CN109210080B - 自动补偿的固体自润滑滑动轴承 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动补偿的固体自润滑滑动轴承。所述轴承基体的轴向内表面加工4组矩形沟槽，所述矩形沟槽内依次装有固体自润滑块体和感应磁块，空心轴内表面加工的螺旋状凹槽中安装螺旋线圈，空心轴内输入动力的一侧粘贴4组形状相同的扭矩应变片，所述螺旋线圈、扭矩应变片和数字电路串联在直流电路中，扭矩应变片一端以全桥的连接方式与电源相连接，另一端与数字电路相连接，所述数字电路与螺旋线圈串联。本发明的空心轴与轴承基体在摩擦过程中持续不断的由固体自润滑块体提供润滑材料并形成转移膜，因此本发明承载能力强，降低了摩擦系数，大幅度地提高了轴承的使用寿命。

Description

自动补偿的固体自润滑滑动轴承

技术领域

本发明属于一种轴承技术领域，具体涉及一种自动补偿的固体自润滑滑动轴承。

背景技术

自润滑轴承主要应用于航空航天、大型水利设施、船舶、机械设施等领域，现有的固体自润滑轴承主要分为镶嵌型和粉末冶金整体烧结型两类轴承。固体自润滑轴承大多通过粘接优质材料或者压制成形、烧结金属基粉末以形成固体自润滑材料来减少轴承在轴上工作的磨损量。例如中国专利(ZL201320341799.1)公开的一种镶嵌式固体自润滑轴承，所述轴承一端设有环形阻挡部，另一端设有外倒角，在轴承本体侧部设有位于环形阻挡部一端的环形凹槽，在轴承本体上还设有若干分别用于储存固体润滑材料的通孔来降低了摩擦系数，但是该发明存在固体润滑材料利用率较低等问题。中国专利(201620490002.8)提供的一种自动补偿式自润滑轴承，轴承本体两端开口处均设有导向斜面，在导向斜面的引导作用下由补偿弹簧向外压出固体自润滑材料，以达到自动磨损补偿，但是固体自润滑材料做为承载材料，承载能力低。中国专利(ZL98244127.4)提供的一种结构排沙式金属基镶嵌固体自润滑轴承，该轴承为钢与铜的双金属基体，所述基体具有多孔结构，其孔内镶嵌固体润滑剂，铜衬套内表面具有网状沟槽，具有自动排沙功能，摩擦系数低，但是固体自润滑剂无法自动补充。中国专利(ZL98204261.2)公开的一种双金属固体润滑滑动轴承，采用减摩衬层外端面为基体衬背层，减摩衬层内端面上压制有槽穴，槽穴内压有固体润滑剂，槽穴的深度小于减摩衬层厚度，但是该发明的固体自润滑剂无法在工况下自动补充。

综上所述，可补偿固体自润滑轴承均存在承载能力低，自润滑材料无法自动补偿的问题，制约了自润滑轴承的发展。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述问题，本发明提供一种自动补偿的固体自润滑滑动轴承，用以满足不同工况下的持续自动供给自润滑材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自动补偿的固体自润滑滑动轴承，包括轴承基体及数字电路，其中：

所述轴承基体的轴向内表面加工出4组矩形沟槽，所述矩形沟槽内依次装有固体自润滑块体和感应磁块，所述固体自润滑块体直接与空心轴相接触；所述空心轴在与轴承基体配合处的一侧内表面加工螺旋状凹槽，所述螺旋状凹槽中安装螺旋线圈，空心轴内与电机联接的一侧粘贴4组形状相同的扭矩应变片，其中，扭矩应变片两组以横向对称粘贴、两组以纵向对称粘贴。

所述螺旋线圈、扭矩应变片和数字电路串联在直流电路中，数字电路与带有卡槽的空心轴的轴端轴向配合，所述扭矩应变片一端以全桥的连接方式与电源相连接，另一端与数字电路相连接，数字电路与螺旋线圈串联，所述空心轴卡槽与数字电路配合处开有螺纹孔，旋紧螺钉使数字电路固定。

所述扭矩应变片选用丝式应变片、箔式应变片或薄膜型应变片。

所述轴承基体的材料为不导磁金属，所述不导磁金属为轴承不锈钢、铬锆铜；所述固体自润滑块体为高分子复合材料，所述高分子复合材料为二硫化钼、聚四氟乙烯。

本发明的有益效果是：所述固体自润滑滑动轴承主要由轴套承载，承载能力强。通过电磁转换，智能持续地为轴与轴套的摩擦提供自润滑材料并形成转移膜，降低摩擦系数，大幅度提高轴承的服役性能和使用寿命。

附图说明

图1是自动补偿的固体自润滑滑动轴承的结构示意图图；

图2是自动补偿的固体自润滑滑动轴承的A-A剖视图；

图3是自动补偿的固体自润滑滑动轴承的B-B剖视图；

图4是自动补偿的固体自润滑滑动轴承的C-C剖视图；

图5是空心轴轴向剖视图。

在上述附图中，1-轴承基体，2-感应磁块，3-固体自润滑块体，4螺旋线圈，5-扭矩应变片，6-空心轴，7-螺钉，8-数字电路，9-螺旋状凹槽。

具体实施方式

为了更好的理解本发明所提供的技术方案，下面结合附图1-5，对本发明进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明的实施，但并不用于限定本发明。

实施例

图1～图5是本发明公开的一个实施例，一种自动补偿的固体自润滑滑动轴承，由轴承基体1、感应磁块2、固体自润滑块体3、螺旋线圈4及空心轴6组成，所述空心轴6内装有扭矩应变片5和数字电路8。

本发明的滑动轴承是在轴承基体1的轴向内表面等角度加工出4组矩形沟槽，沟槽内依次装有固体自润滑块体3与感应磁块2，固体自润滑块体3选用二硫化钼高分子复合材料，所述固体自润滑块体3直接与空心轴6接触。空心轴6接入电机的一侧粘贴有4组形状相同的扭矩应变片5，扭矩应变片5选用薄膜型应变片，所述扭矩应变片5中两组以横向对称粘贴、两组以纵向对称粘贴。空心轴6在与轴承基体1配合的一侧其内侧开有螺旋状凹槽9，在螺旋状凹槽9中安装螺旋线圈4。螺旋线圈4、扭矩应变片5和数字电路8串联在直流电路中，数字电路8与带有卡槽的空心轴6轴向配合，在空心轴6卡槽与数字电路配合处开有螺纹孔，通过旋紧螺钉7使数字电路8固定。

电磁系统包括轴承基体1、感应磁块2、固体自润滑块体3和螺旋线圈4，其中轴承基体1为不导磁材料轴承不锈钢。在电磁系统中对螺旋线圈4接通直流电源，螺旋线圈4产生磁场，感应磁块2将磁场吸引力传递到固体自润滑块体3上，使固体自润滑块体3与空心轴6紧密接触，在固体润滑材料磨损过程中自动补偿，实现轴承基体1摩擦表面的自润滑材料的持续供给，以达到减摩的效果。电控系统由数字电路8及扭矩应变片5等组成，其中扭矩应变片5的一端以全桥的连接方式与电源相连接，另一端与数字电路8相连接，数字电路8与螺旋线圈4串联。

自动补偿的固体自润滑滑动轴承由轴承基体1承载，固体自润滑块体3润滑，通电下的螺旋线圈4产生磁场，感应磁块2在产生磁场的作用下将不断给固体自润滑块体3施加作用力，受力状态下的固体自润滑块体3持续与空心轴6接触且提供自润滑材料。扭矩应变片5直接将空心轴6与轴承基体1之间的扭矩信号传递到数字电路8中，数字电路8自动调节螺旋线圈4上的电流大小，以改变螺旋线圈4与感应磁块2的作用力，从而改变固体自润滑块体3与感应磁块2间的作用力，达到适应不同转速的情况下为空心轴6自动补偿固体自润滑材料，从而更好的控制磨损量。当摩擦系数增高，空心轴6与轴承基体1之间扭矩增大，扭矩应变片5将扭矩信号传递给数字电路8控制电流以提高磁场强度，从而使感应磁块2受磁场力，增大固体自润滑块体3与空心轴6之间的正压力，加速自润滑膜生成，以降低摩擦系数，改善润滑状态。

Claims (3)

1.一种自动补偿的固体自润滑滑动轴承，包括轴承基体(1)及数字电路(8)，其特征在于：

所述轴承基体(1)的轴向内表面加工出4组矩形沟槽，所述矩形沟槽内依次装有固体自润滑块体(3)和感应磁块(2)，所述固体自润滑块体(3)直接与空心轴(6)相接触；所述空心轴(6)在与轴承基体(1)配合处的一侧内表面加工螺旋状凹槽(9)，所述螺旋状凹槽(9)中安装螺旋线圈(4)，空心轴(6)内与电机联接的一侧粘贴4组形状相同的扭矩应变片(5)，其中，所述扭矩应变片(5)两组以横向对称粘贴、两组以纵向对称粘贴；

所述螺旋线圈(4)、扭矩应变片(5)和数字电路(8)串联在直流电路中，数字电路(8)与带有卡槽的空心轴(6)的轴端轴向配合，所述扭矩应变片(5)一端以全桥的连接方式与电源相连接，另一端与数字电路(8)相连接，数字电路(8)与螺旋线圈(4)串联；

所述空心轴(6)卡槽与数字电路(8)配合处开有螺纹孔，旋紧螺钉(7)使数字电路(8)固定。

2.根据权利要求1所述的自动补偿的固体自润滑滑动轴承，其特征在于：所述扭矩应变片(5)选用丝式应变片、箔式应变片或薄膜型应变片。

3.根据权利要求1或2所述的自动补偿的固体自润滑滑动轴承，其特征在于：所述轴承基体(1)的材料为不导磁金属，所述不导磁金属为轴承不锈钢、铬锆铜；所述固体自润滑块体(3)为高分子复合材料，所述高分子复合材料为二硫化钼、聚四氟乙烯。