润滑结构和具有其的机械润滑装置的制作方法

本申请属于机械润滑技术领域，具体涉及一种润滑结构和具有其的机械润滑装置。

背景技术：

目前，旋转式流体润滑端面作为一种良好的润滑和机械润滑结构，在各种工业场合应用广泛。

但是，目前现有技术中的旋转润滑端面油膜压力较小，在较大的负载、较高的转速和压力下或各种复杂工况下，会导致油膜承载能力较小或油膜厚度变薄，进而端面接触造成磨损导致润滑端面的失效情况；并且现有技术中的旋转润滑端面储油能力较差，在高载荷、高速情况下导致其油膜破裂或油膜变薄造成端面磨损；

因此，如何提供一种在较高的负载、高速或极端一次加油、少油情况下，也能够保持较好的储油能力，减少摩擦端面间的直接接触，增加润滑端面的使用寿命和稳定性的润滑结构和具有其的机械润滑装置成为本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现要素：

因此，本申请要解决的技术问题在于提供了一种润滑结构和具有其的加工机床，在较高的负载、高速或极端一次加油、少油情况下，也能够保持较好的储油能力，减少摩擦副端面间的直接接触，增加润滑端面的使用寿命和稳定性。

为了解决上述问题，本申请提供一种润滑结构，包括：环形润滑端面，环形润滑端面上包括向中心方向依次设置的圆环形第一收敛区域、圆环形坝区和圆环形第二收敛区域，第一收敛区域和第二收敛区域均围绕润滑端面的中心点周向设置；第一收敛区域上开设有多个从第一收敛区域的内周侧向外周侧延伸的第一螺旋槽，多个第一螺旋槽沿着第一收敛区域的中心位置周向布置；和/或，第二收敛区域上开设有多个从第二收敛区域的外周侧向内周侧延伸的第二螺旋槽，多个第二螺旋槽沿着第二收敛区域的中心位置周向布置。

优选地，第一收敛区域的外环侧与润滑端面的外环侧重合；第二收敛区域的内环侧与润滑端面的内环侧重合；第一螺旋槽贯穿第一收敛区域；第二螺旋槽贯穿第二收敛区域。

优选地，在第一螺旋槽的横截面上，第一螺旋槽的第一侧壁和第二侧壁在第一螺旋槽的槽底连接，第一螺旋槽的槽底为向下凹陷的曲面。

优选地，在第一螺旋槽的横截面上，第一侧壁的两个端点的连线与第一平面之间形成第一夹角，第二侧壁的两个端点的连线与第一平面之间形成第二夹角，环形润滑端面的中心轴线位于第一平面内，第一平面过第一螺旋槽槽底最低点；第一夹角与第二夹角不相等。

优选地，在第一螺旋槽的横截面上，第一螺旋线距离槽底最低点的横向距离为a；第二螺旋线距离槽底最低点的横向距离为b，a：b>2：1。

优选地，第一螺旋槽的槽深h自第一收敛区域的内环侧向外环侧逐渐增加。

优选地，第一螺旋槽槽底的最低处为自第一收敛区域的内环侧向外环侧延伸的槽底曲线；槽底曲线两端点的连线与第一收敛区域的夹角为θ；10°≦θ≦60°。

优选地，第一螺旋槽自第一收敛区域的内环侧向外环侧的弯曲方向与润滑端面的转动方向相反；和/或，第二螺旋槽自第二收敛区域的外环侧向内环侧的弯曲方向与润滑端面的转动方向相反。

优选地，第一收敛区域的内环侧与坝区的外环侧重合；第一螺旋线在第一收敛区域内环侧端点处的切线与第一收敛区域内环在该端点处的切线的夹角为α；第二螺旋线在第一收敛区域内环侧端点处的切线与第一收敛区域内环在该端点的切线的夹角为β；α>β。

优选地，20°≦α≦80°；和/或，10°≦β≦70°。

优选地，坝区上开设有沿着坝区的中心位置周向延伸的环形槽，坝区包括向中心方向依次设置的第一部分、环形槽和第二部分。

优选地，环形槽的底部开设有多个增压槽；增压槽沿着环形槽的中心位置周向布置。

优选地，第一螺旋槽与第二螺旋槽的结构相同。

根据本申请的再一方面，提供了一种机械润滑装置，包括润滑结构，润滑结构为上述的润滑结构。

本申请提供的润滑结构和具有其的机械润滑装置，在较高的负载、高速或极端一次加油、少油情况下，也能够保持较好的储油能力，减少摩擦副端面间的直接接触，增加润滑端面的使用寿命和稳定性。

附图说明

图1为本申请实施例的润滑结构的结构示意图；

图2为本申请实施例的第一螺旋槽的剖面示意图；

图3为本申请实施例的润滑结构的第一螺旋槽的槽底的结构示意图；

图4为本申请实施例的润滑结构的转动方向与第一螺旋槽的弯曲方向示意图；

图5为本申请实施例的润滑结构的第一螺旋线和第二螺旋线的结构示意图；

图6为本申请实施例的润滑结构的环形槽和增压槽的结构示意图；

图7为本申请实施例的润滑结构的环形槽和增压槽的结构示意图。

附图标记表示为：

1、第一收敛区域；11、第一螺旋槽；111、第一螺旋线；112、第二螺旋线；113、槽底曲线；2、坝区；3、第二收敛区域；31、第二螺旋槽；4、环形槽；5、增压槽。

具体实施方式

结合参见图1所示，根据本申请的实施例，一种润滑结构，包括：环形润滑端面，环形润滑端面上包括向中心方向依次设置的圆环形第一收敛区域1、圆环形坝区2和圆环形第二收敛区域3，第一收敛区域1和第二收敛区域3均围绕润滑端面的中心点周向设置；第一收敛区域1上开设有多个从第一收敛区域1的内周侧向外周侧延伸的第一螺旋槽11，多个第一螺旋槽11沿着第一收敛区域1的中心位置周向布置；和/或，第二收敛区域3上开设有多个从第二收敛区域3的外周侧向内周侧延伸的第二螺旋槽31，多个第二螺旋槽31沿着第二收敛区域3的中心位置周向布置。上述技术方案具有如下有益效果：在高速、一次加油、少油等极端工况沿一个方向转动时，由于润滑端面外环及内环上的第一收敛区域1和第二收敛区域3中存在第一螺旋槽11和第二螺旋槽31，润滑端面会在端面环的两侧对外部润滑油流体形成一个双向泵吸作用，从而将润滑油聚集在坝区2上；同时由于高速运转的情况，一部分坝区2的润滑油会被甩入其中一个第一螺旋槽11或第二螺旋槽31，由于第一螺旋槽11对润滑油自外周侧向内周侧收敛，或者第二螺旋槽31对润滑油自内周侧向外周侧收敛，使得润滑油再次被聚集，从而在润滑油在润滑端面形成持续的润滑效果，即使在高速或少油的条件下也能为润滑端面提供持续的润滑效果，延长端面使用寿命及稳定性。在上述中，延伸方向与收敛方向是不同的，第一螺旋槽11从第一收敛区域1的内周侧向外周侧延伸，第二螺旋槽31从第二收敛区域3的外周侧向内周侧延伸；该延伸方向为螺旋槽的延伸方向，即第一螺旋线111和第二螺旋线112的延伸方向；但是油液的收敛方向为自第一收敛区域1或第二收敛区域3向坝区2的方向收敛。

进一步地，第一收敛区域1的外环侧与润滑端面的外环侧重合；第二收敛区域3的内环侧与润滑端面的内环侧重合；第一螺旋槽11贯穿第一收敛区域1；第二螺旋槽31贯穿第二收敛区域3，可以使得整个润滑端面的储油量增大，为润滑端面提供持续的润滑效果，延长端面使用寿命及稳定性。

结合参见图2所示，本申请还提供了一些实施例，在第一螺旋槽1的横截面上，第一螺旋槽1的第一侧壁和第二侧壁在第一螺旋槽1的槽底连接，第一螺旋槽1的槽底为向下凹陷的曲面，可以获得最优的动压效应，有效的避免平面的槽底会削弱流体膜承载力，在图2中的箭头方向为润滑端面的转动方向。

进一步地，在第一螺旋槽1的横截面上，第一侧壁的两个端点的连线与第一平面之间形成第一夹角，第二侧壁的两个端点的连线与第一平面之间形成第二夹角，环形润滑端面的中心轴线位于第一平面内，第一平面过第一螺旋槽1槽底最低点；第一夹角与第二夹角不相等，即第一侧壁的坡度与第二侧壁的坡度的倾斜程度不同，在高负载、高速等极端工况沿一个方向转动时，润滑油流体流入第一螺旋槽11后，润滑油流体在润滑端面转动的作用下，会沿着槽底的径向进行收敛，在坡度较陡的侧壁上的螺旋线处流体富集累积，产生显著动压效应，提升流体膜整体承载能力；其次流体由于三维曲面沟槽两侧的螺旋型槽底曲线的存在，流体会从润滑端面外侧沿着第一螺旋槽11和第二螺旋槽31的径向坡度向坝区收敛，此时第一螺旋槽11与坝区2的交线处，以及和第二螺旋槽31与坝区2的交线处均产生流体富集累积，产生显著动压效应，提升流体膜整体承载能力；并使得坝区2处的油膜承载能力较大，从而促使摩擦端面迅速分离，到达非接触运行状态，延长端面使用寿命及稳定性。

进一步地，在第一螺旋槽11的横截面上，第一螺旋线111距离槽底最低点的横向距离为a；第二螺旋线112距离槽底最低点的横向距离为b，a：b>2：1，当润滑油从坡度较缓的侧壁流入，在较陡的侧壁被阻挡，导致润滑油被压缩，在较陡的曲面处油膜压力增强。所述横向为在横截面上垂直于槽深h的方向。

进一步地，第一侧壁和第二侧壁的倾斜角度逐渐减小，即第一侧壁和第二侧壁的横截面均为曲线形，可以更好的对润滑油进行收敛，并且有效的增强油膜压力。

进一步地，第一螺旋槽11的槽深h自第一螺旋槽11的内环侧向外环侧逐渐增加，可以更有效的将第一螺旋槽11中的润滑油向坝区2收敛。

进一步地，第一螺旋槽11的数量至少为2个；第二螺旋槽31的数量至少为2个。

结合参见图3所示，本申请还提供了一些实施例，第一螺旋槽1槽底的最低处为自第一收敛区域1的内环侧向外环侧延伸的槽底曲线113；槽底曲线113两端点的连线与第一收敛区域1的夹角为θ；10°≦θ≦60°，在该角度下，第一螺旋槽11的收敛性能更好。

结合参见图4所示，本申请还提供了一些实施例，第一螺旋槽11自第一收敛区域1的内环侧向外环侧的弯曲方向与润滑端面的转动方向相反；和/或，第二螺旋槽31自第二收敛区域3的外环侧向内环侧的弯曲方向与润滑端面的转动方向相反。

进一步地，第一螺旋槽11与第二螺旋槽31可以交替分布，也可以相对于坝区2对称分布。

上述进一步地技术方案，可以使得润滑油在第一螺旋槽11与第二螺旋槽31上更够更好的被收敛，防止润滑油流失，形成少油或者无油干摩擦并磨损，影响润滑端面的润滑性能、降低使用寿命。

结合参见图5所示，本申请还提供了一些实施例，第一收敛区域1的内环侧与坝区2的外环侧重合；第一螺旋线111在第一收敛区域1内环侧端点处的切线与第一收敛区域1内环在该端点处的切线的夹角为α；第二螺旋线112在第一收敛区域1内环侧端点处的切线与第一收敛区域1内环在该端点的切线的夹角为β；α>β。使得第一螺旋槽11内环侧的槽口处与外环侧槽口处宽度不同，使得收敛效果更好。

进一步地，20°≦α≦80°；和/或，10°≦β≦70°。

结合参见图6-7所示，本申请还提供了一些实施例，坝区2上开设有沿着坝区2的中心位置周向延伸的环形槽4，坝区2包括向中心方向依次设置的第一部分、环形槽4和第二部分。

进一步地，环形槽4的底部开设有多个增压槽5；增压槽5沿着环形槽4的中心位置周向布置，增压槽5既能增强油压也可以容纳摩擦产生的磨屑，还能有效的增强润滑端面的储油功能，并且在上述第一螺旋槽11与第二螺旋槽31的双向泵吸效果下，使得坝区2与环形槽4的连接面、环形槽与增压槽5的连接面处的油膜承载能力较大，使得润滑端面在少油或一次加油的情况下保持端面持续润滑作用，并保持较大的油膜承载能力。

进一步地，第一螺旋槽11与第二螺旋槽31的结构相同。

进一步地，环形槽4的深度为5um-2000um。

进一步地，增压槽5为圆形、矩形、椭圆形、菱形、平面沟槽或曲面沟槽中的任一种或多种的组合形式。

进一步地，第一螺旋槽11的轮廓形状为正、余弦函数组合曲线、指数函数曲线、线性函数曲线中的任一种或多种组合曲线。

进一步地，槽底曲线113与第一螺旋槽11的轮廓形状相对应。

进一步地，第一螺旋槽11的槽底曲线113为正、余弦函数组合曲线、指数函数曲线、线性函数曲线中的任一种或多种组合曲线。

进一步地，在润滑端面只用于润滑时，第一螺旋槽11与增压槽5以及第二螺旋槽31相连通，能够更好的增强润滑端面的储油能力、增强润滑特性。

进一步地，在润滑端面用于密封润滑时，第一螺旋槽11与增压槽5以及第二螺旋槽31不连通，可以在保证润滑端面的润滑特性的情况下，使得润滑端面的密封性更好。

进一步地，第一螺旋槽11、第二螺旋槽31、环形槽4以及增压槽5均采用激光点加工或3d打印的方式进行加工。

进一步地，第一收敛区域1、坝区2和第二收敛区域3均为同一高度的平面。

根据本申请的实施例，一种机械润滑装置，包括润滑结构，润滑结构为上述的润滑结构。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。