[发明专利]带保压环的滑动轴承

说明书

技术领域

本发明提供了一种新式的滑动轴承，属于重型回转设备的支撑和传动领域。 

背景技术

滑动轴承具有结构简单、拆装方便、承载能力高、摩擦系数低、能承受冲击和振动、寿命长、运转平稳无噪音等诸多优点，被广泛应用与各个领域。在重型回转设备中，滑动轴承通常被用来支撑巨大的回转部件，例如回转窑、管磨机、钢球磨煤机等设备中的主轴承都采用滑动轴承。 

主轴承分为动压轴承和静压轴承两种，动压轴承利用轴颈旋转时的泵油作用，将润滑油带入轴颈和轴瓦之间，形成分开摩擦面的油膜。动压轴承为了形成可靠的油膜，安装时必须对轴瓦进行精密的刮研，以保证瓦面与轴颈的接触点数，否则将造成运行时瓦温升高甚至烧瓦。动压轴承的油膜比较薄，摩擦系数比较大，传动效率比静压轴承低，同时摩擦产生的大量的热量，必须在轴瓦内部通冷却水进行强制冷却。 

静压轴承的轴颈和轴瓦被外界供给的高压润滑油完全分隔开，油膜的形成不受相对滑动速度的限制。油膜厚度比动压轴承的大，尤其油囊处的油层厚度要达到几毫米，所以摩擦系数比动压轴承小，无需强制水冷。静压轴承必须持续不断地向油囊内提供高压润滑油，才能保证轴颈一直处于顶起状态。由于无法做到轴颈与轴瓦的完美贴合，轴颈与轴瓦之间的缝隙使大量的高压油泄漏，为了保持油囊内的油压，所以高压油的需要量很大，运行成本很高。 

发明内容

本发明专利提供一种新式的滑动轴承——带保压环的滑动轴承，与现有的动压滑动轴承相比，无需对轴瓦进行精密的刮研，摩擦系数低，无需强制水冷；与现有的静压滑动轴承相比，摩擦系数低，高压润滑油用量小。 

技术方案 

带保压环的滑动轴承的结构见图1，由罩壳1、轴瓦2、保压环3、底座4组成。在轴瓦2的油囊外侧加工一圈凹槽见图2，凹槽内放置有弹性可压缩的保压环3见图3。滑动轴承非工作时，油囊内没有高压润滑油，轴与轴瓦相接处，保压环被压入轴瓦的凹槽内，见图4。滑动轴承工作时，高压润滑油通过进油孔进入有囊内，由于保压环的密封作用，有囊内的润滑油压力逐渐升高，轴被顶起，保压环随着回弹，见图5。保压环回弹到一定高度后，将不 再回弹，高压油继续进入油囊并从保压环与轴之间的缝隙泄漏出去，油囊内的压力达到平衡，轴也不再升高。由于保压环的作用，有效减少了高压润滑油的泄漏量，所以用相对比静压轴承小很多的流量，就可以使轴处于被顶起状态。此时在轴与轴瓦之间(除油囊处)形成的油层厚度为保压环回弹的高度，大约为1mm；油囊处的油层厚度为保压环回弹的高度再加上油囊的深度3mm，大约为4mm；轴与保压环之间的油膜厚度大约为几十微米。轴承工作时，轴与轴瓦处于完全隔离状态。 

附图说明

图1为带保压环的滑动轴承的结构原理图； 

图2为轴瓦结构示意图； 

图3为保压环结构示意图； 

图4为带保压环的滑动轴承非工作状态示意图； 

图5为带保压环的滑动轴承工作状态示意图； 

附图标记说明 

1-罩壳；2-轴瓦；3-保压环；4-底座； 

具体实施方式

下面通过与普通滑动轴承的比较对本专利进行进-步阐述。 

动压轴承利用轴颈旋转时的泵油作用，将润滑油带入轴颈和轴瓦之间，形成分开摩擦面的油膜，油膜的厚度很薄，仅为几十微米。假设轴颈与轴瓦完全被油膜分隔开，轴承的摩擦力F＝μ×A×ν/δ，μ为润滑油的动力粘度，A为轴颈与轴瓦之间的油膜面积，ν为轴颈相对轴瓦的线速度，δ为油膜厚度。可见轴承的摩擦力F与油膜厚度δ成反比，即油膜越薄，摩擦力越大。摩擦产生大量的热量，所以动压轴承必须在轴瓦内部通冷却水进行强制冷却。动压轴承为了形成可靠的油膜，安装时必须对轴瓦进行精密的刮研，以保证瓦面与轴颈的接触点数，否则将造成运行时瓦温升高甚至烧瓦。 

静压轴承的轴颈和轴瓦被外界供给的高压润滑油完全分隔开，油膜的形成不受相对滑动速度的限制。轴颈与轴瓦的接触面的密封效果比较差，高压润滑油进入油囊后，会从轴颈与轴瓦的接触面泄漏，所以必须有足够大的高压润滑油流量才能使油囊产生足够的压力将轴顶起。静压轴承工作时，必须持续不断地向油囊内提供大流量的高压润滑油，才能保证轴颈一直处于顶起状态，运行成本相对比较高。由于油囊处的油层厚度达到几毫米，相比轴颈与轴瓦之间几十微米的油膜厚度要大很多，所以静压轴承的摩擦力主要产生于轴颈与轴瓦之间的油膜。静压轴承的油膜厚度比动压轴承的大，所以摩擦系数比动压轴承小，无需强制水冷。 

带保压环的滑动轴承因为在油囊的外侧安装有可压缩的保压环，所以在油囊内充油的过程中，由于保压环的密封作用，高压润滑油不会泄露，只需很少的流量就可以将轴顶起。同时保压环会随之回弹一定的高度，约为1mm后将不再回弹。高压油继续进入油囊并从保压环与轴之间的缝隙泄漏出去，油囊内的压力达到平衡，轴也不再升高。由于保压环的作用，有效减少了高压润滑油的泄漏量，所以用相对比静压轴承小很多的流量，就可以使轴处于被顶起状态。此时在轴与轴瓦之间(除油囊处)形成的油层厚度为保压环回弹的高度，大约为1mm；油囊处的油层厚度为保压环回弹的高度再加上油囊的深度3mm，大约为4mm；轴与保压环之间的油膜厚度大约为几十微米。轴承工作时，轴与轴瓦处于完全隔离状态。由于油层的厚度远大于油膜的厚度，所以带保压环的滑动轴承的摩擦力主要产生于轴颈与保压环之间的油膜，其它油层处产生的摩擦力很小，可以忽略不计。保压环与轴颈摩擦面的面积很小，仅为轴瓦瓦面的1％～2％，根据摩擦力F＝μ×A×ν/δ可知带保压环的滑动轴承的摩擦力比静压轴承的还要小。