[发明专利]楔形燕尾腔动静压圆锥轴承

说明书

技术领域

本发明涉及一种楔形燕尾腔动静压圆锥轴承。本发明专利涉及一种楔形燕尾腔动静压圆锥轴承，可同时承受径向、轴向载荷并实现油腔内自对中、高效，无堵塞的滑动轴承结构。

背景技术

动静压滑动轴承在高速高精密旋转机械领域得到了越来越广泛的应用，许多场合下起支承作用的轴承要同时承受径向载荷和轴向载荷，单一的径向轴承或推力轴承不能满足要求，通常要用圆锥轴承或径向轴承和平面推力轴承的组合结构来实现支承。圆锥轴承只用一个圆锥面来工作，因而摩擦功耗比相应的组合结构要小，同时由于是锥形结构，其半径间隙在轴承结构设计及加工完成后，仍可通过装配来调整，从而改变了其工作范围。

目前，常见的动静压圆锥轴承的主要结构形式是将动压腔（浅腔）与静压腔（深腔）平行设置。在主轴启动时主要利用静压腔的静压力作用来承载外载荷，当进入正常运转工况时，主要依靠动压腔产生的动压力来承载外载荷。这种结构形式的圆锥动静压轴承同时利用了静压和动压效应，其结构形式的轴承只是动压和静压的并联组合方式，具有结构简单、加工方便的特点；油腔（深腔、浅腔）因层次较多其对中性不易保证，带来轴心轨迹在启动到正常运转过程中发生变化；另外，常用的动静压圆锥轴承多采用毛细管、小孔等外部节流装置，需要足够的润滑油流量，一旦某处油路堵塞，油腔极易因为缺油而失效。此外，该轴承仅只适合于外载荷恒定或交变载荷较小的场合，不适于交变载荷较大的机械设备主轴系统使用。更有该类轴承为提高承载能力往往是将动压腔设计较大、将静压腔设计较小，所以不适于设备自重较大的旋转机械设备主轴系统使用。

发明内容

本发明提供一种楔形燕尾腔动静压圆锥轴承，可同时承受径向、轴向载荷，同时油腔可实现自对中，节流方式高效、无堵塞，具有油膜间隙调整方便，摩擦功耗低和结构紧凑的特点。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：楔形燕尾腔动静压圆锥轴承，主轴和轴瓦之间形成油膜，所述轴瓦内表面为内锥面，内锥面上沿圆周方向均匀设置四个楔形燕尾腔结构的油腔，每个楔形燕尾腔分别包括深腔区、楔形腔大端区和楔形尖端区，每个油腔边缘为封油边，每个深腔区设置有两个与供油槽相连的进油孔；所述轴瓦的外表面为圆柱形，开设有环形的小端供油槽和环形的大端供油槽，小端供油槽和大端供油槽与深腔区进油孔相连通；轴瓦的外表面中部开设环形的主供油道，主供油道通过支供油道与轴瓦外表面的小端供油槽和大端供油槽相连通。

小端供油槽和大端供油槽经圆环缝隙节流后与深腔区进油孔相连通。

本发明应用双圆环缝隙进行节流，对两燕尾深油腔并行供油，很好地解决了由于油路某一处堵塞，导致油腔缺油的情况。在主轴旋转时，从楔形腔尖端部流出的油又重复进入至楔形油腔的深腔中，提高了润滑油的利用率，高效节能。楔形油腔的尖端部分呈收敛状，在轴承中部即楔形尖端处形成承载力峰值区，提高了动静压轴承的对中性。由于燕尾楔形结构，加大了静压承载区的有效面积，提高了静压承载能力，两个燕尾深腔易实现静压支承的对中性。

本发明可同时承受径向、轴向载荷，同时油腔可实现自对中，节流方式高效、无堵塞，具有油膜间隙调整方便，摩擦功耗低和结构紧凑的特点，且制造工艺技术简单，便于推广应用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A轴瓦剖视图；

图3为轴瓦的内锥面展开图；

图4为轴瓦的外圆柱面展开图。

具体实施方式

实施例：如图1-4所示，楔形燕尾腔动静压圆锥轴承，主轴和轴瓦10之间形成油膜，轴瓦10内表面为内锥面，内锥面上沿圆周方向均匀设置四个楔形燕尾腔结构的油腔，每个楔形燕尾腔分别包括深腔区1、楔形腔大端区2和楔形尖端区3，每个油腔边缘为封油边4，每个深腔区1设置有两个与供油槽相连的进油孔5；轴瓦10的外表面为圆柱形，开设有环形的小端供油槽11和环形的大端供油槽8，小端供油槽11和大端供油槽8经圆环缝隙节流9后与深腔区1进油孔5相连通，对各楔形燕尾腔进行供油。轴瓦10的外表面中部开设环形的主供油道7，主供油道7通过支供油道6与轴瓦10外表面的小端供油槽11和大端供油槽8相连通。每组楔形燕尾腔采用双圆环缝隙节流方式，不易堵塞，节流效果好。

供油孔5位于深腔内，油经节流后流入深腔区1，深腔区1为静压腔。油由深腔区1流入楔形腔大端区2和楔形尖端区3，主轴旋转时，从楔形尖端区3流出的油又重复进入深腔区1，提高了润滑油的利用率，高效节能。楔形尖端区3位于轴承中部，呈收敛状，形成的动压峰值区亦位于轴承中部，提高了轴承的对中性。静压、动压效应都得到了很好应用。采用双圆环缝隙节流9方式，对两燕尾深腔区1并行供油，很好地解决了由于油路某一处堵塞，导致油腔缺油的情况。