[其他]彈性流體靜壓軸承

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101986000007653
• 申請(qǐng)日: 1986-11-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN86107653B
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷天覺(jué);郭半鎬;陳貞發(fā)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 機(jī)械部北京自動(dòng)化所;機(jī)械工業(yè)部上海材料研究所
• 代理公司: 機(jī)械工業(yè)部專利代理服務(wù)處
• 代理人: 李永聯(lián)

本發(fā)明是一種彈性流體靜壓軸承，通過(guò)在彈性材料軸承內(nèi)置入硬質(zhì)材料條的方法，大大提高了軸承的承載能力，并在高壓流體斷絕時(shí)可作為普通滑動(dòng)軸承使用，有良好的工作可靠性。

本發(fā)明是一種靠高壓潤(rùn)滑介質(zhì)通過(guò)彈性材料軸承變形形成使軸和軸承即使無(wú)相對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也無(wú)固體接觸的彈性流體靜壓軸承。

現(xiàn)有技術(shù)中所涉及的靜壓軸承，絕大多數(shù)以凹槽式外阻尼靜壓軸承的形式應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。美國(guó)專利1967年3305282號(hào)文獻(xiàn)介紹了一種內(nèi)阻尼靜壓軸承，其結(jié)構(gòu)特征為，在軸承的內(nèi)壁開(kāi)有一環(huán)形高壓配流槽，同時(shí)在軸的外表面上制有一些導(dǎo)流槽。這種軸承盡管承載能力較強(qiáng)，但其缺點(diǎn)是，一旦高壓流體因某種原因停止供給，由于軸上開(kāi)有溝槽，軸和軸承的接觸面變得很小，很容易因摩擦而損壞，導(dǎo)致軸承破壞。

本發(fā)明人在1984年第三期《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》上公開(kāi)了一項(xiàng)題為“彈性流體靜壓軸承”的技術(shù)發(fā)明。這種軸承由非金屬?gòu)椥圆牧匣虮ば徒饘僦瞥?軸承的內(nèi)壁制有一環(huán)形高壓配流槽，當(dāng)高壓流體進(jìn)入配流槽時(shí)，軸承因彈性變形而在配流槽附近形成比兩端較大的間隙而產(chǎn)生靜壓作用。這種軸承雖然工作可靠性強(qiáng)，但其缺點(diǎn)是軸在偏離軸承中心線時(shí)的回復(fù)作用小，因而承載能力小。

本發(fā)明則有較大的承載能力，它比較好地解決了這一問(wèn)題，其主要構(gòu)成如下：本發(fā)明所說(shuō)的軸承為整體軸套型軸承，該軸承與軸的接觸面是光滑旋轉(zhuǎn)面，它可以由非金屬?gòu)椥圆牧现瞥桑部梢杂杀ば徒饘僦瞥?，?duì)非金屬?gòu)椥圆牧响o壓軸承，在軸承材料內(nèi)部均勻?qū)ΨQ地置有硬質(zhì)材料條，其間隔應(yīng)大彈性材料的厚度，硬質(zhì)條的徑向鑲嵌深度即距摩擦面的距離應(yīng)為軸承材料的2/3～3/4，對(duì)薄殼型金屬材料靜壓軸承，在其外部均勻?qū)ΨQ地置有金屬肋板，硬質(zhì)條或肋板的放置方向均與軸承的中心線一致。

以下將結(jié)合附圖詳述幾個(gè)實(shí)施例：

圖1是非金屬?gòu)椥圆牧响o壓軸承的主剖視圖;

圖2是非金屬?gòu)椥圆牧响o壓軸承的側(cè)剖視圖;

圖3是薄殼型金屬靜壓軸承的主剖視圖;

圖4是薄殼型金屬靜壓軸承的側(cè)剖視圖;

圖5是活塞式靜壓軸承的主剖視圖;

圖6是活塞式靜壓軸承的俯剖視圖;

圖7是球形靜壓軸承;

圖8是雙錐形靜壓軸承。

圖1、2是本發(fā)明的基本原理圖。其中，〔1〕為軸，〔2〕為整體軸套型軸承，它由非金屬?gòu)椥圆牧现瞥桑⒃趶椥圆牧蟽?nèi)部均勻?qū)ΨQ地置有硬質(zhì)材料條〔3〕，它們的放置方向與軸線一致;在軸承的內(nèi)壁正中，開(kāi)有一條環(huán)形高壓配流槽〔4〕，軸承外部套有軸承殼體〔5〕，軸承兩端安有端蓋〔6〕，其工作原理如下：

當(dāng)軸承供有高壓流體時(shí)，該流體由環(huán)形配流槽均勻地流向軸與軸承間的間隙，然后從軸承兩端溢出。流體的壓力在間隙阻力作用下從軸承的中部向兩端在流溢的過(guò)程中逐漸減小，到兩端降為零。受流體壓力的作用，軸承因產(chǎn)生彈性變形而漲大，致使軸承間隙在中部較大而兩端逐漸減小。由于軸承材料內(nèi)置有硬質(zhì)材料條，它們的剛性強(qiáng)，所以硬質(zhì)材料條所在部位的軸承材料被撐住而幾乎不發(fā)生彈性變形，從而在軸承內(nèi)壁上形成了一些凹槽和凸棱。凹槽很淺，一般控制在軸承最外端間隙的2～3倍，此時(shí)軸承內(nèi)壁所形成的形狀，正是軸承產(chǎn)生靜壓作用所需要的形狀。

無(wú)載荷時(shí)，軸承間隙及各個(gè)凹槽中的壓力均等，軸和軸承無(wú)任何接觸，軸在軸承的中心線上。當(dāng)有載荷作用使軸離開(kāi)軸承中心線而偏向一邊時(shí)，則該邊的間隙減小。因?yàn)榱髁颗c間隙的三次方成正比，所以通過(guò)該邊間隙中的流體流量減小，流體的壓力降減小，平均壓力增大，該邊成為高壓邊;同理，在間隙大的一邊，流體的流量和壓力降均增大，平均壓力減小，該邊成為低壓邊。這樣在軸的兩邊形成一壓力差，迫使軸回到軸承的中心線上。軸承由硬質(zhì)材料條限制變形而產(chǎn)生的凸棱，能較好地防止高壓邊的流體向低壓邊流動(dòng)以保證兩邊有足夠的壓力差使軸回到偏離了的中心線上，這個(gè)壓力差稱為軸的回復(fù)力。這種在軸靜止時(shí)使軸和軸承間仍有一層油膜且兩者不接觸，并使軸保持在軸承的中心位置的作用稱為該軸承的靜壓作用。