[發明專利]一種提高水潤滑軸承承載力的方法及相應的水潤滑軸承

有效

• 申請號: 201310501077.2
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN103557232A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 錢忠;黃燕紅;尹忠慰;高耿員;李正
• 申請（專利權）人: 申科滑動軸承股份有限公司
• 主分類號: F16C33/04
• 分類號: F16C33/04
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 連平

技術領域：

本發明涉及軸承技術領域，尤其是涉及一種水潤滑軸承。

背景技術：

軸承是機械在機械傳動過程中起固定和減小載荷摩擦系數的部件，種類較為繁多。長期以來，滑動軸承通常都是由金屬構件組成，以用油作為工作介質，需要消耗大量的油料和金屬材質。而為了防止潤滑油的泄漏，還需對其進行密封，使得軸承結構相當復雜，并很難解決各種因摩擦副的運動而產生的摩擦、振動、噪聲、功耗、可靠性和壽命等問題，尤其是不可避免地存在因潤滑油泄漏而帶來的嚴重環境污染問題。

可克服油潤滑軸承所存在的環境污染等問題，市場上也出現了以水為工作介質的水潤滑軸承，雖然相比傳統的油潤滑而言，水潤滑軸承具有清潔和環保的特性，但由于水的粘度較低，其在形成動壓潤滑時，承載能力相對較低。以目前常見的幾種水潤滑軸承來講，橢圓軸承（見圖1所示）的旋轉精度和穩定性相對較好，但由于其形成水膜時，上下水膜產生的承載力不可避免地存在抵消現象，因此承載力相對較小，且功率消耗大。雙油楔錯位軸承（見圖2所示）也存在同樣的缺陷，如果再加上對軸承進行開槽，又削弱了其承載力。因此，橢圓軸承和雙油楔錯位軸承同樣作為二油楔的軸承，不適用于承載力要求較高的場合。如何提高水潤滑軸承承載力，成為人們所關注的問題。

發明內容：

本發明的目的就在于針對現有技術存在的不足之處而提供一種提高水潤滑軸承承載力的方法及相應的水潤滑軸承，其結構簡單、可大幅度提高水潤滑軸承的承載力。

為實現上述目的，本發明的提高水潤滑軸承承載力的方法，是將軸承軸瓦內表面分成兩段不同的圓弧段，其中，圓心角大于180度的優弧段以軸承中心為圓心，圓心角小于180度的劣弧段以軸頸中心為圓心，劣弧段構成軸瓦內表面的過渡圓弧，過渡圓弧的兩側形成正壓區和負壓區，軸頸轉動時，正壓區和負壓區對軸頸作用力的最大合力即為軸承承載力。

作為上述技術方案的優選，所述的正壓區對軸頸的作用力與附壓區對軸頸作用力之間的夾角小于90度。

本發明的一種水潤滑軸承包括軸瓦和軸頸，所述的軸瓦內表面分成兩段不同的圓弧段，其中，圓心角大于180度的優弧段以軸承中心為圓心，圓心角小于180度的劣弧段以軸頸中心為圓心，劣弧段構成軸瓦內表面的過渡圓弧，過渡圓弧的兩側形成對轉動的軸頸產生作用力的正壓區和負壓區。

作為上述技術方案的優選，所述的劣弧段與優弧段之間光滑過渡。

作為上述技術方案的優選，所述的優弧段中心、劣弧段中心以及劣弧段的中分點位于同一直線上。

本發明的有益效果在于：其軸瓦內表面的過渡圓弧兩側形成正壓區和負壓區，正壓區和負壓區對軸頸作用力的最大合力即為軸承承載，由于正壓區和負壓區對軸頸的作用力不存在相互抵消的現象，因此可以大大提高水潤滑軸承的承載力。

附圖說明：

下面結合附圖對本發明做進一步的說明：

圖1為現有的橢圓軸承的端面結構圖；

圖2為現有的雙油楔錯位軸承的端面結構圖；

圖3為本發明的水潤滑軸承的端面結構圖；

圖4為本發明的水潤滑軸承的壓力分布圖；

圖5為本發明的水潤滑軸承的承載力示意圖。

具體實施方式：

以下所述僅為體現本發明原理的較佳實施例，并不因此而限定本發明的保護范圍。

本發明的提高水潤滑軸承承載力的方法，是將軸承軸瓦內表面分成兩段不同的圓弧段，其中，圓心角大于180度的優弧段以軸承中心為圓心，圓心角小于180度的劣弧段以軸頸中心為圓心，劣弧段構成軸瓦內表面的過渡圓弧，過渡圓弧的兩側形成正壓區和負壓區，軸頸轉動時，正壓區和負壓區對軸頸作用力的合力即為軸承承載力。

見圖3和圖4所示：本發明的水潤滑軸承包括軸瓦10和軸頸20，其中，軸瓦10內表面分成兩段不同的圓弧段，其中，圓心角大于180度的優弧段11（即圖3中的AMB段）以軸承中心O_b為圓心，其半徑為R_b；圓心角小于180度的劣弧段12（即圖3中ANB段）以軸頸中心O_j為圓心，其半徑為R_j；軸承內圈和軸頸之間的間隙c=R_b－R_j，e為軸承的偏心距，軸承的偏心率k=e/c，通過合理設計劣弧段12的圓心角Φ可以改變軸承的承載力。

劣弧段12構成軸瓦內表面的過渡圓弧，過渡圓弧的兩側形成正壓區13和負壓區14（需要說明的是：軸頸20轉動方向不同時，正壓區13和負壓區14的。