CN208749825U - 一种蜂窝结构滑动面和滑动轴承 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蜂窝结构滑动面，包括壁板和蜂窝架。蜂窝架固定在壁板上，一侧形成滑动接触面。蜂窝架为蜂窝结构板架，各正六边形孔洞的朝向垂直于滑动接触面。利用蜂窝结构面作为滑动接触面，大大增强了接触面的耐磨性，同时又很大程度上提高了接触面的散热性。与之相应的一种应用了蜂窝结构滑动面的滑动轴承，包括轴承座和轴瓦，轴瓦固定在轴承座上，轴瓦内设有蜂窝结构滑动面。这种应用了蜂窝结构的滑动轴承，可以提高轴瓦的耐磨度，增强散热性能，使滑动轴承更加耐磨损。针对复合材料滑动轴承，轴瓦内表面的蜂窝结构可以降低其热膨胀系数，提高抗震性、承载力、耐热性与咬粘性。此实用新型用于机械传动领域。

Description

一种蜂窝结构滑动面和滑动轴承

技术领域

本实用新型涉及机械传动领域，特别是涉及一种蜂窝结构滑动面和滑动轴承。

背景技术

轴承是当代机械设备中的一种重要零部件。它的主要作用是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转进度。轴承主要分为滚动轴承和滑动轴承。其中滑动轴承是在滑动摩擦下工作的轴承，工作平稳、可靠、无噪音。滑动轴承的结构简单，能保证很高的制造精度，并有很高的运转精度。而且滑动轴承的径向尺寸小，可以使机械的结构紧凑。在低速重载、高速轻载的工况条件下，或者是维护保养及加注润滑油困难的运转部位，滑动轴承具有无法替代的作用。

在滑动轴承中，轴瓦是轴承的重要零部件，轴瓦与轴颈接触，一般情况下滑动轴承的主要失效形式就是轴瓦磨损。在轴旋转运行的过程中，轴径和轴瓦面之间需要形成一层油膜，提高其抗磨性和降低摩擦系数。但是滑动轴承无法保持足够的润滑油储备，一旦润滑剂不足，就会立即产生严重的磨损并导致失效。并且在轴承运转过程中，接触面散热不足也会导致轴瓦的烧蚀进而导致轴承失效。且在一般复合材料滑动轴承中，抗震性、承载力、刚度和耐热性能仍然不足以适用更高要求的工况，同时该材料热膨胀系数较大，轴瓦受温度影响变化大，尺寸稳定性低，温度下降，尺寸明显收缩，容易过盈，出现外圆打滑的现象。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高耐热、抗磨损的蜂窝结构滑动面，与之相应的一种高刚度、高承载、耐温、耐磨的滑动轴承。

本实用新型所采取的技术方案是：一种蜂窝结构滑动面，包括蜂窝架和壁板，蜂窝架上设有多个贯穿的正六边形孔洞，各正六边形孔洞的朝向垂直于壁板，蜂窝架固定在壁板上，在一侧形成滑动接触面。

作为上述方案的改进，蜂窝架贯穿壁板。

作为上述方案的改进，蜂窝架内设有填充物。

与之相应，一种应用了蜂窝结构活动面的滑动轴承，包括轴承座和轴瓦，轴瓦固定在轴承座上，轴瓦内至少设有一个蜂窝结构滑动面。

作为上述方案的改进，轴承座设有圆柱形槽孔，轴瓦为圆柱状并安装于圆柱形槽孔中，蜂窝结构滑动面为柱面。

作为上述方案的改进，轴承座设有凹球形槽孔，轴瓦为凸球状并安装于凹球形槽孔中，蜂窝结构滑动面为凹球形面。

作为上述方案的改进，轴承座为端盖状，轴瓦为片状，轴瓦固定在轴承座的内表面上。

作为上述方案的改进，轴瓦为复合材料，蜂窝架为芳纶或玻璃纤维或黄铜或铝机械纸，相邻两个蜂窝结构滑动面通过细线接合。

作为上述方案的改进，轴瓦与壁板为一体化结构，蜂窝架通过嵌铸到连接轴瓦上。

作为上述方案的改进，轴瓦、壁板和蜂窝架均为金属材料，轴瓦与壁板为一体化结构，蜂窝架通过焊接固定到轴瓦上。

本实用新型的有益效果：这种利用蜂窝结构面作为滑动接触面的设计，不但对滑动接触面起到有效的补强作用，大大增强了滑动接触面的耐磨性，同时又很大程度上提高了滑动接触面的承载力和散热性；与之相应的一种应用了蜂窝结构滑动面的滑动轴承，可以提高轴瓦的耐磨度，增强散热性能，使滑动轴承更加耐磨损；同时，针对复合材料滑动轴承，轴瓦内表面的蜂窝结构面可以降低其热膨胀系数，提高导热性、抗震性、耐热性以及咬粘性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是第一种滑动轴承；

图2是蜂窝结构滑动面；

图3是第二种滑动轴承；

图4是第三种滑动轴承；

图5是蜂窝结构滑动轴承的嵌铸。

具体实施方式

参照图1～图5，本实用新型为一种蜂窝结构滑动面，包括蜂窝架11和壁板13。蜂窝架11为蜂窝结构件，蜂窝架11上有多个贯穿的正六边形孔洞，每个正六边形孔洞均大小相等距离相等。蜂窝结构滑动面中蜂窝架11一侧贴合固定在壁板13上，蜂窝架11的每个正六边形孔洞都朝向壁板13垂直方向。一般情况下蜂窝架11沿正六边形孔洞方向的厚度均相等，蜂窝架11的另一侧平行于壁板13内表面形成滑动接触面。蜂窝架11的正六边形孔洞内可以有填充物，可以填充正六边形孔洞的部分或者全部填充满。壁板13内表面一般为平面或者曲面，所以滑动接触面按照实际需要设计为平整的平面或者曲面。蜂窝架11的众多正六边形孔洞端口形成的滑动接触面参与滑动摩擦，大大增强了滑动接触面的耐磨程度。同时蜂窝结构滑动面可以提高散热性能，可以作为润滑介质的储蓄有助于生成滑动流体膜，减少滑动构件干烧的可能性。

作为优选的实施方式，蜂窝架11可以嵌入贯穿壁板13。即可以在蜂窝架11的一侧嵌入壁板13中，另一侧形成滑动接触面。或者可以是将整个蜂窝架11嵌入在壁板中，选择一侧或者同时两侧作为滑动接触面。当整个蜂窝架11嵌入在壁板13中时，一般是通过浇筑或者嵌铸实现的，嵌铸或者浇筑后的材料形成壁板13。这样蜂窝架11的六边形孔洞填充满填充物，使蜂窝架类似于骨架结构。这种填充物一般是跟蜂窝架11不同材质的物质，一般蜂窝架11具有较好的耐磨度。

与之相应一种蜂窝结构滑动面的滑动轴承，包括轴承座2和轴瓦12，轴瓦12的内至少设有一个蜂窝结构滑动面。轴承的主要作用支撑轴类零部件，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。轴承座2按需要可以设置为剖分式轴承座、滑动轴承座、滚动轴承座、带法兰的轴承座、外球面轴承座等。轴瓦12固定在轴承座2上，轴承座2与轴瓦12之间一般为过盈配合，正常工作情况下轴瓦12与轴承座2之间相对静止。而轴瓦12与轴类零件在正常工作情况下是相对滑动的，轴类零件很难直接在其上面做改进，容易干扰机械整体设计的需要。在轴瓦12内表面设置蜂窝结构滑动面，可以有效提高滑动轴承的性能并延长使用寿命。

作为优选的实施方式，轴瓦12、壁板13和蜂窝架11均为金属材料，如轴承合金、青铜、铝基合金、锌基合金等。蜂窝架11、壁板13与轴瓦12分开生产制作，然后通过焊接将蜂窝架11固定到壁板13上再固定到轴瓦12上。或者轴瓦12和壁板13为一体化结构，通过焊接将蜂窝架11固定到轴瓦12上。也可以是蜂窝架11、壁板13和轴瓦12三者为一体化结构，通过铸造或者其他工艺制作出来。

作为优选的实施方式，轴瓦12和壁板13的材料为复合材料，如弹塑性聚合物合金滑动轴承材料、环氧树脂复合材料、酚醛塑料、尼龙、聚四氟乙烯等。轴瓦12和轴承座2为材料相互匹配的复合材料，防止使轴瓦12和轴承座2之间胶合或者相互腐蚀，或者将轴瓦12和轴承座2设置为一体化结构。轴承座2为具有更强的硬度和抗腐蚀性的复合材料，与轴瓦12配合起来可以提供良好的工作性能。

作为优选的实施方式，轴瓦12和壁板13为一体化结构。蜂窝架11材料为芳纶、玻璃纤维、黄铜、铝机械纸等具有补强和耐磨性能好的材料。可以通过需要裁剪出相应形状尺寸的蜂窝架11，也可以是由多个小块的蜂窝架11组合而成整体的蜂窝架11。对于曲面滑动面的蜂窝架11一般很难针对所需要的接触面直接制造出相应规格尺寸的整体的蜂窝架11，并且在针对一些球面接触面无法直接裁剪出满足该接触面需要整体的蜂窝架11。一些曲面滑动面整体的蜂窝架11由小块的蜂窝架11拼接而成，小块的蜂窝架11为长条蜂窝结构材料。轴瓦12上多个蜂窝结构滑动面通过细线结合，可以用细线将小块的蜂窝架11之间的接口拼合形成整体的蜂窝架11，细线的材料为不会造成轴伤害的一些材料，一般为黄铜细线或者与蜂窝架11同材质的细线。利用适当的模具把准备好的蜂窝架11铺设在轴瓦12上，通过树脂嵌铸到蜂窝架11的六边形孔洞中连接上轴瓦12。或者整个轴瓦12直接由蜂窝架11嵌铸而成，树脂填充满蜂窝架11的六边形孔洞，蜂窝架11作为骨架结构贯穿到轴瓦12的内表面和外表面。

当该滑动轴承为径向滑动轴承时，轴瓦12的内表面和外表面均为柱面。轴承座2中有柱面槽孔，轴瓦12过盈安装在槽孔中。轴瓦12的内表面为蜂窝结构滑动面，所形成的滑动接触面为柱面。该滑动轴承为球面滑动轴承时，轴承座2上有凹球形槽孔，轴瓦12为凸球形。轴瓦12安装于凹球形槽孔中后，凹球形槽孔与凸球形同球心。轴瓦12内表面设置为蜂窝结构滑动面，所形成的滑动接触面为凹球形面。当该滑动轴承为轴向滑动轴承时，轴瓦12固定在轴承座2内表面，也可以与轴承座2为一体化结构。轴承座2上留有若干孔槽，可以通过螺丝螺栓将其固定到机械部件上。当该滑动轴承为推力滑动轴承时，该轴瓦12内表面为多块扇形区域蜂窝结构滑动面，每个扇形区域蜂窝结构滑动面之间留有缝隙。更进一步地，当该轴向滑动轴承为主轴密封类轴承时，蜂窝结构滑动面为环状面。

在本实施例中，轴承为复合材料的蜂窝结构径向滑动轴承，包括柱面结构的轴瓦12和轴承座2，轴瓦12的内表面为蜂窝结构滑动面。轴瓦12与壁板13为一体化结构，更具有优化生产意义地将复合材料蜂窝结构的轴瓦12分设为内瓦层和外瓦层。该复合材料的蜂窝结构径向滑动轴承通过复合材料在嵌铸中填充到蜂窝架11的六边形孔洞中，共同构成轴瓦12的内瓦层并接合外瓦层。轴瓦12内表面的蜂窝结构滑动面是通过嵌铸把蜂窝架11固定到轴瓦12的内瓦层中，而蜂窝架11一般是补强性能和耐磨性能比较好的材料。这种蜂窝结构复合材料轴承提高了轴瓦12的加工特性，提高过盈应力，可以利用销钉实现止动，具有更好现场安装特性。

一般情况下整体的蜂窝架11由多个小块的蜂窝架11拼接而成，利用细线接合拼口。利用模具将蜂窝架11嵌铸在轴瓦12的内壁之上，一般模具包括内模具31、外模具32和底板33，均为可拆卸连接。对于径向滑动轴承，小块的蜂窝架11一般为尺寸适合的长条，小块的蜂窝架11通孔朝向内模具31地围成一圈缠绕在内模具31上，采用与蜂窝材质相同的细线或黄铜细线接合拼口。按照轴承长度裁剪适当数量的小块的蜂窝架11，布满所需的高度。内模具31通过底板33定位，调整外模具32保证同轴度，然后热浇注树脂材料。树脂材料嵌铸渗入到蜂窝架11的六边形孔洞里，共同构成轴瓦12的内瓦层。嵌铸过程中内瓦层连接上轴瓦12的外瓦层，共同形成复合材料的蜂窝结构径向滑动轴承。对于球面滑动轴承，轴瓦12的凹球形内表面可由蜂窝架11嵌铸固定后再车削加工而成。

当该滑动轴承为推力滑动轴承时，裁剪出适当数目和适当大小的小块的蜂窝架11，小块的蜂窝架11六边形孔洞的朝向竖直向上铺放在模具内。由于蜂窝架11在水平方向有弹性，可以进行一定的弹性形变，可以使裁剪的蜂窝架11层宽度比所需宽度宽3～4毫米。裁剪略宽的宽度可以支撑到内模具31外侧和外模具32内侧，使蜂窝架11更好贴合在底板33上，防止在浇注树脂材料时蜂窝架11上浮，发生位置偏移等问题。完成浇注后，待树脂材料完全固化后才拆去模具，防止树脂材料未完全化固化影响蜂窝架11的位置。

当然，本设计创造并不局限于上述实施方式，上述各实施例不同特征的组合，也可以达到良好的效果。熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种蜂窝结构滑动面，其特征在于：包括蜂窝架(11)和壁板(13)，所述蜂窝架(11)上设有多个贯穿的正六边形孔洞，各所述正六边形孔洞的朝向垂直于壁板(13)，所述蜂窝架(11)固定在壁板(13)上，在一侧形成滑动接触面。

2.根据权利要求1所述的蜂窝结构滑动面，其特征在于：所述蜂窝架(11)贯穿壁板(13)。

3.根据权利要求1或2所述的蜂窝结构滑动面，其特征在于：所述蜂窝架(11)内设有填充物。

4.一种应用了权利要求1～3中任一项所述蜂窝结构滑动面的滑动轴承，其特征在于：包括轴承座(2)和轴瓦(12)，所述轴瓦(12)固定在轴承座(2)上，所述轴瓦(12)内至少设有一个蜂窝结构滑动面。

5.根据权利要求4所述的滑动轴承，其特征在于：所述轴承座(2)设有圆柱形槽孔，所述轴瓦(12)为圆柱状并安装于圆柱形槽孔中，所述蜂窝结构滑动面为柱面。

6.根据权利要求4所述的滑动轴承，其特征在于：所述轴承座(2)设有凹球形槽孔，所述轴瓦(12)为凸球状并安装于凹球形槽孔中，所述蜂窝结构滑动面为凹球形面。

7.根据权利要求4所述的滑动轴承，其特征在于：所述轴承座(2)为端盖状，所述轴瓦(12)为片状，所述轴瓦(12)固定在轴承座(2)的内表面上。

8.根据权利要求5～7中任一项所述的滑动轴承，其特征在于：所述轴瓦(12)为复合材料，所述蜂窝架(11)为芳纶或玻璃纤维或黄铜或铝机械纸，相邻两个蜂窝结构滑动面通过细线接合。

9.根据权利要求8所述的滑动轴承，其特征在于：所述轴瓦(12)与壁板(13)为一体化结构，所述蜂窝架(11)通过嵌铸到连接轴瓦(12)上。

10.根据权利要求5～7中任一项所述的滑动轴承，其特征在于：所述轴瓦(12)、壁板(13)和蜂窝架(11)均为金属材料，所述轴瓦(12)与壁板(13)为一体化结构，所述蜂窝架(11)通过焊接固定到轴瓦(12)上。