CN101142417B - 具有多组不同的孔洞的滑动轴承 - Google Patents

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Abstract

一种滑动轴承，例如轴颈轴承，包括：至少两个轴承元件(1、2)，所述轴承元件(1、2)的轴承表面可滑动地互相支撑，所述表面中的至少一个设置有可包含润滑物的第一种类型的孔洞(8)，所述第一种类型的孔洞(8)通过特定范围的几何属性加以限定。此外，所述至少一个表面设置有可包含润滑物的第二种类型的孔洞(9)，所述第二种类型的孔洞(9)通过不同于第一种类型的孔洞(8)的几何属性的几何属性加以限定。

Description

具有多组不同的孔洞的滑动轴承
技术领域
本发明涉及一种滑动轴承，例如，轴颈轴承。所述滑动轴承包括至少两个轴承元件，所述轴承元件的轴承表面可滑动地互相支撑，所述表面中的至少一个设置有可包含润滑物的第一种类型的孔洞以及可包含润滑物的第二种类型的孔洞。
背景技术
在US-A-2004/0228554号中公开了一种轴颈轴承。所述文件涉及一种普通轴承，所述普通轴承具有设置有多个孔的滑动构件，所述多个孔随着它们从所述滑动构件的中间开始沿着轴向接近两端而逐渐变大。更具体地说，滑动构件可通过可旋转地支撑机轴的主轴承而形成。形成这种特定式样的孔的目的是为了在滑动的初始状态下提高滑动面的一致性(conformability)。因为如下原因，引发了目前所讨论的形成滑动面的过程的问题：实际上，由于负载主要作用在主轴承的两个端部，所以在这些端部，轴承表面的负载会上升到非常高的水平。因此，润滑油膜会被损坏，导致局部金属接触和咬死(seizure)的问题。
为了减轻这些不好的效果，随着逐渐靠近轴承的端部，将每单位面积的凹陷的开口的总面积设置为逐渐增大。因此，在所述端部的受压面积减小。结果，滑动构件在这些端部的强度减小，导致滑动面随着配合构件的偏转而磨损。因此，在轴承的有效寿命的早期阶段，滑动面磨损。这种磨损导致的结果是，孔洞的类型变得互相类似，从而在轴承的宽度上获得拟一致行为(quasiuniform behaviour)。
这种在端部具有或多或少的一致孔洞的布局在小摩擦和完全润滑膜的情况下以及在润滑条件差的条件下均不适合提供足够的润滑。在完全润滑膜的条件下的小摩擦的要求和改善差的润滑行为的要求似乎是互相不一致的。这一点根据以下事实可以清楚，在完全润滑膜的条件下的有效操作需要非常浅的孔洞。在工作条件下，这种非常浅的孔洞会促进压力在润滑剂中增大。另一方面，对于可接受的差的润滑作用，孔洞中应该有足够量的润滑剂。通常，后一种要求会导致孔洞相对深。如果在同一个轴承中会出现这两种情况，则必须采用一种折中的方法，以确保轴承在所有条件下都能够合适地工作。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种如上所述类型的轴承，其适合于小摩擦的完全润滑膜条件以及差的润滑条件。所述目的通过下面的方式实现：将不同类型的孔洞布置在所述至少一个表面的不同的区域中，一种类型的所述孔洞被设计为用于减小滑动表面之间的摩擦，并且在完全润滑膜条件下承载全部轴承设计负载，另一种类型的所述孔洞被设计为用于在差的润滑条件下提供润滑。
根据本发明，上述提供低摩擦的完全润滑膜条件和差的润滑条件的相反的要求可通过提供各自包括用于特定目的的特定类型的孔洞的两种不同类型的表面来互相协调。结果，不同类型的孔洞不混同，因此不会对它们的效果带来不好的影响。根据本发明，滑动接触部分的不同区域被分配不同的任务，即，提供完全润滑膜，小摩擦支撑和差润滑条件支撑。
具体地说，各自包括不同类型的孔洞的所述不同的区域通过平行于滑动方向的相应边界而互相分隔。因此，在工作条件下，在不同区域的孔洞不致于影响彼此的行为。这意味着小摩擦完全润滑膜不会被其它区域的相对深的孔洞损坏。在所述两个不同的区域之间的分隔可通过不同方式来实现，例如，可采用在这些表面之间清楚地形成屏障的圆周凹槽的形式。
优选地，轴承元件中的一个，例如，轴颈销是静止的或准静止的，孔洞被设置在所述(准)静止的轴承元件的轴承表面上，而轴承元件的另一个具有平滑的轴承表面。为了保证在差的润滑条件下，将润滑剂适当地从孔洞中释放到轴承接触部分中，孔洞和未挖洞的轴承表面之间的过渡区域至少在面对所述另一个轴承元件的滑动方向的一侧是圆的。
前面已经描述了，一种类型的孔洞被设计为用于减小滑动面之间的摩擦，并且在完全润滑膜条件下承载全部轴承设计负载。优选地，对于这些用于减小摩擦的孔洞，孔洞的深度hp和等同圆的直径dp之间的比率为0.03-0.15，所述等同圆的面积与孔洞的表面面积相等。此外，这些用于减小摩擦的孔洞的孔洞面积率Sp在0.2-0.7之间。用于减小摩擦的孔洞沿着滑动方向的数量在1到20之间。
所述另一种类型的孔洞被设计为在差的润滑条件下提供润滑。优选地，被设计为在差的润滑条件下提供润滑的所述类型的孔洞的深度hp和等同圆的直径dp之间的比率为0.5-5.0，所述等同圆的面积与孔洞的表面面积相等。这种被设计为用于在差的润滑条件下提供润滑的孔洞的孔洞面积率Sp在0.1-0.7之间。
可根据需要选择具有不同类型的孔洞的轴承表面的构造。如优选实施例中，描述了这样一种实施例：包括被设计为用于减小摩擦的孔洞的区域被布置在包括被设计为用于在差的润滑条件下提供润滑的孔洞的相对的区域之间。所述区域可通过对应的卸荷凹槽而互相分隔，所述卸荷凹槽具有在差的润滑情况(例如在轴承的启动或停止阶段)下提供油的特性。
附图说明
现在，将参照附图中示出的实施例来进一步描述本发明。
图1是显示轴颈轴承的应用的侧视图；
图2是显示根据本发明的轴颈轴承销的示图；
图3显示了图1的部分Ⅲ的轴颈轴承的细节；
图4显示了图3的部分Ⅳ的放大的细节。
具体实施方式
图1显示了轴颈轴承的布置的示例，包括轴颈销1、轴颈环2和杆的端部3。应该理解的是，轴颈轴承也可被包含在许多其它的构造中，这对于本领域技术人员是公知的，不再赘述。
在图2中，示出了轴颈销1。所述轴颈销1具有外表面4，所述外表面4包括与两个端部区域6、7邻接的中间区域5。中间区域5包括相对浅的孔洞8，而端部区域6、7包括相对深的孔洞9。区域5、6和7通过卸荷凹槽(relief groove)10互相分隔。
根据本发明，中间区域5包括被设计为用于在完全润滑条件下减小轴颈销1和轴颈环2之间的摩擦的孔洞。即，当在轴颈轴承接触部分中正常量的润滑剂可用时，所述孔洞是有利的。
但是，容易想到的是，在轴颈轴承接触部分(即，轴颈销1和轴颈环2之间的接触部分)不总是完全地被油填满。例如，在轴承运动刚开始的情况下会出现这种问题。当然，缺少足够量的润滑剂也会引发差的润滑条件甚至恶劣的润滑条件。
在这些情况下，轴颈轴承会发生故障。相对浅的孔洞5没有容纳用于确保这些情况下的一部分润滑作用的足够的油。结果，由于金属与金属接触的危险，在轴颈轴承接触部分中产生热，从而导致寿命缩短。
根据本发明，端部区域6、7设置有相对深的孔洞9。这种相对深的孔洞构成很好的油储藏穴。因此，在差的甚至恶劣的润滑条件下，它们能够将润滑剂供应到轴颈轴承接触部分。在这些情况下，中间区域5从大的力传送中释放，这意味着轴承不遭受或少遭受磨损。另外，卸荷凹槽10在差的甚至恶劣的润滑条件下可提供润滑剂。
由于构成区域5、6和7之间的边界的卸荷凹槽10按照运转方向布置，因此相对深的孔洞9不干扰中间区域5中的相对浅的孔洞8的润滑行为。因此，只要有足够的油可用，或者过了启动阶段，具有相对浅的孔洞8的所述中间区域5能够回复到其正常的具有小摩擦特性的完全润滑膜行为。
图3显示了轴颈销1和轴颈环2的截面，所述截面垂直于轴颈轴承的轴线。更具体地说，所述截面位于端部区域6、7中相对深的孔洞9的位置。所述孔洞填有很多润滑剂12，并且在轴承元件1、2之间存在润滑膜13。元件2的相对运动用双箭头表示。
轴颈销1是静止的，而所述环2沿着如图3所示的方向滑动。为了将孔洞9中的很多油12转移到轴承接触部分14中，孔洞9和轴颈销1的未挖洞的表面之间的过渡区域11是圆的。从而，油12实现沿着图4中的曲线箭头所示的流动。
虽然在附图中显示了轴颈轴承，但是本发明也可被应用到其它滑动轴承或普通轴承。示例包括互相可滑动的任何表面，例如往复运动表面(活塞/气缸)。

Claims (9)

1.一种滑动轴承，包括：至少两个轴承元件(1、2)，所述轴承元件(1、2)的轴承表面可滑动地互相支撑，所述表面中的至少一个设置有包含润滑物的第一种类型的孔洞(8)和包含润滑物的第二种类型的孔洞(9)，其中，所述不同类型的孔洞(8、9)被布置在所述至少一个表面的不同的区域(5-7)上，一种类型的孔洞(8)被设计为用于减小滑动表面之间的摩擦，并且在完全润滑膜条件下承载全部轴承设计负载，而另一种类型的孔洞(9)被设计为用于在差的润滑条件下提供润滑，其特征在于：各自包括不同类型的孔洞的所述不同的区域(5-7)通过凹槽(10)而互相分隔。
2.如权利要求1所述的轴承，其中，轴承元件中的一个(1)是静止的或准静止的，孔洞(8、9)被设置在所述静止的或准静止的轴承元件(1)的轴承表面上，而轴承元件中的另一个(2)具有平滑的轴承表面。
3.如权利要求1所述的轴承，其中，孔洞(8、9)和未挖洞的轴承表面之间的过渡部分(11)至少在面对另一个轴承元件(2)的滑动方向的一侧是圆的。
4.如权利要求1所述的轴承，其中，对于用于减小摩擦的孔洞(8)，孔洞的深度(hp)和等同圆的直径(dp)之间的比率为0.03-0.15，所述等同圆的面积与孔洞的表面面积相等。
5.如权利要求4所述的轴承，其中，用于减小摩擦的孔洞(8)的孔洞面积率(Sp)在0.2-0.7之间。
6.如权利要求1所述的轴承，其中，用于减小摩擦的孔洞(8)沿着滑动方向的数量在1到20之间。
7.如权利要求1所述的轴承，其中，对于被设计为用于在差的润滑条件下提供润滑的另一种类型的孔洞(9)中，孔洞的深度(hp)和等同圆的直径(dp)之间的比率为0.5-5.0，所述等同圆的面积与孔洞的表面面积相等。
8.如权利要求1所述的轴承，其中，被设计为用于在差的润滑条件下提供润滑的孔洞(9)的孔洞面积率(Sp)在0.1-0.7之间。
9.如权利要求1所述的轴承，其中，包括被设计为用于减小摩擦的孔洞(8)的区域(5)被布置在包括被设计为用于在差的润滑条件下提供润滑的孔洞(9)的区域(6、7)之间。
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