[发明专利]用于轴的轴颈轴承

说明书

本发明公开了一种用于轴的轴颈轴承。所述轴颈轴承包括：无接缝连续主体，所述无接缝连续主体具有内表面以及外表面，所述内表面限定用于接纳所述轴的孔。所述无接缝连续主体中垂直于孔轴线的横截面包括至少三个角区段。所述至少三个角区段中的每个角区段包括与所述至少三个角区段中的每个相邻角区段不同的微结构或不同的成分中的至少一者。

技术领域

本发明大体上涉及轴颈轴承，并且更确切地说，涉及具有无接缝连续主体并且在垂直于孔轴线的横截面中具有至少三个角区段的轴颈轴承。

背景技术

轴颈轴承(journal bearing)广泛地用于在发动机应用中对发动机轴进行轴接(journaling)。通常，轴颈轴承由高强度材料制成并且可以具有一个或多个涂层。例如，典型的轴颈轴承具有拱形钢背衬(arcuate steel backing)，其上涂覆有一层或多层其他更软或更硬材料以形成一个或多个涂层。所述钢背衬为轴颈轴承提供结构刚度和承载能力。所述涂层有助于减少摩擦、磨损、腐蚀、疲劳、卡住和气蚀(cavitation)。所述涂层可以提供额外功能，例如润滑、散热、可接受的嵌入性、承载强度和与轴颈轴承的一致性(conformability)。有时，在设计合适的涂层时，可能会使一个或多个功能妥协(compromised)以获得轴颈轴承的最佳操作。例如，轴颈轴承中在其操作期间与轴接触的涂层可以设计成增加该层的可嵌入性，尽管它会使耐磨性妥协。

用于制备当前已知的轴颈轴承的方法包括多个制造和装配/集成步骤。许多常规轴颈轴承是由两半共同形成一个整圆的对开轴承。可以通过选择适当高强度材料(例如钢)和/或通过改变所用材料的微结构来实现所述对开轴承的一种或多种预期功能。可以通过使用诸如溅射、电化学沉积、无电镀(electroless plating)和喷涂等技术在轴颈轴承的两半的钢背衬上形成多层涂层。人们期望使轴颈轴承易于制造并且具有定制部分以执行轴颈轴承的预期功能。

发明内容

一方面，本发明公开了一种用于轴的轴颈轴承。所述轴颈轴承包括无接缝连续主体(joint-less，continuous body)，所述无接缝连续主体具有限定接纳轴的孔的内表面(inner surface)以及外表面(outer surface)。垂直于孔轴线的无接缝连续主体的的横截面包括至少三个角区段(angular sectors)。所述至少三个角区段中的每一个角区段包括与所述至少三个角区段中的每个相邻角区段不同的微结构(different microstructure)或不同的成分(different composition)中的至少一者。

其中，所述至少三个角区段中的至少两个角区段沿所述无接缝连续主体的长度(L₁)延伸。

其中，所述无接缝连续主体是具有圆形孔或椭圆形孔的无接缝连续圆柱形主体。

其中，所述至少三个角区段中的每个角区段包括至少5°的角跨度(angularspan)。

其中，所述至少三个角区段在其相交部(intersections)处彼此混合(blended)。

其中，所述相交部包括沿角跨度的微结构渐变(gradation)或成分渐变中的至少一者。

其中，所述至少三个角区段包括承载区段(load bearing sector)、散热区段(heat dissipation sector)和润滑剂贮存器区段(lubricant reservoir sector)。

其中，所述承载区段是实心结构(solid structure)，所述实心结构包括选自由金属、合金、陶瓷、复合材料(composite)或其组合构成的群组中的材料。

其中，所述承载区段的硬度(hardness)沿所述承载区段的径向方向减小。

其中，所述散热区段包括高导热性材料(high thermal conductivitymaterial)。