[实用新型]一种滚滑复合轴承

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种适合于在重载荷、高转速工况下使用的滚滑复合轴承，该轴承尤其适合于作为石油、天然气、矿山钻井用牙轮钻头的轴承，是对现有滚滑轴承的改进。

技术背景

现有的轴承大致分为三类，即滑动轴承、滚动轴承、滚滑复合轴承。

滑动轴承承载面积大，能承受重载，但轴承摩擦副摩擦系数大，摩擦发热率高，在润滑和冷却条件较差的情况下，不适宜较高转速的运行。滚动轴承的摩擦副之间的接触为高副点线接触，摩擦系数小，摩擦生热率低，可承受高转速，但因其为点线接触，赫兹应力高，不适合在重载或冲击的工况下使用。

针对上述问题，专利CN01212693.4提出了一种滚滑复合轴承。该轴承吸取了滑动轴承、滚动轴承各自的结构特点，能同时承受较高的载荷和转速，在很大程度上满足了市场需要。但根据轴承室内单元试验结果，滚滑轴承副的磨损情况为：牙轮轴承内孔：表面无明显磨痕；滑块：外圆弧面无明显磨痕，内圆弧面有轻微磨痕，两侧面有磨痕；滚柱：表面有轻微磨痕；滑套：外圆柱面有轻微磨痕，内圆柱面有明显磨痕；轴颈：受力面有明显磨痕。

从轴承零件的磨损情况分析，轴承零件的磨损是不均衡的，磨损最严重的是滑套内圆柱面与轴颈，其它表面磨损轻微或没有磨损。这说明该轴承各零件之间的相对运动速度分配不合理，滑块相对于牙轮内孔的相对滑动速度极小，滑块相对于滑套的相对滑动速度很小，滑套相对于轴颈的相对滑动速度很大。这种现象对于提高滚滑轴承的承载能力及寿命是不利的。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足而提供一种能使轴承各运转部件的相对速度趋于均衡的的滚滑复合轴承，以进一步提高滚滑复合轴承的承载能力和寿命。

本实用新型为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括有内回转体、外回转体、环形滚道槽中的滑块与滚动体，在内回转体与滑块、滚动体之间设有滑套，其不同之处在于在滑块的外圆弧面一侧或两侧设置有油楔平面。

按上述方案，在滑块的内圆弧面一侧或两侧设置有油楔平面。

按上述方案，所述的内回转体可为轴或牙掌轴颈，所述的外回转体可为轴套或牙轮；所述的滑块为圆弧块，呈平形块结构或扇形块结构；所述的滚动体为滚柱或滚珠。

按上述方案，在环形滚道槽中的滑块与滚动体相互间隔交错安设，滑块左右两侧面与滚动体相接触。

按上述方案，所述的滑套为径向浮动的滑套。

按上述方案，所述的滑块的外圆弧面一侧油楔平面的宽度W1为2～10毫米，所述的滑块的内圆弧面一侧油楔平面的宽度W2为2～10毫米。

按上述方案，所述的外圆弧面一侧油楔平面与滑块径向中心(对称)平面的夹角β为60～85°，通常为70～80°；所述的内圆弧一侧油楔平面与滑块径向中心(对称)平面的夹角θ为70～90°。

本实用新型的有益效果在于：1、通过设置平面油楔来调节各运转部件间的润滑状况，达到调节各部件间的相对滑动速度。通过调节外回转体与滑块之间的相对滑动速度V1、滑块与滑套之间的相对滑动速度V2、滑套与内回转体之间的相对滑动速度V3，使得V1、V2、V3分配更趋平衡和合理，减少轴承零件的磨损，从而提高滚滑轴承的承载能力和寿命；2、改善对外回转体与滑块的外圆柱面之间的润滑情况。在滑块的外圆弧面一端或两端设置油楔平面后，由于滑块与外回转体之间存在相对滑动，油楔平面与外回转体之间的润滑剂就能更好渗入滑块的外圆弧面与外回转体的接触面上，形成油膜，改善了滑块的外圆弧面与外回转体的接触面的润滑状况，进一步提高滚滑轴承的承载能力和寿命。3、减少摩擦升热，降低轴承温度。在滑块的外圆弧面上开设油楔平面后，滑块的外圆弧面与外回转体的接触面面积减小，减少摩擦升热，降低轴承温度，进一步提高滚滑轴承的承载能力和寿命。

通过按81/2英寸三牙轮钻头轴承的尺寸对本实用新型所做的室内寿命试验表明，本实用新型的轴承在400转/分的转速、50KN载荷下，工作60小时后，牙轮内孔(即外回转体内圆柱面)：表面有轻微磨痕；滑块：外圆弧面有轻微磨痕，内圆弧面有轻微磨痕，两侧面有磨痕；滚柱：表面有轻微磨痕；滑套：外圆柱面有轻微磨痕，内圆柱面有轻微磨痕；轴颈(即内回转体圆柱面)：受力面有轻微磨痕。

从对本实用新型的轴承所做的室内寿命试验后各零件的磨损情况可以看出，所有承受径向载荷的面都有轻微磨痕，这说明所有承受径向载荷的面的磨损是均衡的、轻微的，这种磨损特征显然有利于提高滚滑轴承的承载能力及寿命。