[发明专利]防止入口区运动表面处和出口区静止表面处油膜滑移的阶梯轴承

说明书

本发明涉及一种防止入口区运动表面处和出口区静止表面处油膜滑移的阶梯轴承，在轴承入口区运动表面和出口区静止表面上涂覆亲油涂层以防止这些轴承表面处发生润滑油膜滑移，在特定的工况下，由于防止了这些轴承表面处的润滑油膜滑移，相同工况条件下本发明轴承比传统轴承具有大得多的承载能力和更低的摩擦系数。因此，本发明轴承性能比传统轴承性能优异得多。本发明轴承具有制造容易、结构简单、成本低廉、承载能力高、摩擦系数低和节能的优点。本发明轴承在机械设备中具有重要应用。

技术领域

本发明涉及轴承领域，具体地说是一种防止入口区运动表面处和出口区静止表面处油膜滑移的阶梯轴承。

背景技术

轴承是用来支承轴类零件的重要机械部件。主要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推力滑动轴承类型及其特点。

一、倾斜平面瓦块轴承，这种轴承如图1所示。它依靠上下两表面间形成的收敛间隙和这两个表面间的相对运动实现流体动压效应，从而实现润滑。这种轴承有较大承载能力，有较好减摩和耐磨性能。

这种轴承分成两种，一种是上表面和下表面均不能绕支点转动的固定瓦块轴承，另一种是其中一个表面可绕支点转动的可倾瓦块轴承。在良好设计下，可倾瓦块轴承比固定瓦块轴承有更大的承载能力。

二、锯齿形瓦块轴承，这种轴承如图2所示。它的工作和润滑机理同上一种轴承。在相同条件下它的承载能力比上一种轴承低得多。

三、斜面平台瓦块轴承，这种轴承如图3所示。它的工作和润滑机理同上两种轴承。在相同工况下它的最大承载量比倾斜平面固定瓦块轴承的最大承载量高出20％。

四、瑞利阶梯轴承，这种轴承如图4所示。它的工作和润滑机理同前面轴承。相比于前面三种轴承，在相同工况下它的最大承载量最高，比倾斜平面固定瓦块轴承的最大承载量高出28％。

上述传统轴承大多数场合下均为钢制轴承，普通钢制轴承的工作表面为钢制零件的自然表面，这种表面没有人工设计的涂层。发电机、汽轮机、大型电机、压缩机、大型机床等大型机械设备的使用经验表明，高速重载工况下，实际上上述轴承的承载能力没有传统流体润滑理论设计计算的那么大，实际工作中这些轴承常因承载能力不够而不能维持足够厚的润滑油膜，进而导致失去工作能力。应当注意到，传统流体润滑理论是没有考虑到润滑油膜在轴承表面处的滑移这种现象；但在高速重载工况下，轴承表面处的剪应力很大，常常超出润滑油和轴承表面间的界面剪切强度，进而导致润滑油膜在轴承表面处的滑移。这种润滑油膜在轴承自然表面处的滑移常使轴承承载能力急剧下降，因此这种轴承自然表面处的润滑油膜滑移是非常有害的。

发明内容