[发明专利]一种周向变壁厚轴瓦

说明书

本发明的目的在于提供一种周向变壁厚轴瓦，下轴瓦内表面加工有一个型线为余弦函数曲线的凹槽。所述凹槽覆盖整个下轴瓦内表面，且凹槽深度的最大值d_m与轴瓦半径间隙c之比d_m/c为0.03～0.3。本发明增加了轴承在承载区的几何间隙，从而增加了轴承最小油膜厚度，降低了轴承最高温度，同时降低了轴承摩擦力。这延长了轴承的使用寿命，提高了柴油机运行的可靠性与耐久性。

技术领域

本发明涉及的是一种滑动轴承，具体地说是滑动轴承的轴瓦。

背景技术

滑动轴承是柴油机中重要的摩擦副之一，其润滑性能直接关系到柴油机的可靠性与耐久性。在重载工况下，轴承最小油膜厚度会显著降低，此时轴承处于一个较高的工作温度，轴承摩擦力也较大。这严重恶化了轴承的润滑状况，缩短了轴承的使用寿命，降低了柴油机运行的可靠性与耐久性。

发明内容

本发明的目的在于提供能够延长轴承使用寿命的一种周向变壁厚轴瓦。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种周向变壁厚轴瓦，其特征是：下轴瓦内表面加工有一个型线为余弦函数曲线的凹槽。

本发明还可以包括：

1、所述凹槽覆盖整个下轴瓦内表面，且凹槽深度的最大值d_m与轴瓦半径间隙c之比d_m/c为0.03～0.3。

2、凹槽的型线方程为式中，θ为轴承的周向角度，且0＜θ≤2π。

本发明的优势在于：本发明增加了轴承在承载区的几何间隙，从而增加了轴承最小油膜厚度，降低了轴承最高温度，同时降低了轴承摩擦力。这延长了轴承的使用寿命，提高了柴油机运行的可靠性与耐久性。

附图说明

图1a为常规轴瓦示意图，图1b为A-A示意图；

图2a为本发明的结构示意图，图2b为B-B示意图；

图3a为轴承最小油膜厚度h_min随d_m/c的变化规律，图3b为轴承最高温度T_max随d_m/c的变化规律，图3c为轴承摩擦力f随d_m/c的变化规律。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1a-图3c，图1a中，B为普通轴瓦宽度，d为普通轴瓦厚度。图2a中，在下轴瓦内表面加工出一个型线为余弦函数曲线的凹槽，凹槽覆盖整个下轴瓦内表面。设凹槽深度的最大值为d_m，则凹槽的型线方程为

式中，θ为轴承的周向角度，且0＜θ≤2π。

以某船用柴油机曲轴主轴承为研究对象，基于热流体润滑理论，研究了周向变壁厚轴瓦对轴承润滑性能的影响规律。

对于柴油机曲轴主轴承来说，稳态状态下描述其润滑状态的广义Reynolds方程为

式中，R为轴承半径，p油膜压力，U轴颈表面线速度，σ为两表面的综合粗糙度，φ_θ周向压力流量因子，φ_y轴向压力流量因子，φ_s剪切流量因子，h_T随机油膜厚度，ρ_l润滑油密度，F₀,F₁,F₂润滑油粘度函数。

采用Reynolds边界条件计算边界处的油膜压力，具体为