用于滑動軸承的部件的制作方法
【專利摘要】一種用于滑動軸承的部件（10），其用于具有油膜或油薄層的滑動軸承，并適于與能夠繞自身的縱軸（X）旋轉的旋轉構件相配合，包括外殼（20），所述外殼（20）由第一金屬材料形成并具有包覆有抗磨損元件（21）的內(nèi)表面（22），所述抗磨損元件由韌性大于第一材料的第二材料層形成?？鼓p元件（21）為繞所述縱軸（X）延展的管狀，并且具有內(nèi)周面（24）和外周面（25），兩者的相互的徑向距離決定了抗磨損元件（21）的厚度，所述抗磨損元件還包括中央?yún)^(qū)域（29）和兩個末端（28）。抗磨損元件（21）的厚度沿縱軸（X）的延展是變化的，所述延展在末端（28）具有較小值（H1）并在中央?yún)^(qū)域（29）的中心具有較大值（H2）。
【專利說明】用于滑動軸承的部件
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于滑動軸承的部件，特別涉及一種襯套，其適用于具有油膜或油薄層的軸承，例如但不僅限于用于軋制車間，并一般用于使用所述滑動軸承的旋轉裝置或旋轉構件。
【背景技術】
[0002]已知的是，使用動壓和/或靜壓型的滑動軸承，特別是具有油膜或油薄層的軸承，以靜態(tài)地或動態(tài)地支撐例如軋機機架的輥，或者一般的運轉機械或電機的軸或其他旋轉構件。這些軸承的功能是基于旋轉構件(例如銷、軸或旋轉輥)和部件(也被稱為“襯套”)之間的油膜的插入。
[0003]同樣已知的是，在襯套的面向油膜的表面上，通常制成均勻的抗磨損材料層，其硬度小于制成襯套自身的材料(通常為鋼鐵)的硬度。
[0004]在軸向上，在運行步驟期間作用于油膜并因此作用于附加的抗磨損材料層的、由流體動力效應產(chǎn)生的壓力的延展是這樣的:在襯套的兩個末端壓力基本為零，并且在靠近其中心區(qū)域處位于其最大值。
[0005]已知的襯套的一個缺點是，壓力的這種延展造成附加的抗磨損材料層的不均勻變形，亦即，在襯套的中心較大而在其末端較小，這會引起軸承的振動、故障和過早磨損。
[0006]作用于抗磨損材料層的壓力的不均勻性，會在其上產(chǎn)生不規(guī)則的磨損，因而經(jīng)過一段時間后會引起軸承的工作壽命的下降。
[0007]因此本實用新型的一個目的是獲得一種用于滑動軸承的部件，該滑動軸承具有油膜并且是動壓和/或靜壓類型，該部件使得作用于襯套的流體動壓更好地分布，并保證使用期間對負荷形成更好的支撐，從而獲得與已知的軸承相比更長的工作壽命。
[0008]本實用新型的另一個目的是獲得一種用于油膜軸承的部件，其能夠均勻地利用附加于襯套的內(nèi)表面的抗磨損材料層，從而不會使某些區(qū)域被過少利用而其他區(qū)域被過度利用，因此使得在同樣的工作條件下可以使用更小的軸承。
[0009]本實用新型的另一個目的是獲得一種用于油膜軸承的部件，其具有動壓和/或靜壓潤滑，因此可能使附加的抗磨損材料的磨損在軸向上保持恒定，從而在旋轉構件和襯套之間獲得盡可能為圓柱形的環(huán)形空間或管道。
[0010] 申請人:已經(jīng)設計、測試和實施了本實用新型，以克服現(xiàn)有技術的缺陷并獲得這些和其他目的和優(yōu)點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本實用新型在獨立權利要求中被規(guī)定和表征，而從屬權利要求描述了實用新型的其他特征或對主要發(fā)明創(chuàng)意的變形。
[0012]根據(jù)上述目的，根據(jù)本實用新型的用于具有油膜或油薄層的滑動軸承的部件或襯套，適于與能夠繞自身的縱軸旋轉的旋轉構件(例如銷、軸或輥)相配合。[0013]根據(jù)本實用新型的部件或襯套包括外殼，所述外殼由第一金屬材料形成并具有內(nèi)襯有抗磨損元件的內(nèi)表面，該抗磨損元件由韌性(ductile)大于第一材料的第二材料層形成。
[0014]抗磨損元件為繞縱軸延展的管狀,并具有內(nèi)周面(peripheral surface)和外周面，兩者相互的徑向距離決定了抗磨損元件的厚度，并且，沿縱軸方向，它包括中央?yún)^(qū)域和兩個末端。
[0015]根據(jù)本實用新型的一個特征，抗磨損元件的厚度沿縱軸的延展是變化的，并在末端具有較小值，而在其中央?yún)^(qū)域具有較大值。
[0016]抗磨損元件在其中央?yún)^(qū)域的較大厚度在它上面形成較小的剛性，有利于與作用于油膜或油薄層并因此作用于抗磨損元件自身的壓力最大強度區(qū)域相對應，而較大的剛性則與受到最小壓力的抗磨損元件區(qū)域相對應。
[0017]這樣一來，形成的作用于抗磨損元件的徑向壓力沿其整個縱向方向被重新均勻分布，防止它們在對應于其中央?yún)^(qū)域處加強，這在已知的抗磨損元件中會發(fā)生，因為在現(xiàn)有技術中該元件具有恒定的厚度。
[0018]這有利于使變形和磨損變得均勻，它們在一段時間之后會影響抗磨損元件，并在實踐中決定了軸承的正確運作和其工作壽命。
[0019]根據(jù)一個實施方式，厚度的變化的延展不會影響抗磨損元件的內(nèi)周面(即面向旋轉構件的表面)，這樣一來，在沒有負載的情況下，抗磨損元件和旋轉構件之間的環(huán)形空間或管道為圓柱形。
[0020]根據(jù)另一個實施方式，作為一個整體的襯套保持圓柱形，這是因為在抗磨損元件末端的厚度的減少會由外殼的相應厚度的增加所補償。
[0021]本解決方案的另一個優(yōu)點是，如上所述的抗磨損元件的變化的厚度使其能夠支撐更大負荷，并在實踐中允許使用比現(xiàn)有已知類型的軸承尺寸更小的軸承。這一優(yōu)點的重要結果是，可以使用更小的軸承，從而在經(jīng)濟上更加節(jié)約。
[0022]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，抗磨損元件的外周面的延展從兩個末端向中央?yún)^(qū)域增加，而內(nèi)周面的延展是恒定的和線性的，使得抗磨損元件和旋轉構件之間的環(huán)形空間或管道保持圓柱形。
[0023]特別地，在實施方式的變形中，抗磨損元件被成形得使其內(nèi)周面為圓柱形，并且外周面向外側凸出或彎向外側。
[0024]根據(jù)本實用新型的一些實施方式，抗磨損元件的厚度沿縱軸的延展呈連續(xù)地或不連續(xù)地變化。
[0025]根據(jù)本實用新型的部件或襯套的一些實施方式，與抗磨損元件的厚度分布相對應，抗磨損元件由多種具有不同機械性能的不同材料形成。
[0026]根據(jù)以上描述的部件或襯套因此容易制得并且非常通用，這是因為能夠根據(jù)其應用的具體需求容易地對其進行調(diào)整，其中例如是軸承的特點和運行參數(shù)(例如輥的軋制力和旋轉速度)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]從實施例的一些優(yōu)選形式的以下描述中，本實用新型的這些和其他特征會變得清晰，其參照附圖作為非限制性的例子，附圖中:
[0028]圖1是包括一個襯套的滑動軸承的剖面圖，該襯套根據(jù)本實用新型制成。
[0029]圖2是圖1中細節(jié)A的放大圖，其根據(jù)現(xiàn)有技術制成。
[0030]圖3是根據(jù)本實用新型的圖1中細節(jié)A的一種實施方式。
[0031]圖4是圖1中細節(jié)A的第二種實施方式。
[0032]圖5是圖1中細節(jié)A的第三種實施方式。
[0033]圖6是根據(jù)現(xiàn)有技術的軸承中壓力的延展的定性表示。
[0034]圖7是圖1的軸承中壓力的延展的定性表示。
【具體實施方式】
[0035]參考附圖，根據(jù)本實用新型的部件或襯套10，適于被用作具有油膜或油薄層的滑動軸承類型的定子部件，被用于例如半加工金屬制品的軋制車間。
[0036]襯套10適于與繞自身的縱軸X旋轉的轉軸(未圖示)同軸地安裝。在圖中所示的例子中，轉軸可以是軋機機架的輥，但這并不排除本實用新型應用于任何其他需要所討論的具有油膜或油薄層的軸承的旋轉裝置或構件。
[0037]襯套10為軸對稱的管狀，并在使用中與旋轉軸共享同一縱軸X。
[0038]襯套10的尺寸是這樣的:在襯套10的內(nèi)表面14和旋轉軸的外表面之間，形成薄的環(huán)形空間或管道，其中適于引入加壓的流體(本例子中為油)，從而通過動壓或靜壓效應形成流體薄膜，基于此達到軸承11的功能。
[0039]襯套10整體為圓柱形管狀,包括外殼20和抗磨損兀件21,外殼20由第一金屬材料制成，抗磨損元件21與外殼20相連并通過在外殼20的內(nèi)表面22 (亦即面向油膜的表面)包覆第二材料層制成，該第二材料比第一材料具有更大的韌性。
[0040]在例如軋制車間的軋鋼機架的情況下，外殼20通常由碳素結構鋼制成，而抗磨損元件21通常由具有高錫含量的合金(也被稱為“白色金屬”)制成。
[0041]抗磨損元件21亦為管狀，關于縱軸X對稱，并在內(nèi)部(亦即在油的一側)被形成襯套10的內(nèi)表面14的內(nèi)周面24分隔，在外部(亦即在外殼20的一側)被與后者的內(nèi)表面22相結合的外周面25分隔。兩個周面24和25之間的徑向距離決定了抗磨損元件21的厚度。
[0042]在展示現(xiàn)有技術的圖2的例子中，抗磨損元件21為圓柱形管狀，并沿襯套10的整個長度具有恒定的厚度H。這樣一來，外周面25的縱剖面就與內(nèi)周面24的縱剖面相平行。
[0043]圖6定性地示出了徑向壓力P沿縱軸X的延展，該徑向壓力P由流體動力效應產(chǎn)生，并在所示例子中由滾動造成，其作用于油膜并繼而作用于圖2所示的現(xiàn)有技術的抗磨損元件21。該延展在抗磨損元件21的兩個末端28基本上為0，而對應于其中央?yún)^(qū)域29則為最大峰值Pl。這樣一來，在現(xiàn)有技術中，抗磨損元件21在經(jīng)過一段時間之后就會受到不均勻的磨損，在中央?yún)^(qū)域29特別嚴重。
[0044]相反地，根據(jù)本實用新型，襯套10的抗磨損元件21被成形得使其厚度沿縱軸X的延展是變化的，所述變化的延展在末端28具有較小值Hl，而在中央?yún)^(qū)域29的中心具有較大或最大值H2。
[0045]該厚度上的變化反映在抗磨損元件21的外側，其外周面25的延展從兩個末端28向中央?yún)^(qū)域29增加，而在內(nèi)部，內(nèi)周面24的延展是恒定的和線性的。[0046]在所示的實施方式中，外殼20的內(nèi)周面具有相應的變化的延展，如圖1、3、4、5中可以清楚看到的那樣，相應于襯套10的末端處增大。這樣一來,如上所述,襯套在整體上為圓柱形(無論是內(nèi)部還是外部)。
[0047]圖1、3、4、5示出了根據(jù)本實用新型的襯套10的示例性形式，其中抗磨損元件21的沿縱軸X的厚度并不是恒定的，其包括在對應于兩個末端28的最小值Hl和對應于中央?yún)^(qū)域29的最大值H2之間。在這種情況下，抗磨損元件21被成形得使其內(nèi)周面24為圓柱形，外周面25向外側凸出或彎向外側，而外殼20的內(nèi)周面與抗磨損元件21的外周面25相匹配，通過這種方式使襯套10的整體形狀為圓柱形。
[0048]如圖1和圖3所示，在襯套10的第一種實施方式中，抗磨損元件21的外周面25具有圓滑的縱剖面，該縱剖面形成于曲線延展形式的縱截面，該曲線形延展基本上關于中心區(qū)域29對稱。
[0049]例如，在一種變形中，外周面25的曲線縱剖面可以由圓弧34形成，該圓弧關于抗磨損元件21的中央?yún)^(qū)域29對稱地設置。
[0050]這種實施方式的變形是，外周面25的縱剖面還可以由一段拋物線或其他任意的二次曲線形成。
[0051]在第二種實施方式(圖4)中，抗磨損元件21的外周面25由一對截頭圓錐體(truncated cone)表面界定,該一對截頭圓錐體表面從末端28向中央?yún)^(qū)域29偏離,其母線(generatrice)由一對直線段36構成，該一對直線段關于中央?yún)^(qū)域29成鏡面反射并相交于對應于后者設置的一個點。
[0052]本實用新型提供了這種實施方式的變形，其中外周面25由多個截頭圓錐體表面相交而形成，其形成外周面25的縱剖面，該縱剖面由彎折的多段線構成。
[0053]如圖5所示，在本實用新型的另一種實施方式中，在縱截面上，抗磨損元件21被成形得使其外周面25的剖面由曲線36形成，該曲線具有至少兩個拐點37，從而保證與中央?yún)^(qū)域29相對應的凹面。
[0054]上述所有實施方式都使作用于抗磨損元件21的徑向壓力變得均勻，這得益于抗磨損材料的軸向剛性的調(diào)整和優(yōu)化，其使動壓和/或靜壓場重新分布。因此對于圖1和圖3中的變形，有可能獲得如圖7中定性示出的動壓延展。顯然地，通過本實用新型，上面所述的以及在現(xiàn)有技術中可以看到的壓力峰值Pl由此被消除，而作用于抗磨損元件21的縱向延伸的主體部分的徑向壓力穩(wěn)定在數(shù)值P2，P2有所下降且沿縱軸X均勻分布，在任何情況下都小于峰值Pl。這一改進有助于減少抗磨損元件21的應力、變形和侵蝕，并提高其負載能力。
[0055]顯然地，可以對此前描述的用于滑動軸承的部件10進行修改和/或增加零件，而不偏離本實用新型的區(qū)域和范圍。
[0056]同樣顯然地，雖然參考某些具體例子描述了本實用新型，但本領域技術人員顯然能夠獲得用于滑動軸承的部件的許多其他等同形式，其具有權利要求中規(guī)定的特征，并因此落入由其決定的保護范圍之中。
【權利要求】
1.一種用于滑動軸承的部件，其用于具有油膜或油薄層的滑動軸承，并適于與能夠繞自身的縱軸(X)旋轉的旋轉構件相配合，所述部件包括外殼(20)，所述外殼(20)由第一金屬材料形成并具有包覆有抗磨損元件(21)的內(nèi)表面(22)，所述抗磨損元件由韌性大于第一材料的第二材料層形成， 所述抗磨損元件(21)為繞所述縱軸(X)延展的管狀，并且具有內(nèi)周面(24)和外周面(25)，內(nèi)周面和外周面的相互的徑向距離決定了抗磨損元件(21)的厚度，所述抗磨損元件還包括中央?yún)^(qū)域(29)和兩個末端(28)， 其特征在于: 抗磨損元件(21)的厚度沿縱軸(X)的延展是變化的，所述延展在末端(28)具有較小值(Hl)并在中央?yún)^(qū)域(29)的中心具有較大值(H2)，并且 抗磨損元件(21)被成形得使其自身的內(nèi)周面(24)為圓柱形。
2.根據(jù)權利要求1所述用于滑動軸承的部件，其特征在于，外周面(25)的延展從兩個末端(28)向中央?yún)^(qū)域(29)增加，而內(nèi)周面(24)的延展是恒定的和直線的。
3.根據(jù)權利要求1或2所述用于滑動軸承的部件，其特征在于，外周面(25)向外側凸出或彎向外側。
4.根據(jù)權利要求2所述用于滑動軸承的部件，其特征在于，外殼(20)的內(nèi)周面的延展與抗磨損元件(21)的外周面(25)的延展相對應，使得襯套在整體上為圓柱形。
5.根據(jù)權利要求1所述用于滑動軸承的部件，其特征在于，抗磨損元件(21)的厚度沿所述縱軸(X)的延展呈連續(xù)的或不連續(xù)的方式變化。
6.根據(jù)權利要求1所述用于滑動軸承的部件，其特征在于，抗磨損元件(21)的外周面(25)具有圓滑的縱剖面，該圓滑的縱剖面為曲線延展形式，該曲線延展基本上關于中心區(qū)域(29)對稱。
7.根據(jù)權利要求6所述用于滑動軸承的部件，其特征在于，外周面(25)的縱剖面由圓弧(34)形成。
8.根據(jù)權利要求6所述用于滑動軸承的部件，其特征在于，外周面(25)的縱剖面由一段拋物線形成。
9.根據(jù)權利要求6所述用于滑動軸承的部件，其特征在于，抗磨損元件(21)被成形使得外周面(25)的縱剖面由曲線(36)形成，該曲線具有至少兩個拐點(37)。
10.根據(jù)權利要求5所述用于滑動軸承的部件，其特征在于，抗磨損元件(21)的外周面(25)由一對截頭圓錐體表面界定，該一對截頭圓錐體表面從末端(28)向中央?yún)^(qū)域(29)偏離，并且其母線由一對直線段(35)構成，該一對直線段關于中央?yún)^(qū)域(29)成鏡面反射并在中央?yún)^(qū)域(29)匯合。
11.根據(jù)權利要求10所述用于滑動軸承的部件，其特征在于，外周面(25)由多個截頭圓錐體表面相交而界定出，使得外周面(25)的縱剖面由彎折的多段線構成。
12.根據(jù)權利要求1所述用于滑動軸承的部件，其特征在于，與抗磨損元件(21)的厚度相對應，抗磨損元件(21)由多種具有不同機械性能的不同材料形成。
【文檔編號】F16C33/04GK203453294SQ201320233189
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年5月2日 優(yōu)先權日:2012年5月2日
【發(fā)明者】安德里亞·道納敦, 馬爾科·迪·吉阿科莫 申請人:達涅利機械設備股份公司