本發(fā)明屬于水潤滑軸承技術領域，特別涉及一種泵用水潤滑軸承優(yōu)化方法的實際運用，主要運用水潤滑軸承進行降低磨粒磨損，提高承載能力。

背景技術：

近年來，隨著泵行業(yè)的發(fā)展，許多以自身液體為潤滑液的水潤滑軸承被廣泛地運用。這將成為一種不可避免的行業(yè)發(fā)展趨勢，那么以水潤滑的軸承將逐漸替代以油潤滑的軸承。水潤滑軸承之所以能夠替代油潤滑軸承，被廣泛運用在泵行業(yè)中，它的優(yōu)勢是顯而易見的。

首先，以水作為潤滑劑能有效避免污染，保護環(huán)境；其次，會大量節(jié)省潤滑油的使用；再者，由于水具有較大的比熱容，其將擁有很好的冷卻效果。對于高轉(zhuǎn)速的泵，在軸徑處將產(chǎn)生大量的熱量，溫度對軸承的結(jié)構會有一定的影響。另外，使用水潤滑軸承簡化了泵系統(tǒng)結(jié)構，對于后期的拆裝都有很大的便利，節(jié)約了制造和維修成本。

水潤滑軸承由于自身內(nèi)部自帶溝槽，對于液體中渣滓的清洗帶出軸承有很大好處，但是，國內(nèi)外許多專家學者對于怎么改善水潤滑軸承耐磨和怎么提高軸承的承載穩(wěn)定性方面還存在很大的困擾。泵軸在剛啟動時，將形成干摩擦，可能對水潤滑軸承槽區(qū)和臺區(qū)相交處產(chǎn)生巨大的磨損，改變了水潤滑軸承的承載能力和耐磨屬性。當泵軸轉(zhuǎn)速很高時，水潤滑軸承壓力將變大，而在水潤滑軸承內(nèi)徑處將達到壓力峰值?，F(xiàn)今，未見有泵用水潤滑軸承的相關專利報道，怎樣通過改變水潤滑軸承內(nèi)部型線的方法減小開機時的干摩擦，從而提高軸承耐磨穩(wěn)定性，是水潤滑軸承優(yōu)化的關鍵問題。此外，高速泵中的轉(zhuǎn)速太高，導致的對軸承壓力過大，液膜變薄問題；以及怎樣優(yōu)化水潤滑軸承內(nèi)部型線，達到快速高效輸送清洗溝槽液體渣滓的問題，都是水潤滑軸承面臨的重要問題。

技術實現(xiàn)要素：

為了優(yōu)化水潤滑軸承的耐磨特性以及承壓特性，本發(fā)明通過對其結(jié)構具體上為型線進行優(yōu)化，從而使水潤滑軸承的性能得到改善。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下的技術方案：一種泵用水潤滑軸承及導水槽型線優(yōu)化方法，包括以下步驟：

步驟1，設計水潤滑軸承：水潤滑軸承由外合金套和橡膠內(nèi)嵌套組成；其中，外合金套構成了水潤滑軸承的外壁；橡膠內(nèi)嵌套構成了水潤滑軸承的內(nèi)壁；橡膠內(nèi)襯套外側(cè)邊和外合金套內(nèi)側(cè)邊粘連在一起，其整體截面形狀為環(huán)形；其中橡膠內(nèi)嵌套中包含導水槽和臺區(qū)；

步驟2，確定水潤滑軸承尺寸：橡膠內(nèi)嵌套厚度為c，外合金套厚度為d，他們之間的比例尺寸c/d＝1.2；

步驟3，確定導水槽結(jié)構尺寸：由軸上點的旋轉(zhuǎn)運動公式：得到各點坐標P(x，y)變?yōu)镻₀(x₀，y₀)；其中α是旋轉(zhuǎn)角度，由該公式可知，旋轉(zhuǎn)存在軸心偏距e；

步驟4，導水槽型線計算：導水槽型線坐標尺寸根據(jù)經(jīng)驗公式，

其中，r₁為水潤滑軸承橡膠內(nèi)嵌套外徑，r₂為水潤滑軸承橡膠內(nèi)嵌套內(nèi)徑，θ為對應點與x方向的角度；圓弧型臺區(qū)和導水槽相互配合，形成鏤空結(jié)構。

進一步，所述橡膠內(nèi)嵌套的內(nèi)側(cè)面沿橡膠軸承四周分布若干導水槽，每個導水槽沿軸向方向延伸，導水槽與臺區(qū)相間分布，內(nèi)弧長比例尺寸為1.5。

進一步，所述橡膠內(nèi)嵌套為自潤滑材料。

進一步，所述橡膠內(nèi)嵌套中的導水槽型線為楔形，導水槽底部大，頂部小。

進一步，所述導水槽底部型線兩角為圓弧，所述導水槽頂部型線兩角為圓弧，導水槽底部倒圓角和頂部倒圓角尺寸比例為1∶2。

進一步，橡膠內(nèi)嵌套軸瓦形狀為弧面型。

優(yōu)選的，所說導水槽為螺旋槽。所述內(nèi)嵌套的外表面鑲嵌于外合金套內(nèi)表面。所述內(nèi)嵌套軸瓦內(nèi)側(cè)面橫截面型線為圓弧型。內(nèi)嵌套軸瓦厚度薄。

由此，所述的一種泵用水潤滑軸承型線結(jié)構設計具有如下特點：

1，由橡膠內(nèi)嵌套為自潤滑材料，開機時允許一定的干摩擦，不會對水潤滑軸承造成嚴重磨損。

2，通過尺寸比例的優(yōu)化，由橡膠內(nèi)嵌套導水槽底部和頂部型線的改變，加強帶走水渣滓能力。減小槽區(qū)與臺區(qū)交界處磨損損失，提高耐磨損能力。

3，由橡膠內(nèi)嵌套軸瓦薄特點，降低軸瓦下沉量，具有耐磨，減磨特點。

附圖說明

以下結(jié)合附圖和具體實施方式來進一步說明本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明提供的水潤滑軸承的徑向截面圖；

圖2為本發(fā)明提供的水潤滑軸承的軸向截面圖；

圖3為本發(fā)明提供的水潤滑軸承橡膠內(nèi)嵌套型線內(nèi)表面展開圖；

圖中：1為外合金套，2為橡膠內(nèi)嵌套，3為臺區(qū)，4為導水槽，5為導水槽底部倒圓角r₃，6為導水槽頂部倒圓角r₄。

具體實施方式

本發(fā)明是一種泵用水潤滑軸承及導水槽型線優(yōu)化方法，結(jié)合圖1、圖2、圖3。該方法的步驟包括：

步驟一：水潤滑軸承結(jié)構

水潤滑軸承由外合金套1和橡膠內(nèi)嵌套2組成。其中，外合金套1構成了水潤滑軸承的外壁。橡膠內(nèi)嵌套2構成了水潤滑軸承的內(nèi)壁。橡膠內(nèi)襯套2外側(cè)邊和外合金套1內(nèi)側(cè)邊粘連在一起，構成水潤滑軸承，其整體截面形狀為環(huán)形。其中橡膠內(nèi)嵌套2中包含導水槽4和臺區(qū)3。由此構成的內(nèi)嵌套2由厚度均勻的弧形臺區(qū)3和弧形導水槽4依次相間形成，臺區(qū)3厚度應該盡量薄，使得軸瓦承載能力更強。

該內(nèi)嵌套材料為高分子橡膠自潤滑材料。

步驟二：確定水潤滑軸承尺寸

橡膠內(nèi)嵌套2厚度為c，外合金套1厚度為d，他們之間的比例尺寸c/d＝1.2。外合金套1r₃＝82mm，橡膠內(nèi)嵌套2r₁＝66mm，橡膠內(nèi)嵌套厚度d＝18mm。

步驟三：確定導水槽結(jié)構尺寸

由軸上點的旋轉(zhuǎn)運動公式：

x₀＝xcosa-ysina

y₀＝xsina+ycosa

得到各點坐標P(x，y)變?yōu)镻₀(x₀，y₀)。其中α是旋轉(zhuǎn)角度。由該公式可知，旋轉(zhuǎn)存在軸心偏距e。

內(nèi)嵌套2的內(nèi)側(cè)面分布了若干導水槽4，每個導水槽4沿內(nèi)嵌套內(nèi)側(cè)面向外延伸。該導水槽4在內(nèi)嵌套外側(cè)面和外合金套內(nèi)側(cè)面的兩相交處存在一定底部倒圓角r₃＝2(靠近外合金套)，該導水槽4在內(nèi)嵌套內(nèi)側(cè)面和軸瓦外側(cè)面的相交處存在一定的頂部倒圓角r₄＝4(靠近轉(zhuǎn)軸)。另外，該導水槽4整體的橫截面為內(nèi)嵌套外側(cè)面大，內(nèi)嵌套內(nèi)側(cè)面小的楔形型線結(jié)構。。該導水槽4的整體型線為螺旋結(jié)構。這些導水槽4沿軸旋轉(zhuǎn)方向傾斜，該導水槽4沿著周向均勻分布于橡膠內(nèi)嵌套2上。該導水槽4由橡膠內(nèi)嵌套2的由內(nèi)到外的內(nèi)凹形成，在橡膠內(nèi)嵌套2的外側(cè)面對應形成的外凸面形成臺區(qū)3。導水槽4內(nèi)弧長m和臺區(qū)3內(nèi)弧長n的比例關系為對于導水槽4數(shù)量問題可根據(jù)具體實際情況而定，本方案采用6個導水槽4，6個導水槽之間是等距分布。

步驟四：導水槽型線計算

導水槽型線坐標尺寸根據(jù)經(jīng)驗公式：

算的其中一條型線坐標：

其中，r₁為水潤滑軸承橡膠內(nèi)嵌套外徑，r₂為水潤滑軸承橡膠內(nèi)嵌套內(nèi)徑。θ為對應點與x方向的角度。

總結(jié)：圓弧型臺區(qū)3和導水槽4相互配合，形成鏤空結(jié)構。使水潤滑軸承擁有不錯的空間形變能力；當軸轉(zhuǎn)動時，形成良好的變形能力，當軸工作工程中，由于偏心作用產(chǎn)生擠壓摩擦現(xiàn)象，而水潤滑軸承則具有不錯的抗磨損能力。

由于導水槽4型線為楔形結(jié)構，并且橡膠內(nèi)嵌套2內(nèi)側(cè)面存在倒圓角結(jié)構，將很好的減小避免水渣滓的帶來磨損破壞。

由于導水槽4型線為楔形結(jié)構，并且橡膠內(nèi)嵌套2外側(cè)面存在倒圓角結(jié)構，這將很好的降低軸啟動時偏心作用帶來的摩擦。

水潤滑軸承的外合金套1的截面為環(huán)形對橡膠內(nèi)嵌套2由很好的保護作用。水潤滑軸承橡膠內(nèi)嵌套2，其材料具有彈性，在軸剛轉(zhuǎn)動時，具有良好的耐磨耐壓特性，保證軸承有很好的可靠性和穩(wěn)定性，保證水潤滑軸承的使用壽命。

應理解上述施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領域技術人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權利要求及其等同物限定。