專利名稱：自泵油潤滑式徑向力滑動(dòng)軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種關(guān)于徑向力滑動(dòng)軸承，特別是關(guān)于一種具有沿軸向自行泵油功能且對(duì)軸承滑動(dòng)表面進(jìn)行潤滑的滑動(dòng)軸承。
徑向力滑動(dòng)軸承，由于具有承載能力大，安裝空間小，運(yùn)轉(zhuǎn)噪音低，成本低廉，壽命長等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前被越來越多地使用在各種機(jī)械之中。
雖然影響滑動(dòng)軸承性能的因素很多，但提高軸承性能的最重要的手段之一便是改善軸承的潤滑及散熱條件，尤其對(duì)于“長徑比”較大的滑動(dòng)軸承及使用在高速重載的場合，良好的潤滑及散熱措施是保證軸承正常工作的必要條件。目前常用的方法多是在軸承的內(nèi)表面沿軸向開設(shè)各種各樣的貫通式潤滑油槽(參見附

圖1)，以使油液沿軸向能產(chǎn)生良好的流動(dòng)。這些方法的問題在于對(duì)于軸承兩端有壓差的情況而言，如果軸承內(nèi)高壓區(qū)域正好接近軸向通油槽或螺旋糟，則在整個(gè)承載面積內(nèi)由流體動(dòng)壓效應(yīng)產(chǎn)生的壓力分布便會(huì)受到嚴(yán)重影響即降低軸承的承載能力。如果軸向通油槽在遠(yuǎn)離承壓區(qū)域的范圍，則對(duì)發(fā)熱量最大的承載區(qū)域進(jìn)行散熱的效果將會(huì)大大降低。對(duì)于軸承兩端沒有顯著壓差的使用情況，則無論軸向通油槽的位置如何，其作用都較前者為低。尤其是在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的場合，因?yàn)殡x心力的作用，軸承的中部區(qū)域通常較難得到良好的潤滑，當(dāng)軸承的“長徑比”較大時(shí)，甚至?xí)霈F(xiàn)軸承粘燒的現(xiàn)象。當(dāng)載荷性質(zhì)為旋轉(zhuǎn)載荷時(shí)，上述開有軸向通油槽的軸承之弱點(diǎn)將會(huì)更為顯著。
鑒于這種現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的旨在提供一種依靠軸與軸承表面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而使軸承具有自行沿軸向泵油功能并對(duì)軸承及軸表面進(jìn)行強(qiáng)制潤滑的滑動(dòng)軸承。
發(fā)明的意圖是這樣實(shí)現(xiàn)的在軸承的端部，沿整個(gè)內(nèi)圓周面開設(shè)數(shù)條徑向深度適當(dāng)、長度一定的斜槽(或螺旋槽)。這些斜槽的特點(diǎn)是斜槽全部為非貫通式，每條斜槽的中心線相對(duì)于軸承內(nèi)表面的母線有一個(gè)夾角。對(duì)于雙向旋轉(zhuǎn)的軸承，應(yīng)在軸承的兩端開設(shè)泵油斜槽(螺旋槽)。此時(shí)，應(yīng)該注意斜槽的傾斜方向必須一致。這樣，當(dāng)軸表面相對(duì)于軸承內(nèi)表面轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這些斜槽便會(huì)把油液源源不斷地從軸承的這一端泵向另一端，潤滑整個(gè)軸承及軸的表面，帶走熱量。當(dāng)然，對(duì)應(yīng)于確定的轉(zhuǎn)速，由于分置于軸承兩端的兩個(gè)油泵(或者說兩組泵油斜槽)的入口條件不同，一般情況下，流過軸承的油液量只能考慮為由一個(gè)間隙式斜槽(或螺旋槽)動(dòng)壓泵提供。
對(duì)于某些單方向高速運(yùn)轉(zhuǎn)的滑動(dòng)軸承，可在軸承兩端設(shè)置兩組傾斜方向不同的泵油斜槽或螺旋槽。換句話說，軸承兩端的兩個(gè)間隙式動(dòng)壓油泵的泵油方向都是從軸承的兩側(cè)往中部，但其中一個(gè)軸承的泵油能力大于另一個(gè)。這樣，兩個(gè)油泵的共同作用將使軸承中產(chǎn)生流體動(dòng)壓效應(yīng)區(qū)域內(nèi)沿園周的任何一點(diǎn)都不會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓或氣蝕，同時(shí)保證始終有一定的潤滑液流量通過軸承。其結(jié)果是可實(shí)現(xiàn)高速重載單方向運(yùn)轉(zhuǎn)。
當(dāng)軸受載偏離軸心時(shí)，意味著軸表面與軸承內(nèi)表面之間的間隙各處不等。上述間隙式動(dòng)壓油泵沿園周各處的泵油能力與間隙大小成反比，即軸承徑向間隙較小處的油液軸通量較大(至少在泵的出口處是如此)。另外，該間隙式動(dòng)壓油泵的特征在于其油液流量隨轉(zhuǎn)速成正比，正好滿足軸承高速時(shí)對(duì)于潤滑及散熱能力有所增加的要求。
因?yàn)樗摫糜托辈?或螺旋槽)所占的軸向長度很小，在軸承其他沒有斜槽的部位可望建立起良好的流體動(dòng)壓潤滑油膜，保證軸承在具有良好的自泵油潤滑特性的同時(shí)，具有較高的承載能力，這對(duì)于制造“長徑比”較大的滑動(dòng)軸承十分有利。
與形成軸向流動(dòng)所需要的、發(fā)生在軸承兩側(cè)的壓差相比，由流體動(dòng)力效應(yīng)所產(chǎn)生的、沿園周方向分布的最大承載流體壓力的數(shù)量級(jí)別要大很多，因此，前者的存在不致引起軸承在承載能力方面的問題。
同傳統(tǒng)的滑動(dòng)軸承相比，本發(fā)明具有自行泵油能力強(qiáng)，軸向油流量隨轉(zhuǎn)速及間隙大小而理想地變化，潤滑及散熱效果好，承載能力大，壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明用于各種滑動(dòng)軸承的實(shí)施例由附圖二-附圖四給出。附圖一表示了現(xiàn)有滑動(dòng)軸承所具有的各種潤滑油槽的典型結(jié)構(gòu)例。
下面，參照附圖二-附圖四，詳細(xì)說明依據(jù)本發(fā)明提出的自泵油潤滑式徑向力滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)特征及工作原理。
附圖二為間隙式斜槽動(dòng)壓泵的工作原理說明示意圖。如果把圖三中的軸承沿園周上的某一點(diǎn)展開并表示成三維圖形，則得開設(shè)在軸承兩側(cè)內(nèi)表面上的數(shù)條傾斜泵油槽(Cl)及(Cr)與整個(gè)平面的位置關(guān)系。圖中上部分為軸表面的展開平面(1A)，下部分為軸承內(nèi)表面的展開平面(2A)。當(dāng)上部平面(1A)以速度“V”沿“X”軸的反方向移動(dòng)時(shí)，由于粘性的作用，在(1A)及(2A)之間的油液便沿“X”軸的反方向移動(dòng)，粘附在(1A)面上的油液速度與軸表面的運(yùn)動(dòng)速度“V”一致，而在(2A)上泵油斜槽底面上的油液速度則為零。因?yàn)橛筒?Cl)與運(yùn)動(dòng)方向有一個(gè)夾角(D)，故槽中底面以上的油液便被源源不斷地從“a-a”斷面被推向“b-b”斷面，達(dá)到了將油液從一個(gè)地點(diǎn)泵向另一個(gè)地點(diǎn)的目地。泵油斜槽的幾何參數(shù)如圖二中的(b)，(t)，(h)，(w)，軸承內(nèi)徑(Rc)，泵油斜槽的數(shù)目，間隙高度H(A)，油液粘度及相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度“V”等對(duì)泵油能力都有一定的影響。
圖三表示在軸承的兩端開設(shè)有泵油斜槽(G1)，(G2)的滑動(dòng)軸承實(shí)施例。開設(shè)有兩組螺旋槽的軸承內(nèi)表面與軸的外表面一起構(gòu)成兩個(gè)間隙式動(dòng)壓油泵(CHP1)及(CHP2)。在徑向載荷“Fs”的作用下，軸(1)與軸承(2)的位置關(guān)系如圖中的A-A剖面所示。當(dāng)軸以圖中順時(shí)針方向“Wc”旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸承右側(cè)的間隙式動(dòng)壓泵(CHP1)將油液從右面壓向左面，而軸承左側(cè)的間隙式動(dòng)壓油泵(CHP2)則幫助(CHP1)把油液從軸承中部抽至左面，從而形成油液的軸向貫通流動(dòng)。因?yàn)楦魈庨g隙“H(A)”是角度“A”的函數(shù)，故由間隙式動(dòng)壓油泵的特性可知，軸承在區(qū)域(3)處的軸流通量最大，而該區(qū)域的發(fā)熱量也是最大的，需要較大的散熱能力，兩者正好吻合。當(dāng)軸的旋轉(zhuǎn)方向相反時(shí)，圖中的油流方向也相應(yīng)改變。
對(duì)于較難形成大系統(tǒng)循環(huán)的使用場合，可在軸上開設(shè)徑向回流孔(K1)，(K2)及軸向油孔(Ka)，或者在軸承的外表面開設(shè)螺旋導(dǎo)油槽，使油液至少能在軸承兩側(cè)的流暢范圍內(nèi)形成區(qū)域性循環(huán)。
根據(jù)需要，也可只在軸承的一端開設(shè)數(shù)條泵油斜槽(螺旋槽，形成一個(gè)間隙式動(dòng)壓油泵。
為進(jìn)一步清楚地表示泵油斜槽與軸承各部的關(guān)系，圖四給出了兩端均開設(shè)油泵油斜槽(螺旋槽)(G1)，(G2)的滑動(dòng)軸承的立體圖。
順便指出，本發(fā)明不僅適用于油潤滑的使用場合，也適用于其他潤滑流體如水、空氣等的使用場合。
另外，本發(fā)明同時(shí)適用于開口式滑動(dòng)軸承及整體式滑動(dòng)軸承，包括各種材料的軸承在內(nèi)。當(dāng)然，也可根據(jù)本發(fā)明提出的基本原理設(shè)計(jì)出各種派生產(chǎn)品或組合產(chǎn)品。
權(quán)利要求
自泵油潤滑式徑向力滑動(dòng)軸承，為一種具有自行泵油功能且能對(duì)軸承及構(gòu)成摩擦付的軸表面進(jìn)行強(qiáng)制潤滑的滑動(dòng)軸承，其主要特征是1、在軸承適當(dāng)部位的內(nèi)表面上及有限的軸向尺寸內(nèi)，沿園周方向至少開設(shè)有一組斜槽或螺旋槽，該斜槽或螺旋槽將與軸表面一起構(gòu)成間隙式斜槽動(dòng)壓泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求“1”所述的軸承，其泵油斜槽或螺旋槽的主要特征在于所有斜槽或螺旋槽均為非貫通槽，每條斜槽或螺旋槽與軸承內(nèi)表面的母線均有一個(gè)不為零的夾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求“1”所述的軸承，其復(fù)數(shù)條斜槽的功能是與軸表面一起構(gòu)成間隙式斜槽動(dòng)壓油泵，將潤滑媒體從軸承的一側(cè)壓送到另一側(cè)，對(duì)軸承及軸的表面進(jìn)行強(qiáng)制潤滑。
全文摘要
自泵油潤滑式徑向力滑動(dòng)軸承，為一種具有自行泵油功能并能對(duì)軸承及軸表面進(jìn)行強(qiáng)制潤滑的滑動(dòng)軸承。本發(fā)明的特征是利用軸承與軸表面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)及間隙以及開設(shè)在軸承內(nèi)表面的至少一組泵油斜槽或螺旋槽，構(gòu)成能對(duì)軸承及軸表面進(jìn)行強(qiáng)制潤滑的間隙式動(dòng)壓油泵。本發(fā)明具有自潤滑功能強(qiáng)，許容轉(zhuǎn)速高，承載能力大，壽命長，噪音小等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16C33/66GK1084618SQ9310469
公開日1994年3月30日 申請(qǐng)日期1993年4月19日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月19日
發(fā)明者杜長春 申請(qǐng)人:杜長春