[发明专利]一种能实现稳定转动的螺旋套浮环轴承

说明书

技术领域

本专利属于轴承技术领域，具体的讲涉及一种能实现稳定转动的螺旋套浮环轴承。

背景技术

现有机械中常用的轴承大致可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。滚动轴承运转时摩擦系数较小，摩擦生热率低，可承受高转速，但因其摩擦副之间为点线接触，不适于在重载下使用。滑动轴承的承载面积较大，能承受重载和强冲击，但轴承副摩擦系数大，摩擦生热率高，在润滑和冷却条件差的情况下，容易发生油膜破裂，轴承副表面出现接触腐蚀或胶合，进而导致轴承失效。因此，如何改善滑动轴承的润滑条件，减小轴承之间的磨擦，一直是人们关注的问题。

浮环滑动轴承是轴承的一种，是在原有径向滑动轴承结构的基础上，再加入一个或多个可在轴颈和轴承之间自由转动的轴套，将原来的一个摩擦副变为两个或多个同时工作的摩擦副。现有的浮环滑动轴承，在改善滑动轴承的润滑条件、减小轴承副之间的摩擦方面起到了一定的作用。但是，现有浮环滑动轴承为圆柱筒件，浮环加工精度要求较高，轴承工作时，由于加工误差的存在，导致浮环不浮动旋转，或导致浮环局部承载过大，发生油膜破裂，轴承副表面出现胶合和接触腐蚀，滑动部件之间的摩阻逐渐增强，浮环的浮动能力减弱或丧失，进而导致轴承失效；由于浮环是单一圆柱筒体，浮环相对轴颈或轴孔整体滑动(或不动)，当轴承受载不均，特别是受弯矩较大时，轴颈、浮环或轴孔局部磨损严重，导致轴承过早失效。例如石油机械中的牙轮钻头，其牙轮是通过轴承和钻头牙掌下部的悬臂轴与钻头体联接的，由于牙轮钻头是在高载荷、强冲击及较高转速的条件下运行，且冷却和润滑条件差，因而牙轮钻头中采用滑动轴承和滚动轴承都存在着易损坏，使用寿命短，转速或载荷受限制的问题。随着浮环滑动轴承被引入到牙轮钻头，在改善滑动轴承的润滑条件、减小轴承副之间的摩擦方面起到一定作用，但现有的浮环滑动轴承由于制造误差等原因，不能达到理想的运动状态，有时甚至完全不能浮动，因而达不到浮环应有的减摩、延寿的目的。

发明内容

本发明的目的是提出一种能实现稳定转动的螺旋套浮环轴承。这种轴承的浮环在工作过程中一方面能始终保持相对稳定的浮动状态，减小轴承滑动摩擦副的相对滑动速度，减小轴承副的磨损速度；另一方面，降低浮环对轴承制造误差的敏感性，改善浮环的载荷分布使磨损更加均匀，改善轴承润滑状况，延长轴承的使用寿命。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种能实现稳定转动的螺旋套浮环轴承，包括外回转体、内回转体及内外回转体之间的浮环，本发明的特征在于：所述浮环上开有径向贯通的螺旋槽和滚动体槽，滚动体槽内安装滚动结构。

采用上述结构：

(1)浮环上开有径向贯通的螺旋槽，径向贯通的螺旋槽可以增加浮环的弹性。如内、外回转体存在加工误差，浮环各处与内、外回转体的摩擦阻力及接触将不同，在摩擦阻力和载荷的作用下，浮环将发生相应的伸缩变形，通过轴承的转动磨合能逐渐减小或消除因加工误差带来的磨损不均，同时螺旋槽有利于将润滑剂引入轴承的摩擦表面，浮环旋转浮动时，其浮动旋转和其自调节自适应作用，均能起到泵油的作用，能有效改善轴承工作过程中的润滑状态，提高轴承性能，延长轴承使用寿命。

(2)浮环上开有径向贯通的滚动体槽，滚动体槽内安装滚动结构，即使在润滑条件不充分的情况下，也可实现浮环相对于内、外回转体稳定旋转，达到浮环强制浮动的目的，进而减小轴承副的磨损，延长轴承的使用寿命。

所述滚动体槽可以设置在浮环的螺旋槽上，也可以设置在螺旋槽之间的浮环体上。所述滚动体槽可以沿着浮环轴向直列分布，也可以沿着浮环周向交错分布。直列分布是指滚动体槽沿着浮环的轴线方向按一排排的直线分布，周向交错分布是指滚动体槽未沿浮环轴线方向排成直线，而是交叉错开分布。

所述滚动结构可以为滚动体，且滚动体的直径不小于浮环的壁厚，当轴承工作时，内外回转体承受径向载荷并相对旋转，受力变形后的滚动体会在内外回转圆柱面之间发生滚动趋势，向浮环施加推动力，从而实现浮环相对于内、外回转体稳定旋转。所述滚动结构也可以为滚动体与保持块的组合，相较于在浮环上加工出精度较高的滚动体槽，提高保持块的加工精度更易于实现，通过增加保持块可以替代在浮环上加工出精度较高的滚动体槽，既保证了浮环的浮动能力，又有效降低了浮环的加工难度。

所述浮环上开有两条或两条以上的径向贯通的螺旋槽，且各螺旋槽的螺旋升角相同。

所述保持块可以为一体式，滚动体嵌套于保持块内部或滚动体与保持块并列布置。所述保持块也可以为拼接式，两个保持块将滚动体夹持在其中心。