[实用新型]一种仿生变结构圆锥螺旋槽轴承

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种圆锥螺旋槽轴承，尤其是涉及一种仿生变结构圆锥螺旋槽轴承。

背景技术

如图1所示，描述了径向滑动轴承形成流体动压润滑的过程，其中h表示最小油膜厚度，ω为轴径转速，F为轴径所受径向载荷。如图1(a)所示，是轴径静止时轴径与轴孔之间的相对位置，此时轴径外表面和轴孔内表面之间自然形成一收敛的楔形空间(最小油膜厚度h＝0)；当轴径开始转动时，速度较低，带入轴承间隙中的油量较少，这时轴孔对轴径的摩擦力方向与轴径表面圆周速度方向相反，迫使轴径沿孔壁向右爬升(最小油膜厚度h≈0)如图1(b)所示；随着转速增大，轴径速度增大，带入楔形间隙的油量也逐渐加多。由于楔形间隙中入口油量大于楔形间隙出口油量，此外润滑剂还具有一定粘度，使得右侧楔形油膜产生了一定的动压力，将轴径向左浮起。当轴径运行到一定速度时，轴径达到受力平衡状态，轴径便稳定在一定的偏心位置，如图1(c)所示，此时轴承处于动压润滑状态，(最小油膜厚度h>0)。由此可见，流体动压润滑需要满足一定的条件才能实现，流体动压润滑的雷诺方程为：

圆锥螺旋槽轴承主要由轴承主轴、轴承座组成，为了减少摩擦在这两者之间的间隙中往往施加了润滑脂或者润滑油或者空气。在轴承转速恰当的条件下，能够在轴承间隙中形成动压润滑。而当轴承转速较低时(例如机器启动或者停止时)，动压润滑还未形成或者将要消失，轴承主轴与轴承座直接接触的几率将增加，这将导致轴承主轴与轴承座之间摩擦力矩过大，磨损严重，影响轴承工作寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种仿生变结构圆锥螺旋槽轴承，它不仅能产生动压润滑，而且能同时产生静压润滑的仿生变结构圆锥螺旋槽轴承，流体动压润滑的压力与静压润滑的压力叠加，提高了轴承承载的能力、改善了润滑性能；以解决现有圆锥螺旋槽轴承在工作时只存在动压润滑从而造成低速条件下圆锥螺旋槽轴承摩擦力矩大、磨损严重的问题。

本实用新型采用的技术方案是：

一、一种仿生变结构圆锥螺旋槽轴承

本实用新型包括：轴承主轴和轴承座；轴承主轴与轴承座相配合的一端为圆锥体，在靠近圆锥体的大端面侧的圆锥面上开有多条变结构螺旋槽；轴承座与轴承主轴之间充满润滑剂。

所述多条变结构螺旋槽为变槽深螺旋槽，即螺旋槽槽深h_g1…h_gn沿圆锥体小端面到圆锥体大端面的母线方向上是线性增加的；或变螺旋角螺旋槽，即多条螺旋槽螺旋角β₁…β_n沿圆锥体小端面到圆锥体大端面的轴线方向上是线性增加的；或变槽宽螺旋槽，多条螺旋槽槽宽b_g1…b_gn沿圆锥体小端面到圆锥体大端面的母线方向上是线性增加的；或螺旋槽槽深、螺旋角以及螺旋槽槽宽都按线性变化的组合排布。

所述轴承主轴上的螺旋槽数目为5～20。

所述轴承主轴上的多条变结构螺旋槽其横截面形状为矩形、三角形或圆弧形。

所述每条螺旋槽槽深h_g1…h_gn分别和轴承间隙h₀相加除以轴承间隙h₀之比为1.3～6.4，即：

所述每条螺旋槽螺旋角β的取值范围为2°～70°。

所述每条螺旋槽槽宽b_g1…b_gn除以各自槽宽b_g1…b_gn加台宽b_r之和之比为0.1～0.9，即：

二、另一种仿生变结构圆锥螺旋槽轴承

本实用新型包括：轴承主轴和轴承座；所述轴承主轴为双锥形轴承主轴，所述轴承座为双锥形轴承座，双锥孔轴承座中心自内至外的两侧分别设置结构相同、且对称布置的一根双锥形轴承主轴，双锥形轴承主轴与双锥孔轴承座相配合的一端为圆锥体，在靠近两侧圆锥体的大端面侧的圆锥面上分别开有多条变结构螺旋槽；双锥孔轴承座与双锥形轴承主轴之间充满润滑剂。

所述在靠近两侧圆锥体的大端面侧的圆锥面上分别开有多条变结构螺旋槽的结构必需相同，是变槽深螺旋槽，或变螺旋角螺旋槽，或变槽宽螺旋槽，或螺旋槽槽深、螺旋角以及螺旋槽槽宽都按线性变化的组合排布。

本实用新型具有的有益效果是：