[發(fā)明專利]一種機(jī)械－流體耦合驅(qū)動供應(yīng)潤滑油的軸承系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210217553.3
• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN102788083A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姬芬竹;杜發(fā)榮;聶磊;郭雨琛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: F16C27/04
• 分類號: F16C27/04;F16N1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種液體潤滑的軸承系統(tǒng)，具體涉及一種機(jī)械－流體耦合驅(qū)動供應(yīng)潤滑油的空間軸承系統(tǒng)，屬于空間液體潤滑系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

國內(nèi)外空間機(jī)械設(shè)備基本上都采用固體潤滑方式，但其使用壽命較短，循環(huán)次數(shù)小于1×10⁸，無法滿足空間長壽命中高速滾動軸承的要求。因此，中高速滾動軸承通常要采用液體潤滑方式。目前，空間機(jī)械設(shè)備的液體潤滑主要采用浸入潤滑油的多孔保持架和輔助儲油器共同構(gòu)成，除裝配時在軸承的摩擦面上涂抹少量潤滑油外，絕大部分的潤滑油來自保持架。在這種保持架的內(nèi)部加工有相互連通的微孔，裝配前在微孔內(nèi)浸入潤滑油。當(dāng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時，浸入保持架微孔內(nèi)的潤滑油在離心力的作用下溢向保持架表面，并隨著軸的轉(zhuǎn)動流至摩擦表面而實現(xiàn)液體潤滑。由于在保持架的微孔內(nèi)潤滑油儲量較少，且隨著使用時間的延長，浸入微孔內(nèi)的潤滑油不斷揮發(fā)和劣化，當(dāng)無法維持摩擦面上的正常潤滑時系統(tǒng)即失效。這種液體潤滑方式的軸承使用壽命與保持架微孔內(nèi)的潤滑油儲量直接相關(guān)，由于保持架內(nèi)儲油量受微孔體積的限制不能太大，所以該潤滑方式的軸承不能滿足長壽命要求。為解決這一問題，常采用輔助儲油器以補(bǔ)充供油，輔助儲油器的供油方式主要是通過毛細(xì)效應(yīng)、加熱和振動等，它們的共同特點是需要外界能源的驅(qū)動，即消耗額外的能量，這對于攜帶能量有限的航天器機(jī)械設(shè)備無疑是不利的。?

發(fā)明內(nèi)容

1.目的：本發(fā)明的目的是針對上述空間液體潤滑系統(tǒng)存在的潤滑油供應(yīng)問題提供一種機(jī)械-流體耦合驅(qū)動供應(yīng)潤滑油的軸承系統(tǒng)。?

2．技術(shù)方案：本發(fā)明公開一種機(jī)械－流體耦合驅(qū)動的供應(yīng)潤滑油的空間液體潤滑軸承系統(tǒng)。它包括外圈、滾動體、柔性體、支撐體、儲油容積以及連通油道等。它們之間的位置連接關(guān)系是：支撐體位于系統(tǒng)內(nèi)部，其內(nèi)部的圓孔為承載軸軸孔，外部設(shè)計有一定數(shù)量的圓柱形支撐面；柔性體位于支撐體外部，其內(nèi)圓面與支撐體的圓柱形支撐面接觸，工作時產(chǎn)生彈性變形；柔性體的內(nèi)圓面與支撐體的圓柱形支撐面共同組成儲油容積；沿柔性體的徑向開設(shè)若干小孔作為連通油道；滾動體布置在柔性體外部，與柔性體的外圓面接觸，并沿圓周方向分布；外圈是軸承系統(tǒng)的最外層零件，外圈的內(nèi)圓面與滾動體接觸，并作為滾動體滾道的外壁面。?

所述支撐體為一圓環(huán)類零件，在其內(nèi)部設(shè)計有一圓孔，該圓孔即為承載軸軸孔，在其外?部設(shè)計有一定數(shù)量的圓柱形支撐面；?

所述柔性體為薄壁圓環(huán)類零件，沿其圓周方向和軸向方向分別加工有一定數(shù)量的徑向小孔；?

所述連通油道為沿柔性體的圓周方向和軸向方向分布的徑向小孔，其孔徑大小與潤滑油的供應(yīng)有關(guān)；?

所述儲油容積為柔性體的內(nèi)圓面與支撐體的圓柱形支撐面共同組成的容積；?

所述滾動體為圓柱形零件，安裝在外圈與柔性體之間，其主要作用是把外圈旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的徑向作用力傳遞到柔性體并使其發(fā)生彈性變形；?

所述外圈為一旋轉(zhuǎn)體零件，其內(nèi)圓面與滾動體接觸，是滾動體的滾道外壁；?

3.結(jié)構(gòu)和原理分析：本發(fā)明所述液體潤滑供油方式是外圈轉(zhuǎn)動，為系統(tǒng)的主動件；工作時產(chǎn)生的載荷通過滾動體作用于柔性體，使其發(fā)生彈性變形；柔性體的變形在一定條件下轉(zhuǎn)化為諧波運(yùn)動；支撐體安裝于柔性體和承載軸之間，為柔性體變形提供支撐；連通油道是潤滑油從儲油容積供應(yīng)到摩擦表面的通道。本發(fā)明公布的液體潤滑供油的軸承系統(tǒng)是利用系統(tǒng)內(nèi)部零件之間的相互作用，使柔性體變形并產(chǎn)生諧波運(yùn)動，在機(jī)械－流體耦合作用下，把諧波運(yùn)動傳遞到儲油容積內(nèi)的潤滑油，使?jié)櫥偷膲毫Πl(fā)生變化。由于液體具有不可壓縮性，當(dāng)儲油容積內(nèi)的潤滑油壓力大于摩擦表面壓力時，潤滑油即經(jīng)連通油道流向摩擦表面。?

本發(fā)明的優(yōu)點在于：?

（1）供油方式新穎：本發(fā)明所公開的液體潤滑供油方式，利用系統(tǒng)內(nèi)部零件之間的相互作用，外圈旋轉(zhuǎn)時的工作載荷使柔性體變形并產(chǎn)生諧波運(yùn)動。在機(jī)械－流體耦合作用下，柔性體的諧波運(yùn)動傳遞到儲油容積內(nèi)的潤滑油，使?jié)櫥偷膲毫Πl(fā)生變化，實現(xiàn)潤滑油的供應(yīng)；?

（2）能量消耗降低：本發(fā)明所涉及的液體潤滑供油方式，利用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動零件工作時產(chǎn)生的載荷作為系統(tǒng)內(nèi)潤滑油供應(yīng)的動力源，不需要外部動力的驅(qū)動，節(jié)省能源；?

（3）使用壽命延長：與廣泛使用的空間液體潤滑系統(tǒng)儲油結(jié)構(gòu)保持架相比，本發(fā)明公布的供油方式能夠?qū)崿F(xiàn)摩擦面潤滑油的補(bǔ)充，延長使用壽命；?

（4）使用成本降低：本發(fā)明所涉及的液體潤滑供油方式，不需要潤滑油泵的驅(qū)動。結(jié)構(gòu)簡單，可靠性提高，大大簡化了整個潤滑系統(tǒng)的部件，有效地降低了使用成本。?

附圖說明