[发明专利]新型节能向心滑动轴承

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型节能向心滑动轴承。

背景技术

轴承是用来支承轴类零件的重要机械部件，分滑动轴承和滚动轴承两种。对于轴承有以下主要性能要求：支承精度、支承刚度、低摩擦系数和耐磨损。这就要求轴承是一种很精密的机械部件，还要求它有足够大的承载能力。为了达到好的减摩和耐磨性能，还需要轴承具有较好的润滑性能。

发展至今，虽然轴承技术比较成熟，但均建立在传统的润滑理论基础上。目前，滚动轴承和滑动轴承各应用于不同场合，各有其优势。由于本发明涉及的是滑动轴承，现将现有滑动轴承类型和技术归纳如下：

从润滑机理上，滑动轴承分为混合摩擦滑动轴承和流体润滑滑动轴承两种。前者依靠边界吸附膜和流体动压效应实现润滑，用于低速、轻载和不重要场合；后者依靠流体膜实现润滑，用于重要场合，应用更为广泛。

流体润滑滑动轴承是滑动轴承的主体，又分为流体动压润滑滑动轴承和流体静压润滑滑动轴承两种。流体静压润滑滑动轴承依靠外界液压系统供油，靠油压支承载荷，靠液压油进行润滑，制造精度高、结构较复杂、成本较高，用于要求支承刚度大、支承精度高和承载能力大的重要场合。

流体动压润滑滑动轴承依靠流体动压效应实现润滑，具有结构较简单、成本较低、性能较好的优点，是一种应用更为广泛和常见的滑动轴承。它又分为流体动压润滑向心滑动轴承和流体动压润滑推力滑动轴承两种。前者用于支承径向载荷，后者用于支承轴向载荷。以下介绍现有主要流体动压润滑向心滑动轴承类型及其特点。

一、大长径比向心滑动轴承-长轴承

这种轴承如图1所示。由于长径比                                                较大，这种轴承可处理成无限长轴承而可忽略流体侧泄对轴承承载能力的影响。在轴承的右下位置，轴承孔形成收敛的楔形间隙。由于流体的粘性，流体粘附在轴上，也粘附在轴承衬套或轴承座上。由于轴的旋转运动，流体被从楔形孔隙的大端截面带进去，从楔形孔隙的小端截面带出来；流体从而在楔形孔隙里受到挤压形成润滑膜压力，使润滑膜具备承受径向载荷w的能力。这是这种轴承的工作机理。

二、小长径比向心滑动轴承-窄轴承

    这种轴承如图2所示。由于长径比很小，流体沿轴承的轴向泄漏（即侧泄）严重。流体在侧泄过程中在狭小的缝隙里受到挤压从而形成润滑压力，使润滑膜具备承受载荷的能力。这种轴承的孔隙的楔形间隙效应相对较小，可以忽略不计。这是这种轴承的工作机理。

三、有限宽滑动轴承

这种轴承如图3所示。由于长径比适中，轴承依靠收敛的楔形孔隙形成润滑膜压力，但流体的侧向泄漏使得润滑膜压力和轴承承载能力有所降低；长径比越小，侧向泄漏越严重，轴承承载能力降低越大。计算这种轴承承载能力时，应在无限长轴承承载能力基础上考虑流体侧泄影响而引入一与长径比有关的侧泄修正系数。

附图1~图3中，传统向心滑动轴承的摩擦系数和承载能力均由传统流体润滑理论计算。传统流体润滑理论认为，流体能完全粘附在固体接触表面而不会发生滑移。基于传统流体润滑理论，以往这种轴承的节能方法是：选用合适润滑油，降低润滑油粘度、提高润滑油粘度指数即粘温稳定性和使用润滑剂添加剂改善摩擦性能。但需注意，这种节能方法是建立在流体-轴承表面界面无滑移的传统流体润滑理论基础上的。当流体润滑中出现界面滑移时，轴承的节能方法和技术就会发生改变。

发明内容

本发明的目的是提供一种运用界面滑移技术的新型节能向心滑动轴承。这种节能方法主张使用具有低剪切强度的润滑油-接触表面界面并制造出界面滑移，以实现低的润滑摩擦力，但轴承承载能力反而显著提高。因此本节能方法并不排斥使用高粘度润滑油，对润滑油粘度指数即粘温稳定性和在润滑剂中使用添加剂也并不提出要求。

本发明的技术解决方案是：

一种新型节能向心滑动轴承，由轴与轴承衬套孔或轴承座孔的配合形成；在轴承收敛楔形孔隙的入口区的轴承衬套孔壁或轴承座孔壁上涂覆以薄层材料；轴承孔壁上涂覆涂层的区域所对的中心角为，的取值范围为：,的优选值为、和；经过表面处理的轴承衬套孔壁或轴承座孔壁与轴配对，在轴承衬套孔壁或轴承座孔壁与轴形成的间隙中充满润滑油；润滑油与轴承孔壁涂层间无量纲剪切强度满足以下条件式：

                   （1）

此处，，，为最大油膜压力所在位置的角坐标值，，为轴承孔孔壁上涂覆涂层的表面所对的中心角；