轴颈5,复合轴瓦和轴颈5均水平放置，复 合轴瓦有间隙地套在轴颈5之外，轴颈5的重心向下，使轴颈5整体靠近复合轴瓦的下底 部，这样复合轴瓦和轴颈5之间形成楔形腔6。复合轴瓦与轴承座之间通过螺钉固定在一 起。在上轴承座2-1以及复合轴瓦上开有贯通内外的进油孔1，进油孔1从外至内连通至楔 形腔6,进油孔1沿复合轴瓦的径向布置，进油孔1的中心线与复合轴瓦的轴心线相垂直。 外部普通压力的润滑油由此进油孔1进入楔形腔6中对整个轴承进行润滑。
[0019] 再参见图3,复合轴瓦由内轴瓦4与外轴瓦3组成，在内轴瓦4的下端外壁上开有 弧形凹槽状的注油腔8。将外轴瓦3同轴套在内轴瓦4外，并且，外轴瓦3的内壁与内轴瓦 4的外壁紧密贴合在一起，两者之间没有间隙，使注油腔8形成一定形状的封闭空间。外轴 瓦3和内轴瓦4通过几个销轴12固定连接为一体，将外轴瓦3通过螺钉再固定在轴承座上， 这样使外轴瓦3与内轴瓦4整体固定在轴承座上。内轴瓦4的内壁与轴颈5之间的间隙是 楔形腔6。在内轴瓦4上开有与注油腔8相连通的注油孔7,注油孔7的轴心线与内轴瓦4 的轴心线相平行且注油孔7的中心在内轴瓦4的垂直中心线上，由注油孔7向注油腔8内 注入的是高压油。
[0020] 注油腔8的径向截面是弧型，并且关于内轴瓦4的径向截面上的垂直中心线左右 对称，注油腔8的弧长占内轴瓦4周长的八分之一。注油腔8与内轴瓦4内壁形成内轴瓦 薄壁部分13,内轴瓦薄壁部分13的径向壁厚是内轴瓦4径向壁厚的八分之一。注油孔7的 中心与内轴瓦4内壁之间的距离占内轴瓦4径向壁厚的四分之一。
[0021] 内轴瓦4的径向壁厚是外轴瓦3的4倍，内轴瓦4与外轴瓦3采用常用的金属材 料。
[0022] 进油孔1的中心线与复合轴瓦的径向截面上的垂直中心线之间的夹角是30°，进 油孔1位于内轴瓦4与外轴瓦3的非承载区，进油孔1开在非承载区可保证油膜的承载能 力。
[0023] 当轴颈5受到外载荷比较大时，通过注油孔7注入高压油至注油腔8中，外轴瓦3 的存在使注油腔8形成一定形状的封闭空间，这种结构能减少注油腔8的加工难度。注油 腔8中充满高压油时，注油腔8中高压油所产生的压力迫使内轴瓦薄壁部分13发生塑形变 形。参见图4,由材料力学知识可知：当注油腔8中未注满高压油时，内轴瓦4的内轴瓦薄 壁部分13未发生弹性变形的弧长是 3^弧段；当高压油填满注油腔8后，内轴瓦薄壁部分 13受高压油所产生的压力作用发生塑形变形；因为受均布载荷作用，注油腔8结构又左右 对称，可知内轴瓦薄壁部分13关于内轴瓦4垂直线中心的左右两半部分发生的变形是对称 的，所以取@'弧段进行受力分析。弧段可看成是受均布载荷的单元，均布载荷迫使 弧段发生弯曲变形，弧段向楔形腔6内变形后成为如弧段；同理可得?弧段向楔形 腔6内变形后成为A弧段；于是弧段变形为弧段。由图4可知由弧段变为 aas1弧段的瞬间，导致复合轴瓦与轴颈5之间的间隙减小，油膜间隙减小，油膜厚度变薄， 油膜刚度变大。所以在往注油腔8中注入高压油时注油腔8会发生的形变，此塑形形变会 导致轴承油膜间隙减小，油膜厚度的变薄最终导致油膜刚度增大。
[0024] 当没有润滑油从进油孔1注入轴颈5与复合轴瓦之间的间隙楔形腔6中时，轴颈5 的中心向下，轴颈5靠近复合轴瓦的下底部，这样，轴颈5与复合轴瓦之间的间隙刚好形成 楔形腔6。当进油孔1中注入普通压力润滑油时，润滑油进入到轴颈5与复合轴瓦之间的楔 形腔6中，轴颈5以一定的转速旋转时，轴颈5的转动带动润滑油流动，而轴颈5与复合轴 瓦之间存在的楔形腔6,满足油膜压力产生的条件，从而支撑轴颈5稳定运转。此时的润滑 油为普通润滑油，产生的油膜力不足以使内轴瓦薄壁部分13发生塑性变形。
[0025] 下面对内轴瓦薄壁部分13受力的弹性变形进行具体的分析，由弹性力学公式知 圆筒受液压油受力后的变形量的公式如下：
【主权项】
1. 一种带注油腔的多层复合轴瓦滑动轴承，包括轴瓦、轴颈及轴承座，轴承座有上轴承 座（2-1)和连接在上轴承座（2-1)下方的下轴承座（2-)组成，轴承座中间的空腔中设轴瓦 和轴颈，轴瓦与轴承座固定连接且轴瓦有间隙地套在轴颈外，其特征是：所述轴瓦是由内轴 瓦（4)与外轴瓦（3)组成的复合轴瓦，在内轴瓦（4)的下端外壁上开有弧形凹槽状的注油腔 (8)，注油腔（8)与内轴瓦（4)内壁之间形成内轴瓦薄壁部分（13);外轴瓦（3)同轴紧密套在 内轴瓦（4)外，外轴瓦（3)和内轴瓦（4)固定连接为一体，内轴瓦（4)的内壁与轴颈（5)之 间的间隙形成楔形腔6 ;在内轴瓦（4)上开有与注油腔（8)相连通的注油孔（7)，注油孔（7) 向注油腔（8)内注入的是高压油；在上轴承座（2-1)以及复合轴瓦上开有进油孔（1)，进油 孔（1)连通楔形腔（6)，从进油孔（1)注入的是普通压力的润滑油。
2. 根据权利要求1所述带注油腔的多层复合轴瓦滑动轴承，其特征是：注油腔（8)的径 向截面是弧型且关于内轴瓦（4)径向截面上的垂直中心线左右对称，注油腔（8)的弧长占 内轴瓦（4)周长的八分之一；内轴瓦薄壁部分（13)的径向壁厚是内轴瓦（4)径向壁厚的八 分之一。
3. 根据权利要求1所述带注油腔的多层复合轴瓦滑动轴承，其特征是：润滑油注入后， 当轴颈（5)旋转时，润滑油产生的油膜力不能使内轴瓦薄壁部分（13)发生塑性变形；当轴 颈（5)受到外载荷大时，通过注油孔（7)注入高压油至注油腔（8)中，高压油所产生的压力 使内轴瓦薄壁部分（13)发生塑形变形。
4. 根据权利要求1所述带注油腔的多层复合轴瓦滑动轴承，其特征是：注油孔（7)的中 心与内轴瓦（4)内壁之间的距离占内轴瓦（4)径向壁厚的四分之一。
5. 根据权利要求1所述带注油腔的多层复合轴瓦滑动轴承，其特征是：进油孔（1)的中 心线与复合轴瓦的径向截面上的垂直中心线之间的夹角是30°。
6. 根据权利要求1所述带注油腔的多层复合轴瓦滑动轴承，其特征是：内轴瓦（4)的径 向壁厚是外轴瓦（3)的4倍。
7. 根据权利要求1所述带注油腔的多层复合轴瓦滑动轴承，其特征是：上轴承座（2-1) 和下轴承座（2-2 )上均开有4个螺栓孔（9 )，轴承座的底座底部有底座槽（10 )，螺栓孔（9 ) 与底座槽（10)相通。
【专利摘要】本发明公开一种带注油腔的多层复合轴瓦滑动轴承，包括轴瓦、轴颈及轴承座，轴瓦是由内轴瓦与外轴瓦组成的复合轴瓦，在内轴瓦的下端外壁上开有弧形凹槽状的注油腔，注油腔与内轴瓦内壁之间形成内轴瓦薄壁部分；外轴瓦同轴紧密套在内轴瓦外；在内轴瓦上开有与注油腔相连通的注油孔，注油孔向注油腔内注入的是高压油；在上轴承座以及复合轴瓦上开有进油孔，进油孔连通楔形腔，从进油孔注入的是普通压力的润滑油；润滑油注入后，当轴颈旋转时，润滑油产生的油膜力不能使内轴瓦薄壁部分发生塑性变形；当轴颈受到外载荷大时，高压油所产生的压力使内轴瓦薄壁部分发生塑形变形，促使油膜厚度变薄，提高油膜阻尼刚度大小和提高转子的临界转速。
【IPC分类】F16C33-10, F16C35-02
【公开号】CN104613094
【申请号】CN201510046300
【发明人】周宏根, 景旭文, 曾庆水, 王磊, 田桂中, 李纯金, 袁春元
【申请人】江苏科技大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月30日