專(zhuān)利名稱(chēng)：一種機(jī)械－流體耦合驅(qū)動(dòng)供應(yīng)潤(rùn)滑油的軸承系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種液體潤(rùn)滑的軸承系統(tǒng)，具體涉及ー種機(jī)械一流體耦合驅(qū)動(dòng)供應(yīng)潤(rùn)滑油的空間軸承系統(tǒng)，屬于空間液體潤(rùn)滑系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)外空間機(jī)械設(shè)備基本上都采用固體潤(rùn)滑方式，但其使用壽命較短，循環(huán)次數(shù)小于I X 108，無(wú)法滿(mǎn)足空間長(zhǎng)壽命中高速滾動(dòng)軸承的要求。因此，中高速滾動(dòng)軸承通常要采用液體潤(rùn)滑方式。目前，空間機(jī)械設(shè)備的液體潤(rùn)滑主要采用浸入潤(rùn)滑油的多孔保持架和輔助儲(chǔ)油器共同構(gòu)成，除裝配時(shí)在軸承的摩擦面上涂抹少量潤(rùn)滑油外，絕大部分的潤(rùn)滑油來(lái)自保持架。在這種保持架的內(nèi)部加工有相互連通的微孔，裝配前在微孔內(nèi)浸入潤(rùn)滑油。當(dāng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，浸入保持架微孔內(nèi)的潤(rùn)滑油在離心カ的作用下溢向保持架表面，井隨著軸的 轉(zhuǎn)動(dòng)流至摩擦表面而實(shí)現(xiàn)液體潤(rùn)滑。由于在保持架的微孔內(nèi)潤(rùn)滑油儲(chǔ)量較少，且隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，浸入微孔內(nèi)的潤(rùn)滑油不斷揮發(fā)和劣化，當(dāng)無(wú)法維持摩擦面上的正常潤(rùn)滑時(shí)系統(tǒng)即失效。這種液體潤(rùn)滑方式的軸承使用壽命與保持架微孔內(nèi)的潤(rùn)滑油儲(chǔ)量直接相關(guān)，由于保持架內(nèi)儲(chǔ)油量受微孔體積的限制不能太大，所以該潤(rùn)滑方式的軸承不能滿(mǎn)足長(zhǎng)壽命要求。為解決這ー問(wèn)題，常采用輔助儲(chǔ)油器以補(bǔ)充供油，輔助儲(chǔ)油器的供油方式主要是通過(guò)毛細(xì)效應(yīng)、加熱和振動(dòng)等，它們的共同特點(diǎn)是需要外界能源的驅(qū)動(dòng)，即消耗額外的能量，這對(duì)于攜帶能量有限的航天器機(jī)械設(shè)備無(wú)疑是不利的。

發(fā)明內(nèi)容
I.目的本發(fā)明的目的是針對(duì)上述空間液體潤(rùn)滑系統(tǒng)存在的潤(rùn)滑油供應(yīng)問(wèn)題提供一種機(jī)械-流體耦合驅(qū)動(dòng)供應(yīng)潤(rùn)滑油的軸承系統(tǒng)。2.技術(shù)方案本發(fā)明公開(kāi)ー種機(jī)械一流體耦合驅(qū)動(dòng)的供應(yīng)潤(rùn)滑油的空間液體潤(rùn)滑軸承系統(tǒng)。它包括外圈、滾動(dòng)體、柔性體、支撐體、儲(chǔ)油容積以及連通油道等。它們之間的位置連接關(guān)系是支撐體位于系統(tǒng)內(nèi)部，其內(nèi)部的圓孔為承載軸軸孔，外部設(shè)計(jì)有一定數(shù)量的圓柱形支撐面；柔性體位于支撐體外部，其內(nèi)圓面與支撐體的圓柱形支撐面接觸，工作時(shí)產(chǎn)生彈性變形；柔性體的內(nèi)圓面與支撐體的圓柱形支撐面共同組成儲(chǔ)油容積；沿柔性體的徑向開(kāi)設(shè)若干小孔作為連通油道；滾動(dòng)體布置在柔性體外部，與柔性體的外圓面接觸，并沿圓周方向分布；外圈是軸承系統(tǒng)的最外層零件，外圈的內(nèi)圓面與滾動(dòng)體接觸，并作為滾動(dòng)體滾道的外壁面。所述支撐體為ー圓環(huán)類(lèi)零件，在其內(nèi)部設(shè)計(jì)有ー圓孔，該圓孔即為承載軸軸孔，在其外部設(shè)計(jì)有一定數(shù)量的圓柱形支撐面；所述柔性體為薄壁圓環(huán)類(lèi)零件，沿其圓周方向和軸向方向分別加工有一定數(shù)量的徑向小孔；所述連通油道為沿柔性體的圓周方向和軸向方向分布的徑向小孔，其孔徑大小與潤(rùn)滑油的供應(yīng)有關(guān)；
所述儲(chǔ)油容積為柔性體的內(nèi)圓面與支撐體的圓柱形支撐面共同組成的容積；所述滾動(dòng)體為圓柱形零件，安裝在外圈與柔性體之間，其主要作用是把外圈旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的徑向作用力傳遞到柔性體并使其發(fā)生彈性變形；所述外圈為一旋轉(zhuǎn)體零件，其內(nèi)圓面與滾動(dòng)體接觸，是滾動(dòng)體的滾道外壁；3.結(jié)構(gòu)和原理分析本發(fā)明所述液體潤(rùn)滑供油方式是外圈轉(zhuǎn)動(dòng)，為系統(tǒng)的主動(dòng)件；工作時(shí)產(chǎn)生的載荷通過(guò)滾動(dòng)體作用于柔性體，使其發(fā)生彈性變形；柔性體的變形在一定條件下轉(zhuǎn)化為諧波運(yùn)動(dòng)；支撐體安裝于柔性體和承載軸之間，為柔性體變形提供支撐；連通油道是潤(rùn)滑油從儲(chǔ)油容積供應(yīng)到摩擦表面的通道。本發(fā)明公布的液體 潤(rùn)滑供油的軸承系統(tǒng)是利用系統(tǒng)內(nèi)部零件之間的相互作用，使柔性體變形并產(chǎn)生諧波運(yùn)動(dòng)，在機(jī)械一流體耦合作用下，把諧波運(yùn)動(dòng)傳遞到儲(chǔ)油容積內(nèi)的潤(rùn)滑油，使?jié)櫥偷膲毫Πl(fā)生變化。由于液體具有不可壓縮性，當(dāng)儲(chǔ)油容積內(nèi)的潤(rùn)滑油壓力大于摩擦表面壓力時(shí)，潤(rùn)滑油即經(jīng)連通油道流向摩擦表面。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于(I)供油方式新穎本發(fā)明所公開(kāi)的液體潤(rùn)滑供油方式，利用系統(tǒng)內(nèi)部零件之間的相互作用，外圈旋轉(zhuǎn)時(shí)的工作載荷使柔性體變形并產(chǎn)生諧波運(yùn)動(dòng)。在機(jī)械一流體耦合作用下，柔性體的諧波運(yùn)動(dòng)傳遞到儲(chǔ)油容積內(nèi)的潤(rùn)滑油，使?jié)櫥偷膲毫Πl(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑油的供應(yīng)；(2)能量消耗降低本發(fā)明所涉及的液體潤(rùn)滑供油方式，利用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)零件工作時(shí)產(chǎn)生的載荷作為系統(tǒng)內(nèi)潤(rùn)滑油供應(yīng)的動(dòng)力源，不需要外部動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)，節(jié)省能源；(3)使用壽命延長(zhǎng)與廣泛使用的空間液體潤(rùn)滑系統(tǒng)儲(chǔ)油結(jié)構(gòu)保持架相比，本發(fā)明公布的供油方式能夠?qū)崿F(xiàn)摩擦面潤(rùn)滑油的補(bǔ)充，延長(zhǎng)使用壽命；(4)使用成本降低本發(fā)明所涉及的液體潤(rùn)滑供油方式，不需要潤(rùn)滑油泵的驅(qū)動(dòng)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性提高，大大簡(jiǎn)化了整個(gè)潤(rùn)滑系統(tǒng)的部件，有效地降低了使用成本。


圖I為本發(fā)明公開(kāi)的一種機(jī)械一流體耦合驅(qū)動(dòng)供應(yīng)液體潤(rùn)滑油的軸承系統(tǒng)示意圖；圖2為本發(fā)明公開(kāi)的供油方式原理示意圖。圖中I.外圈；2.滾動(dòng)體；3.柔性體；4.支撐體；5.連通油道；6.儲(chǔ)油容積；7.承載軸軸孔；8.圓柱形支撐面；9.工作載荷；10.儲(chǔ)油容積內(nèi)的潤(rùn)滑油壓力；11.摩擦表面潤(rùn)滑油壓力
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖I所示，是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。其主體部分由外圈I、滾動(dòng)體2、柔性體3、支撐體4、連通油道5、儲(chǔ)油容積6、承載軸軸孔7和圓柱形支撐面8等幾部分構(gòu)成。外圈I也就是軸套，設(shè)計(jì)為圓環(huán)形零件，是該軸承系統(tǒng)的主動(dòng)件；滾動(dòng)體2為圓柱形零件，安裝在外圈與柔性體之間；柔性體3為薄壁圓環(huán)，對(duì)材料有較高要求；支撐體4為圓環(huán)類(lèi)零件，在其外部設(shè)計(jì)有一定數(shù)量的圓柱形支撐面，對(duì)柔性體3起支撐作用；在支撐體的內(nèi)部設(shè)計(jì)有ー圓孔，該圓孔即為承載軸軸孔；柔性體的內(nèi)圓面與支撐體的圓柱形支撐面共同組成儲(chǔ)油容積6 ;用于儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，儲(chǔ)油容積6的容積大小與設(shè)計(jì)壽命和需要潤(rùn)滑的摩擦面積有關(guān)；連通油道5分布于柔性體3上，連接儲(chǔ)油容積6和外圈1，構(gòu)成潤(rùn)滑油的循環(huán)回路，實(shí)現(xiàn)對(duì)外圈內(nèi)圓面(摩擦面)的潤(rùn)滑。 如圖2所示為本發(fā)明的工作原理示意圖。工作時(shí)，外圈I由外力驅(qū)動(dòng)繞其中心線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，由于摩擦力的作用帶動(dòng)滾動(dòng)體2滾動(dòng)，滾動(dòng)體2同時(shí)還繞其自身軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。外圈I轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的工作載荷9經(jīng)滾動(dòng)體2作用于柔性體3。由于柔性體為ー薄壁圓環(huán)零件，中性面內(nèi)沿圓周方向不伸長(zhǎng)，在工作載荷作用下產(chǎn)生變形，且沿圓周不同位置處柔性體變形不同，產(chǎn)生諧波運(yùn)動(dòng)。在機(jī)械一流體耦合驅(qū)動(dòng)下，柔性體的諧波運(yùn)動(dòng)傳遞到儲(chǔ)油容積6內(nèi)部的潤(rùn)滑油，使?jié)櫥偷膲亥l(fā)生變化。由于液體具有不可壓縮性，當(dāng)儲(chǔ)油容積 內(nèi)的潤(rùn)滑油壓カ10大于摩擦表面壓カ11吋，潤(rùn)滑油即經(jīng)連通油道5流向摩擦表面，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑油供應(yīng)的目的。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械一流體耦合驅(qū)動(dòng)供應(yīng)潤(rùn)滑油的軸承系統(tǒng)，包括外圈、滾動(dòng)體、柔性體、支撐體、儲(chǔ)油容積以及連通油道。其特征在于所述支撐體為一圓環(huán)類(lèi)零件，在其內(nèi)部設(shè)計(jì)有一圓孔，該圓孔為承載軸的軸孔；支撐體位于所述軸承系統(tǒng)的內(nèi)部，其外部設(shè)計(jì)有一定數(shù)量的圓柱形支撐面；所述柔性體為薄壁圓環(huán)類(lèi)零件，其位于所述支撐體外部，柔性體的內(nèi)圓面與所述支撐體的圓柱形支撐面接觸，柔性體在工作時(shí)產(chǎn)生彈性變形；所述柔性體的內(nèi)圓面與所述支撐體的圓柱形支撐面共同組成儲(chǔ)油容積；滾動(dòng)體布置在所述柔性體的外部，與柔性體的外圓面接觸，并沿圓周方向分布，其主要作用是把外圈旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的徑向作用力傳遞到柔性體并使其發(fā)生彈性變形；外圈是所述軸承系統(tǒng)的最外層零件，所述外圈為一旋轉(zhuǎn)體零件，外圈的內(nèi)圓面作為滾動(dòng)體滾道的外壁面與滾動(dòng)體接觸。沿柔性體的圓周方向和軸向方向設(shè)置有若干用于連接儲(chǔ)油容積和外圈的連通油道。
2.如權(quán)利要求I所述的一種機(jī)械一流體耦合驅(qū)動(dòng)供應(yīng)潤(rùn)滑油的軸承系統(tǒng)，其特征在于所述柔性體上的所述連通油道為若干徑向小孔，其孔徑大小與潤(rùn)滑油的供應(yīng)有關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種機(jī)械－流體耦合驅(qū)動(dòng)供應(yīng)潤(rùn)滑油的軸承系統(tǒng)，包括外圈、滾動(dòng)體、柔性體、支撐體、儲(chǔ)油容積和連通油道。支撐體為一圓環(huán)類(lèi)零件，內(nèi)部設(shè)計(jì)有一圓孔，外部設(shè)計(jì)有一定數(shù)量的圓柱形支撐面；柔性體為薄壁圓環(huán)類(lèi)零件，工作時(shí)產(chǎn)生微小彈性變形，柔性體的內(nèi)圓面與支撐體的支撐面組成儲(chǔ)油容積；沿柔性體的圓周方向和軸向方向設(shè)置有若干用于連接儲(chǔ)油容積和外圈的連通油道；滾動(dòng)體把工作載荷傳遞到柔性體并使其發(fā)生彈性變形；外圈為一旋轉(zhuǎn)類(lèi)零件，其內(nèi)圓面與滾動(dòng)體接觸。本發(fā)明公布的軸承系統(tǒng)利用零件之間的相互作用，柔性體變形并產(chǎn)生諧波運(yùn)動(dòng)，使?jié)櫥偷膲毫Πl(fā)生變化，從而把潤(rùn)滑油經(jīng)連通油道供應(yīng)到摩擦表面。
文檔編號(hào)F16N1/00GK102788083SQ20121021755
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月27日
發(fā)明者姬芬竹, 杜發(fā)榮, 聶磊, 郭雨琛 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)