[發(fā)明專利]尤其用于制冷劑壓縮機的混合球軸承

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811396319.5
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN109989996B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 基爾模·恩里克·莫拉萊斯·埃斯皮埃爾;魯?shù)婪颉ず懒刑丶{;艾丹·克里根
• 申請（專利權(quán)）人: 斯凱孚公司
• 主分類號: F16C19/49
• 分類號: F16C19/49;F16C33/32;F16C33/62;F16C33/34;F16C33/66
• 代理公司: 北京智沃律師事務(wù)所 11620
• 代理人: 杜欣

公開了一種混合球軸承(20)，包括：內(nèi)滾道(23)、外滾道(25)、和布置在它們之間的多個球(26)，其中所述內(nèi)滾道(23)和所述外滾道(25)由軸承鋼制成并具有第一表面RMS粗糙度R_q1，至少一個球(26)由陶瓷材料制成并具有第二表面RMS粗糙度R_q2，在嶄新的狀況下，滾道(23；25)的粗糙度R_q1比至少一個球(26)的粗糙度R_q2高2至5倍。本發(fā)明還涉及包括了該混合球軸承(20)的制冷劑壓縮機(1)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及根據(jù)本專利技術(shù)方案1的前序部分的一種混合球軸承以及涉及包括了該混合球軸承的制冷劑壓縮機。

背景技術(shù)

混合滾動軸承常用于非常苛刻的環(huán)境中，例如用在潤滑狀況降低的應(yīng)用中和/或高速和/或高溫的應(yīng)用中。在工作狀況的嚴(yán)重性(/嚴(yán)格性)(severity)增大的情況下，例如，較重的載荷結(jié)合較高的溫度、較薄的潤滑膜和/或不良的潤滑狀況，軸承組成部件可能遭受表面引發(fā)疲勞(surface initiated fatigue)(所謂的微點蝕)。即使微點蝕不一定是主要故障(/失效)模式，它也能夠促進/加速其它故障(如壓痕、表面引發(fā)剝落和咬粘)出現(xiàn)。

因此，微點蝕是負(fù)責(zé)壽命限制軸承磨損的機制之一。減輕微點蝕效果的一個途徑是確保軸承中的滾動接觸表面始終被足夠厚度的潤滑膜分隔開(separated)。

這在超薄潤滑膜厚度(UTFT)應(yīng)用中是不可能的。滾動軸承中的UTFT應(yīng)用指的是通過潤滑膜分離表面受以下連累(/拖累)(compromised)的狀況：

(i)潤滑劑的低粘度，即流體的動態(tài)粘度低于1cSt，和/或

(ii)潤滑劑乏油(/不足)(starvation)，即這樣的狀況：滾動接觸入口(/進入)(inlet)中可得到的潤滑劑層無法確保軸承中的完全浸沒(/適量供油)(fully flooded)狀況。

在這兩種狀況下，接觸表面處的總潤滑劑層厚度被限制到300nm或更小。這可能因為以下而發(fā)生：軸承用脂來潤滑(有限的潤滑劑釋放)或者潤滑劑在到達接觸之前蒸發(fā)(揮發(fā)性流體)或者通過潤滑系統(tǒng)的潤滑劑供應(yīng)有限。

另外，這些UTFT應(yīng)用中的許多應(yīng)用使用介質(zhì)潤滑，如純制冷劑潤滑、油-制冷劑混合物潤滑、燃料(煤油、柴油、汽油、天然氣、醇類)潤滑、和/或脂與介質(zhì)組合潤滑。水潤滑被排除。對于純制冷劑潤滑，所得到的潤滑劑膜厚度甚至顯著小于300nm，通常在30nm的范圍內(nèi)。

這些滾動軸承的主故障(/失效)模式是腐蝕輔助(的)磨損。磨損(因被腐蝕加強的固體對固體接觸)可能會改變滾道輪廓、增大間隙以及使局部應(yīng)力集中(可能產(chǎn)生剝落)。這些軸承的另一個重要的故障模式是固體污染。由于這些應(yīng)用在非常薄的膜厚度(例如小于300至200nm)下工作，因此任何固體顆粒(碎屑、沙子、油煙(oil soot)等)甚至是非常小的顆粒都可能在接觸表面產(chǎn)生損壞，并且可能會改變打亂(disrupting)原始表面的膜建立能力的形貌(topography)。過度的污染還可能產(chǎn)生高摩擦力(這將會阻礙/阻止軸承的旋轉(zhuǎn))，并且可能在保持架中產(chǎn)生斷裂或在滾道和滾動元件中產(chǎn)生咬粘(seizure)。

因此，在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出采用表面工程設(shè)計技術(shù)并且提供盡可能相等的軸承圈的滾道的粗糙度和滾動元件的粗糙度，以便減少微點蝕和改善軸承的磨損和疲勞壽命。這是基于以下理解：在存在滑動且沒有全膜潤滑(full-film lubrication)的情況下，較粗糙的滾動接觸表面在較平滑的相對的滾動接觸表面上施加載荷微循環(huán)(loadmicrocycles)。不利的是，在實際中，即使在普通的鋼-鋼軸承中，軸承的滾道也一般比滾動元件稍微更粗糙。在混合滾動軸承中，粗糙度之間的差(異)甚至更大。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種混合滾動軸承，其可以用于超薄潤滑膜厚度的應(yīng)用，尤其用于制冷劑壓縮機設(shè)備，并且具有改善的耐腐蝕性和抗微點蝕性。

發(fā)明內(nèi)容