异形微型阶梯轴承制造技术

本发明专利技术提供一种异形微型阶梯轴承，包括配对的静止平板和运动平板，静止平板具有阶梯状表面，在静止平板的凸出表面上涂覆以一亲油涂层，在静止平板的凹入表面上涂覆以一憎油涂层，运动平板的运动方向为由静止平板的凸出表面指向静止平板的凹入表面，这两块配对的静止平板和运动平板之间的间隙中充满润滑油，且这两块配对的静止平板和运动平板的工作表面之间的间隙为纳米量级，这两块配对的静止平板和运动平板就形成了异形微型阶梯轴承。本发明专利技术适用于轴承入口区表面间隙小于轴承出口区表面间隙的场合，这是传统阶梯轴承达不到的。本发明专利技术轴承结构简单，制造容易，成本低廉，具有一定的承载能力，具有良好的润滑油膜，能起到较好的减摩耐磨效果。

【技术实现步骤摘要】
异形微型阶梯轴承
本专利技术涉及一种异形微型阶梯轴承。
技术介绍
轴承是用来支承轴类零件的重要机械部件，分滑动轴承和滚动轴承两种。对于轴承有以下主要性能要求：支承精度、支承刚度、低摩擦系数和耐磨损。这就要求轴承是一种很精密的机械部件，还要求它有足够大的承载能力。为了达到好的减摩和耐磨性能，还需要轴承具有较好的润滑性能。发展至今，虽然轴承技术比较成熟，但均建立在传统的润滑理论基础上。目前，滚动轴承和滑动轴承各应用于不同场合，各有其优势。由于本专利技术涉及的是滑动轴承，现将现有滑动轴承类型和技术归纳如下：从润滑机理上，滑动轴承分为混合摩擦滑动轴承和流体润滑滑动轴承两种。前者依靠边界吸附膜和流体动压效应实现润滑，用于低速、轻载和不重要场合；后者依靠流体膜实现润滑，用于重要场合，应用更为广泛。流体润滑滑动轴承是滑动轴承的主体，又分为流体动压润滑滑动轴承和流体静压润滑滑动轴承两种。流体静压润滑滑动轴承依靠外界液压系统供油，靠油压支承载荷，靠液压油进行润滑，制造精度高、结构较复杂、成本较高，用于要求支承刚度大、支承精度高和承载能力大的重要场合。流体动压润滑滑动轴承依靠流体动压效应实现润滑，具有结构较简单、成本较低、性能较好的优点，是一种应用更为广泛和常见的滑动轴承。它又分为流体动压润滑向心滑动轴承和流体动压润滑推力滑动轴承两种。前者用于支承径向载荷，后者用于支承轴向载荷。以下介绍现有主要流体动压润滑推力滑动轴承类型及其特点。一、倾斜平面瓦块轴承，这种轴承如图1所示。它依靠上下两表面间形成的收敛间隙和这两个表面间的相对运动实现流体动压效应，从而实现润滑。这种轴承有较大承载能力，有较好减摩和耐磨性能。这种轴承分成两种，一种是上表面和下表面均不能绕支点转动的固定瓦块轴承，另一种是其中一个表面可绕支点转动的可倾瓦块轴承。在良好设计下，可倾瓦块轴承比固定瓦块轴承有更大的承载能力。二、锯齿形瓦块轴承，这种轴承如图2所示。它的工作和润滑机理同上一种轴承。在相同条件下它的承载能力比上一种轴承低得多。三、斜面平台瓦块轴承，这种轴承如图3所示。它的工作和润滑机理同上两种轴承。在相同工况下它的最大承载量比倾斜平面固定瓦块轴承的最大承载量高出20%。四、瑞利阶梯轴承，这种轴承如图4所示。它的工作和润滑机理同前面轴承。相比于前面三种轴承，在相同工况下它的最大承载量最高，比倾斜平面固定瓦块轴承的最大承载量高出28%。根据传统流体润滑理论，图1-图4所示传统轴承均依赖两固体表面间形成的收敛楔形间隙，在运动表面带动下，润滑油从收敛楔形间隙的大截面带进去，从它的小截面带出来，从而使润滑油在收敛楔形间隙中受到挤压进而产生油压，润滑膜就具备承载能力，从而形成流体动压润滑轴承。按照传统流体润滑理论，两固体表面间形成的发散楔形间隙中是不可能形成流体动压润滑油膜的，这时就不可能形成轴承。因为此时在运动表面带动下，润滑油从发散楔形间隙的小截面带进去，而从它的大截面被带出来，这样润滑油在发散楔形间隙中就不会受到挤压，也就不会产生油压，不具备承载能力，不能形成润滑油膜。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种异形微型阶梯轴承，解决现有技术中存在的被传统流体润滑理论所限制的问题；因为按照传统流体润滑理论，润滑油从发散楔形间隙的小截面带进去，而从它的大截面被带出来，润滑油在这样的间隙中没有被挤压，也就不能形成油压，不具备承载能力，这就带来发散楔形间隙中不能形成润滑油膜的问题。本专利技术着眼于解决这种技术问题。本专利技术的技术解决方案是：一种异形微型阶梯轴承，包括配对的静止平板和运动平板，静止平板具有阶梯状表面，静止平板包括依次设置的凸出表面和凹入表面，运动平板采用平坦表面，配对的静止平板和运动平板的工作表面相互平行，在静止平板的凸出表面上涂覆以一亲油涂层，在静止平板的凹入表面上涂覆以一憎油涂层，运动平板的运动方向为由静止平板的凸出表面指向静止平板的凹入表面，静止平板的凸出表面与运动平板的表面间隙小于静止平板的凹入表面与运动平板的表面间隙，这两块配对的静止平板和运动平板之间的间隙中充满润滑油，且这两块配对的静止平板和运动平板的工作表面之间的间隙为纳米量级，以使这两平板间隙中的润滑油与静止平板工作表面的物理吸附功能发挥作用，这样，这两块配对的静止平板和运动平板就形成了异形微型阶梯轴承。进一步地，静止平板的阶梯状表面的阶梯高度满足，轴承入口区的表面间隙hi即静止平板的凸出表面与运动平板的表面间隙，满足，且。进一步地，运动平板和静止平板均为钢制平板，静止平板的凸出表面上亲油涂层为二氧化钛涂层，静止平板的凹入表面上憎油涂层为氟碳涂层，润滑油为普通石蜡油，润滑油粘度为。进一步地，运动平板的工作表面上不涂覆涂层。本专利技术的有益效果是：该种异形微型阶梯轴承，运用物理吸附技术，采用表面涂层方法设计出一种异形微型阶梯轴承。本专利技术轴承适用于轴承入口区表面间隙小于轴承出口区表面间隙的场合，这是传统阶梯轴承达不到的。本专利技术轴承结构简单，制造容易，成本低廉，具有一定的承载能力，具有良好的润滑油膜，能起到较好的减摩耐磨效果，在精密机械或微小型机械设备上作支撑部件用。附图说明图1是现有的倾斜平面瓦块轴承的结构示意图；图2是现有的锯齿形瓦块轴承的结构示意图；图3是现有的斜面平台瓦块轴承的结构示意图；图4是现有的瑞利阶梯轴承的结构示意图；图5是本专利技术实施例异形微型阶梯轴承的结构示意图；图6是本专利技术实施例异形微型阶梯轴承的润滑压力分布图；图7当和l1=l2时不同静止平板表面涂层特性下本轴承无量纲承载量W（=）与轴承入口区表面间隙hi关系曲线图；图8当和l1=l2时不同静止平板表面涂层特性下本轴承无量纲承载量W（=）与轴承静止平板工作表面上阶梯高度的关系曲线。其中，u：运动平板相对于静止平板的运动速度，w：支承载荷，l1:静止平板上凸出表面的宽度，l2:静止平板上凹入表面的宽度，：轴承阶梯高度，hi：轴承中“I”子区即入口区的表面间隙或润滑油膜厚度，ho：轴承中“II”子区即出口区的表面间隙或润滑油膜厚度；其中，1-静止平板，2-运动平板，3-亲油涂层，4-憎油涂层，5-润滑油。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的优选实施例。实施例一种异形微型阶梯轴承，包括配对的静止平板1和运动平板2，静止平板1具有阶梯状表面，静止平板1包括依次设置的凸出表面和凹入表面，运动平板2采用平坦表面，配对的静止平板1和运动平板2的工作表面相互平行，在静止平板1的凸出表面上涂覆以一亲油涂层3，在静止平板1的凹入表面上涂覆以一憎油涂层4，运动平板2的运动方向为由静止平板1的凸出表面指向静止平板1的凹入表面，静止平板1的凸出表面与运动平板2的表面间隙小于静止平板1的凹入表面与运动平板2的表面间隙，这两块配对的静止平板1和运动平板2之间的间隙中充满润滑油5，且这两块配对的静止平板1和运动平板2的工作表面之间的间隙为纳米量级，以使这两平板间隙中的润滑油5与静止平板1工作表面的物理吸附功能发挥作用，这样，这两块配对的静止平板1和运动平板2就形成了异形微型阶梯轴承。静止平板1的阶梯状表面的阶梯高度满足，轴承入口区的表面间隙hi即静止平板1的凸出表面与运动平板2的表面间隙，满足，且。运动平板2和静止平板1均为钢制平板，静止平板1的凸出表面上亲油涂层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异形微型阶梯轴承，包括配对的静止平板和运动平板，静止平板具有阶梯状表面，其特征在于：静止平板包括依次设置的凸出表面和凹入表面，运动平板采用平坦表面，配对的静止平板和运动平板的工作表面相互平行，在静止平板的凸出表面上涂覆以一亲油涂层，在静止平板的凹入表面上涂覆以一憎油涂层，运动平板的运动方向为由静止平板的凸出表面指向静止平板的凹入表面，静止平板的凸出表面与运动平板的表面间隙小于静止平板的凹入表面与运动平板的表面间隙，这两块配对的静止平板和运动平板之间的间隙中充满润滑油，且这两块配对的静止平板和运动平板的工作表面之间的间隙为纳米量级，以使这两平板间隙中的润滑油与静止平板工作表面的物理吸附功能发挥作用，这样，这两块配对的静止平板和运动平板就形成了异形微型阶梯轴承。

【技术特征摘要】
1.一种异形微型阶梯轴承，包括配对的静止平板和运动平板，静止平板具有阶梯状表面，其特征在于：静止平板包括依次设置的凸出表面和凹入表面，运动平板采用平坦表面，配对的静止平板和运动平板的工作表面相互平行，在静止平板的凸出表面上涂覆以一亲油涂层，在静止平板的凹入表面上涂覆以一憎油涂层，运动平板的运动方向为由静止平板的凸出表面指向静止平板的凹入表面，静止平板的凸出表面与运动平板的表面间隙小于静止平板的凹入表面与运动平板的表面间隙，这两块配对的静止平板和运动平板之间的间隙中充满润滑油，且这两块配对的静止平板和运动平板的工作表面之间的间隙为纳米量级，以使这两平板间隙中的润...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁虹娣，张永斌，钱晨，
申请(专利权)人：袁虹娣，
类型：发明
国别省市：湖北,42