專利名稱：高潤滑效能的軸承組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種高潤滑效能的軸承組件，尤指能在多個組合件與殼體之間合圍形成至少一儲放潤滑介質的儲存槽，并持續形成強力支撐軸芯旋轉的多流道動壓與循環回收潤滑介質的高潤滑效能軸承。
背景技術：
一般來說，軸承與機械結構的連接方式不外乎滑動、滾動以及撞擊三種方式，因此摩擦損耗一直是軸承無法避免的問題，而如何有效降低軸承的摩擦力，增加軸承的使用壽命，一直是軸承設計上所不斷追求的目標。隨著科技進步的發展，軸承必須通過在高溫、低溫、高負載、高轉速、高振動等嚴苛條件下運轉，以符合不同使用環境的需求。—般已知的軸承經過長時間的使用后即可能因潤滑介質(lubricating media)的逐漸消耗殆盡，導致軸芯直接與軸孔壁面發生高頻率的敲擊與碰撞，因而造成過度的磨耗與發熱，終將導致該軸承出現噪音、刮軸、擴孔等異狀而加速損毀。要長期在軸承的軸孔內壁與旋轉的軸芯外壁間形成足以承載軸芯高負載的磨潤界面(tribology interface)以持續在上述嚴苛運轉環境下順暢運作，一般除了在軸承材料上改良外，也有在潤滑介質上的改進，利用不同潤滑特性的介質，有效降低軸承與軸芯之間的摩擦及耗損。除此之外，也有針對軸承結構的改良，例如滾珠軸承及動壓軸承等。滾珠軸承結構復雜，且很容易因為振動而影響整體結構。相較之下，動壓軸承結構簡單，配合潤滑介質的使用，可大幅降低摩擦的損耗，有效應用在嚴苛的環境中。然而動壓軸承除了必須使軸承富含足夠的潤滑介質并均勻且順暢地供應及回收該潤滑介質外，還必需具備簡化制程的量產性、整體結構的強固性、潤滑介質流道與儲存室的位置與容量的可調性，及同時或分別使用多元化潤滑介質的彈性。而如美國專利公開第20060171618號所披露的“Lubrication oil retainingbearing assembly ”,其提出一種由套設于軸芯的中空組合件形成的自潤軸承，該組合件由外觀呈T字形的二階梯狀圓柱體的小徑端對接，以形成一外周面呈內凹的組合件，并以一中空圓筒外殼套設于該組合件以形成一儲放潤滑油的儲存室，并通過形成該儲存室的對接面之間的間隙(gap)將潤滑油滲流至軸孔；然而上述軸承無法供應黏稠性較高的潤滑劑。另如美國專利公告第3917362號的“Lubricated track roller”,其披露一種由套設于軸芯的中空組合件形成的自潤軸承，該組合件的外周面中央沿徑向環設一凹槽，并以一中空圓筒外殼套設于該組合件的外周面以使該凹槽形成一儲放潤滑脂的環狀儲存室，并通過該凹槽設置的多個通孔以將潤滑脂滲流至軸孔。再者，如美國專利公開第20090034888 號的 “HYDRODYNAMICBEARING UNIT”，其提出一種動態軸承，披露了一個可含油的軸承以及于該軸承內部的特殊含油凹槽，含油凹槽可提供一含油空間于該軸承與軸芯之間，進而于運轉時，增加軸承與該軸芯之間的含油量，以避免軸承與軸芯之間直接摩擦的可能性。但，于軸承內表面制作凹槽實有其困難度，且無法于后制程時以激光雕刻，因而造成加工時間過長，大幅提高整體的生產成本，實有改進的必要。
發明內容
本發明主要目的，在于提供一種由至少二組合件組配形成的新穎且具高潤滑效能 的軸承結構，達到調變組合件長度與數目、組合件的流道數目、以及儲存槽數目，以提供一 種強力支撐旋轉軸芯的新穎潤滑機制，達到持續產生動壓并能循環回收潤滑介質的功效。本發明的另一目的，在于提供一種符合目前高轉速及高負載的條件，并可模塊化 生產，降低生產成本的動壓軸承。為達上述目的，本發明提供一種高潤滑效能的軸承組件，其包含有一殼體及多個 設置于該殼體內的組合件，多個該組合件組合于該殼體內并形成一軸孔以容置一芯軸，多 個該組合件各具有一儲油壁、一潤滑壁以及兩個連接壁，該儲油壁設置于該組合件相鄰該 殼體的一面，且該儲油壁與該殼體之間具有一儲存一潤滑介質的儲油空間。該潤滑壁相對 該儲油壁而設置于相鄰該芯軸的一面，且該潤滑壁具有一動壓溝槽以及一連通槽，多個該 組合件的連通槽相互連通，且該動壓溝槽與該連通槽相連通。而該兩個連接壁分別設置于 該儲油壁與該潤滑壁的兩端而連接該儲油壁與該潤滑壁，該兩個連接壁的至少一連接壁具 有一流道，該流道連通該潤滑壁及該儲油壁，該儲油空間通過該流道連通該動壓溝槽。需先說明的是，上述的潤滑介質泛指任何能使旋轉軸芯與軸承的軸孔之間發揮優 質潤滑效果的物質，包括但不局限于黏稠性較低的潤滑油(Oil)及黏稠性較高的潤滑劑 (lubricants)，例如潤滑脂(grease)與含有固態潤滑粒子的潤滑劑等，而本專利特別是使 用潤滑油與潤滑脂混合的潤滑介質，而可獲得較佳的潤滑效果。由上述說明可知，相較于已知技術，本發明具有下列特點一、利用多個該組合件組合于該殼體，且以該流道作為該潤滑介質于該儲油壁及 該潤滑壁的快速流動通道，達到在軸芯與軸孔間持續建立均勻穩定的潤滑接口，以發揮優 質的磨潤功效，從而大幅延伸及優化軸承的運作極限與壽命。二、該潤滑壁的動壓溝槽外露于該組合件的外表面，因而可一并模塊化設計與制 造，而具有制造快速、制程簡單以及低成本的優點。
圖1為本發明一優選實施例的立體結構示意圖。圖2為本發明一優選實施例的立體分解示意圖。圖3為本發明一優選實施例的剖面結構示意圖。圖4為本發明一優選實施例的多通道剖面結構示意圖。圖5為本發明一優選實施例的多溝槽剖面結構示意圖。圖6為本發明一優選實施例的流道剖面示意圖。圖7為本發明另一優選實施例的流道剖面示意圖。圖8為本發明一優選實施例的儲油結構示意圖。圖9為本發明另一優選實施例的儲油結構示意圖。圖10為本發明第二實施例的立體結構示意圖。圖11為本發明第三實施例的立體結構示意圖。
具體實施例方式有關本發明的詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下 請參閱圖I、圖2及圖3所示，圖I為本發明一優選實施例的立體結構示意圖，圖2為本發明一優選實施例的立體分解示意圖，而圖3為本發明一優選實施例的剖面結構示意圖，且其為圖I中A-A的剖面示意圖。如圖所示本發明為一種側向流道的動壓軸承，其包含有一殼體10及多個設置于該殼體10內的組合件20，多個該組合件20為弧形結構，于本實施例中，該組合件20具有四個，且組合于該殼體10內形成一軸孔以容置一芯軸(未圖示)。本發明并不限于弧形所組成的環形結構，也可為球狀結構以適用于球型軸承。該組合件20的數目可隨設計需求而變化，本發明并不局限組合件20的組成個數，多個該組合件20各具有一儲油壁21、一潤滑壁22以及兩個連接壁23。而該組合件20為多孔或致密材質所構成。該儲油壁21設置于該組合件20相鄰該殼體10的一面，且該儲油壁21與該殼體10之間具有一儲存一潤滑介質的儲油空間40，其中，該儲油壁21具有一凹槽結構211，因而與該殼體10相接時，形成該儲油空間40。該潤滑壁22相對該儲油壁21而設置于相鄰該芯軸的一面，且該潤滑壁22具有一動壓溝槽221以及一連通槽222，多個該組合件20的連通槽222相互連通，且該動壓溝槽221與該連通槽222相連通，該動壓溝槽221的形狀可為三角形、長方形、斜翼形、弧形或其組合所形成的形狀，于本實施例中，其以斜翼形作為舉例，而該連通槽222連通于該斜翼形動壓溝槽221的中心，于本實施例中，每一個組合件20各具有兩個平行排列的動壓溝槽221，而該連通槽222連通兩個動壓溝槽221的中心位置并與相鄰組合件20的連通槽222相連接而形成一大型的連通溝槽。而該兩個連接壁23分別設置于該儲油壁21與該潤滑壁22的兩端而連接該儲油壁21與該潤滑壁22，該兩個連接壁23的至少一連接壁23具有一流道231，該流道231連通該潤滑壁22及該儲油壁21，該儲油空間40通過該流道231連通該連通槽222，進而連通該動壓溝槽221。而于組裝軸芯并啟動旋轉后，分別位于該潤滑壁22及該儲油壁21的該潤滑介質會因為軸芯的高速旋轉而有離心力以及內部壓力的變化，進而產生推拉效應，讓該潤滑介質往返流動于該儲油壁21及該潤滑壁22，換句話說，該軸芯會于該潤滑壁22滾動擠壓并匯聚經過該流道231所供應的潤滑介質形成支撐軸芯的動壓，再將部分該潤滑介質經由另一流道231回流至該儲油壁21的儲油空間40內，藉此強化匯聚潤滑介質的功能，形成循環式的動壓潤滑系統，因而達到保護軸芯及軸承以及減少摩擦力的目的。需另外說明的是，該流道231會隨著該組合件20的厚度以及凹槽結構211的大小而變化，若該流道231的長度過長，則該潤滑介質不易流動于該儲油壁21及該潤滑壁22之間，而若適當控制該流道231的長度，則可使得該儲油空間40變大；或是增大該流道231的截面積,如此將可使潤滑介質的流通性大幅提高，因而可增加軸承的壽命。而優選地，該流道231符合-2 ( IogD ( O. 5X log(2X SdXH/N)的規范，其中N為該流道231的總數，D是以毫米為單位的該流道231等值水力直徑，Sd是以毫米為單位的該軸芯直徑，H是以毫米為單位的該軸孔長度。請配合參閱圖4所示，其為本發明另一優選實施例的多通道剖面結構示意圖，該流道231及該連通槽222可設計為多個，且多個該流道231的口徑可配合該潤滑介質的黏稠性作適當調整，以讓動壓軸承發揮最佳效能，一般來說，只要其中一個連接壁23具有該流道231，于組合后，便可發揮流道231的疏通功能，而讓該潤滑介質流通于該儲油壁21及該潤滑壁22之間，而于本實施例中，為加強流道231的流通功能，該兩個連接壁23上各設置有三個流道231，而該潤滑壁22也具有三個連通槽222，也可如前例所述，只單用中間一個連通槽222即可。除此之外，該動壓溝槽221的數量也可隨著該連通槽222的數量而進行配合增加，請配合參閱圖5所示，該連通槽222具有三個且分別平行設置于該潤滑壁22，而該動壓溝槽221分別配合每一個連通槽222設置，且于本實施例中，其以交錯的方式設置。另需說明的是，上述的潤滑介質泛指任何能使旋轉軸芯與軸承的軸孔之間發揮優質潤滑效果的物質，包括但不局限于黏稠性較低的潤滑油(oil)及黏稠性較高的潤滑劑(lubricants),例如潤滑脂(grease)與含有固態潤滑粒子的潤滑劑等,而于本實施例中，其為該潤滑油與潤滑脂的混合，潤滑油可于軸芯旋轉初期先行產生潤滑效果，而于軸芯旋轉后產生熱量而軟化潤滑脂因而通過該流道231流通于該潤滑壁22于該儲油壁21后，產生更強力的動壓潤滑效果。除此之外，本發明的組合件20可由預先含浸潤滑油的多孔隙材質制成，同時也由所述含油的多孔隙材質通過毛細力驅動供應潤滑油，從而形成更優質的潤滑界面，進一步強化磨潤功效。而配合軸芯的長度，本發明由多個組合件20組合為軸承后，也可以上下疊置的方式而與該軸芯配合使用，且設置于同一個殼體10內以共享潤滑介質，藉此達到更穩定的動壓軸承效果。再請配合參閱圖6及圖7所示,其為圖I中B-B的剖面方向示意圖。位于兩個相互連接的連接壁23的多個流道231可以對稱性排列，或者以交錯性排列。另外，該儲油空間40可以有不同的實施方式，請配合參閱圖8所示，本發明還具有一間隔件30，其設置于該組合件20與該殼體10之間，藉此，該間隔件30、該組合件20及該殼體10之間形成該儲油空間40。除此之外,請配合參閱圖9所示,該殼體10具有一油通凹槽12,并與該儲油壁21形成該儲油空間40。為了更進一步地避免多個該組合件20的滑移，請配合參閱圖10所示，本發明的該殼體10上還可具有一定位部11，而多個該組合件20具有一對應該定位部11的固定部24，于本實施例中，該定位部11為一設置于該殼體10內表面的凸塊柱體，而該固定部24為一對應該凸塊柱體的凹槽，該定位部11設置于該儲油壁21表面而與該固定部24連接，因而可達到精準對位的能力。再者，請配合參閱圖11所示，多個該組合件20各具有分設于該兩連接壁23上的一組合凸塊25以及一組合凹槽26，多個該組合件20之間通過該組合凸塊25以及該組合凹槽26的相互結合，而可更加穩固的彼此連接，以承受高速軸承的運轉時產生的振動，避免多個該組合件20之間因振動而松散的問題。綜上所述，本發明的多個該組合件20組合于該殼體10，利用該流道231作為該潤滑介質于該儲油壁21及該潤滑壁22的快速流動通道，達到在軸芯與潤滑壁22間建立均勻穩定的潤滑接口，以發揮優質的磨潤功效，從而大幅延伸及優化軸承的運作極限與壽命。此外，該潤滑介質為潤滑油與潤滑脂的混合，分別于旋轉初期與中后期發揮其功效，穩定動壓界面。更重要的是，本發明的該組合件20是設計為弧形結構，位于該潤滑壁22的動壓溝槽221及連通槽222外露于該組合件20的外表面，因而可于開模制造組合件20時一并加入設計開模，于動壓溝槽221的設計樣式復雜的形態時，特別具有制造快速、制程簡單以及低成本的優點。因此本發明極具進步性及符合申請發明專利的要件，依法提出申請。以上已將本發明做一詳細說明，以上所述僅為本發明的一優選實施例而已，當不能限定本發明實施的權利要求的范圍。即凡依本發明權利要求范圍所作的均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明的權利要求涵蓋范圍內。
權利要求
1.一種高潤滑效能的軸承組件，其特征在于，所述高潤滑效能的軸承組件包含有一殼體和多個設置于所述殼體內的組合件，多個所述組合件組合于所述殼體內并形成一軸孔以容置一芯軸，多個所述組合件各具有一相鄰所述殼體設置的儲油壁，所述儲油壁與所述殼體之間具有至少一儲存一潤滑介質的儲油空間；一相鄰所述芯軸的潤滑壁，其相對所述儲油壁的位置，所述潤滑壁具有至少一動壓溝槽以及至少一連通槽，多個所述組合件的連通槽相互連通，且所述動壓溝槽與所述連通槽相連通； 兩個連接壁，其分別設置于所述儲油壁與所述潤滑壁的兩端而連接所述儲油壁與所述潤滑壁，所述兩個連接壁的至少一連接壁具有至少一流道，所述流道連通所述潤滑壁及所述儲油壁，所述儲油空間通過所述流道連通所述連通槽及所述動壓溝槽。
2.根據權利要求I所述的高潤滑效能的軸承組件，其特征在于，所述流道為多個，而所述連通槽配合所述流道而具有多個。
3.根據權利要求I所述的高潤滑效能的軸承組件，其特征在于，所述流道為多個，并分別設置于所述兩個連接壁上，而所述連通槽配合所述流道而具有多個。
4.根據權利要求3所述的高潤滑效能的軸承組件，其特征在于，兩個相互連接的連接壁上的多個所述流道以交錯位置排列。
5.根據權利要求I所述的高潤滑效能的軸承組件，其特征在于，所述潤滑壁具有多個動壓溝槽，所述連通槽與多個所述動壓溝槽連接而相互連通。
6.根據權利要求I所述的高潤滑效能的軸承組件，其特征在于，所述儲油壁具有一凹槽結構而形成所述儲油空間。
7.根據權利要求I所述的高潤滑效能的軸承組件，其特征在于，所述高潤滑效能的軸承組件還具有一間隔件，所述間隔件設置于所述組合件與所述殼體之間，且所述間隔件、所述組合件及所述殼體之間形成所述儲油空間。
8.根據權利要求I所述的高潤滑效能的軸承組件，其特征在于，所述殼體具有一油通凹槽，所述油通凹槽與所述組合件的儲油壁形成所述儲油空間。
9.根據權利要求I所述的高潤滑效能的軸承組件，其特征在于，所述殼體具有多個定位部，而多個所述組合件各具有一對應多個所述定位部的固定部，所述定位部設置于所述儲油壁表面而與所述固定部連接。
10.根據權利要求I所述的高潤滑效能的軸承組件，其特征在于，所述潤滑介質為潤滑油、潤滑脂或潤滑油與潤滑脂混合的潤滑劑。
11.根據權利要求I所述的高潤滑效能的軸承組件，其特征在于，所述動壓溝槽的形狀選自于三角形、長方形、斜翼形、弧形及其組合所組成的群組。
12.根據權利要求I所述的高潤滑效能的軸承組件，其特征在于，所述流道符合-2彡IogD^O. 5X log(2XSdXH/N)的規范，其中N為所述流道的總數，D是以毫米為單位的所述流道等值水力直徑，Sd是以毫米為單位的所述軸芯直徑，H是以毫米為單位的所述軸孔長度。
13.根據權利要求I所述的高潤滑效能的軸承組件，其特征在于，所述組合件為一弧形結構，并于所述殼體內組合而為一環形結構。
全文摘要
一種高潤滑效能的軸承組件，包含有一殼體、以及多個設置于該殼體內的組合件，多個該組合件形成一軸孔以容置一芯軸，且多個該組合件各具有一相鄰該殼體設置的儲油壁、一相鄰該芯軸的潤滑壁以及兩個連接壁，該潤滑壁具有至少一動壓溝槽及一與該動壓溝槽相連通的連通槽，該兩連接壁的至少一連接壁具有至少一流道，該流道連通該潤滑壁及該儲油壁。本發明通過該動壓溝槽及連通槽可于開模制造組合件時一并加入設計中，解決已知軸承技術中內徑表面動壓溝槽不易制造的問題，并利用多個組合件組配形成具有高潤滑效能的軸承結構。
文檔編號F16C33/10GK102954110SQ20111025314
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月30日 優先權日2011年8月30日
發明者黃隆偉, 童兆年 申請人:優磁科技股份有限公司