[实用新型]一种轴颈表面织构化的气体径向滑动轴承

说明书

本实用新型涉及一种轴颈表面织构化的气体径向滑动轴承，属于滑动轴承技术领域。该滑动轴承的润滑流体为气体，包括轴颈和轴瓦，轴颈的轴向均分为m个区域，轴颈的周向均分为n个区域，在轴颈的轴向和周向上为m×n排列阵列区域内均匀设置有微织构，其中1≤m≤2，1≤n≤6；微织构区域在轴向上沿轴承中心呈对称分布；轴颈轴向长度为L，微织构区域轴向长度为l，微织构两区域轴向间距为l₁，其中微织构区域轴向长度l与轴颈轴向长度L的比为(0.2～1.0):1，微织构两区域轴向间距为l₁为0≤l₁≤L‑l。本实用新型的轴颈表面微织构既可以扩大滑动轴承间气膜的承载区，降低气膜压差，增加气体径向滑动轴承的稳定性，又可以有效增加气膜承载力和刚度，还可以增强滑动轴承的润滑特性，增加滑动轴承的使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及一种轴颈表面织构化的气体径向滑动轴承，属于滑动轴承技术领域。

背景技术

上世纪中期以来，气体润滑技术迅速发展，特别是近年来气体径向滑动轴承打破了液体润滑一统天下的局面。与液体润滑相比，气体径向滑动轴承具有转速高、精度高、功耗低和寿命长等优点。由于气体的粘度大约是液体的千分之一，所以气体轴承可以在极高的转速下工作而几乎无摩擦磨损；另外气体径向滑动轴承还有干净清洁，能耐高温和低温等优良特性。因此它的使用范围越来越广，并在各个领域都受到欢迎。但是，由于气体径向滑动轴承使用的润滑剂是气体，所以较液体润滑而言，它的承载能力较低、刚度低、稳定性较差，气体径向滑动轴承容易出现失稳现象。

目前，对滑动轴承表面结构的研究和改进都集中在油润滑或脂润滑滑动轴承。中国专利 CN106870562A中申请的“一种轴径表面织构化的锥形动静压轴承组合件”，其是在一种压力水或压力油润滑的锥形轴承轴颈表面加工表面织构，与油腔和节流器等结构配合以减小温升、增大转速。另外还有一些专利和论文对液体滑动轴承进行了改进和研究以达到提高转速、降低温升，增强润滑特性等目的，但是由于气体轴承本身就有工作转速高，摩擦磨损小等特点，另外由于气体的可压缩性及气体润滑轴承不存在空化等特性，这些技术都不适用于气体润滑轴承。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的问题，提供一种轴颈表面织构化的气体径向滑动轴承，该滑动轴承结构简单、易于加工，可有效提高摩擦副间的润滑性能，进一步减小滑动轴承的摩擦磨损；通过在滑动轴承轴颈上加工微织构以扩大滑动轴承间气膜的承载区，降低气膜压差，从而增加气体径向滑动轴承的稳定性，又可以有效增加气膜承载力和刚度。

本实用新型为解决其技术问题而采用的技术方案是：

一种轴颈表面织构化的气体径向滑动轴承，润滑流体为气体，包括轴颈和轴瓦，轴颈的轴向均分为m个区域，轴颈的周向均分为n个区域，在轴颈的轴向和周向上为m×n排列阵列区域内均匀设置有微织构，其中1≤m≤2，1≤n≤6；微织构区域在轴向上相对其中心对称轴呈对称分布；轴颈轴向长度为L，微织构区域轴向长度为l，微织构两区域轴向间距为l₁，其中微织构区域轴向长度l与轴颈轴向长度L的比为(0.2～1.0):1，微织构两区域轴向间距为l₁为0≤l₁≤L-l；

所述微织构区域在轴颈的周向上均匀分布，在周向上每个微织构区域所占周向角度设为β，其中15°≤β≤120°；

所述微织构的微孔密度S_p为10～95％；所述微织构控制单元的微孔密度S_p为微孔投影面积与微孔控制单元面积之比；

所述微织构的微孔深径比ε₁为0.005～0.5，微织构的微孔深度为0.1～100μm；

所述微织构为圆柱形凹坑、长方体形凹坑、球缺形凹坑、三棱柱形凹坑、多棱柱形凹坑的一种或多种。