[其他]一种静压轴承

说明书

一种静压轴承或静压流体垫装置，可用于各种型式的静压轴承，活塞和缸体，静压导轨等，有很好的自动调心作用。本发明的结构特征是由静止件和运动件构成偶合副，高压流体经输送孔道进入高压槽，通过导流槽和封流边溢出。偶合件中另一件是完全光滑的。导流槽很多很细，连续布满在一定面积上，它可以用压花、腐蚀等容易加工的方法刻成。本发明具有调心反映时间快，内阻尼大，可靠性好，承载能力强，加工容易，成本低廉等优点。

本发明所属技术领域为机械工程轴承类。

经专利检索得到的现有技术资料来看，参阅美国1967年专利3305282号，一种多槽式内阻尼静压轴承，如图1所示，当中有一个环形高压槽，高压流体直接进入该槽。而在轴或轴承上有一定数目的，距离、深度、宽度都控制得很准的小槽（1），小槽内端和高压槽相连，但外端却不到轴承的端部，离端部还有一段距离（a）。高压槽中的流体既溢进间隙，也溢进小槽，转而由小槽两侧溢进间隙，也由端部经（a）段溢入大气。因此在小槽两侧的圆柱面（2）上的压力主要受小槽里的压力控制（小槽里压力为边界值）。当轴受到载荷偏向一边时，间隙减小的一面，小槽向各方面溢出的流体都减少了，通过小槽的压力降减小，小槽内压力增高，整个轴承在这边的压力都高了;同理，结构的缺点是小槽必须做得较准，因为溢出的流体大半由小槽（1）供应，每一个小槽控制着一段圆柱面（2），倘有一个小槽不精确，便要影响一段圆柱面上间隙中的压力。倘小槽开在轴承上便影响轴的位置，倘开在轴上则会引起震动。其次，当轴承一边的间隙减小时，小槽内的压力先提高，然后逐步蔓延到小槽两侧的圆柱部份;由于流体的可压缩性（特别如气体），压力蔓延是要时间的，所以该结构的时间反映较慢。这时间虽然极短，但倘轴承构成自动控制的一个环节则是大问题。此外，现有技术除用于静压向心轴承外，没有提到其他用途。

本发明也是一种多槽式内阻尼静压轴承，但又不仅仅用于静压轴承，而是可以用于很多摩擦面，实际上成为一种静压流体垫装置。为了克服前面所述现有技术的缺点，本发明对前述小槽（1）的改进是具有决定意义的。本发明将小槽（1）改称为导流槽（5），本发明的结构特征可以这样描述：

由静止件和运动件构成偶合副，它们间有一定间隙，高压流体经输送孔道进入高压槽，再通过导流槽及封流边溢出。偶合件中另一件是完全光滑的。高压流体进入高压槽的途径是由偶合副中较短或较小的一件的一端、或两端、或中央、或四周通入，并将偶合副中此件离压力最低处最近的一小段做成前面所说的封流边;其余面积上布满前面所说的导流槽，这种导流槽数量很多，是一个接一个地连续布置，可达数以百计视加工方法或零件大小而定;导流槽的截面形状不拘，最好为三角形;导流槽的深度很浅，略大于偶合副之间的间隙;导流槽的方向是与高压流体相通并通向封流边;导流槽在通向封流边时，可以采取最短的途径，也可以使偶合副在相对运动时，能通过流体的粘性作用使一部份流体沿轴向由低压向高压流动，即呈螺旋线或斜线形状。导流槽可以用压花，腐蚀或其他容易加工的方法刻成。

本发明可广泛用于向心轴承、止推轴承、向心止推轴承、静压导轨，以及柱塞、活塞与缸体。用于柱塞和活塞时可利用被压缩的介质作高压流体而不需外加油源。

为了更简明清楚地说明本发明的作用原理和优点，将借助一个实施例-一种多槽式内阻尼静压向心轴承来叙述较好。

图2：一种多槽式内阻尼静压向心轴承

轴承（3）当中是一个环形高压槽（4），轴承两端各有一段（a）是光滑的，称为封流边。其余地方则用压花或其它方法做成小槽（5）称为导流槽。导流槽很细，数量很多，沿轴承内圆周可达数以百计。导流槽理论上可作成任何截面，但从工艺和作用来说以作成三角形为最好，如图3和图4所示。相邻的导流槽形成的棱角顶上磨成一条很窄的刃带，和（a）段的光滑面在同一圆柱面上，并一次磨出。导流槽里端和高压槽相连。有导流槽部分的通流能力（指同一压力降同一长度在单位时间内通过流体体积）约为（a）段的8倍。（a）段的宽度约为轴承半长（指由高压槽边到轴承端的长度）的十分之一，具体尺寸根据情况优化。倘轴（6）只在静态使用（轴不转）则导流槽和轴的中心线是平行的。但倘轴旋转时，则导流槽顺着轴表面运动的方向由两端向中心倾斜15～30而使导流槽呈螺旋线形状，如图5所示。换言之，倘在轴表面上划一条和轴心平行的母线，这母线在轴旋转时先在两端和导流槽相交。