本發(fā)明涉及一種考慮熱流固耦合含有漸變織構(gòu)的液體靜壓推力軸承，具體涉及一種含有在軸承端面邊緣周期性均布的徑向逐漸變小的毫米級(jí)凹坑織構(gòu)的液體靜壓推力軸承，特別適用于高速重載等工況。

背景技術(shù)：

液體靜壓推力軸承從入油口注入高壓潤(rùn)滑油，潤(rùn)滑油流經(jīng)靜壓油腔和端面封油邊流出，在軸承端面間形成高壓油膜以提供軸向承載力，在各類機(jī)械系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。

在高速重載工況下，液體靜壓推力軸承摩擦加劇，溫度升高，油膜產(chǎn)生熱彈變形容易導(dǎo)致油膜破裂，出現(xiàn)燒瓦現(xiàn)象，如何提高高速重載工況液體靜壓推力軸承承載力是當(dāng)前亟待解決的熱點(diǎn)問(wèn)題。

研究表明，在液體軸承表面設(shè)計(jì)織構(gòu)能夠改善潤(rùn)滑性能，這是因?yàn)楸姸嗟谋砻婵棙?gòu)充當(dāng)了無(wú)數(shù)個(gè)動(dòng)壓軸承從而提高了承載力。

然而，高速重載工況下，現(xiàn)有技術(shù)提高承載能力有限，液體靜壓推力軸承油膜熱彈變形失效的問(wèn)題還亟待解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中液體靜壓推力軸承高速重載工況油膜抵抗變形能力差等問(wèn)題，本發(fā)明提供一種考慮熱流固耦合含有漸變織構(gòu)的液體靜壓推力軸承。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案。

一種考慮熱流固耦合含有漸變織構(gòu)的液體靜壓推力軸承，所述液體推力軸承主要包括推力軸承靜盤Ⅰ、動(dòng)盤Ⅱ、進(jìn)油口Ⅲ、油腔IV、以及靜盤端面表面織構(gòu)V，其特征在于：在液體靜壓推力軸承靜盤本體Ⅰ端面封油邊設(shè)計(jì)有序漸變尺寸的表面織構(gòu)V，所述變尺寸織構(gòu)由毫米級(jí)的多組凹坑VI組成，所述織構(gòu)呈周期性均布規(guī)律,所述織構(gòu)尺寸沿徑向方向向外逐漸變小。

所述有序漸變織構(gòu)單一凹坑VI可采用橢圓形1、矩形2、球形3、菱形4、三角形5。

所述有序漸變織構(gòu)單一凹坑VI深度之間；織構(gòu)單一凹坑VI徑向間距之間；任意兩列織構(gòu)夾角之間；凹坑VI比例因子之間。

所述軸承中油腔形式可為扇形6、環(huán)形7、圓形8、橢圓形9以及矩形10；油腔數(shù)目為1-15之間。

本發(fā)明既可以適用于單方向旋轉(zhuǎn)機(jī)械，也適用于雙向旋轉(zhuǎn)機(jī)械。

本發(fā)明的軸承在啟動(dòng)時(shí)，高壓潤(rùn)滑油從靜盤Ⅰ進(jìn)油口Ⅲ進(jìn)入油腔IV，再經(jīng)靜盤Ⅰ上含有織構(gòu)表面V的封油邊與動(dòng)盤Ⅱ的間隙流出，降低環(huán)境壓力，在靜盤Ⅰ與動(dòng)盤Ⅱ間形成高壓液體潤(rùn)滑油膜。在高速重載工況下，油膜潤(rùn)滑油被動(dòng)盤Ⅱ帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)靜盤Ⅰ上含有織構(gòu)表面V時(shí)產(chǎn)生局部動(dòng)壓效應(yīng)，且速度越高，其動(dòng)壓效應(yīng)越明顯，同時(shí)凹坑尺寸沿徑向逐漸變小的特點(diǎn)使得徑向運(yùn)動(dòng)受阻，緩慢流出降至環(huán)境壓力，在靜盤Ⅰ與動(dòng)盤Ⅱ間形成高壓液體潤(rùn)滑油膜。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)所產(chǎn)生的有益效果：靜盤Ⅰ上含有的織構(gòu)表面V能夠產(chǎn)生局部動(dòng)壓效應(yīng)，同時(shí)凹坑尺寸沿徑向逐漸變小的特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)端面鎖油潤(rùn)滑，還可以補(bǔ)償熱彈變形，進(jìn)一步防止端面泄漏加劇，從而抵抗油膜變形失效，實(shí)現(xiàn)有效提高承載力，增強(qiáng)軸承運(yùn)行穩(wěn)定性與可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明提供的有序漸變織構(gòu)液體靜壓推力軸承結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明提供的有序漸變織構(gòu)參數(shù)示意圖。

圖3是本發(fā)明提供的有序漸變織構(gòu)凹坑形狀圖。

圖4是本發(fā)明提供的有序漸變織構(gòu)液體靜壓推力軸承的油腔形狀圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種考慮熱流固耦合含有漸變織構(gòu)的液體靜壓推力軸承，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以及參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供一種考慮熱流固耦合含有漸變織構(gòu)的液體靜壓推力軸承，如圖1-2所示，它主要推力軸承靜盤Ⅰ、動(dòng)盤Ⅱ、進(jìn)油口Ⅲ、油腔IV、以及靜盤端面表面織構(gòu)V。在液體靜壓推力軸承靜盤本體Ⅰ端面封油處設(shè)計(jì)有序漸變尺寸的表面織構(gòu)V，所述變尺寸織構(gòu)由毫米級(jí)的多組凹坑VI組成。

所述織構(gòu)呈周期性均布規(guī)律。

所述織構(gòu)尺寸沿徑向方向向外逐漸變小。

所述有序漸變織構(gòu)單一凹坑VI深度之間；織構(gòu)單一凹坑VI徑向間距之間；任意兩列織構(gòu)夾角之間；凹坑VI比例因子之間。

具體參數(shù)符號(hào)對(duì)照如表1所示。

表1參數(shù)符號(hào)對(duì)照表

。

參照?qǐng)D3，本實(shí)施例中，有序漸變織構(gòu)單一凹坑VI可采用橢圓形1、矩形2、球形3、菱形4、三角形5，作為一種優(yōu)選，織構(gòu)凹坑VI采用球形3結(jié)構(gòu)。

參照?qǐng)D4，本實(shí)施例中，油腔形式可為扇形6、環(huán)形7、圓形8、橢圓形9以及矩形10，作為一種優(yōu)選，油腔Ⅱ設(shè)計(jì)為扇形3油腔形式。

參照?qǐng)D1，軸承在啟動(dòng)時(shí)，高壓潤(rùn)滑油從靜盤Ⅰ進(jìn)油口Ⅲ通入壓力潤(rùn)滑油進(jìn)入油腔IV，再經(jīng)靜盤Ⅰ上含有織構(gòu)表面V的封油邊與動(dòng)盤Ⅱ的間隙流出，降低環(huán)境壓力，在靜盤Ⅰ與動(dòng)盤Ⅱ間形成高壓液體潤(rùn)滑油膜。在高速重載工況下，油膜潤(rùn)滑油被動(dòng)盤Ⅱ帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)靜盤Ⅰ上含有織構(gòu)表面V時(shí)產(chǎn)生局部動(dòng)壓效應(yīng)，且速度越高，其動(dòng)壓效應(yīng)越明顯，同時(shí)凹坑尺寸沿徑向逐漸變小的特點(diǎn)使得徑向運(yùn)動(dòng)受阻，緩慢流出降至環(huán)境壓力，在靜盤Ⅰ與動(dòng)盤Ⅱ間形成高壓液體潤(rùn)滑油膜。靜盤Ⅰ上含有的織構(gòu)表面V能夠產(chǎn)生局部動(dòng)壓效應(yīng)，同時(shí)凹坑尺寸沿徑向逐漸變小的特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)端面鎖油潤(rùn)滑，還可以補(bǔ)償熱彈變形，進(jìn)一步防止端面泄漏加劇，從而抵抗油膜變形失效，實(shí)現(xiàn)有效提高承載力，增強(qiáng)軸承運(yùn)行穩(wěn)定性與可靠性。

本說(shuō)明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍的不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。