[发明专利]一种用于水工钢闸门的关节自润滑轴承

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴承结构，具体的说，是涉及一种和润滑有关的轴承结构。

背景技术

水利枢纽中的工作闸门和检修闸门承受着巨大的水压力，而将这些水压力传递给坝体的弧形闸门支铰部位、平面闸门滚轮部位及液压启闭机部位所使用的轴承工作在低速重载条件下，同时也承受径向和轴向载荷。轴在载荷的作用下，将产生一定的翘曲现象，这就要求轴承要具有自动调心、对偏斜不敏感、受力均匀等特性。为了满足这种工况要求，具有自动调心作用的关节轴承得到广泛应用。

关节轴承是一种特殊结构的滑动轴承。它的结构比滚动轴承简单，其主要是由一个有外球面的内圈和一个有内球面的外圈间隙配合装配而成，能承受较大的负荷。根据其不同的类型和结构，可以承受径向负荷、轴向负荷或径向、轴向同时存在的联合负荷。由于滑动表面为球面形，亦可在一定角度范围内作倾斜运动，在支承轴与轴壳孔不同心度较大时，仍能正常工作。

传统的关节轴承采用“被动润滑”方式，其结构特点和工作原理为：如图1所示，在金属基体上预先设计、加工好一定面积比例的孔，并在这些预设的孔中镶嵌入固体润滑剂，通过粘结处理，使金属基体和固体润滑剂这两种结构形成一个整体，并将其加工成轴承内圈。如图2所示，所有镶嵌孔沿回转方向交错设置，在轴向或径向各镶嵌孔之间应有一定的重叠度α,以保证固体润滑剂覆盖到整个滑动方向,形成完整的固体润滑膜。这种自润滑方式在运动时由于热作用以及轴颈和自身的摩擦作用，使固体润滑剂不断渗出转移，同时随着金属基体的不断磨损，使固体润滑剂逐渐裸露出来，从而起到润滑和减摩作用。这种润滑方式造成了轴颈、轴承内圈以及轴承外圈磨损严重，不利于延长轴承寿命和降低摩擦力。因此寻找一种“主动润滑”方式的关节轴承是许多工程技术人员所面临的一道难题。

发明内容

本发明要解决的是镶嵌在轴承内圈上的固体润滑剂不能“主动磨损”来不断提供润滑剂的技术问题，提供一种用于水工钢闸门的关节自润滑轴承，可以使关节自润滑轴承自身的基体材料不磨损或者磨损的很少，而是让固体润滑剂自身“主动磨损”来达到不断提供润滑剂，满足润滑需要。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种用于水工钢闸门的关节自润滑轴承，包括安装在轴颈上的轴承内圈，所述轴承内圈上分布有多个预开孔，所述预开孔中的内外两端分别安装有固体润滑剂，两个所述固体润滑剂之间设置有推力弹簧，所述固体润滑剂与所述预开孔间隙配合，所述轴承内圈的外部安装有由两个同样的轴瓦式外圈组件拼合而成轴瓦式外圈，所述轴瓦式外圈组件通过螺钉固定在滚轮上，所述轴承内圈两端分别设置有安装在所述轴颈与所述轴瓦式外圈之间的O形密封圈，所述O形密封圈的外表面在靠近所述轴承内圈一侧设置有凸台。

所述固体润滑剂与所述预开孔的间隙距离为0.00005m～0.00015m。

所述轴承内圈的内径为d₂，单位为m；d₂=d₁+(0.00005m～0.00015m)；式中：d₁为所述轴颈的直径，单位为m。

所述预开孔的数量式中：S为所述预开孔的面积，单位为m₂；d₃为所述预开孔的直径，单位为m。

本发明的有益效果是：

本发明的用于水工钢闸门的关节自润滑轴承所提供的润滑方式是主动润滑，即固体润滑剂不像传统自润滑轴承那样和轴承内圈固结在一起，而是与轴承内圈的预开孔间隙配合，固体润滑剂在预开孔中能够自由移动。这样固体润滑剂就能够在推力弹簧的作用下逐渐露出预开孔，由于预开孔的内外两端都安装固体润滑剂，并与轴颈和轴承外圈很好地接触，因此两边的固体润滑剂都能够通过自身“主动磨损”来持续不断地提供润滑剂，同时满足轴颈和轴承内圈之间、轴承内圈和轴瓦式外圈之间的相对滑动，从而降低轴颈、轴承内圈和轴承外圈的磨损，提高轴承使用寿命；另外当作为固体润滑剂的润滑块耗尽时，只需更换润滑块便可以继续使用，降低了维护成本。

附图说明

图1是传统的关节自润滑轴承的结构示意图；

图2是镶嵌孔之间的重叠度示意图；

图3是一种用于水工钢闸门的关节自润滑轴承的结构示意图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是本发明的轴承内圈的结构示意图；

图6是图5的B-B剖视图；

图7是本发明的轴瓦式外圈的主视图；

图8是图7的C-C剖视图；

图9是本发明的轴瓦式外圈的侧视图；