[其他]彈性流體靜壓軸承

無效

• 申請號: 86107653
• 申請日: 1986-11-10
• 公開（公告）號: CN86107653B
• 公開（公告）日: 1988-03-23
• 發明（設計）人: 雷天覺;郭半鎬;陳貞發
• 申請（專利權）人: 機械部北京自動化所;機械工業部上海材料研究所
• 主分類號: F16C32/06
• 分類號: F16C32/06;F16C32/00
• 代理公司: 機械工業部專利代理服務處
• 代理人: 李永聯

本發明是一種靠高壓潤滑介質通過彈性材料軸承變形形成使軸和軸承即使無相對運轉時也無固體接觸的彈性流體靜壓軸承。

現有技術中所涉及的靜壓軸承，絕大多數以凹槽式外阻尼靜壓軸承的形式應用于實際生產。美國專利1967年3305282號文獻介紹了一種內阻尼靜壓軸承，其結構特征為，在軸承的內壁開有一環形高壓配流槽，同時在軸的外表面上制有一些導流槽。這種軸承盡管承載能力較強，但其缺點是，一旦高壓流體因某種原因停止供給，由于軸上開有溝槽，軸和軸承的接觸面變得很小，很容易因摩擦而損壞，導致軸承破壞。

本發明人在1984年第三期《機械工程學報》上公開了一項題為“彈性流體靜壓軸承”的技術發明。這種軸承由非金屬彈性材料或薄殼型金屬制成;軸承的內壁制有一環形高壓配流槽，當高壓流體進入配流槽時，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生靜壓作用。這種軸承雖然工作可靠性強，但其缺點是軸在偏離軸承中心線時的回復作用小，因而承載能力小。

本發明則有較大的承載能力，它比較好地解決了這一問題，其主要構成如下：本發明所說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面，它可以由非金屬彈性材料制成，也可以由薄殼型金屬制成，對非金屬彈性材料靜壓軸承，在軸承材料內部均勻對稱地置有硬質材料條，其間隔應大彈性材料的厚度，硬質條的徑向鑲嵌深度即距摩擦面的距離應為軸承材料的2/3～3/4，對薄殼型金屬材料靜壓軸承，在其外部均勻對稱地置有金屬肋板，硬質條或肋板的放置方向均與軸承的中心線一致。

以下將結合附圖詳述幾個實施例：

圖1是非金屬彈性材料靜壓軸承的主剖視圖;

圖2是非金屬彈性材料靜壓軸承的側剖視圖;

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，它由非金屬彈性材料制成，并在彈性材料內部均勻對稱地置有硬質材料條〔3〕，它們的放置方向與軸線一致;在軸承的內壁正中，開有一條環形高壓配流槽〔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：

當軸承供有高壓流體時，該流體由環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程中逐漸減小，到兩端降為零。受流體壓力的作用，軸承因產生彈性變形而漲大，致使軸承間隙在中部較大而兩端逐漸減小。由于軸承材料內置有硬質材料條，它們的剛性強，所以硬質材料條所在部位的軸承材料被撐住而幾乎不發生彈性變形，從而在軸承內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，此時軸承內壁所形成的形狀，正是軸承產生靜壓作用所需要的形狀。

無載荷時，軸承間隙及各個凹槽中的壓力均等，軸和軸承無任何接觸，軸在軸承的中心線上。當有載荷作用使軸離開軸承中心線而偏向一邊時，則該邊的間隙減小。因為流量與間隙的三次方成正比，所以通過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。軸承由硬質材料條限制變形而產生的凸棱，能較好地防止高壓邊的流體向低壓邊流動以保證兩邊有足夠的壓力差使軸回到偏離了的中心線上，這個壓力差稱為軸的回復力。這種在軸靜止時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。

因為軸承由彈性材料制成，而軸又必須經常保持在軸承的中心線上，所以如何克服軸承材料的彈性使軸精確地定位就顯得十分重要。本發明中這一點是靠安裝在軸承兩端的端蓋來保證的。由于軸承的兩端流體壓力為零，軸承彈性變形幾乎為零，在構造上僅使一層很薄的彈性材料伸到端蓋的孔內，則位置穩定的端蓋和彈性變形很小的薄層軸承材料可使軸精確地定位。這種軸承在有高壓流體時，它是一個很好的靜壓軸承;當高壓流體斷絕時，軸承的彈性變形消失，其內壁恢復成光滑的圓柱表面，此時你仍可作-普通滑動軸承安全運轉。