[发明专利]一种轴径表面织构化的锥形动静压轴承组合件

说明书

本发明涉及一种轴径表面织构化的锥形动静压轴承组合件，包括轴承和轴颈，轴承包括外壳和轴瓦，外壳上设有进油通道，轴瓦内表面设有油腔和封油面，进油通道和油腔之间设有小孔节流器，轴瓦内孔为锥形孔，轴径为与轴瓦相配合的锥形结构，轴颈表面设有表面织构，表面织构为凸起、凹坑、凹槽中的一种或几种，凸起、凹坑或凹槽沿锥形轴颈母线方向分布在与轴瓦封油面相配合的轴颈表面；润滑介质经小孔节流器节流后进入油腔内，流经封油面由轴承端面排出，润滑介质为压力水或低粘度的压力油。本发明的轴颈表面织构化的锥形动静压轴承组合件，可以在减少轴承高速温升、增大极限工作转速的同时，提高轴承的承载力。

技术领域

本发明涉及一种轴径表面织构化的锥形动静压轴承组合件，属于流体动静压润滑轴承领域。

背景技术

锥形动静压轴承能同时承受径向与轴向载荷，结构紧凑，轴承间隙在工作中可调，被广泛应用于高速、精密主轴。然而随着转速的进一步提高，由于传统润滑油的粘度大，高速时发热高，制约了轴承极限转速的提高。

由于水与低粘度润滑油的粘度低、阻尼特性好，因此高速时轴承的发热小、温升低，适用于高速轴承。然而其低粘度导致了轴承的承载能力与支撑刚度降低，从而制约了主轴刚度的提高，影响了主轴的加工精度。实践中通常采用减小轴承液膜间隙、提高供液压力等方法来提高轴承的承载力与刚度。但是当轴承的结构尺寸受限时，对于直径较小的轴承，减小间隙会使液膜间隙过小，导致装配困难；当供液压力过大时，易引起密封困难、材料变形等问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题，在轴径表面加工出凹坑或凸起等表面织构可以形成附加流体动压力来提高承载力。具体解决方案为：一种轴径表面织构化的锥形动静压轴承组合件，包括轴承和轴颈，所述的轴承包括外壳和轴瓦，所述的外壳上设有进油通道，所述的轴瓦内表面设有油腔和封油面，所述的进油通道和所述的油腔之间设有小孔节流器，所述的轴瓦内孔为锥形孔，所述的轴径为与轴瓦相配合的锥形结构，所述的轴颈表面设有表面织构，所述的表面织构为凸起、凹坑、凹槽中的一种或几种，所述的凸起、凹坑或凹槽沿锥形轴颈母线方向分布在轴颈表面；

润滑介质经所述的小孔节流器节流后进入所述的油腔内，流经所述的封油面由轴承端面排出，所述的润滑介质为压力水或低粘度的压力油。

进一步的，所述的表面织构总面积为封油面总面积的1%-95%。

进一步的，所述的表面织构为凸起。

进一步的，所述的表面织构为凹坑。

进一步的，所述的凹坑为圆形凹坑、矩形凹坑、椭圆形凹坑、三角形凹坑、多边形凹坑中的一种或几种，所述的凸起为圆形凸起、矩形凸起、椭圆形凸起、三角形凸起、多边形凸起中的一种或几种，所述的凹槽为矩形凹槽。

进一步的，所述的表面织构分布在与轴瓦封油面相配合的轴颈表面。

进一步的，所述润滑介质的动力粘度小于或等于同等温度、同等压力下4号主轴油的动力粘度。

进一步的，所述的轴承油腔为矩形结构、扇形结构、圆形结构中的一种。

本发明可达到的有益效果:1、本发明通过在轴颈表面加工出凹坑凹槽或凸起等表面织构，可以在混合润滑与流体润滑的情况下，形成附加流体动压力，进而提高承载力；2、本发明在轴颈外表面加工织构，结构简单，易于实现；3、本发明中增加表面织构、采用水或低粘度的润滑油作为润滑介质，可以减少轴承高速温升、增大极限工作转速的同时，提高轴承的承载能力。

附图说明

图1 本发明中轴颈表面织构化的动静压轴承组合体的结构示意图；

图2本发明中凹槽的结构示意图；

图3 本发明中凹坑的结构示意图；

图4 本发明中凸起的结构示意图；