專利名稱：軸承裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于各種機(jī)器的軸承裝置，這些機(jī)器具有通過潤滑油的一油膜在一圓筒形軸承中相對轉(zhuǎn)動(dòng)的一軸件，尤其涉及一種能夠防止該裝置的損壞、磨損、過熱和燒傷(seizure)的軸承裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，在一軸承內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承一軸件的一軸承裝置廣泛地用于建筑設(shè)備、運(yùn)土設(shè)備、液壓機(jī)器等一般設(shè)備中各種連接部分。在這類軸承裝置中，在一轉(zhuǎn)軸和支承該轉(zhuǎn)軸的一軸承之間的諸滑動(dòng)表面中充填用于防止內(nèi)部磨損的潤滑劑。當(dāng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，潤滑劑被引入到在轉(zhuǎn)軸和軸承之間的諸滑動(dòng)表面中，形成一薄油膜。在這軸承裝置中，例如當(dāng)停止或驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸時(shí)或當(dāng)從外部施加波動(dòng)載荷時(shí)，在某些情況下油膜局部破裂。如果油膜被局部破裂或沒有油膜，就會(huì)產(chǎn)生在轉(zhuǎn)軸和軸承之間的接觸壓力上升、接觸壓力產(chǎn)生的摩擦力造成在轉(zhuǎn)支軸和軸承之間的燒傷的諸問題。
例如日本專利申請?zhí)亻_9-68217揭示了一軸承裝置，它可以防止軸承或轉(zhuǎn)軸的燒傷。按照這申請所揭示的這軸承裝置，一軸承或一轉(zhuǎn)軸的任何一個(gè)的一滑動(dòng)表面設(shè)置大量的機(jī)加工表面部分，這些部分沿著轉(zhuǎn)軸的一軸線方向或一轉(zhuǎn)動(dòng)方向具有基本梯形橫截面的諸凹凸不平。該諸機(jī)加工表面部分以幾十微米到幾百微米的間隔距離形成。
在沿著轉(zhuǎn)軸的軸向具有以間距方式分布的諸機(jī)加工表面部分的軸承裝置中，機(jī)加工表面部分的基本梯形的一平均上基長度(mean upper base length)對一平均下基長度(mean lower base length)的一比值被設(shè)定為0.6或以上和小于1.0。在沿著轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向具有以間距方式分布的諸機(jī)加工表面的軸承裝置中，機(jī)加工表面部分的基體梯形的平均上基長度對下基長度的一比值被設(shè)定為大于零和0.6或以下。
關(guān)于這些形狀的軸承裝置的諸機(jī)加工部分，提高了潤滑劑的油膜保持功能，并能穩(wěn)定地產(chǎn)生油膜。因此，具有減少在轉(zhuǎn)軸和軸承之間的摩擦熱的優(yōu)點(diǎn)，并能夠消除在轉(zhuǎn)動(dòng)或軸承中的燒傷。
通常，在一軸承裝置中一轉(zhuǎn)軸和一軸承通過潤滑油的一油膜相對滑動(dòng)，潤滑油被循環(huán)和供應(yīng)到轉(zhuǎn)軸和軸承之間。如果除了直接連接于一潤滑油供應(yīng)源的一主供油槽部分之外在轉(zhuǎn)軸和軸承之間的諸滑動(dòng)表面上設(shè)置用于循環(huán)和供應(yīng)來自油槽部分的潤滑油的大量供油輔助槽部分，能夠增加潤滑油的循環(huán)和供應(yīng)量。但是，如果增加供油輔助槽部分的數(shù)量，雖然減少了在轉(zhuǎn)軸和軸承之間的燒傷，但是縮短了在大量供油輔助槽部分之間的諸接合區(qū)部分(在轉(zhuǎn)軸和軸承之間的諸滑動(dòng)面)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的長度，還縮小了在轉(zhuǎn)軸和軸承之間的諸滑動(dòng)表面積。其結(jié)果，增加了在轉(zhuǎn)軸和軸承之間的接觸壓力，由接觸壓力所引起的摩擦熱造成在轉(zhuǎn)軸和軸承之間易于出現(xiàn)燒傷。
為了克服這缺點(diǎn)，將轉(zhuǎn)軸的直徑和配合的軸承的內(nèi)徑設(shè)定得較大，還增加了轉(zhuǎn)軸和軸承兩者的長度，使增加在轉(zhuǎn)軸和軸承之間的諸滑動(dòng)表面積，而不改變供油槽部分的尺寸。也就是說，如果在轉(zhuǎn)動(dòng)方向和軸向的諸供油輔助槽部分之間的接合區(qū)部分的長度被設(shè)定得較長，那么能夠增加在轉(zhuǎn)軸和軸承之間的滑動(dòng)表面積，并能夠分散接觸壓力。但是，如果將轉(zhuǎn)軸直徑和配合的軸承內(nèi)徑設(shè)定得較大和將軸向長度設(shè)定得也較長，那么就有必然加大軸承裝置尺寸的缺點(diǎn)。
當(dāng)在一普通設(shè)備中使用日本專利申請?zhí)亻_9-68217中所揭示的軸承裝置時(shí)，在該裝置中一軸承和一轉(zhuǎn)軸在高速和高載荷狀態(tài)下沿一個(gè)方向連續(xù)相對轉(zhuǎn)動(dòng)，新的潤滑油通過機(jī)加工的表面部分的一凹槽循環(huán)和供應(yīng)到在轉(zhuǎn)軸和軸承之間的各滑動(dòng)表面，潤滑油易于造成轉(zhuǎn)軸和軸承的整個(gè)表面被覆蓋的一粘附狀態(tài)。
另一方面，在安裝在建筑設(shè)備或運(yùn)土設(shè)備的一實(shí)用機(jī)器的一連接部分上的一軸承裝置中，其中一轉(zhuǎn)軸和一軸承在低速和高載荷狀態(tài)下通過一預(yù)定角度往復(fù)和轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)軸的外圓周面和軸承的內(nèi)圓周面之間的相對滑動(dòng)速度極低，以及按照該實(shí)用機(jī)器的搖擺運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸多次通過一相同角度區(qū)域往復(fù)和轉(zhuǎn)動(dòng)。其結(jié)果，一個(gè)大載荷始終施加在接觸角區(qū)域，循環(huán)和施加在轉(zhuǎn)軸和軸承之間的潤滑油不易粘附于轉(zhuǎn)軸和軸承的整個(gè)表面，使易于產(chǎn)生油膜的中斷，其中油膜局部破裂或沒有油膜。
當(dāng)上述申請中所揭示的軸承裝置使用于建筑設(shè)備或運(yùn)土設(shè)備的該實(shí)用機(jī)器的連接部分時(shí)，即使大量供油輔助槽部分能夠循環(huán)和供應(yīng)充分的潤滑油，如果轉(zhuǎn)軸和軸承之間的諸滑動(dòng)表面的面積較小，在轉(zhuǎn)軸和軸承之間的諸滑動(dòng)表面中的接觸壓力變得極高。因此，在該實(shí)用機(jī)器的連接部分的軸承裝置中，在轉(zhuǎn)軸的外圓周表面和軸承的內(nèi)圓周表面之間難以獲得充分的潤滑效果。
其結(jié)果，由于部分油膜破裂和沒有油膜在轉(zhuǎn)軸和軸承之間而易于產(chǎn)生擦傷、磨損、過熱等，由于接觸壓力所造成的摩擦熱易于在轉(zhuǎn)軸和軸承中產(chǎn)生燒傷。并且，如果油膜破裂等，產(chǎn)生振動(dòng)或噪音，從而可能嚴(yán)重惡化建筑設(shè)備或運(yùn)土設(shè)備的性能。所以，在上述申請所揭示的軸承裝置中，在例如上述實(shí)用機(jī)器的低速、小擺動(dòng)角度和高載荷狀態(tài)下，在軸承裝置中轉(zhuǎn)軸和軸承之間沒有顯現(xiàn)出諸滑動(dòng)表面的滿意的潤滑效果。
在該申請所揭示的軸承裝置中，通過沿著轉(zhuǎn)軸的軸向或旋轉(zhuǎn)方向形成大量有特殊形狀的機(jī)加工表面部分穩(wěn)定地產(chǎn)生了油膜，并期待可消除轉(zhuǎn)軸和軸承的燒傷。換句話說，一軸承裝置如安裝在用于上述建筑設(shè)備或運(yùn)土設(shè)備中的實(shí)用機(jī)器的連接部分上的低速擺動(dòng)和高載荷軸承裝置中的情況那樣，其中，一實(shí)用機(jī)器在從一預(yù)定的小擺動(dòng)至一預(yù)定的大擺動(dòng)的整個(gè)范圍內(nèi)擺動(dòng)和進(jìn)行了在轉(zhuǎn)軸和軸承之間具有大接觸壓力的滑動(dòng)，即使采用以上軸承裝置，因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)所以極難降低滑動(dòng)阻力以及轉(zhuǎn)軸和軸承的燒傷。
用于低速擺動(dòng)和高載荷的軸承裝置僅通過改變機(jī)加工表面部分的形狀不能保證抗磨損性和抗燒傷性，它不可能解決發(fā)生在轉(zhuǎn)軸和軸承上沒有油膜或油膜破裂和易于產(chǎn)生燒傷的諸傳統(tǒng)技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決諸傳統(tǒng)問題已完成了本發(fā)明。本發(fā)明的一具體目的是提供一種用于各種機(jī)器的軸承裝置，其中像傳統(tǒng)軸承裝置那樣零件數(shù)少和結(jié)構(gòu)簡單，并能夠極佳地保持潤滑效果、抗載荷性、抗磨損性和抗燒傷性。
本發(fā)明的發(fā)明人反復(fù)研究解決了以上諸問題，并發(fā)現(xiàn)如果供油槽部分的面積對軸承和轉(zhuǎn)軸的任何一個(gè)滑動(dòng)表面積的一比值設(shè)定為一預(yù)定值，能夠降低轉(zhuǎn)軸和軸承之間的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)中的接觸壓力，而不會(huì)產(chǎn)生局部油膜破裂或沒有油膜，即使軸承和軸件相互滑動(dòng)的轉(zhuǎn)角是小的也是如此。能夠獲得未預(yù)期的效果，而在軸件和軸承之間不會(huì)產(chǎn)生磨損和燒傷，本發(fā)明人完成了事先不能預(yù)見的新發(fā)明。
本發(fā)明提供了用于一種用于各類機(jī)器的軸承裝置，該裝置包括通過潤滑油的一油膜由一圓筒形軸承相對地和可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承的一軸件，其中在軸承和軸件中的任何一個(gè)的一滑動(dòng)表面上形成潤滑油的諸供油槽部分，諸供油槽部分對軸承和軸件中的任何一個(gè)的滑動(dòng)表面的一面積比值是30％至90％。
本發(fā)明是基于這樣的事實(shí)軸承或軸件必須具有在一預(yù)定的轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)的諸相鄰的供油槽部分。較佳的是，諸供油槽部分對軸承和軸件中任何一個(gè)的滑動(dòng)表面的面積比值是30至90％。如果諸供油槽部分對軸承和軸件中任何一個(gè)的滑動(dòng)表面和面積比值是30至90％，在軸承和軸件的諸滑動(dòng)表面之間可以獲得充分的潤滑效果，而不會(huì)發(fā)生局部油膜破裂或沒有油膜。如果該面積比值小于30％，難以獲得一所需的燒傷載荷(seizure load)，以及，如果這面積比值超過90％，就不能夠充分地獲得軸承和軸件的滑動(dòng)表面的抗載荷性。其結(jié)果，增加了不正常的磨損、擦傷、燒傷等，或易于被損壞，以及不能獲得在一嚴(yán)峻的使用條件下的軸承裝置的長期使用壽命。
因此，在本發(fā)明中，即使在其中軸承和軸件在一預(yù)定的角度范圍內(nèi)相互轉(zhuǎn)動(dòng)或其中軸承和軸件相對地和連續(xù)地轉(zhuǎn)動(dòng)的一軸承裝置中，也能夠延伸軸承和軸件的使用壽命，同時(shí)保持軸承和軸件的諸尺寸，而不增加所述諸尺寸。
即使軸承和軸件相對滑動(dòng)的轉(zhuǎn)角是小角度，也可防止軸承和軸件的諸滑動(dòng)表面的磨損、擦傷、燒傷等，以及，可以顯著地提高諸滑動(dòng)表面的耐用性和抗燒傷性。其結(jié)果，用少量零件和一簡單結(jié)構(gòu)就不會(huì)發(fā)生振動(dòng)和噪音，并可長時(shí)期保證該軸承裝置的質(zhì)量。
而且，在本發(fā)明中，較佳的是在周向的諸供油槽部分之間的長度L1和軸承的內(nèi)徑D滿足L1＜πD/36。即，較佳的是在周向的諸供油槽部分之間的長度(接合區(qū)長度)L1被設(shè)定為小于通過將軸承的內(nèi)周表面的一長度(πD)被36除所得到的一值，以及，將諸供油槽部分的面積比值設(shè)定在30到90％的范圍內(nèi)。按照這結(jié)構(gòu)，軸承和軸件之間的諸滑動(dòng)表面能夠在一適當(dāng)?shù)慕佑|壓力下滑動(dòng)。就不需要將軸承的內(nèi)徑、軸件的直徑和它的軸向長度設(shè)定為較大，防止了軸承裝置自身尺寸的增加，并可靠地展現(xiàn)出上述諸效果。
在本發(fā)明中，較佳的是軸承和軸件的任何一個(gè)的表面進(jìn)行高頻硬化。按照這結(jié)構(gòu)，單個(gè)或多個(gè)相互平行的軌道可以廉價(jià)地形成為諸供油槽部分。


圖1是示意地表示按照本發(fā)明的第一實(shí)施例構(gòu)成一軸承裝置的一部分的一軸承結(jié)構(gòu)的一例子的剖視圖；圖2是示出在圖1中的箭頭″II″部分處的該軸承的一端部的放大圖；圖3是示出在圖1中的箭頭″III″部分處的該軸承的一圓周部分的一放大圖；圖4是示出該軸承的一供油槽部分的放大圖；圖5是沿著圖4中的線″IV-IV″截取的供油槽部分的放大剖視圖；圖6是按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的一軸承的垂直剖視圖；圖7是示出該軸承的一供油槽部分的放大視圖；圖8是示出該軸承的一溝槽面積比和一燒傷載荷的關(guān)系的一例子的曲線圖，燒傷載荷是在構(gòu)成本發(fā)明的軸承裝置的一部分的該軸承中產(chǎn)生燒傷時(shí)的一載荷。
具體實(shí)施例方式
下面，在附圖的基礎(chǔ)上具體敘述本發(fā)明的較佳實(shí)施例。
本發(fā)明能夠有效地用于建筑設(shè)備、運(yùn)土設(shè)備、工業(yè)機(jī)器等的一軸承裝置。該實(shí)施例將對照例如是安裝在是建筑設(shè)備或運(yùn)土設(shè)備(未示出)的一挖掘機(jī)上的一懸臂或一臂的一實(shí)用機(jī)器中的一連接部分的一實(shí)例加以敘述。然而，本發(fā)明不僅局限于關(guān)于挖掘機(jī)的該實(shí)用機(jī)器的連接部分，本發(fā)明還能有效地應(yīng)用于該實(shí)用機(jī)器中的各連接部分，當(dāng)然，還能有效地應(yīng)用于例如在建筑設(shè)備或運(yùn)土設(shè)備之外的工業(yè)領(lǐng)域中的各種液壓機(jī)器或壓縮機(jī)的一普通機(jī)器的一軸承裝置。
圖1至5示意地示出按照本發(fā)明的一代表性的第一實(shí)施例構(gòu)成一軸承裝置的一部分的一軸承結(jié)構(gòu)。圖1是該軸承的示意剖視圖。圖2是示出在圖1中的箭頭″II″處的軸承的一端部的放大圖。圖3是示出在圖1中的箭頭″III″處的軸承的一周邊部分的放大圖。圖4是示出該軸承的一供油槽部分的放大圖。圖5是沿著圖中的線″IV-IV″截取的供油槽部分的放大剖視圖。
在這些附圖中，該軸承被應(yīng)用到連接安裝到一挖掘機(jī)(未示出)的一臂或一挖斗的實(shí)用機(jī)器的一連接部分。該軸承裝置包括作為一軸件的一樞軸1。樞軸1被固定并支承在挖斗(未示出)的一對托架之間。一圓筒形軸套(未示出)可轉(zhuǎn)動(dòng)地裝配在樞軸1上。作為一配合軸承的一圓筒形軸襯2與樞軸1滑動(dòng)接觸、并固定和支承在該軸套的一內(nèi)圓周面上。由樞軸1通過軸襯2可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承的軸套被固定并支承在該臂的一末端。在軸套的諸相對端處的諸開放的邊緣部分共軸線地裝配和固定一粉末油密封材料(未示出)。在樞軸1的外圓周表面和軸襯2的內(nèi)圓周表面之間由該粉末油密封材料形成一儲(chǔ)油層。用潤滑油充填該儲(chǔ)油層。當(dāng)驅(qū)動(dòng)使用具有上述結(jié)構(gòu)的該軸承裝置的挖掘機(jī)(未示出)時(shí)，如果擺動(dòng)地連接于該壁的挖斗擺動(dòng)時(shí)軸1和軸襯2相互轉(zhuǎn)動(dòng)。
由于具有上述結(jié)構(gòu)的實(shí)用機(jī)器的連接部分具有一普通結(jié)構(gòu)(這里省去對它的詳細(xì)說明)，將具體說明構(gòu)成本發(fā)明的一特征部分的樞軸1和軸襯2之間的一滑動(dòng)部分。在本發(fā)明中，樞軸1和軸襯2中任何一個(gè)的一滑動(dòng)表面具有構(gòu)成本發(fā)明的特征部分的一部分的、用于潤滑油的諸供油槽部分5和6。對照軸襯2的結(jié)構(gòu)的一事例說明該實(shí)施例。然而，本發(fā)明不局限于此，當(dāng)然本發(fā)明還可以應(yīng)用于樞軸1。
在這實(shí)施例中，軸襯2由名為″JIS″的所需鋼材制造。較佳地是軸襯2的表面硬度為HRC50或更高，HRC52至60是特別較佳的。并且，可以通過一膜形成加工技術(shù)在軸襯2的內(nèi)圓周表面上形成具有極佳的潤滑油保持性能的一薄膜層。
如圖2所示，軸襯2的諸相對端的諸開放邊緣部分形成有內(nèi)錐形表面2a，使樞軸1能夠易于插入。此外，軸襯2的諸相對端的諸開放外邊緣部分形成有斜度比內(nèi)錐形表面2a小的外錐形表面2b，使軸襯2能夠易于被壓配入軸套。如圖3中所示，軸襯2的外圓周表面的一中心部分在該軸襯的周向筆直地形成有一弧形潤滑油流動(dòng)通道3。
在軸襯2的內(nèi)圓周表面的中央部分上沿著潤滑油流動(dòng)通道3形成弧形的第一供油槽部分5。通過一連通孔4使該供油槽部分5與潤滑油流動(dòng)通道3連通，該連通孔4在軸襯2的上和下表面處開放。將供油槽部分5的一直徑設(shè)定為小于潤滑油流動(dòng)通道3的直徑。
并且，按照這實(shí)施例，在軸襯2的內(nèi)圓周表面中，用于循環(huán)和供應(yīng)來自供油槽部分5的潤滑油的諸弧形第二供油槽部分6從第一供油槽部分5的諸相互端部邊緣筆直地設(shè)置到軸襯的諸開放的端部邊緣。在所示的例子中，在軸襯的同一個(gè)周向表面上以相互等間距關(guān)系沿軸向設(shè)置有多個(gè)第二供油槽部分6，以及軸襯6的內(nèi)圓周表面是凹凸的。如圖4所示，第二供油槽部分6的寬度被設(shè)定為小于第一供油槽部分5的寬度。
可以從供油槽部分5到軸襯的開放端邊緣設(shè)置諸第二供油槽部分6，或者可以設(shè)置在從供油槽部分5到軸襯的開放端邊緣附近的一區(qū)域內(nèi)。諸供油槽部分5的形狀不局限于在所示例子中所示的形狀，該形狀可以為矩形或三角形。
通常，在樞軸1和軸襯2通過一潤滑油膜相互滑動(dòng)的該軸承裝置中，如果在樞軸1和軸襯2之間諸滑動(dòng)表面較小，在樞軸1和軸襯2之間的滑動(dòng)中的接觸壓力就變得較高。因此，由于接觸壓力所引起的摩擦熱在樞軸1或軸襯2中產(chǎn)生燒傷。如果在樞軸1和軸襯2之間的諸滑動(dòng)表面可以設(shè)定得較大，可以降低在樞軸1和軸襯2之間的滑動(dòng)中的接觸壓力，以及可以延長軸承的使用壽命，而不會(huì)由接觸壓力引起的摩擦熱產(chǎn)生在樞軸1或軸襯中的燒傷。但是，如果樞軸1的直徑和配合的軸襯2的內(nèi)徑被設(shè)定得較大和其軸向長度也設(shè)定得較大，從而如上所述增加了在樞軸1和軸襯2之間的滑動(dòng)表面積，自然增加了該軸承的尺寸。
本發(fā)明的最主要特征部分在于供油槽部分對樞軸的滑動(dòng)表面的一面積比被設(shè)定為30到90％。重要的是存在有務(wù)必遍及在樞軸1的一轉(zhuǎn)角中的預(yù)定轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)的相鄰的第二供油槽部分6。
在這實(shí)施例中，第二供油槽部分6的溝槽寬度W1和軸襯2的內(nèi)徑D具有O＜W1/D＜0.5這樣的關(guān)系。第二供油槽部分6的一下方底部的一溝槽寬度W2具有W2≤W1的一尺寸關(guān)系。使用一車床或一傳統(tǒng)NC車床，用一拉刀機(jī)械或滾壓加工在軸襯2的內(nèi)圓周表面上，以相互隔開預(yù)定距離的關(guān)系形成諸第二供油槽部分6。較佳的是諸第二供油槽部分6對樞軸的滑動(dòng)表面的面積比被設(shè)定為30至90％。
如果諸第二供油槽部分6的面積比是30至90％，可以在樞軸1和軸襯2的諸滑動(dòng)表面之間獲得充分的潤滑效果。如果這面積比小于30％，難以獲得一所需的燒傷載荷；如果這面積比超過90％，不能充分地獲得樞軸1和軸襯2的諸滑動(dòng)表面的抗載荷性能。其結(jié)果，增加不正常磨損、擦傷等，不能保證軸承裝置的質(zhì)量。
在第二供油槽部分6中，在周向諸供油槽部分之間的一長度(接合區(qū)長度)L1和軸襯2的內(nèi)徑D(＝2R)具有一L1＜πD/18的尺寸關(guān)系。周向的一長度L1和第二供油槽部分6的一溝槽深度H具有一H＜2L1的尺寸關(guān)系，更較佳地，H＜L1/2。較佳地是將第二供油槽部分6的溝槽深度H設(shè)定為大于0.1毫米。
尤其較佳的是接合區(qū)長度L1和軸襯2的內(nèi)徑具有一L1＜πD/36的關(guān)系。也就是說，將接合區(qū)長度L1設(shè)定為小于將軸襯2的內(nèi)圓周面的長度被36除所得到的一值。這是基于諸第二供油槽部分6的面積比為30至90％。對于這結(jié)構(gòu)，樞軸1和軸襯2之間的諸滑動(dòng)表面能夠以極佳的接觸壓力相互滑動(dòng)，軸承裝置自身也能夠降低尺寸，而不會(huì)使軸襯2的內(nèi)徑、樞軸1的直徑和其軸向長度較大。
通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定軸襯2的內(nèi)徑D和第二供油槽部分6的寬度W1，可以降低樞軸1和軸襯2之間的滑動(dòng)的接觸壓力，而不會(huì)產(chǎn)生油膜的局部破裂和沒有油膜，即使樞軸1和軸襯2相互滑動(dòng)經(jīng)過的轉(zhuǎn)角較小也是如此，在樞軸1和軸襯2之間不會(huì)產(chǎn)生磨損和燒傷。
圖6和7示出了本發(fā)明的軸承裝置的一組成部分的一軸承的第二實(shí)施例。圖6是該軸承的垂直剖視圖，圖7是示出該軸承的諸供油槽部分的放大圖。
除了是一軸承的軸襯2的內(nèi)圓周表面形成有以一預(yù)定角α傾斜的諸第二供油槽部分6之外，第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)基本與第一實(shí)施例的軸承裝置的結(jié)構(gòu)相同。因此，在圖6和7中，與第一實(shí)施例的部分基本相同的部分用相同的名稱和標(biāo)號(hào)，并省去了對這些部分的詳細(xì)說明。
在圖6和7中，相對軸襯的軸線以預(yù)定角度α傾斜的諸第二供油槽部分6是呈螺旋形地形成在軸襯2的內(nèi)圓周表面上，多個(gè)第二供油槽部分6……6是以相互之間相同的間距形成在同一圓周表面上。軸襯2的內(nèi)圓周表面可以形成有單個(gè)或多個(gè)相互平行的軌道，第二供油槽部分相對于軸襯的軸向的角度α是0°＜α＜90°。
這第二實(shí)施例的諸供油槽部分6的耐載荷性、耐磨損性和耐燒傷性比第一實(shí)施例的性能更佳。較佳的是，在諸第二供油槽部分6形成在軸襯2的內(nèi)圓周表面上之后，對軸2的內(nèi)圓周表面進(jìn)行高頻硬化處理?？梢暂^容易地和廉價(jià)地形成第二供油槽部分6的具有較淺深度的所需形狀的單個(gè)或多個(gè)軌道。當(dāng)然可以極大地提高軸襯2的耐磨損性和耐燒傷性等。
以下將用一比較例解釋本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例。
圖8是示出軸襯2的溝槽面積比和燒傷載荷之間關(guān)系的一例子的曲線圖，燒傷載荷是在構(gòu)成本發(fā)明的軸承裝置的一零件的軸襯2內(nèi)產(chǎn)生燒傷時(shí)的載荷。
在圖8中，實(shí)線示出了在第一實(shí)例中具有直溝槽的軸襯2的燒傷載荷對溝槽面積比的變化曲線的一例子，虛線示出了在第二實(shí)施例中具有螺旋溝槽的軸襯2的燒傷載荷變化曲線的一例子。其相應(yīng)的結(jié)果在曲線圖中用符號(hào)″△″和″●″畫出。用點(diǎn)劃線所示的線圖示出了一傳統(tǒng)軸襯的一燒傷載荷。
從圖8可明顯地看出，能夠發(fā)現(xiàn)如果軸襯2的溝槽面積比保持在30至90％的范圍內(nèi)，能夠?qū)⒛蜔齻蕴岣叩?0噸或以上。如果軸襯2的諸溝槽具有相同的溝槽面積比，第二實(shí)施例的軸襯2較第一實(shí)施例的軸襯2具有更佳的耐燒傷性能，對此是可以理解的。傳統(tǒng)軸襯不能獲得關(guān)于10噸或以上載荷的耐燒傷性。
曾生產(chǎn)了具有上述結(jié)構(gòu)的按照本發(fā)明的軸承裝置。
(試驗(yàn)例1)在一傳統(tǒng)的NC車床或一拉削機(jī)床的機(jī)加工狀態(tài)之下，或一車床的滾壓機(jī)加工狀態(tài)之下，將諸溝槽的機(jī)加工間距設(shè)定為三個(gè)值，即10°(6.1毫米，8％溝槽面積比)、5°(3.05毫米，16％溝槽面積比)和2.5°(1.53毫米，32％溝槽面積比)。在具有圓筒形部分的內(nèi)徑70毫米、圓筒形部分的外徑85毫米和平行于軸襯的圓筒形部分的軸向長度85毫米的圓筒形軸襯2的內(nèi)圓周表面上形成寬0.5毫米和深0.2毫米的多個(gè)弧形溝槽部分。對這些軸襯2進(jìn)行淬火，軸襯2的表面硬度達(dá)到HRC85。
其次，每次將兩個(gè)軸襯2壓配入一軸襯殼體內(nèi)，相互平行地分開375毫米距離，將各具有約75毫米直徑的諸樞軸1裝入兩個(gè)軸襯2內(nèi)并裝配好。然后，將作為潤滑劑的潤滑脂循環(huán)和供應(yīng)在諸軸襯2的諸內(nèi)圓周表面和諸樞軸1的諸外圓周表面之間，在擺動(dòng)角度5°和擺動(dòng)速度5秒/周期的狀態(tài)下進(jìn)行連續(xù)工作。在這連續(xù)工作期間，每600周期內(nèi)將某一載荷從外部施加到軸襯2。當(dāng)發(fā)生燒傷時(shí)的載荷評(píng)定為燒傷載荷。其結(jié)果如表1中所示。
表1

(試驗(yàn)例2)例如，由一車床進(jìn)行切削的情況下，將諸溝槽部分的機(jī)加工間距設(shè)定為5°(3.05毫米)，將相對軸承的軸向30°(溝槽面積比19％)、60°(溝槽面積比33％)和75°(溝槽面積比63％)傾斜角α的多個(gè)弧形溝槽部分形成在軸襯2的內(nèi)圓周表面上。其次，如在試驗(yàn)例1中那樣進(jìn)行連續(xù)操作，將發(fā)生燒傷時(shí)的載荷評(píng)定為燒傷載荷。其結(jié)果如表2中所示。
表2

(試驗(yàn)例3)在與試驗(yàn)例2相同的狀態(tài)下，相對軸襯的軸向傾斜60°的多個(gè)半圓周形溝槽部分形成在軸襯2的內(nèi)圓周表面上。其次，對軸襯2的內(nèi)圓周表面進(jìn)行高頻硬化處理。然后，如在試驗(yàn)例2中那樣從外部對軸承裝置施加多種載荷，以進(jìn)行評(píng)定試驗(yàn)。分解諸軸承裝置，并觀察諸樞軸1和諸軸襯2。甚至施加50噸的載荷，在軸襯2的內(nèi)圓周表面和樞軸1的外圓周表面中也沒有發(fā)現(xiàn)燒傷。極佳地保持了潤滑性、耐載荷性、耐磨損性和耐燒傷性。
(試驗(yàn)例4)如在試驗(yàn)例2中那樣，帶有相對軸襯的軸向傾斜60°的傾斜角α的多個(gè)半圓形溝槽部分形成在軸襯2的內(nèi)圓周表面上。其次，對軸襯2的內(nèi)圓周表面鍍鉻，并形成厚度為30微米的一薄層。其次，如在試驗(yàn)3中那樣，從外部對軸承裝置施加多種載荷，以進(jìn)行評(píng)定試驗(yàn)。分解軸承裝置，以觀察樞軸1和軸襯2。即使施加了50噸的載荷，也沒有發(fā)現(xiàn)在軸襯2的內(nèi)圓周表面和樞軸1的外圓周表面中有燒傷。
如從以上說明明顯可知那樣，按照實(shí)施例的軸承裝置，即使軸承裝置安裝于建筑設(shè)備或運(yùn)土設(shè)備中的一臂、挖斗等的一連接部分，并用于低速擺動(dòng)和大載荷，它可以保證樞軸1在從預(yù)定小擺動(dòng)范圍到大擺動(dòng)范圍的整個(gè)范圍內(nèi)的一轉(zhuǎn)角而不增加樞軸1和軸襯2的尺寸，并保持它的目前尺寸。并且，能夠獲得充分的潤滑效果，而不會(huì)在樞軸1和軸襯2的諸滑動(dòng)表面之間產(chǎn)生油膜的局部破裂或沒有油膜。
所以，它可以防止樞軸1和軸襯2的諸滑動(dòng)表面的磨損、擦傷、燒傷等，并可以顯著地提高諸滑動(dòng)表面的耐久性和耐燒傷性。其結(jié)果，用少量零件和簡單結(jié)構(gòu)，也不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)或噪聲和可以保證軸承裝置的長期工作質(zhì)量。
本發(fā)明不局限于以上諸實(shí)施例。雖然在諸實(shí)施例中本發(fā)明用于樞軸1和軸襯2在一預(yù)定角度范圍內(nèi)相互轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承裝置，但是本發(fā)明也能有效地使用于樞軸1和軸襯2相對連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承裝置中，以及本發(fā)明自然地包括由本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)諸實(shí)施例易于能夠修改的一技術(shù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于各種機(jī)器的軸承裝置，它包括由一圓筒形軸承(2)通過潤滑劑的一油膜相對地和可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承的一軸件(1)；以及，在軸承(2)和軸件1中任何一個(gè)的一滑動(dòng)表面上形成的潤滑劑的諸供油槽部分(6)，其特征在于諸供油槽部分(6)對軸承(2)和軸件(1)中任何一個(gè)的滑動(dòng)表面的面積比是30至90％。
2.按照權(quán)利要求1的軸承裝置，其特征在于，諸供油槽部分(6)之間沿周向的一長度L1和軸承(2)的內(nèi)徑D滿足L1＜πD/36。
3.按照權(quán)利要求1的軸承裝置，其特征在于，對軸承(2)和軸件(1)中任何一個(gè)的一表面進(jìn)行高頻硬化處理。
全文摘要
在一軸襯(2)的滑動(dòng)表面處設(shè)置諸供油槽部分(6)。將諸供油槽部分(6)對樞軸(1)的滑動(dòng)表面的面積比設(shè)定為30至90％。諸供油槽部分(6)之間沿周向的一長度L
文檔編號(hào)F16C33/10GK1485552SQ0315517
公開日2004年3月31日 申請日期2003年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月27日
發(fā)明者山本浩, 二郎, 伊藤大二郎, 西出剛 申請人:株式會(huì)社小松制作所