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CN111075832A - 滑动轴承 - Google Patents

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魏春梅
王均儒
殷德文
王淑红
史华琳
黑金龙
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AECC Aero Engine Xian Power Control Technology Co Ltd
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Abstract

本发明属于机械领域，涉及一种滑动轴承，包括壳体、轴承内圈、轴承外圈、轴承盖、润滑水入口以及密封圈；壳体整体呈C型；轴承内圈置于轴承外圈内部并绕轴承外圈的轴向转动；轴承外圈置于壳体内部并通过轴承盖固定在壳体内部；轴承外圈与壳体之间设置有密封圈；轴承内圈与轴承外圈之间设置有润滑水通道；壳体上设置有与润滑水通道相贯通的润滑水入口。本发明提供了一种使用微量水即可完成轴承润滑、可长期稳定工作以及功耗低的滑动轴承。

Description

滑动轴承
技术领域
本发明属于机械领域，涉及一种滑动轴承，尤其涉及一种滴水润滑混合摩擦条件下耐腐蚀长寿命滑动轴承。
背景技术
轴承一般采用油润滑、脂润滑；有些轴承可以浸泡在工作液中长寿命运行，比如整体浸泡到乙二醇溶液、海水等；部分自润滑轴承能短时间内轻载荷下干摩擦。空间站尿液水回收系统利用“机械蒸汽再压缩技术”实现尿液水的回收，用于航天员卫生用水。尿处理系统用罗茨压缩机，是实现尿液低压水蒸汽输送、增压的重要动力部件。输送的水蒸汽为酸性，pH3～5，故要求罗茨压缩机轴承耐腐蚀；轴承不能用油、脂润滑；罗茨压缩机为热泵，不能有过多的润滑介质破坏压缩机内的热平衡；轴承需长期无需维护。目前尚未有符合该要求的轴承。
发明内容
为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种使用微量水即可完成轴承润滑、可长期稳定工作以及功耗低的滑动轴承。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种滑动轴承，其特征在于：所述滑动轴承包括壳体、轴承内圈、轴承外圈、轴承盖、润滑水入口以及密封圈；所述壳体整体呈C型；所述轴承内圈置于轴承外圈内部并绕轴承外圈的轴向转动；所述轴承外圈置于壳体内部并通过轴承盖固定在壳体内部；所述轴承外圈与壳体之间设置有密封圈；所述轴承内圈与轴承外圈之间设置有润滑水通道；所述壳体上设置有与润滑水通道相贯通的润滑水入口。
上述轴承内圈整体呈T字型结构，包括内圈止推端以及与内圈止推端相连的连接柱；所述轴承外圈整体呈凸字型结构，所述轴承外圈的轴向设置有轴向通孔，所述轴承外圈的两端分别是轴承外圈止推端以及与轴承外圈止推端相对的固定端；所述轴承内圈的连接柱伸入轴承外圈的轴向通孔中；所述轴承内圈的内圈止推端止靠于轴承外圈的轴承外圈止推端；所述内圈止推端与轴承外圈止推端形成轴向摩擦副；所述润滑水通道置于轴承内圈的连接柱与轴承外圈的轴向通孔之间；所述轴承盖分别与轴承外圈的固定端以及壳体相连。
上述轴承内圈是TC4材料、耐腐蚀的陶瓷、聚合物或高分子材料，所述内圈止推端的表面以及连接柱的表面涂覆有涂敷层；所述涂敷层是碳化钨。
上述润滑水通道包括设置在轴承外圈上轴向通孔内表面的第一径向通水槽、设置在轴承内圈上连接柱外表面的第二径向通水槽以及置于轴向通孔与连接柱之间的迷宫式环槽；所述润滑水入口通过第一径向通水槽以及迷宫式环槽与第二径向通水槽相贯通。
上述轴承外圈是聚合物PEEK材料、耐腐蚀的聚合物或耐腐蚀的高分子材料。
上述轴承盖和轴承外圈的固定端之间设置有波形弹簧。
上述波形弹簧和轴承盖之间设置有调整垫片。
上述轴承盖上设置有凸台；所述轴承外圈的固定端的端面上设置与凸台相匹配的腰型凹槽；所述轴承盖通过凸台以及腰型凹槽与轴承外圈相连。
上述轴承内圈上设置有销钉孔，所述销钉孔设置有连接并传递扭矩用的销子。
本发明的优点是：
本发明提供了一种滑动轴承，该滑动轴承包括壳体、轴承内圈、轴承外圈、轴承盖、润滑水入口以及密封圈；壳体整体呈C型；轴承内圈置于轴承外圈内部并绕轴承外圈的轴向转动；轴承外圈置于壳体内部并通过轴承盖固定在壳体内部；轴承外圈与壳体之间设置有密封圈；轴承内圈与轴承外圈之间设置有润滑水通道；壳体上设置有与润滑水通道相贯通的润滑水入口。本发明通过流道的设置，微量水即可完成轴承润滑，即不间断滴水到滑动轴承上，轴承在水、干混合摩擦状态下也可长寿命运行；轴承材料均为耐腐蚀材料，保证pH 3～5的酸性环境下能正常使用，可用于尿处理系统用罗茨压缩机用滑动轴承。
附图说明
图1是本发明所提供的滑动轴承的结构示意图；
图2是本发明所采用的轴承内圈的结构示意图；
图3是本发明所采用的轴承外圈的结构示意图；
图4是图3的右视结构示意图；
图5是图3的左视结构示意图；
图6是本发明所采用的轴承盖(含调整垫片以及波形弹簧)的结构示意图；
其中：
8-转子轴；9-轴承内圈；91-销钉孔；92-内圈止推端；93-涂敷层；94-第二径向通水槽；10-壳体；11-轴承外圈；114-腰型凹槽；115-轴承外圈止推端；116-第一径向通水槽；117-迷宫式环槽；12-密封圈；13-波形弹簧；14-轴承盖；15-调整垫片；16-润滑水入口；17-螺钉；18-销子；19-间隙；20-凸台。
具体实施方式
参见图1，本发明提供给了一种滑动轴承，滑动轴承包括壳体10、轴承内圈9、轴承外圈11、轴承盖14、润滑水入口16以及密封圈12；壳体10整体呈C型；轴承内圈9置于轴承外圈11内部并绕轴承外圈11的轴向转动；轴承外圈11置于壳体10内部并通过轴承盖14固定在壳体10内部；轴承外圈11与壳体10之间设置有密封圈12；轴承内圈9与轴承外圈11之间设置有润滑水通道；壳体10上设置有与润滑水通道相贯通的润滑水入口16。
参见图2以及图3，本发明所采用的轴承内圈9整体呈T字型结构，包括内圈止推端92以及与内圈止推端92相连的连接柱；轴承外圈11整体呈凸字型结构，轴承外圈11的轴向设置有轴向通孔，轴承外圈11的两端分别是轴承外圈止推端115以及与轴承外圈止推端115相对的固定端；轴承内圈9的连接柱伸入轴承外圈11的轴向通孔中；轴承内圈9的内圈止推端92止靠于轴承外圈11的轴承外圈止推端115；内圈止推端92与轴承外圈止推端115形成轴向摩擦副；润滑水通道置于轴承内圈9的连接柱与轴承外圈11的轴向通孔之间；轴承盖14分别与轴承外圈11的固定端以及壳体10相连。轴承内圈9是TC4材料、耐腐蚀的陶瓷、聚合物或高分子材料，内圈止推端92的表面以及连接柱的表面涂覆有涂敷层93；涂敷层93是碳化钨。
参见图5，润滑水通道包括设置在轴承外圈11上轴向通孔内表面的第一径向通水槽116、设置在轴承内圈9上连接柱外表面的第二径向通水槽94以及置于轴向通孔与连接柱之间的迷宫式环槽117；润滑水入口16通过第一径向通水槽116以及迷宫式环槽117与第二径向通水槽94相贯通。轴承外圈11是聚合物PEEK材料、耐腐蚀的聚合物或耐腐蚀的高分子材料。
轴承盖14和轴承外圈11的固定端之间设置有波形弹簧13，波形弹簧13和轴承盖14之间设置有调整垫片15。
参见图6以及图4，轴承盖14上设置有凸台20；轴承外圈11的固定端的端面上设置与凸台20相匹配的腰型凹槽114；轴承盖14通过凸台20以及腰型凹槽114与轴承外圈11相连。参见图1以及图2，轴承内圈9上设置有销钉孔91，销钉孔91设置有连接并传递扭矩用的销子18。
本发明所提供的滑动轴承采用带止推的滑动轴承形式，由内外圈组成，采用微量水进行润滑。轴承内圈安装在轴上，随轴转动为动环。轴承内圈9为T字型结构，为TC4材料，一端带销钉孔91，用于安装销钉与轴传递径向扭矩；内圈止推端92与外圈配合形成轴向摩擦副；L型的涂敷层3为摩擦副，涂敷层喷涂碳化钨达到减磨耐磨的目的，内圈材料也可以使用耐腐蚀的陶瓷、聚合物、高分子材料等。轴承外圈11为聚合物PEEK材料，也可以使用其他耐腐蚀的聚合物、高分子材料等。轴承外圈11端面有腰型凹槽114，用于轴承外圈11的径向定位；轴承外圈止推端115与轴承内圈9轴向配合；3个均布径向通水槽116，用于通润滑水；轴承外圈止推端115上还有迷宫式环槽117，使润滑水环绕流出。
参见图1，轴承内圈9和轴承外圈11配合安装在壳体10内，轴承内圈9左端止靠到转子轴8上，通过销子18传递扭矩，保证轴承内圈9随转子轴8同速转动；轴承内圈9右端通过螺钉17轴向固定，螺钉17安装到转子轴8上；轴承外圈11安装到壳体10中，左端面与轴承内圈9的内圈止推端2止靠，右端通过调整垫片15限制了轴向最右位置，即保证了转子轴8与壳体10的轴向最小间隙19；调整垫片15右端止靠到轴承盖14上，轴承盖14上通过螺钉固定在壳体10上。轴承盖14带3个凸台20，插入到轴承外圈3个腰型凹槽114中，保证了轴承外圈11径向固定。轴承外圈11和轴承盖14间有波形弹簧13，随着轴承内外圈止推端的磨损，轴向向左推轴承外圈，启动补偿作用，延长轴承的使用寿命。水通过润滑水入口16进入轴承腔，轴承外圈11与壳体10间设置了密封圈12，阻断了轴承外圈11外径处的流道，使润滑水只能流过轴承。润滑水经过径向通水槽6润滑轴承内、外圈径向配副，迷宫式环槽117阻碍水流出，起到一定贮水的作用，润滑止推端，但迷宫式环槽7能未完全封死润滑水，润滑水流到转子轴8处，随整机工质排出。润滑水量较少，可能存在混合摩擦状态，轴承材料和摩擦配副优越，但水持续供给轴承，通过流道的设置能起到贮水作用，可以保证轴承的正常运转。经试验验证，轴承材料有较高的抗耐腐能力，可长期稳定工作，且功耗低。
经实际工况模拟试验，润滑水量仅占运输工质0.0016％体积的润滑水量，对压缩机热平衡无影响，已故障运行了3000小时，压缩机运行平稳，未发现腐蚀现象。根据磨损量计算，压缩机至少能运行7000小时，满足3年工作任务使用，整个寿命期内无需航天员维护。

Claims (9)

1.一种滑动轴承，其特征在于：所述滑动轴承包括壳体(10)、轴承内圈(9)、轴承外圈(11)、轴承盖(14)、润滑水入口(16)以及密封圈(12)；所述壳体(10)整体呈C型；所述轴承内圈(9)置于轴承外圈(11)内部并绕轴承外圈(11)的轴向转动；所述轴承外圈(11)置于壳体(10)内部并通过轴承盖(14)固定在壳体(10)内部；所述轴承外圈(11)与壳体(10)之间设置有密封圈(12)；所述轴承内圈(9)与轴承外圈(11)之间设置有润滑水通道；所述壳体(10)上设置有与润滑水通道相贯通的润滑水入口(16)。
2.根据权利要求1所述的滑动轴承，其特征在于：所述轴承内圈(9)整体呈T字型结构，包括内圈止推端(92)以及与内圈止推端(92)相连的连接柱；所述轴承外圈(11)整体呈凸字型结构，所述轴承外圈(11)的轴向设置有轴向通孔，所述轴承外圈(11)的两端分别是轴承外圈止推端(115)以及与轴承外圈止推端(115)相对的固定端；所述轴承内圈(9)的连接柱伸入轴承外圈(11)的轴向通孔中；所述轴承内圈(9)的内圈止推端(92)止靠于轴承外圈(11)的轴承外圈止推端(115)；所述内圈止推端(92)与轴承外圈止推端(115)形成轴向摩擦副；所述润滑水通道置于轴承内圈(9)的连接柱与轴承外圈(11)的轴向通孔之间；所述轴承盖(14)分别与轴承外圈(11)的固定端以及壳体(10)相连。
3.根据权利要求2所述的滑动轴承，其特征在于：所述轴承内圈(9)是TC4材料、耐腐蚀的陶瓷、聚合物或高分子材料，所述内圈止推端(92)的表面以及连接柱的表面涂覆有涂敷层(93)；所述涂敷层(93)是碳化钨。
4.根据权利要求3所述的滑动轴承，其特征在于：所述润滑水通道包括设置在轴承外圈(11)上轴向通孔内表面的第一径向通水槽(116)、设置在轴承内圈(9)上连接柱外表面的第二径向通水槽(94)以及置于轴向通孔与连接柱之间的迷宫式环槽(117)；所述润滑水入口(16)通过第一径向通水槽(116)以及迷宫式环槽(117)与第二径向通水槽(94)相贯通。
5.根据权利要求4所述的滑动轴承，其特征在于：所述轴承外圈(11)是聚合物PEEK材料、耐腐蚀的聚合物或耐腐蚀的高分子材料。
6.根据权利要求5所述的滑动轴承，其特征在于：所述轴承盖(14)和轴承外圈(11)的固定端之间设置有波形弹簧(13)。
7.根据权利要求6所述的滑动轴承，其特征在于：所述波形弹簧(13)和轴承盖(14)之间设置有调整垫片(15)。
8.根据权利要求2-7任一权利要求所述的滑动轴承，其特征在于：所述轴承盖(14)上设置有凸台(20)；所述轴承外圈(11)的固定端的端面上设置与凸台(20)相匹配的腰型凹槽(114)；所述轴承盖(14)通过凸台(20)以及腰型凹槽(114)与轴承外圈(11)相连。
9.根据权利要求8所述的滑动轴承，其特征在于：所述轴承内圈(9)上设置有销钉孔(91)，所述销钉孔(91)设置有连接并传递扭矩用的销子(18)。
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