一种推力轴承的制作方法

本发明涉及推力轴承的技术领域，具体地说是一种用于涡轮增压器的推力轴承。

背景技术：

涡轮增压器技术可以有效地提高发动机的功率密度、降低整车重量、改善燃油经济性，对汽车的节能减排起到重要作用。随着能源问题日益紧迫和排放法规的加严，涡轮增压器技术逐渐得到大规模普及。车用发动机在动力性、经济性、废气排放以及可靠性等方面要求的不断提高，对涡轮增压器技术提出了更高的挑战。

现有技术的涡轮增压器轴承系统结构如图1所示，图中箭头为润滑油流动的路径示意图。图1中画出了涡轮增压器的轴承系统部分。其中涡轮、主轴、推力套、压叶轮和锁紧螺母共同构成了转子系统。为了方便阐述，本文将轴承系统分为径向轴承部分和推力轴承部分，图2给出了推力轴承部分的放大图。主轴、径向轴承、中间体和定位销构成了径向轴承部分，用以承受转子系统的径向力。压叶轮侧推力轴承、涡轮侧推力轴承和推力套构成了推力轴承部分，用以承受转子系统的轴向力。润滑油在中间体进油孔处分成两路，左侧的一路润滑油经过压叶轮侧推力轴承内的油孔进入压叶轮侧耦合面，然后沿径向流出耦合面。向下的一路润滑油经过定位销的中孔进入径向轴承的内圈和外圈。径向轴承内圈和外圈的润滑油，一部分从右侧进入回油腔，另一部分从左侧进入涡轮侧耦合面并沿径向流出，从耦合面流出的润滑油最终汇聚到回油腔。

但图1、2中的推力轴承都存在工作面上的各个进油槽、油路和油孔布置非常复杂，形状不易加工的问题，提高了生产成本。同时由于各个油路、油槽设置密集，导致各个特征之间距离过近，增大了漏油的风险，也不利于使用，限制了轴承系统的使用范围。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种改进的推力轴承，它可克服现有技术中油路、油槽设置过于密集，存在漏油风险，同时加工不易，生产成本高的不足。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种推力轴承，其特征在于：推力轴承的一侧为工作面,工作面分为外圈油路和内圈油路，外圈油路设有蓄油槽，蓄油槽的两侧分别设有左侧进油槽和右侧进油槽，蓄油槽和进油槽之间通过油路进行连通；内圈油路设有主油楔面和副油楔面，主油楔面和副油楔面的外侧设有回油通路，回油通路的下方设有回油槽。

主油楔面和副油楔面可以与推力套的相应平面形成耦合面，润滑油在耦合面内产生动压，用以承受涡轮增压器转子系统的轴向力。

优选的,主油楔面共有两个，分别与左、右侧进油槽位置相对应，左、右进油槽与主油楔面之间分别通过一个交叉油孔相连通，交叉油孔的进油端口设置于进油槽内，交叉油孔的出油端口设置于主油楔面上。副油楔面只有一个，其上不设置任何油孔。

进一步, 主油楔面和副油楔面的工作面划分为倾斜部和平坦部，倾斜部的表面为斜平面、凸弧面或者凹弧面，交叉油孔的出油端设置于主油楔面的倾斜部上，副油楔面的倾斜部上不设置任何油孔。

更进一步，主油楔面和副油楔面的平均直径为D，主油楔面和副油楔面在半径方向上的宽度为W，W与D的比值为2:1--40。倾斜部和平坦部在周向的总跨度为α，倾斜部在周向的跨度为β，α的范围为60~100度，β与α的比值为1：1--3。平坦部与倾斜部的最低处存在一个高度差H，H与D的比值为1：100--2000。

相对于现有技术，本发明的技术方案除了整体技术方案的改进，还包括很多细节方面的改进，具体而言，具有以下有益效果：

1、本发明所述的改进方案，推力轴承的工作面上设有蓄油槽和左、右侧进油槽，蓄油槽和进油槽之间通过油路进行连通，这里油槽和油路的布局合理，形状简单，便于加工和成型，降低了推力轴承的制造成本；

2、本发明的技术方案的中，简化了推力轴承上各技术要点的数量，释放了设计的自由度，扩大了推力轴承的使用范围；

3、本发明设置了主油楔面和副油楔面，通过调整主油楔面和副油楔面上的倾斜部和平坦部的面积，使得推力轴承获得更好的承载能力和稳定性；

4、本发明由于结构设置布局合理，规避了漏油的风险，提升了整体的使用效果，便于推广和利用。

附图说明

图1为现有技术的轴承系统布置图。

图2为现有技术推力轴承的放大示意图。

图3为本发明的结构示意图。

图4为本发明的推力轴承又一结构示意图。

图5为图4中A-A向的剖视图。

图6为本发明的主、副油楔面的结构示意图。

图7为本发明的主油楔面的部分截面示意图。

图8为本发明的推力轴承非工作面的结构示意图。

附图标记：

1主轴、2推力套、3推力轴承；

4蓄油槽、5左侧进油槽、6右侧进油槽、7油路、8主油楔面、9副油楔面、10回油通路；

11交叉油孔、12螺栓孔、13间断、14倾斜部、15平坦部、16回油槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种推力轴承，具体参见图1，其与现有技术的区别在于：推力轴承的一侧为工作面,工作面分为外圈油路和内圈油路，外圈油路设有蓄油槽4，蓄油槽的两侧分别设有左侧进油槽5和右侧进油槽6，蓄油槽和进油槽之间通过油路7进行连通；内圈油路设有主油楔面8和副油楔面9，主油楔面的外侧设有回油通路10，回油通路10的下方设有回油槽16。蓄油槽4和左、右侧进油槽5、6的形状为圆形、椭圆形、方形或者四边形，油路为圆弧状。

外圈油路为一个不闭合的圆环，内圈油路为一个闭合的圆环，沿着内圈油路分布有主油楔面8和副油楔面9，主油楔面共有两个，分别与左、右侧进油槽位置相对应，左、右进油槽与主油楔面之间分别通过一组交叉油孔11相连通，交叉油孔的进油端口设置于进油槽内，交叉油孔的出油端口设置于主油楔面上。副油楔面共有一个，其上不设置任何油孔。这里的内、外油路布局合理，使得本发明的推力轴承适用范围更广泛，进油槽、油路的形状易于加工和制造，降低了生产的成本。

使用时，主油楔面和副油楔面可以与推力套的相应平面形成耦合面，润滑油在耦合面内产生动压，用以承受涡轮增压器转子系统的轴向力。首先左、右进油槽内的润滑油通过相应的交叉油孔进入主油楔面的倾斜部,然后沿着倾斜部流入平坦部，在这个过程中润滑油的流通截面积逐渐减小，润滑油压力逐渐升高，以此平衡涡轮增压器转子系统的轴向推力。副油楔面一方面可以消耗多余的润滑油，另一方面可以辅助主油楔面平衡转子系统的轴向力，进而有效降低漏油风险并大大提高推力轴承系统的稳定性。

在一个实施例中，推力轴承的一侧是光滑的非工作面，另一侧面是工作面，推力轴承呈近似圆盘状。外圈油路设有三个油槽，分别为设在中间的蓄油槽，以及分设在蓄油槽两侧的左、右侧进油槽，三个油槽之间通过圆弧状的油路进行连接，中间的蓄油槽呈圆形，左、右侧进油槽呈长方形，左、右侧进油槽对称设置在蓄油槽的两侧。

对应的，内圈油路设有两个紧邻的主油楔面和一个副油楔面，这里的主油楔面与副油楔面之间是不连贯的，通过间断13来进行分割。左、右进油槽设置的位置分别对应一个主油楔面，左、右进油槽与主油楔面之间分别通过一组交叉油孔相连通，交叉油孔由两段分油孔交叉而成，两段分油孔之间的交叉角度小于等于90度，较优的交叉角度为70~85度。副油楔面上则不设置任何油孔。通过上述推力轴承工作面的优化设置，使得布局更为合理，有效避免了推力轴承在使用时的漏油风险。

在另一实施例中，内圈油路设有主油楔面和副油楔面，主油楔面和副油楔面的工作面划分为倾斜部和平坦部，所谓的平坦部是指该部分的表面与推力轴承的工作面保持平行，倾斜部是指该部分的表面与平坦部的表面之间存在一个高度差。倾斜部的可以为光滑的斜平面、或者外凸的圆弧面或者内凹的圆弧面，交叉油孔的出油端设置于主油楔面的倾斜部上，副油楔面上不设置任何的油孔。

在一个具体的实施例中，推力轴承的工作面上有蓄油槽、左侧进油槽和右侧进油槽，油槽的形状可以为圆形、方形或其他形状，三个油槽之间通过两个油路相连。在左右两个进油槽的下方分别设有两个螺栓孔，用于固定推力轴承，螺栓孔的个数可以增加或减少。推力轴承工作面的中部设有两个主油楔面和一个副油楔面。两个主油楔面分别与左侧进油槽和右侧进油槽之间通过两组交叉油孔相通，交叉油孔的结构如图5所示。交叉油孔的进油侧与进油槽相连，交叉油孔的出油侧与主油楔面的倾斜部相连。副油楔面上未设置油孔，三个油楔面之间可以是连续的，也可以存在间断。油楔面的外侧设有回油通路，回油通路的下方设有回油槽。

主油楔面和副油楔面的工作面设有倾斜部和平坦部，如图4、图6和图7所示。主油楔面和副油楔面的平均直径为D，主油楔面和副油楔面在半径方向上的宽度为W，W与D的比值为2:1--40，优选的比值为2：3--15。倾斜部和平坦部在周向的总跨度为α，倾斜部在周向的跨度为β，α的范围为60~100度，优选的角度范围为80-95度，β与α的比值为1：1--3。平坦部与倾斜部的最低处存在一个高度差H，H与D的比值为1：100--2000，优选的比值为1:200--300。

具体来说,三个油楔面的周向角度可以相同或不同。倾斜部与平坦部的结构如图7所示，交叉油孔的出油侧与倾斜部相通，倾斜部沿周向旋转方向的变化可以为线性或非线性（如图7中虚线所示）。平坦部在周向方向的高度保持不变。副油楔面的工作面设有倾斜部和平坦部，但在其倾斜部未设置油孔。通过调整主油楔面和副油楔面的宽度W、周向角度α和β、倾斜部的高度差H，可以最大程度上优化推力轴承的承载能力、稳定性和摩擦损耗，使得整个推力轴承的使用效果达到最佳，同时使用范围也大大增加。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。