CN108488222B - 整个运动表面处和入口区静止表面处皆出现界面滑移的异形倾斜平面固定瓦块推力滑动轴承 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种整个运动表面处和入口区静止表面处皆出现界面滑移的异形倾斜平面固定瓦块推力滑动轴承，包括一块固定瓦块和一块运动平板，固定瓦块工作表面为一平面，运动平板和固定瓦块工作表面间夹角θ满足1.0×10^‑6°≤θ≤1.0×10^‑3°，轴承入口区这两板块间隙小于出口区这两板块间隙，这两板块间隙中充满润滑油，运动平板运动方向为从轴承入口区指向出口区。润滑油在轴承入口区固定瓦块表面和运动平板整个表面上皆滑移，而在轴承其余表面不滑移。润滑油与运动平板表面间界面剪切强度大于它与入口区固定瓦块表面间界面剪切强度。本发明轴承有一定承载能力和较低摩擦系数，具有显著减摩和节能效果，在机械设备中作支承部件用。

Description

整个运动表面处和入口区静止表面处皆出现界面滑移的异形 倾斜平面固定瓦块推力滑动轴承

技术领域

本发明涉及轴承领域，具体地说是一种整个运动表面处和入口区静止表面处皆出现界面滑移的异形倾斜平面固定瓦块推力滑动轴承。

背景技术

轴承是用来支承轴类零件的重要机械部件。主要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，传统轴承均建立在传统的润滑理论基础上。滚动轴承和滑动轴承各应用于不同场合，各有其优势。由于本发明涉及的是滑动轴承，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。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。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。

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，润滑油膜就具备承载能力，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。

发明内容

本发明的目的是提供一种整个运动表面处和入口区静止表面处皆出现界面滑移的异形倾斜平面固定瓦块推力滑动轴承。与传统流体润滑理论相悖，这种轴承两接触表面间形成发散的间隙。与图1所示传统倾斜平面固定瓦块推力滑动轴承相反，这种轴承入口区的表面间隙小于它的出口区的表面间隙。按照传统流体润滑理论，这种轴承应当是不成立的，因为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。

但是，如果这种轴承入口区的静止接触表面为具有较弱物理吸附能力的憎油涂层表面而使润滑油膜在轴承入口区的静止接触表面上产生滑移，同时润滑油膜也在这种轴承的整个运动表面上产生滑移，但这种轴承里润滑油膜和运动表面间的界面剪切强度大于润滑油膜和入口区静止表面间的界面剪切强度，而润滑油膜在轴承的其余表面即轴承的出口区静止表面上不发生滑移，由于润滑油膜在本轴承入口区静止表面和整个运动表面上的滑移，在运动表面带动下使得流入本轴承入口区小截面的润滑油流量反而大于流出轴承出口区大截面的润滑油流量，从而使得润滑油在这样的发散楔形间隙中也能受到挤压进而产生油压，润滑油膜就具备承载能力。这样就形成本发明所指的整个运动表面处和入口区静止表面处皆出现界面滑移的异形倾斜平面固定瓦块推力滑动轴承。

本发明在传统轴承忌讳的发散的表面间隙下，仅运用界面滑移技术，就实现了具有一定承载能力的异形倾斜平面固定瓦块推力滑动轴承，在技术上，本发明具有突出的进步和创造性。本发明轴承具有制造容易、结构简单、成本低廉、摩擦系数低和节能的优点。

本发明的技术解决方案是：

一种整个运动表面处和入口区静止表面处皆出现界面滑移的异形倾斜平面固定瓦块推力滑动轴承，如图5，包括一块固定瓦块(1)，固定瓦块(1)工作表面为一平面，它包括平面A(2)和平面C(6)，平面A(2)是憎油涂层表面，平面C(6)是亲油表面，平面C(6)是固定瓦块(1)的涂层表面或是固定瓦块(1)的自然表面；另有一块具有平面B(3)的运动平板(4)，平面B(3)是运动平板(4)的涂层表面或是运动平板(4)的自然表面。使运动平板(4)与固定瓦块(1)配对，固定瓦块(1)的倾角即固定瓦块(1)的平面A(2)和运动平板(4)的平面B(3)之间的夹角为θ，θ的取值范围为：1.0×10^-6°≤θ≤1.0×10^-3°。固定瓦块(1)和运动平板(4)之间就形成了楔形间隙，运动平板(4)相对于固定瓦块(1)的运动方向为由这个楔形间隙的小端指向这个楔形间隙的大端，在这个楔形间隙里充满润滑油(5)，这个楔形间隙的小端处间隙值即轴承入口处润滑油(5)膜厚度为h_i，轴承里入口区和出口区边界处润滑油(5)膜厚度为h₁，轴承出口处润滑油(5)膜厚度为h_o，平面A(2)的宽度为l₁，平面C(6)的宽度为l₂，润滑油(5)工作时的动力粘度是η，运动平板(4)相对于固定瓦块(1)的运动速度是u，润滑油(5)和平面B(3)间的界面剪切强度为τ_sb，润滑油(5)和平面A(2)间的界面剪切强度为τ_sa，定义：λ_τ＝τ_sb/τ_sa，

H₁＝h₁/h_i，H_o＝h_o/h_i，ψ＝l₂/l₁；本发明要求：

润滑油(5)和平面C(6)间的界面剪切强度τ_sc大于平面C(6)处的剪应力，即：τ_sc＞-τ_sb/2-3q_vη/h₁ ²，这里，q_v是单位时间内通过本发明轴承的单位接触长度上的润滑油(5)的体积流量，q_v＝[(τ_sb-τ_sa)ln(h₁/h_i)-3τ_sb ln(h₁/h_o)/2]/[3η(1/h_o ²-1/h₁ ²)/2]。这样，润滑油(5)膜在平面A(2)和整个平面B(3)上就产生滑移，而润滑油(5)膜在平面C(6)上不滑移。这样就形成了本发明所指的整个运动表面处和入口区静止表面处皆出现界面滑移的异形倾斜平面固定瓦块推力滑动轴承。

进一步地，固定瓦块(1)的平面A(2)为氟碳涂层表面，固定瓦块(1)的平面C(6)为二氧化钛涂层表面，运动平板(4)的平面B(3)为钢制零件自然表面。

本发明的有益效果是：

本发明运用界面滑移技术，采用表面涂层方法设计出一种异形倾斜平面固定瓦块推力滑动轴承。本发明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，这是传统倾斜平面固定瓦块推力滑动轴承达不到的。本发明轴承具有一定的承载能力和较低摩擦系数，具有良好润滑油膜，能起到较好减摩节能效果，在机械设备上作支承部件用。

本发明具有以下优点：

(1)本发明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。

(2)本发明轴承含有良好的润滑油膜，具有良好的减摩节能性能，具有一定的承载能力。

(3)本发明轴承结构简单，制造容易，成本低廉。

附图说明

图1是现有倾斜平面瓦块轴承的结构示意图；

图2是现有锯齿形瓦块轴承的结构示意图；

图3是现有斜面平台瓦块轴承的结构示意图；

图4是现有瑞利阶梯轴承的结构示意图；

图5是本发明实施例整个运动表面处和入口区静止表面处皆出现界面滑移的异形倾斜平面固定瓦块推力滑动轴承的结构示意图；

图6是实施例中本发明轴承内不同θ下的无量纲润滑油(5)膜压力分布图；

图7是实施例中不同θ下本发明轴承的无量纲承载量W随ψ的变化曲线图；

图8是实施例中不同θ下本发明轴承的无量纲承载量W随

的变化曲线图；

图9是不同θ值下本发明实施例中轴承的固定瓦块(1)处的摩擦系数f_a值随

的变化曲线图；

图10是不同θ值下本发明实施例中轴承的运动平板(4)处的摩擦系数f_b值随

的变化曲线图。

其中，u为运动平板(4)相对于固定瓦块(1)的运动速度，w为单位接触长度上轴承支承的载荷，两板块之间的间隙中充满润滑油，h_i为轴承入口处润滑油(5)膜厚度，h_o为轴承出口处润滑油(5)膜厚度，h₁为轴承里入口区和出口区边界处润滑油(5)膜厚度，l₁为平面A(2)的宽度，l₂为平面C(6)的宽度，θ为固定瓦块(1)的倾角即固定瓦块(1)的平面A(2)和运动平板(4)的平面B(3)之间的夹角。润滑油(5)膜在平面A(2)和整个平面B(3)上均产生滑移，而润滑油(5)膜在平面C(6)上不滑移。

图5中：1-固定瓦块，2-平面A，3-平面B，4-运动平板，5-润滑油，6-平面C

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例

一种整个运动表面处和入口区静止表面处皆出现界面滑移的异形倾斜平面固定瓦块推力滑动轴承，如图5，包括一块固定瓦块(1)，固定瓦块(1)工作表面为一平面，它包括平面A(2)和平面C(6)，平面A(2)是憎油涂层表面，平面C(6)是亲油表面，平面C(6)是固定瓦块(1)的涂层表面或是固定瓦块(1)的自然表面；另有一块具有平面B(3)的运动平板(4)，平面B(3)是运动平板(4)的涂层表面或是运动平板(4)的自然表面。使运动平板(4)与固定瓦块(1)配对，固定瓦块(1)的倾角即固定瓦块(1)的平面A(2)和运动平板(4)的平面B(3)之间的夹角为θ，θ的取值范围为：1.0×10^-6°≤θ≤1.0×10^-3°。固定瓦块(1)和运动平板(4)之间就形成了楔形间隙，运动平板(4)相对于固定瓦块(1)的运动方向为由这个楔形间隙的小端指向这个楔形间隙的大端，在这个楔形间隙里充满润滑油(5)，这个楔形间隙的小端处间隙值即轴承入口处润滑油(5)膜厚度为h_i，轴承里入口区和出口区边界处润滑油(5)膜厚度为h₁，轴承出口处润滑油(5)膜厚度为h_o，平面A(2)的宽度为l₁，平面C(6)的宽度为l₂，润滑油(5)工作时的动力粘度是η，运动平板(4)相对于固定瓦块(1)的运动速度是u，润滑油(5)和平面B(3)间的界面剪切强度为τ_sb，润滑油(5)和平面A(2)间的界面剪切强度为τ_sa，定义：λ_τ＝τ_sb/τ_sa，

H₁＝h₁/h_i，H_o＝h_o/h_i，ψ＝l₂/l₁；本发明要求：

润滑油(5)和平面C(6)间的界面剪切强度τ_sc大于平面C(6)处的剪应力，即：τ_sc＞-τ_sb/2-3q_vη/h₁ ²，这里，q_v是单位时间内通过本发明轴承的单位接触长度上的润滑油(5)的体积流量，q_v＝[(τ_sb-τ_sa)ln(h₁/h_i)-3τ_sb ln(h₁/h_o)/2]/[3η(1/h_o ²-1/h₁ ²)/2]。这样，润滑油(5)膜在平面A(2)和整个平面B(3)上就产生滑移，而润滑油(5)膜在平面C(6)上不滑移。这样就形成了本发明所指的整个运动表面处和入口区静止表面处皆出现界面滑移的异形倾斜平面固定瓦块推力滑动轴承。

本发明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，这是传统倾斜平面固定瓦块推力滑动轴承达不到的。本发明轴承具有一定的承载能力和较低的摩擦系数，具有良好的润滑油膜，能起到较好的减摩节能效果，在机械设备上作支承部件用。

实施例中，该种整个运动表面处和入口区静止表面处皆出现界面滑移的异形倾斜平面固定瓦块推力滑动轴承，由固定瓦块(1)和运动平板(4)组成本轴承，两块板块由各种牌号钢材制成，但不排除使用其它材料制成；固定瓦块(1)的倾角即固定瓦块(1)的平面A(2)和运动平板(4)的平面B(3)之间的夹角为θ，θ的取值范围为：1.0×10^-6°≤θ≤1.0×10^-3°。该种整个运动表面处和入口区静止表面处皆出现界面滑移的异形倾斜平面固定瓦块推力滑动轴承，轴承入口处润滑油(5)膜厚度为h_i，轴承里入口区和出口区边界处润滑油(5)膜厚度为h₁，轴承出口处润滑油(5)膜厚度为h_o，润滑油(5)工作时的动力粘度是η，运动平板(4)相对于固定瓦块(1)的运动速度是u，润滑油(5)和平面B(3)间的界面剪切强度为τ_sb，润滑油(5)和平面A(2)间的界面剪切强度为τ_sa，定义：λ_τ＝τ_sb/τ_sa，

H₁＝h₁/h_i，H_o＝h_o/h_i，λ_τ满足：

润滑油(5)和平面C(6)间界面剪切强度τ_sc大于平面C(6)处的剪应力，即：τ_sc＞-τ_sb/2-3q_vη/h₁ ²，这里，q_v是单位时间内通过本发明轴承的单位接触长度上的润滑油(5)的体积流量，q_v＝[(τ_sb-τ_sa)ln(h₁/h_i)-3τ_sb ln(h₁/h_o)/2]/[3η(1/h_o ²-1/h₁ ²)/2]，这样，润滑油(5)膜在平面A(2)和整个平面B(3)上就产生滑移，而润滑油(5)膜在平面C(6)上不滑移。运动平板(4)以速度u相对于固定瓦块(1)滑动，速度u的方向为由固定瓦块(1)的平面A(2)一端指向固定瓦块(1)的平面C(6)一端，如图5。平面A(2)是憎油涂层表面，平面C(6)是亲油表面，平面C(6)是固定瓦块(1)的涂层表面或是固定瓦块(1)的自然表面，平面B(3)是运动平板(4)的涂层表面或是运动平板(4)的自然表面。

图5给出实施例轴承的结构示意图。图5中，u为运动平板(4)相对于固定瓦块(1)的运动速度，w为单位接触长度上轴承支承的载荷，两板块之间的间隙中充满润滑油(5)，h_i为轴承入口处润滑油(5)膜厚度，h_o为轴承出口处润滑油(5)膜厚度，h₁为轴承里入口区和出口区边界处润滑油(5)膜厚度，l₁为平面A(2)的宽度，l₂为平面C(6)的宽度，θ为固定瓦块(1)的倾角即固定瓦块(1)的平面A(2)和运动平板(4)的平面B(3)之间的夹角；润滑油(5)膜在平面A(2)和整个平面B(3)上均产生滑移，而润滑油(5)膜在平面C(6)上不滑移；平面A(2)是憎油涂层表面，平面C(6)是亲油表面，平面C(6)是固定瓦块(1)的涂层表面或是固定瓦块(1)的自然表面，平面B(3)是运动平板(4)的涂层表面或是运动平板(4)的自然表面。

与图1所示的传统流体动压润滑倾斜平面固定瓦块推力滑动轴承相比，本发明轴承在结构上有实质变化，它采用轴承表面间发散的间隙，突破了传统润滑技术的禁区，实现了润滑油膜润滑，具有一定的承载能力和较低的摩擦系数。本发明轴承制造容易，成本低廉，具有良好润滑、减摩、节能性能，适用于特定的场合。因此，本发明轴承的技术优势和应用价值是十分明显的。

实施例中，运动平板(4)和固定瓦块(1)均为钢材制造，固定瓦块(1)的平面A(2)为(憎油的)氟碳涂层表面，固定瓦块(1)的平面C(6)为(亲油的)二氧化钛涂层表面，运动平板(4)的平面B(3)为运动平板(4)的自然表面，润滑油(5)为5P4E聚苯醚油，工作时润滑油(5)和平面A(2)间的界面剪切强度τ_sa为0.02MPa，润滑油(5)和平面B(3)间的界面剪切强度τ_sb为0.05MPa，润滑油(5)和平面C(6)间的界面剪切强度τ_sc为0.4MPa，润滑油(5)工作时动力粘度为η＝0.04Pa·s，运动平板(4)的运动速度为u＝10m/s，h_i/(l₁+l₂)＝2.5×10^-4，轴承入口处润滑油(5)膜厚度h_i为2μm。轴承工作时，润滑油(5)膜在平面A(2)和整个平面B(3)上均产生滑移，润滑油(5)膜在平面C(6)上不滑移。

(1)当l₁＝5.33mm，l₂＝2.67mm，θ＝1.0×10^-6°时，得到的本发明轴承单位长度量纲承载量为w＝3.23×10⁵N/m，固定瓦块(1)上的摩擦系数为0.0012，运动平板(4)上的摩擦系数为0.001。

(2)当l₁＝5.33mm，l₂＝2.67mm，θ＝1.0×10^-5°时，得到的本发明轴承单位长度量纲承载量为w＝3.2×10⁵N/m，固定瓦块(1)上的摩擦系数为0.00125，运动平板(4)上的摩擦系数为0.0012。

(3)当l₁＝5.33mm，l₂＝2.67mm，θ＝1.0×10^-4°时，得到的本发明轴承单位长度量纲承载量为w＝3.17×10⁵N/m，固定瓦块(1)上的摩擦系数为0.00131，运动平板(4)上的摩擦系数为0.00127。

(4)当l₁＝5.33mm，l2＝2.67mm，θ＝1.0×10^-3°时，得到的本发明轴承单位长度量纲承载量为w＝3.14×10⁵N/m，固定瓦块(1)上的摩擦系数为0.00138，运动平板(4)上的摩擦系数为0.00135。

从实施例看出，本发明轴承属一种整个运动表面处和入口区静止表面处皆出现界面滑移的异形倾斜平面固定瓦块推力滑动轴承，它的入口区的轴承表面间隙低于它的出口区的轴承表面间隙。本发明轴承具有一定承载能力，具有良好的润滑油膜和较低的摩擦系数，减摩耐磨性好，胜任特定的工作场合，用于机械设备中主轴的支承，解决了普通轴承不能解决的技术问题。

本发明原理说明如下：

根据已往建立的界面滑移理论，在本发明设计的轴承中，由于润滑油(5)膜在固定瓦块(1)的平面A(2)和运动平板(4)的整个平面B(3)上均产生滑移而在固定瓦块(1)的平面C(6)上不滑移，如图5，即使在轴承入口区表面间隙小于轴承出口区表面间隙的情形下，在运动平板(4)的运动带动下，流入轴承的润滑油(5)流量大于流出轴承的润滑油(5)流量。这样，轴承内的流体流动的流量平衡条件就被打破，润滑油(5)在轴承中不断积聚受到挤压从而形成油压。轴承内形成的润滑油(5)膜压力使轴承入口区和出口区中分别产生压力梯度流动(即Poiseuille流动)，入口区和出口区中产生的压力梯度流动分别使流入轴承的润滑油(5)流量减小，使流出轴承的润滑油(5)流量增大，最终使流入轴承的润滑油(5)总流量等于流出轴承的润滑油(5)总流量，从而维持了润滑油(5)在轴承中的流动连续性。这就是说，由于润滑油(5)膜在固定瓦块(1)的平面A(2)和运动平板(4)的整个平面B(3)上均产生滑移而在固定瓦块(1)的平面C(6)上不滑移，在合适的固定瓦块(1)的倾角θ下，本发明轴承内必然能形成润滑油(5)膜压力，形成的润滑油(5)膜压力使本发明轴承具有支承载荷的能力。由于润滑油(5)膜的存在和润滑油(5)与平面A(2)和平面B(3)间的界面剪切强度均较低，本发明轴承就具有较低的摩擦系数，而轴承表面磨损轻微至可忽略不计。这就是本发明轴承的原理。

图6给出当h_i/(l₁+l₂)＝2.5×10^-4、

和ψ＝l₂/l₁＝0.5时本发明实施例中的不同θ下轴承内的无量纲润滑油(5)膜压力分布。图6中，X＝x/(l₁+l₂)，P＝ph_i/(uη)，p是润滑油(5)膜(量纲)压力。从图6看出，随着θ减小，本发明轴承内的润滑油(5)膜压力增大。

图7给出当h_i/(l₁+l₂)＝2.5×10^-4、

和

时本发明实施例中不同θ下轴承的无量纲承载量(W)随ψ的变化曲线。图7中，W＝w/(uη)，w为单位接触长度上轴承支承的载荷，u为运动平板(4)相对于固定瓦块(1)的运动速度，η为润滑油(5)工作时的动力粘度，ψ＝l₂/l₁。从图7看出，在其它工况参数相同条件下，随着θ的减小，本发明轴承的承载能力增大；而在其它工况参数相同条件下，当ψ≥0.5时，随着ψ的增大，本发明轴承的承载量不断减小。

图8给出当h_i/(l₁+l₂)＝2.5×10^-4、

和ψ＝l₂/l₁＝0.5时本发明实施例中不同θ下轴承的无量纲承载量(W)随

的变化曲线。图8中，W的定义与图7中的相同，

τ_sb是润滑油(5)和平面B(3)间的界面剪切强度，u是运动平板(4)相对于固定瓦块(1)的运动速度，η是润滑油(5)工作时的动力粘度，h_i为轴承入口处润滑油(5)膜厚度(见图5)。从图8看出，对于给定的工况，随着

的增大，本发明轴承的承载量线性增大。

图9给出当h_i/(l₁+l₂)＝2.5×10^-4、

和

时不同θ值下本发明实施例中轴承的固定瓦块(1)处的摩擦系数f_a值随

的变化曲线。图9中，

的定义与图8中的相同。从图9看出，本发明轴承的固定瓦块(1)处的摩擦系数值是比较低的，这个摩擦系数值甚至比传统流体润滑倾斜平面固定瓦块推力滑动轴承的摩擦系数值低得多。这表明本发明轴承有较好的减摩和节能效果。从图9还看出，随着

的增大，本发明轴承的固定瓦块(1)处的摩擦系数值(f_a)不断减小。

图10给出当h_i/(l₁+l₂)＝2.5×10^-4、

和ψ＝l₂/l₁＝0.5时不同θ值下本发明实施例中轴承的运动平板(4)处的摩擦系数f_b值随

的变化曲线。图10中，

的定义与图8中的相同。从图10看出，本发明轴承的运动平板(4)处的摩擦系数值是比较低的，这个摩擦系数值甚至比传统流体润滑倾斜平面固定瓦块推力滑动轴承的摩擦系数值低得多。这表明本发明轴承有较好的减摩和节能效果。从图10还看出，随着

的增大，本发明轴承的运动平板(4)处的摩擦系数值(f_b)不断减小。

Claims (1)

1.一种整个运动表面处和入口区静止表面处皆出现界面滑移的异形倾斜平面固定瓦块推力滑动轴承，包括一块固定瓦块(1)，固定瓦块(1)工作表面为一平面，它包括平面A(2)和平面C(6)，另有一块具有平面B(3)的运动平板(4)，使运动平板(4)与固定瓦块(1)配对，固定瓦块(1)的倾角即固定瓦块(1)的平面A(2)和运动平板(4)的平面B(3)之间的夹角为θ，固定瓦块(1)和运动平板(4)之间形成楔形间隙，运动平板(4)相对于固定瓦块(1)的运动方向为由这个楔形间隙的小端指向这个楔形间隙的大端，在这个楔形间隙里充满润滑油(5)，这个楔形间隙的小端处间隙值即轴承入口处润滑油(5)膜厚度为h_i，这个楔形间隙的大端处间隙值即轴承出口处润滑油(5)膜厚度为h_o，平面A(2)和平面C(6)边界处润滑油(5)膜厚度为h₁，润滑油(5)工作时动力粘度是η，运动平板(4)相对于固定瓦块(1)的运动速度是u，润滑油(5)和平面B(3)间界面剪切强度为τ_sb，润滑油(5)和平面A(2)间界面剪切强度为τ_sa，定义：λ_τ＝τ_sb/τ_sa，

H₁＝h₁/h_i，H_o＝h_o/h_i；其特征在于：平面A(2)是憎油涂层表面，平面C(6)是亲油表面，平面A(2)为氟碳涂层表面，平面C(6)为二氧化钛涂层表面，平面B(3)为钢制零件自然表面，θ的取值范围为：

λ_τ满足：

润滑油(5)为5P4E聚苯醚油，润滑油(5)和平面C(6)间界面剪切强度τ_sc大于平面C(6)处的剪应力，即：τ_sc＞-τ_sb/2-3q_vη/h₁ ²，这里，q_v是单位时间内通过轴承的单位接触长度上的润滑油(5)的体积流量，q_v＝[(τ_sb-τ_sa)ln(h₁/h_i)-3τ_sbln(h₁/h_o)/2]/[3η(1/h_o ²-1/h₁ ²)/2]，这样，润滑油(5)膜在平面A(2)和整个平面B(3)上就产生滑移，而润滑油(5)膜在平面C(6)上不滑移。

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