CN112585367B - 滑动轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种滑动轴承,特别是用于安装圆柱轴,该滑动轴承具有带有纵向中心轴线的基本中空圆柱形主体,其中,该轴以径向间隙容纳在主体的轴承孔中。根据本发明规定,在轴承孔的载荷区的区域中布置至少一个纵向凹陷,其具有小的表面积,并且至少一个纵向凹陷可以通过外部流体供应被加载有加压流体以减少滑动轴承的磨损。滑动轴承的磨损降低达90%。

Description

滑动轴承
技术领域
本发明涉及一种滑动轴承,特别是用于支撑圆柱形轴,包括具有纵向中心轴线的基本中空圆柱形基体,其中,该轴以径向间隙容纳在基体的轴承孔中。
背景技术
在该技术中,用水或其他流体工作的静液压或动液压滑动轴承广泛用于低维护,并且由于形成了液膜,因此几乎无摩擦地支撑机械零件。
从DD285157A5中已知一种用于支撑轴的橡胶轴轴承,特别是在船舶上和在泵构造中。润滑和冲洗凹槽的数量应减少到最小,其中凹槽的布置设置在形成最大压力峰值所需的区域之外。没有向滑动轴承的轴承套筒中提供限定的润滑或冲洗剂供应。此外,在已知滑动轴承的运行期间,可能会增加磨损。
在JP2012062872A、WO2010/103100A1、DE244320A1、GB1161895A、US2006/165326A1和DE331734C中示出了其他现有技术。
发明内容
本发明的目的是提出一种尽可能减少磨损的滑动轴承,其以可由低粘度流体(例如水)驱动的方式起作用,并且基本不是动液压的。
上述目的是通过一种包括权利要求1的特征的滑动轴承来实现的,根据该滑动轴承,至少一个小表面纵向凹部设置在轴承孔的载荷区的区域中,并且为了减少滑动轴承的磨损,至少一个纵向凹部可以通过外部流体供应由处于压力下的流体作用。由此,本发明的(混合型)滑动轴承结合了静液压滑动轴承和动液压滑动轴承的优点。在正常运行中,动液压以及静液压滑动轴承都是无磨损且低摩擦的。即使当本发明的滑动轴承用低粘度流体例如水运行时,也实现了这些有利性能,并且基本没有动液压地作用。由于仅需要一台中压泵,因此可以减少以至少一个用于流体的高压泵的形式的高建设性费用(通常在常规的纯静液压滑动轴承中所需要的)。在本发明的滑动轴承中,磨损行为也与支撑轴和滑动轴承的基体的轴承孔之间的相对速度无关。在船舶应用中,可以实现达0.6MPa的滑动轴承载荷或表面载荷,其达到了油润滑最大可达到的承载能力的数量级。归根结底,油润滑只能支撑达0.8MPa的稍高滑动轴承载荷。在此,载荷区中的纵向凹部的表面优选地对应于小于载荷区的50%,最优选地小于载荷区的30%,或者小于整个内表面的10%。此外,优选地,小表面纵向凹部的长宽比至少为10:1。因此,纵向凹部相对于轴承孔的整个内表面是小表面。
至少一个纵向凹部优选地通过至少一个流体通道连接到流体供应。因此,可以将流体直接供应到至少一个纵向凹部。
流体在至少一个纵向凹部的入口开口的区域中的压力由流体供应设定,使得至多部分地补偿作用在滑动轴承上的滑动轴承载荷。由此,滑动轴承代表静液压和动液压滑动轴承之间的混合形式。入口开口的区域中的压力的尺寸被确定为使得滑动轴承载荷被补偿约40%。因此,磨损减少了约90%。
至少一个纵向凹部径向向内敞开。由此,在至少一个纵向凹部内的流体的限定的压力积累是可能的。为了实现该目的,至少一个纵向凹部在两侧至少局部地轴向封闭。
至少一个纵向凹部包括细长且狭窄以及近似椭圆形的圆周轮廓。与大表面静液压润滑袋相反,至少一个纵向凹部因此具有狭窄且细长的几何形状。狭窄的轮廓在轴向方向上延伸,以便因此尽可能少地干扰动液压作用。此外,由此例如可以通过常规的加工方法特别是铣削来简单地制造至少一个纵向凹部。
优选地,在基体的纵向中心轴线与轴的纵向中心轴线之间存在径向偏移。在基体内,由此赋予轴足够大的径向间隙。
在一有利设计中,基体通过使用塑料材料形成,轴通过使用金属材料形成。因此,避免了在轴与轴承孔之间直接无流体的机械接触(“干转”)情况下的磨损增加(所谓的“微动”)。热塑性聚氨酯特别适合用作塑料材料。此外,对各种塑料的大量实际试验表明,塑料的选择具有决定性的意义。因此,只有使用特别合适的塑料作为轴承材料,才能达到期望的减磨效果。
根据又一技术上有利改进,流体是具有低粘度的液体介质,特别是水。由此,给出本发明的滑动轴承对于船舶应用并且优选在造船中的无问题使用。
在另一设计中,基体设置在轴承壳体中,该轴承壳体特别是通过使用金属材料形成。因此确保了滑动轴承在预定机器部件中的结构上更简单的集成,其中,轴由滑动轴承支撑。
在下文中,参考示意图更详细地解释本发明的优选示例性实施例。
附图说明
图1示出了本发明的滑动轴承的纵向截面,以及
图2示出了图1的滑动轴承的基体的示意性局部透视图。
具体实施方式
图1示出了本发明的滑动轴承的纵向截面。用于可旋转地支撑圆柱形轴12的滑动轴承10包括具有纵向中心轴线16的基本中空圆柱形基体14。当轴12静止时,在两个纵向中心轴线16、18之间存在径向偏移RV,使得轴12以径向间隙或偏心地可旋转地位于滑动轴承10的基体14的轴承孔20中。通过非旋转轴12,在轴12和圆柱形轴承孔内表面22之间,因此,月牙形的径向间隙24相对于重力g的方向向量朝上。在此,滑动轴承10的中空圆柱形基体14仅示例性地容纳在实心轴承壳体26中,该实心轴承壳体可以是例如枕形轴承壳体等。用符号表示的滑动轴承载荷F作为所谓的表面载荷作用在滑动轴承12上。滑动轴承10优选地设置用于具有大直径的轴12。
在机械(主)载荷区30或流体提升区的区域中设置至少一个本发明的小表面纵向凹部32,其中,轴12至少局部地位于内孔20上。使用外部流体供应40,至少一个纵向凹部32可以由用于润滑滑动轴承10的流体42作用,该流体42处于压力p下。至少一个纵向凹部32至少在滑动轴承10的下部(主)载荷区30的区域中分配流体42。
为了能够建立压力,至少一个纵向凹部32形成为径向向内敞开并且在两侧轴向封闭。至少一个小表面纵向凹部32可以具有例如近似凹槽形的基本略微椭圆形的或近似矩形的圆周轮廓50。通过旋转轴12并且用处于压力p下的流体42撞击至少一个纵向凹部32,借助于外部流体供应40,接触区域30被最佳地润滑和冷却。
流体42可以具有低粘度,从而例如可以使用水。在固定轴12且没有流体42的情况下,载荷区30基本与圆柱形弯曲的邻接表面44或在轴12和轴承孔内表面20之间的直接接触或触摸区一致。在进入流体供应40之前,流体42实际上是无压的。
至少一个纵向凹部32通过管状的流体通道46液压地连接到流体供应40。流体通道46优选地定位在基体14上与滑动轴承载荷F相反。在入口开口48的进入到至少一个纵向凹部32中的区域中,流体42的压力p由外部流体供应设定,使得至多部分地补偿作用在轴12或滑动轴承10上的滑动轴承载荷F或表面载荷。在此,滑动轴承载荷F主要作用在轴承孔20内部的载荷区30的区域中。特别是在入口开口48的区域中,压力p优选地由外部流体供应40设定,使得滑动轴承载荷F被补偿约40%,且轴承磨损降低达90%。归根结底,压力P的水平处于滑动轴承10的一个动液压和静液压流体供应之间的水平。
由于在至少一个小表面纵向凹部32内的流体42的压力p以及在纵向凹部32的紧邻附近的流体42,至多部分地补偿滑动轴承载荷F。因此,以滑动轴承10的基体14的轴承孔20和轴12的形式的参与滑动搭档之间的磨损行为改变,从而导致明显的磨损减少。
在载荷区30的区域中的至少一个纵向凹部32在空间上位于基本与滑动轴承10的基体14的轴承孔20中的机械滑动轴承载荷F相反。
此外,至少一个纵向凹部32不在基体14的整个轴向长度L上延伸。而是在基体14的第一和第二轴向端60、62处的第一和第二环形凸台56、58没有至少一个纵向凹部32。
滑动轴承10的中空圆柱形基体14优选地由合适的塑料材料形成,该塑料材料尽可能地是低摩擦的并且是中等耐受的,但在机械上是充分可承载的。另一方面,轴12和滑动轴承10的轴承壳体26优选地通过使用金属材料制造。
图2示出了图1的滑动轴承的基体的示意性局部透视图。
滑动轴承10的基体14具有轴向长度为L的基本中空圆柱形状。纵向凹部32以其椭圆形的圆周轮廓50(这里仅作为示例是矩形或略微椭圆形)凹入基体14的轴承孔20的轴承孔内表面22中。最好在轴承孔20中与接合的滑动轴承载荷F相对地设置纵向凹部32。
在此,在两侧以及与纵向凹部32平行并且均匀和略微间隔开,仅通过示例的方式,两个另外的小表面纵向凹部70、72(优选在结构上构造成与中心纵向凹部32相同)在滑动轴承10的(主)载荷区30的区域中延伸,用于在此处未示出的轴下方更大规模地分配流体。三个纵向凹部32、70、72优选地在轴承孔内表面22的相对小的圆周角度(至多120°)上延伸。在设置有三个纵向凹部32、70、72的轴承孔内表面22的圆周角度的该区域中,它们占据的表面最多为轴承孔内表面22的一半,优选小于30%。因此小于整个内轴承孔表面22的10%。
根据滑动轴承10的目标应用的相应要求,基体14的轴承孔20中的纵向凹部32、70、72的数量、空间几何形状、轴向长度和/或圆周侧位置可以仅通过示例的方式可选地偏离这里示出的位置。
本发明涉及一种滑动轴承,特别是用于支撑圆柱形轴,包括具有纵向中心轴线的基本中空圆柱形基体,其中,所述轴以径向间隙容纳在基体的轴承孔中。根据本发明规定,至少一个小表面纵向凹部设置在轴承孔的载荷区的区域中,并且为了减少滑动轴承的磨损,至少一个纵向凹部可以通过外部流体供应由处于压力下的流体作用。滑动轴承的磨损降低达90%。
附图标记列表
10 滑动轴承
12 圆柱形轴
14 中空圆柱形基体
16 纵向中心轴线(基体)
18 纵向中心轴线(轴)
20 轴承孔
22 轴承孔内表面
24 径向间隙
26 轴承壳体
30 载荷区
32 小表面纵向凹部
40 外部流体供应
42 流体
44 下邻接表面
46 流体通道
48 入口开口
50 圆周轮廓
56 第一环形凸台
58 第二环形凸台
60 第一轴向端
62 第二轴向端
70 小表面纵向凹部
72 小表面纵向凹部
F 滑动轴承载荷
g 重力
L 轴向长度
p 压力
RV 径向偏移

Claims (6)

1.一种滑动轴承(10),用于支撑圆柱形轴(12),包括具有纵向中心轴线(16)的基本中空圆柱形基体(14),其中,所述轴(12)以径向间隙容纳在基体(14)的轴承孔(20)中,其特征在于,至少一个小表面纵向凹部(32、70、72)设置在轴承孔(20)的载荷区(30)的区域中,并且为了减少滑动轴承(10)的磨损,至少一个纵向凹部(32)可以通过外部流体供应(40)由处于压力(p)下的流体(42)作用,其中,所述至少一个纵向凹部(32、70、72)径向向内敞开,并且具有细长且狭窄以及近似椭圆形的圆周轮廓(50),并且其中,使用所述流体供应(40)来设定在所述至少一个纵向凹部(32、70、72)的入口开口(48)的区域中的流体(42)的压力(p),使得作用在滑动轴承(10)上的滑动轴承载荷(F)在基本非动液压状态下至多补偿约40%。
2.根据权利要求1所述的滑动轴承(10),其特征在于,所述至少一个纵向凹部(32、70、72)通过至少一个流体通道(46)连接到所述流体供应(40)。
3.根据权利要求1或2所述的滑动轴承(10),其特征在于,在所述基体(14)的纵向中心轴线(16)和所述轴(12)的纵向中心轴线(18)之间存在径向偏移(RV)。
4.根据前述权利要求1或2所述的滑动轴承(10),其特征在于,所述基体(14)通过使用塑料材料形成,并且所述轴(12)通过使用金属材料形成。
5.根据前述权利要求1或2所述的滑动轴承(10),其特征在于,所述流体(42)是具有低粘度的液体介质。
6.根据前述权利要求1或2所述的滑动轴承(10),其特征在于,所述基体(12)设置在轴承壳体(26)中,所述轴承壳体通过使用金属材料形成。
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