的接觸軸承，其特征在于，還具有一個(gè)基本上剛性的殼，所述基座置于所述殼和所述對(duì)置的軸承表面之間。
3.如權(quán)利要求2所述的接觸軸承，其特征在于，所述殼直接接觸所述基座。
4.如權(quán)利要求2所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含一組具有與所述殼直接接觸的末端的支承構(gòu)件。
5.如權(quán)利要求4所述的接觸軸承，其特征在于，所述組中與所述殼直接接觸的每個(gè)支承構(gòu)件的末端是倒圓的。
6.如權(quán)利要求1所述的接觸軸承，其特征在于，所述基座包含具有第一彈性的一個(gè)第一材料和具有第二彈性的一個(gè)第二材料。
7.如權(quán)利要求1所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含其遠(yuǎn)端基本處于一個(gè)弧中的支承構(gòu)件，以支承一個(gè)對(duì)置的、弧形表面。
8.如權(quán)利要求7所述的接觸軸承，其特征在于，所述遠(yuǎn)端界定一個(gè)圓柱形表面的一部分。
9.如權(quán)利要求1所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含其遠(yuǎn)端基本處于一個(gè)平面中的支承構(gòu)件，以支承一個(gè)對(duì)置的、直線的軸支表面。
10.如權(quán)利要求1所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件的每個(gè)支承構(gòu)件具有支承在所述基座內(nèi)的凸緣末端。
11.如權(quán)利要求1所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含一組基本上剛性的支承構(gòu)件。
12.如權(quán)利要求1所述的接觸軸承，其特征在于，所述基座的彈性隨著至少一個(gè)所述支承構(gòu)件在所述基座中的活動(dòng)而變化。
13.如權(quán)利要求1所述的接觸軸承，其特征在于，所述每個(gè)支承構(gòu)件都具有一個(gè)最大的截面尺度，并且每個(gè)支承構(gòu)件從所述基座伸出不超過其各自最大截面尺度的三倍。
14.如權(quán)利要求1所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含一組沿不垂直的方向從所述基座伸出的支承構(gòu)件。
15.如權(quán)利要求1所述的接觸軸承，其特征在于，結(jié)合從一個(gè)第二基座伸出的另一群多個(gè)支承構(gòu)件，所述另一群多個(gè)支承構(gòu)件每個(gè)都用于支承所述對(duì)置的軸支表面，并且每個(gè)都具有一個(gè)支承在所述第二基座中的第二區(qū)域。
16.如權(quán)利要求1所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件的每個(gè)都聯(lián)結(jié)到所述基座上。
17.如權(quán)利要求1所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件各具有一個(gè)小于一平方毫米的截面積。
18.如權(quán)利要求1所述的接觸軸承，其特征在于，一種填充密度定義為所述多個(gè)支承構(gòu)件與所述對(duì)置的軸支表面之間的接觸面積除以所述支承構(gòu)件的數(shù)目要支承的所述對(duì)置軸支表面的投影面積，所述填充密度在0.5至0.6之間。
19.如權(quán)利要求1所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件各包含一個(gè)第一區(qū)域用于接觸所述對(duì)置的軸支表面和一個(gè)第二區(qū)域用于接合所述基座，其中所述第二區(qū)域大于所述第一區(qū)域。
20.如權(quán)利要求19所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件各有一部分嵌入所述基座中。
21.如權(quán)利要求1所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件設(shè)置成一個(gè)陣列狀的構(gòu)形。
22.如權(quán)利要求1所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含多個(gè)條形的、銷釘狀的支承構(gòu)件。
23.如權(quán)利要求22所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)條形的、銷釘狀的支承構(gòu)件各具有一個(gè)圓形的截面。
24.一種接觸軸承，包含一個(gè)基座；和多個(gè)從所述基座伸出的支承構(gòu)件，所述多個(gè)支承構(gòu)件構(gòu)成和設(shè)置為支承一個(gè)對(duì)置的軸支表面，所述基座的彈性使所述多個(gè)支承構(gòu)件至少之一能夠活動(dòng)以適應(yīng)處于所述對(duì)置的軸支表面與所述多個(gè)支承構(gòu)件的至少之一之間的粗糙或碎屑，而至少一個(gè)鄰接的支承構(gòu)件保持至少部分支承所述對(duì)置的軸支表面，其中所述多個(gè)支承構(gòu)件各包含一個(gè)第一區(qū)域用于接觸所述對(duì)置的軸支表面，以及一個(gè)第二區(qū)域用于接合所述基座，其中所述第二區(qū)域大于所述第一區(qū)域。
25.如權(quán)利要求24所述的接觸軸承，其特征在于，還包含一個(gè)基本上剛性的殼，所述基座置于所述殼和所述對(duì)置的軸承表面之間。
26.如權(quán)利要求25所述的接觸軸承，其特征在于，所述殼直接接觸所述基座。
27.如權(quán)利要求24所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含一組具有與所述殼直接接觸的末端的支承構(gòu)件。
28.如權(quán)利要求24所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含其遠(yuǎn)端基本處于一個(gè)弧中的支承構(gòu)件，以支承一個(gè)對(duì)置的、弧形表面。
29.如權(quán)利要求27所述的接觸軸承，其特征在于，所述遠(yuǎn)端界定一個(gè)圓柱形表面的一部分。
30.如權(quán)利要求23所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含其遠(yuǎn)端基本處于一個(gè)平面中的支承構(gòu)件，以支承一個(gè)對(duì)置的、直線的軸支表面。
31.如權(quán)利要求23所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含一組基本上剛性的支承構(gòu)件。
32.如權(quán)利要求23所述的接觸軸承，其特征在于，每個(gè)所述多個(gè)支承構(gòu)件都具有一個(gè)最大的截面尺度，并且每個(gè)支承構(gòu)件從所述基座伸出不超過其各自最大截面尺度的三倍。
33.如權(quán)利要求23所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含一組從所述基座伸出沿不垂直的方向的支承構(gòu)件。
34.如權(quán)利要求23所述的接觸軸承，其特征在于，結(jié)合從一個(gè)第二基座伸出的另一群多個(gè)支承構(gòu)件，所述另一群多個(gè)支承構(gòu)件各用于支承所述對(duì)置的軸支表面，并且每個(gè)都具有一個(gè)支承在所述第二基座中的第二區(qū)域。
35.如權(quán)利要求23所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件都聯(lián)結(jié)到所述基座上。
36.如權(quán)利要求23所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件的每個(gè)都具有一個(gè)小于一平方毫米的截面積。
37.如權(quán)利要求23所述的接觸軸承，其特征在于，一種填充密度定義為所述多個(gè)支承構(gòu)件與所述對(duì)置的軸支表面之間的接觸面積除以所述支承構(gòu)件的數(shù)目構(gòu)成和設(shè)置支承的所述對(duì)置軸支表面的投影面積，所述填充密度在0.5至0.6之間。
38.如權(quán)利要求23所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件設(shè)置成陣列狀的構(gòu)形。
39.如權(quán)利要求23所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含多個(gè)條形的、銷釘狀的支承構(gòu)件。
40.如權(quán)利要求38所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)條形的、銷釘狀的支承構(gòu)件各具有一個(gè)圓形的截面。
41.一種接觸軸承，包含一個(gè)基座；和多個(gè)從所述基座伸出的支承構(gòu)件，所述多個(gè)支承構(gòu)件構(gòu)成和設(shè)置為支承一個(gè)對(duì)置的軸支表面，所述基座的彈性使所述多個(gè)支承構(gòu)件至少之一能夠活動(dòng)以適應(yīng)處于所述對(duì)置的軸支表面與所述多個(gè)支承構(gòu)件的至少之一之間的粗糙或碎屑，而至少一個(gè)鄰接的支承構(gòu)件保持至少部分支承所述對(duì)置的軸支表面，其中所述多個(gè)支承構(gòu)件用一個(gè)陣列狀的構(gòu)形設(shè)置。
42.如權(quán)利要求40所述的接觸軸承，其特征在于，還具有一個(gè)基本上剛性的殼，所述基座置于所述殼和所述對(duì)置的軸承表面之間。
43.如權(quán)利要求41所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含一組具有與所述殼直接接觸的末端的支承構(gòu)件。
44.如權(quán)利要求40所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含其遠(yuǎn)端基本處于一個(gè)弧中的支承構(gòu)件，以支承一個(gè)對(duì)置的、弧形表面。
45.如權(quán)利要求40所述的接觸軸承，其特征在于，所述遠(yuǎn)端界定一個(gè)圓柱形表面的一部分。
46.如權(quán)利要求40所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含其遠(yuǎn)端基本處于一個(gè)平面中的支承構(gòu)件，以支承一個(gè)對(duì)置的、直線的軸支表面。
47.如權(quán)利要求40所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含一組基本上剛性的支承構(gòu)件。
48.如權(quán)利要求40所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件各具有一個(gè)最大的截面尺度，并且每個(gè)支承構(gòu)件從所述基座伸出不超過其各自最大截面尺度的三倍。
49.如權(quán)利要求40所述的接觸軸承，其特征在于，多個(gè)支承構(gòu)件包含一組從所述基座伸出沿不垂直的方向的支承構(gòu)件。
50.如權(quán)利要求40所述的接觸軸承，其特征在于，結(jié)合從一個(gè)第二基座伸出的另一群多個(gè)支承構(gòu)件，每個(gè)所述另一群多個(gè)支承構(gòu)件都用于支承所述對(duì)置的軸支表面，并且每個(gè)都具有一個(gè)支承在所述第二基座中的第二區(qū)域。
51.如權(quán)利要求40所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件各聯(lián)結(jié)到所述基座上。
52.如權(quán)利要求40所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件各具有一個(gè)小于一平方毫米的截面積。
53.如權(quán)利要求40所述的接觸軸承，其特征在于，一種填充密度定義為所述多個(gè)支承構(gòu)件與所述對(duì)置的軸支表面之間的接觸面積除以所述支承構(gòu)件的數(shù)目構(gòu)成和設(shè)置支承的所述對(duì)置軸支表面的投影面積，所述填充密度在0.5至0.6之間。
54.如權(quán)利要求40所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含多個(gè)條形的、銷釘狀的支承構(gòu)件。
55.如權(quán)利要求53所述的接觸軸承，其特征在于，每個(gè)所述多個(gè)條形的、銷釘狀的支承構(gòu)件都具有一個(gè)圓形的截面。
56.一種接觸軸承，包含一個(gè)基座；和多個(gè)從所述基座伸出的支承構(gòu)件，所述多個(gè)支承構(gòu)件構(gòu)成和設(shè)置為支承一個(gè)對(duì)置的軸支表面，所述基座的彈性使所述多個(gè)支承構(gòu)件至少之一能夠活動(dòng)以適應(yīng)處于所述對(duì)置的軸支表面與所述多個(gè)支承構(gòu)件的至少之一之間的粗糙或碎屑，而至少一個(gè)鄰接的支承構(gòu)件保持至少部分支承所述對(duì)置的軸支表面，其中所述多個(gè)支承構(gòu)件各具有一個(gè)可與所述對(duì)置的軸支表面接合的第一端和一個(gè)嵌入在所述基座中的第二端。
57.如權(quán)利要求40所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含其遠(yuǎn)端基本處于一個(gè)弧中的支承構(gòu)件，以支承一個(gè)對(duì)置的、弧形表面。
58.如權(quán)利要求57所述的接觸軸承，其特征在于，所述遠(yuǎn)端界定一個(gè)圓柱形表面的一部分。
59.如權(quán)利要求56所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含其遠(yuǎn)端基本處于一個(gè)平面中的支承構(gòu)件，以支承一個(gè)對(duì)置的、直線的軸支表面。
60.如權(quán)利要求56所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件各具有一個(gè)最大的截面尺度，并且支承構(gòu)件每個(gè)從所述基座伸出不超過其各自最大截面尺度的三倍。
61.如權(quán)利要求56所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含一組從所述基座伸出沿不垂直的方向的支承構(gòu)件。
62.如權(quán)利要求56所述的接觸軸承，其特征在于，結(jié)合從一個(gè)第二基座伸出的另一群多個(gè)支承構(gòu)件，所述另一群多個(gè)支承構(gòu)件各用于支承所述對(duì)置的軸支表面，并且每個(gè)都有一個(gè)支承在所述第二基座中的第二區(qū)域。
63.如權(quán)利要求56所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件的每個(gè)都聯(lián)結(jié)到所述基座上。
64.如權(quán)利要求56所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件的每個(gè)都有一個(gè)小于一平方毫米的截面積。
65.如權(quán)利要求56所述的接觸軸承，其特征在于，一種填充密度定義為所述多個(gè)支承構(gòu)件與所述對(duì)置的軸支表面之間的接觸面積除以所述支承構(gòu)件的數(shù)目構(gòu)成和設(shè)置支承的所述對(duì)置軸支表面的投影面積，所述填充密度在0.5至0.6之間。
66.如權(quán)利要求56所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含多個(gè)條形的、銷釘狀的支承構(gòu)件。
67.如權(quán)利要求56所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)條形的、銷釘狀的支承構(gòu)件各具有一個(gè)圓形的截面。
68.一種接觸軸承，包含一個(gè)基座；和多個(gè)條形的、銷釘狀的從所述基座伸出的支承構(gòu)件，所述多個(gè)支承構(gòu)件構(gòu)成和設(shè)置為支承一個(gè)對(duì)置的軸支表面，所述基座的彈性使所述多個(gè)支承構(gòu)件至少之一能夠活動(dòng)以適應(yīng)處于所述對(duì)置的軸支表面與所述多個(gè)支承構(gòu)件的至少之一之間的粗糙或碎屑，而至少一個(gè)鄰接的支承構(gòu)件保持至少部分支承所述對(duì)置的軸支表面。
69.如權(quán)利要求68所述的接觸軸承，其特征在于，其還具有一個(gè)基本上剛性的殼，所述基座置于所述殼和所述對(duì)置的軸承表面之間。
70.如權(quán)利要求69所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含一組具有與所述殼直接接觸的末端的支承構(gòu)件。
71.如權(quán)利要求68所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含其遠(yuǎn)端基本處于一個(gè)弧中的支承構(gòu)件，以支承一個(gè)對(duì)置的、弧形表面。
72.如權(quán)利要求69所述的接觸軸承，其特征在于，所述遠(yuǎn)端界定一個(gè)圓柱形表面的一部分。
73.如權(quán)利要求69所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含其遠(yuǎn)端基本處于一個(gè)平面中的支承構(gòu)件，以支承一個(gè)對(duì)置的、直線的軸支表面。
74.如權(quán)利要求69所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含一組基本上剛性的支承構(gòu)件。
75.如權(quán)利要求68所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件各具有一個(gè)最大的截面尺度，并且每個(gè)支承構(gòu)件從所述基座伸出不超過其各自最大截面尺度的三倍。
76.如權(quán)利要求68所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件包含一組從所述基座伸出沿不垂直的方向的支承構(gòu)件。
77.如權(quán)利要求68所述的接觸軸承，其特征在于，結(jié)合從一個(gè)第二基座伸出的另一群多個(gè)支承構(gòu)件，所述另一群多個(gè)支承構(gòu)件各用于支承所述對(duì)置的軸支表面，并且每個(gè)都有一個(gè)支承在所述第二基座中的第二區(qū)域。
78.如權(quán)利要求68所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件的每個(gè)都聯(lián)結(jié)到所述基座上。
79.如權(quán)利要求68所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)支承構(gòu)件各有一個(gè)小于一平方毫米的截面積。
80.如權(quán)利要求68所述的接觸軸承，其特征在于，一種填充密度定義為所述多個(gè)支承構(gòu)件與所述對(duì)置的軸支表面之間的接觸面積除以所述多個(gè)支承構(gòu)件的數(shù)目構(gòu)成和設(shè)置支承的所述對(duì)置軸支表面的投影面積，所述填充密度在0.5至0.6之間。
81.如權(quán)利要求68所述的接觸軸承，其特征在于，所述多個(gè)條形的、銷釘狀的支承構(gòu)件各具有一個(gè)圓形的截面。
82.如權(quán)利要求56所述的接觸軸承，其特征在于，所述彈性的基座是圍繞所述支承構(gòu)件模制的。
全文摘要
一種軸承(24、86)用于支承和使之能夠有受控制的相對(duì)對(duì)置的軸支表面的運(yùn)動(dòng)。通過并入可以應(yīng)對(duì)摩擦和磨損的許多原因的表面，所述軸承構(gòu)成得具有長(zhǎng)的壽命。軸承(24、86)包括多個(gè)從基座伸出的支承構(gòu)件(28)。配合在一起，所述多個(gè)支承構(gòu)件(28)可以支承經(jīng)對(duì)置的軸支表面施加在基座上的負(fù)荷。另外，多個(gè)支承構(gòu)件(28)允許對(duì)置的軸支表面之間的滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)。這些支承構(gòu)件(28)可以獨(dú)立地運(yùn)動(dòng)以適應(yīng)位于支承構(gòu)件(28)與對(duì)置軸承之間的不規(guī)則，從而減少犁進(jìn)，并且最小化對(duì)軸承的磨損。所述的支承構(gòu)件(28)還可以構(gòu)成得允許對(duì)置的軸支表面之間的特定的非滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對(duì)抗其它的非滑動(dòng)式運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)F16C29/02GK1623047SQ02828512
公開日2005年6月1日 申請(qǐng)日期2002年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月12日
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