[發(fā)明專利]一種葉序排布潤滑油點(diǎn)的徑向滑動軸承的表面結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210193631.0
• 申請日: 2012-06-13
• 公開（公告）號: CN102954111A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂玉山;王軍;魏永合;舒啟林;劉宏鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽理工大學(xué)
• 主分類號: F16C33/04
• 分類號: F16C33/04
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標(biāo)代理有限公司 21209
• 代理人: 李樞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于徑向滑動軸承技術(shù)領(lǐng)域，是一種新型潤滑油點(diǎn)表面排布滑動軸承。該軸承的特點(diǎn)是把生物學(xué)中的葉序理論和生物體表特征應(yīng)用到滑動軸承領(lǐng)域中，實(shí)現(xiàn)軸承工作表面的工程化設(shè)計，使徑向滑動軸承工作表面形貌滿足葉序排列的Van?Iterson模型。在支撐軸轉(zhuǎn)動的過程中，能夠獲得較高的潤滑效果、減小摩擦阻力、潤滑充分、減低摩擦熱損傷、提高徑向滑動軸承的使用壽命、轉(zhuǎn)動效率，對徑向滑動軸承發(fā)展和應(yīng)用有著重要的意義。?

背景技術(shù)

滑動軸承是支撐回轉(zhuǎn)的重要零（部）件。在重載、高精度和腐蝕介質(zhì)中和徑向結(jié)構(gòu)小的場合中，滑動軸承占有重要的地位。隨著機(jī)械加工中精度要求的提高，以及高精密微型機(jī)床的回轉(zhuǎn)支撐精度的提高，給徑向滑動軸承的設(shè)計提出了新的挑戰(zhàn)。在這種情況下，徑向滑動軸承得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。根據(jù)流體動壓軸承的工作能力準(zhǔn)則可知，影響徑向滑動軸承工作的因素很多，例如最小油膜厚度、軸承溫升、潤滑液的均勻分布和流體動壓潤滑條件等。在眾多的影響因素中，軸承工作表面的潤滑油點(diǎn)的設(shè)計對軸的回轉(zhuǎn)精度、回轉(zhuǎn)效率和耐用度有著重要的意義。目前端面滑動軸承工作表面的潤滑油點(diǎn)采用條狀溝徑向發(fā)散分布式，圓形凹點(diǎn)的等分徑向直線分布式和錯位分布式。這些排布方式在設(shè)計上缺少一定的理論根據(jù)，往往導(dǎo)致潤滑介質(zhì)分布不均勻，使得流體動壓潤滑性能降低，摩擦力增大，甚至因潤滑不均產(chǎn)生高溫并發(fā)生膠合，以至于工作表面損傷等。因此，為了解決上訴問題，如何實(shí)現(xiàn)滑動軸承工作表面工程化設(shè)計是滑動軸承領(lǐng)域的技術(shù)關(guān)鍵所在。?

近年來，非光滑表面的摩擦減阻理論研究表明，滑動摩擦工作表面的地貌特征和結(jié)構(gòu)形式在提高潤滑性能和減小摩擦方面起到關(guān)鍵的作用，但在進(jìn)行徑向軸承工作表面工程化設(shè)計方面，存在著摩擦表面結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)的合理化選擇問題，而且目前還缺少設(shè)計的理論依據(jù)。如果與徑向滑動軸承工作表面油點(diǎn)分布相關(guān)的參數(shù)選擇不當(dāng)，就會引起回轉(zhuǎn)過程不穩(wěn)定、摩擦阻力大和潤滑不充分。?

因此，本發(fā)明基于生物科學(xué)中的葉序理論Van?Iterson模型，即生物學(xué)的葉序理論表明，植物的葉子、花瓣、果實(shí)的籽粒和魚鱗的幾何排布滿足黃金分割律。依據(jù)該理論設(shè)計出徑向滑動軸承工作表面潤滑油點(diǎn)。具有葉序排布潤滑油點(diǎn)的徑向滑動軸承具備了解決上面所述的潤滑中問題。實(shí)現(xiàn)徑向滑動軸承的均勻潤滑。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，是提供一種葉序排布潤滑油點(diǎn)的徑向滑動軸承的表面結(jié)構(gòu),能有效提高軸承的潤滑性能。?

采用的技術(shù)方案是：?

一種葉序排布潤滑油點(diǎn)的徑向軸承的表面結(jié)構(gòu)，其特征在于軸承工作表面的潤滑油點(diǎn)排布符合生物學(xué)的葉序理論的Van?Iterson模型，即?；其中：n是生物籽?；蝼[片序數(shù)，在軸承潤滑油點(diǎn)設(shè)計中，n是油點(diǎn)序數(shù)，從徑向軸承圓柱底面開始計算；φ、R₀、H是第n個潤滑油點(diǎn)的柱面坐標(biāo)；α是相鄰兩潤滑油點(diǎn)在徑向投影面間的夾角，α=137.508°；h是相鄰兩潤滑油點(diǎn)在柱面主軸線方向上的垂直距離，h控制在0.1～1范圍內(nèi)。

上述潤滑油點(diǎn)表面結(jié)構(gòu)符合生物體體表特征，潤滑油點(diǎn)可以是半球冠型或魚鱗型，魚鱗型潤滑油點(diǎn)表面與工作表面互相傾斜成楔形，起流體潤滑作用，各魚鱗型潤滑油點(diǎn)的傾斜方向均滿足流體動力潤滑的充要條件。?

葉序排布潤滑油點(diǎn)的端面軸承的表面結(jié)構(gòu)，其特征在于半球冠型潤滑油點(diǎn)的直徑d控制在2mm～4mm范圍內(nèi)，潤滑油點(diǎn)的深度δ在0.03d-0.08d范圍內(nèi)。魚鱗型潤滑油點(diǎn)的長度L控制在2mm～4mm范圍內(nèi)，潤滑油點(diǎn)的深度ω在0.03L～0.08L范圍內(nèi)。?

葉序排布潤滑油點(diǎn)的徑向軸承的表面結(jié)構(gòu)，其特征在于潤滑油點(diǎn)的面積比（潤滑油點(diǎn)的面積與軸承工作表面面積的比率）控制在10%～20%范圍內(nèi)。?

本發(fā)明基于的原理?

本發(fā)明一部分是基于生物學(xué)的葉序理論設(shè)計出的葉序排布潤滑油點(diǎn)的徑向滑動軸承。

生物體體表特征減摩抗阻原理表明，魚類、穿山甲、蜣螂等動物的體表布滿鱗片、凹點(diǎn)或凸點(diǎn)，并且按照一定的規(guī)律排布，以此來減小運(yùn)動中的阻力。因此，在徑向滑動軸承工作表面工程化設(shè)計時可以把具有流體潤滑原理的潤滑油點(diǎn)按照葉序理論排布，最終達(dá)到減摩抗阻效果，提高潤滑性能和使用壽命。?