[发明专利]一种基于粘弹性阻尼元件的复合结构抗振轴承

说明书

一种基于粘弹性阻尼元件的复合结构抗振轴承，属于机械设计与制造技术领域。复合结构抗振轴承包括两个外套圈、滚珠、两个内套圈以及粘弹性阻尼元件，外套圈和内套圈为轴承套圈。粘弹性阻尼元件分别位于两个外套圈之间和两个内套圈之间，粘弹性阻尼元件包括超弹性元件和阻尼材料，其中，阻尼材料填充于超弹性元件和轴承套圈之间的间隙中。滚珠位于内套圈一和外套圈二之间。本发明提供的轴套结构的冲击载荷能量主要依靠粘弹性阻尼元件进行调节，粘弹性阻尼元件主要由超弹性元件和阻尼材料组成，对于轴承加工制造精度要求较低，并且使得轴承抗振性能大为提高，从而大幅度提高了轴承寿命。

技术领域

本发明属于机械设计与制造技术领域，尤其涉及到一种基于粘弹性阻尼元件的复合结构抗振轴承。

背景技术

轴承是一切旋转机械的灵魂，俗称为机械工业的“芯片”。没有高端轴承就没有尖端装备与精密仪器。我国高端轴承长期依赖进口，如：航空发动机轴承、精密机床轴承、高铁轴承、核电轴承，特别是尖端武器装备上的高端轴承。

轴承的工作环境千变万化，如振动、高温、高压、腐蚀等恶劣环境。对于高温、高压、腐蚀环境问题，可以从轴承材料设计解决，但是对于振动问题从轴承材料设计无法彻底解决问题，因而在振动环境下，轴承寿命大幅度降低，通常失效方式为轴承磨损加剧、轴承滚动体碎裂、保持架或者套圈断裂等。目前解决轴承抗振问题尚没有突出有效方法。

发明内容

本发明目的在于建立一种基于粘弹性阻尼元件实现吸收冲击载荷能量的复合结构抗振轴承。该轴承的主要优点是，轴套结构的冲击载荷能量主要依靠粘弹性阻尼元件进行调节，粘弹性阻尼元件主要由超弹性元件和阻尼材料(润滑剂或者超粘弹性胶)组成，对于轴承加工制造精度要求较低，并且使得轴承抗振性能大为提高，从而大幅度提高了轴承寿命。

本发明的技术方案为：

一种基于粘弹性阻尼元件的复合结构抗振轴承，所述复合结构抗振轴承包括两个外套圈、滚珠5、两个内套圈以及粘弹性阻尼元件，外套圈和内套圈为轴承套圈。所述两个外套圈包括外套圈一1和外套圈二2，外套圈一1的内径大于外套圈二2的外径。所述两个内套圈包括内套圈一3和内套圈二4，内套圈一3的内径大于内套圈二4的外径。所述粘弹性阻尼元件分别位于两个外套圈之间和两个内套圈之间，粘弹性阻尼元件包括超弹性元件和阻尼材料，其中，阻尼材料填充于超弹性元件和轴承套圈之间的间隙中，具体为，阻尼材料填充于超弹性元件与外套圈一1、外套圈二2之间的间隙中，阻尼材料填充于超弹性元件与内套圈一3、内套圈二4之间的间隙中。所述滚珠5位于内套圈一3和外套圈二2之间。

轴承套圈采用嵌套结构组合在一起，既保证轴承套圈之间无明显相对滑动，也保证超弹性元件和阻尼材料被封闭在轴承套圈内。所述外套圈二2顶部分布有若干均匀对称的凸块，外套圈一1顶部相应位置开有若干均匀对称的凹槽；外套圈二2底部分布有若干均匀对称的凹槽，外套圈一1底部相应位置开有若干均匀对称的凸块，所有凹槽尺寸均略大于凸块尺寸，能够避免工作温度范围内热胀冷缩对此处结构的破坏。所述外套圈二2从上往下装配至外套圈一1中，使外套圈二2顶部的凸块最后恰好落入外套圈一2顶部的凹槽内，此时，外套圈二2底部的凹槽也恰好包围外套圈一1底部的凸块，完成装配过程。由于凸块与凹槽相互嵌套在一起，起到防止轴承套圈相互滑动的作用，同时保证阻尼材料被有效封闭在轴承套圈内。所述内套圈一3和内套二4的嵌套结构与外套圈相同。

所述的阻尼材料可以为润滑剂或者超粘弹性胶。阻尼材料在震动冲击压缩时增大阻尼吸能效果，提高轴承抗冲击性能。在设计工作载荷、工作温度范围内，阻尼材料性能保持不变。

所述的超弹性元件包括外圈超弹性金属波纹片6和内圈超弹性金属波纹片7，外圈超弹性多孔材料8、内圈超弹性多孔材料9，其中，外圈超弹性多孔材料8、内圈超弹性多孔材料9可以替换为外圈超弹性金属片10和内圈超弹性金属片11，超弹性元件放置于外套圈一1和外套圈二2之间以及内套圈一3和内套二4之间。对于采用超弹性金属片作为超弹性元件的情形，轴承套圈的内外表面需要加工为波纹状表面。