[发明专利]旋转机械用具有强制润滑功能的浮动滑动轴承

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种承受各种载荷，特别是大载荷、压力波动频繁的旋转机械所使用的浮动滑动轴承。尤其是用在垂直安装的旋转机械工作中，具有强迫润滑介质沿轴承外圈运动，保持工作界面形成动压润滑油膜，以减少配合面的摩擦与磨损，延长轴承寿命。

背景技术

目前公知，在变载荷环境下工作的旋转轴，工作压力不断波动，这种变化是随机的。要提高机器在变载荷或额定工作压力下的工作寿命，提高轴承寿命是一个必须解决的问题。特别在难以补充润滑介质，储油腔在较小的旋转机械中(如牙轮钻头)，工作界面间的润滑介质将逐渐损耗，磨砺性介质可能不断产生，轴承的工作条件将迅速劣化，从而可能因轴承损伤而导致机械的提前失效，这种现象常产生在恶劣工作环境条件下的石油机械中。

浮动滑动轴承的工作条件要求轴承、轴和轴承座间的配合间隙必须是内大外小，由于轴承与轴承座间的间隙小，就可能导致轴承外圈工作时因润滑介质缺乏导致磨损量增大。这种磨损将直接影响到浮动滑动轴承的工作性能和缩短旋转机械的工作寿命。

对于承受变载荷的旋转机械，如牙轮钻头等机械，由于储存润滑介质的空间狭小，且工作时难以补充损耗了的润滑油或润滑脂，因此如何保证浮动滑动轴承在此工作环境中较长时间内保持摩擦界面上具有润滑介质，实现轴承的动压润滑，减少工作面间的摩擦磨损，提高配合面的寿命，是一个急待解决的问题。此时，通常使用的不断补充润滑介质的解决办法是无法进行的。

发明内容

本发明的目的就是要解决在一段时间内能强迫将沉降于轴承座下部的润滑介质抽汲到轴承间隙较小的轴承外圈上，从而保证润滑界面间具有连续的润滑油膜，提高设备的工作寿命。

本发明提出一种能在工作期间内，使具有较小配合间隙的轴承外圈能够强迫沉降于轴承下部的润滑介质向上运动，以在轴承外表面形成有效的动压油膜，减少轴承外圈与轴承座间的摩擦磨损所造成的能量损失，以及轴承表面损伤导致的早期失效，特别当存在冲击载荷时，尽可能地避免轴承外圈与轴承座内表面间的直接接触，减少轴承外圈的摩擦磨损，提高浮动滑动轴承的工作寿命。

本发明采用了如下技术方案：本构造由轴承座、浮动滑动轴承和轴组成，轴承上加工有螺旋形槽。轴承座、轴承和轴间工作初期具有润滑介质，润滑介质可以是润滑油，也可以是润滑脂。所设计的浮动滑动轴承的外圈具有一条或多条螺旋形槽，该螺旋形槽的直径小于外圈表面的直径，其值从0.01mm到3.00mm左右变化。这个螺旋形槽在工作时具有强迫润滑介质从底部沿槽向上运动的功能，以保证在工作中强制补充轴承外圈表面损失的润滑介质。

其工作原理是当旋转轴向某一个方向转动时，由于润滑介质与轴承表面间的摩擦力和润滑介质分子间存在的剪切阻力，驱使轴承产生同向的相对转动。同时，由于轴承狭小储油空间的特殊性和润滑介质难以补充的特性(如牙轮钻头的储油腔)，导致轴承外圈工作一定时间后，因工作界面上缺少润滑介质而加剧与轴承座内表面的磨损，导致轴承早期失效，进而影响到旋转机械的寿命。

由于润滑介质的吸附性能和轴承运动的抽汲作用，将强迫润滑介质从具有与运动方向相反旋向的螺旋形槽中不断向上运动，补充轴承外圈与轴承座间的润滑介质，以保持它们之间的动压润滑，较少摩擦磨损，提高轴承的工作寿命，达到提高机械工作寿命的目的。

本发明的优点是：

(1)轴承结构简单；(2)易于加工、安装、维护与更换；(3)轴承外圈的螺旋形槽数量和宽度根据轴承的结构和工作参数确定；(4)所选用的轴承材料具有一定的容纳异物的能力；(5)工作时，保证内外表面同时产生油膜压力，以提高轴承的稳定性和工作寿命。

附图说明

图1是本发明的等直径浮动滑动轴承装配关系图

图2是本发明的等直径浮动滑动轴承结构示意图

图3是本发明的变直径浮动滑动轴承装配关系图

图4是本发明的变直径浮动滑动轴承结构示意图

具体实施方式

本实施例轴承2内圈可以是等直径的(附图1、2)也可以是变直径的(附图3、4)，轴承2外圈则为等直径。轴承2外圈上所加工的螺旋形槽4可以是一条，也可以是多条，槽的轴向宽度主要根据轴承2的工作环境、结构尺寸和工作参数确定。螺旋形槽4的旋向必须与轴3的运动方向相反。工作中，轴3旋转运动时，由于润滑介质与轴承2表面间的摩擦力和润滑介质分子间存在的剪切阻力，带动轴承2同向旋转，与此同时，轴承2外圈上加工的螺旋形槽4则将强迫轴承2下部的润滑介质通过旋向与运动方向相反的螺旋形槽4，沿轴承2外表面向上运动，借助于这一抽汲动力到达轴承2外表面的各处，并释放出来充满轴承2外表面与轴承座1之间，达到强制润滑的目的。

本发明适用于以各种安装方式工作的旋转机械的滑动轴承。