CN102667191A

CN102667191A - 滑动轴承及滑动轴承组件

Info

Publication number: CN102667191A
Application number: CN2010800591656A
Authority: CN
Inventors: 李凊来
Original assignee: Doosan Infracore Co Ltd
Current assignee: HD Hyundai Infracore Co Ltd
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2010-12-08
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2030-12-08
Also published as: US20120328224A1; KR20110072413A; CN102667191B; EP2518341A4; EP2518341B1; EP2518341A2; WO2011078499A3; US8708567B2; WO2011078499A2; KR101747965B1

Abstract

本发明涉及滑动轴承，更具体地讲，涉及在内周面和外周面具备润滑油存储库而改善了润滑特性的滑动轴承。本发明的滑动轴承具有特别是在100～1000kg/cm²的面压条件和0.005～0.1m/sec的速度条件下有利于使用的特性。

Description

滑动轴承及滑动轴承组件

技术领域

本发明涉及滑动轴承和滑动轴承组件。更具体地讲，本发明涉及这样的滑动轴承和滑动轴承组件：适用于机械装置的关节部等，在其内部嵌入轴，从而在周期性的润滑油的供给下对轴运动进行引导。

背景技术

通常，嵌入有轴而进行旋转、游动及支承的滑动轴承广泛使用于建设机械、液压机器等所有机械类的各种连接部分。在这样的滑动轴承中，向轴与支承所述轴的轴承之间的滑动接触面供给润滑油而防止内部磨耗。润滑油的供给是周期性地进行的，而这样的润滑油随着轴的旋转及游动导入到轴与滑动轴承之间的滑动接触面而形成薄的油膜。

在这样的滑动轴承中，在装置停止时或启动时或者从外部受到变动性负荷时，所述油膜有时会部分性地破坏，并且如果过了一定的使用时间，则由于润滑油的耗尽而发生油膜不足的现象。当发生这样的局部的油膜切断或油膜不足时，轴与滑动轴承之间的接触压力增大，从而根据由该接触压力产生的摩擦热而在轴与滑动轴承之间发生咬粘，由此磨耗量进一步增加。

具有这种现象的使用于各种连接部分的滑动轴承的面压及速度条件各不相同，使用根据一种类型的滑动轴承来配合所有范围的面压及速度条件是有限制的。其结果，在一定面压及速度条件的范围内，将能够最佳适用的产品适用于最合适的部位而减少轴与滑动轴承之间的咬粘或磨耗是非常重要的。同时，为了能够持续发挥润滑效果，需要增加滑动轴承的供油时间。

在韩国公开专利公报2006-0070264号中公开了形成为能够防止所述轴与滑动轴承的咬粘的结构的轴承装置的一例。在此，将轴的内部形成为中空体形状的空间，并在该空间中存储润滑油来增加润滑油的存储量。在所述轴承装置中，在所述轴上形成有与所述中空体连接的多个润滑油供给孔。如上所述，形成在轴上的润滑油存储库具有如下优点：增加供给到滑动接触面的润滑油的量，延长润滑油耗尽的时间，由此延长供油时间。但是，由于在轴上形成有中空体，因此有时发生强度不足的情况。

在韩国公开专利公报1999-0082076中公开了形成为能够防止滑动轴承的咬粘的结构的轴承装置的另一例。在此公开的轴承装置在与轴之间的滑动接触面上具有润滑油窝(pocket)，其深度为0.03mm～0.3mm，窝面积与窝深度之比为10～40mm左右。如上所述，当在滑动接触面上形成润滑油窝时，具有如下优点：在滑动时，装在润滑油窝的润滑油向滑动接触面供给润滑油，从而防止局部的油膜被切断的现象。但是，在上述装置中，由于润滑油存储库的深度过浅，因此可存储的润滑油的量少，导致不能延长供油周期。

在上述说明的形成为能够防止滑动轴承咬粘的结构的轴承装置中，也不能长时间延长供油时间而确保耐咬粘性、耐磨性，因此仍然存在在短时间内引发油膜不足或油膜切断等情况的可能性。

发明内容

技术课题

对此，本发明想要提供一种通过提高润滑特性而能够确保耐咬粘性、耐磨性的滑动轴承。

为此，经研究，本发明要提供如下的滑动轴承：不是在轴上形成润滑油存储库，而是在滑动轴承上形成润滑油存储库，并将所述润滑油存储库的体积与滑动轴承的总体积之比优化为规定值，另外，还将润滑油存储库与轴和滑动轴承的接触面的面积比以及润滑油存储库与滑动轴承和滑动轴承外部的轴套的接触面的一定的面积比进行优化，从而防止局部的油膜切断或在短时间内的油膜不足。

因此，本发明的目的在于，提供一种通过提高润滑特性而能够确保耐咬粘性、耐磨性的滑动轴承。

本发明的另一目的在于，提供一种滑动轴承，该滑动轴承具备润滑油存储库，并且所述润滑油存储库具备规定的面积比及规定的体积比。

另外，本发明的另一目的在于，提供一种滑动轴承，该滑动轴承能够在特定的动作条件、例如在100～1000kg/cm²的面压条件和0.005～0.1m/sec的速度条件下有效使用。

解决技术课题的手段

本发明提供一种滑动轴承100，其具有内周面110和外周面150，且在100～1000kg/cm²的面压下使用，其特征在于，在所述内周面110和外周面150至少一者上形成有润滑油存储库，所述润滑油存储库与所述内周面110和外周面150中的所述至少一者的面积比为15～60%。

根据本发明的一例，所述润滑油存储库与所述内周面110和所述外周面150中的所述至少一者的面积比为15～40%。

根据本发明的一例，所述滑动轴承100在0.005～0.1m/sec的速度下能够有效使用。

根据本发明的一例，在所述滑动轴承100的所述内周面110上形成有第1润滑油存储库120，在所述外周面150上形成有第2润滑油存储库160，所述第1润滑油存储库120与所述内周面110的面积比为15～60%，所述第2润滑油存储库160与所述外周面150的面积比为15～40%。

根据本发明的一例，所述第1润滑油存储库120由形成于所述内周面的多个槽构成，所述多个槽具有至少两种彼此不同的形状，所述多个槽分别彼此孤立。

根据本发明的一例，形成所述第1润滑油存储库的所述多个槽包括表面形成为圆形的凹形槽121及轴方向长度和圆周方向长度彼此不同的窝型槽122中的至少一个。另外，根据本发明的一例，所述多个槽还可以包括按照以均匀宽度在所述内周面沿着圆周方向围绕圆周1/4至1圈的方式形成的弧形槽123。

根据本发明的一例，所述第2润滑油存储库160至少包括一个以上的、按照以均匀宽度在所述外周面沿着圆周方向围绕圆周1/4至1圈的方式形成的弧形槽161。

根据本发明的一例，所述第1润滑油存储库120和第2润滑油存储库160至少在两处以上的部位通过连接用通孔170而彼此连接。

根据本发明的一例，由所述第1润滑油存储库120和所述第2润滑油存储库160形成的体积为所述滑动轴承100的总体积的5～30%。

本发明还提供一种滑动轴承组件，包括：上述说明的滑动轴承100；以可旋转的方式嵌入到所述滑动轴承内部的轴200；以及在所述滑动轴承的外部压入并收纳所述滑动轴承的轴套300。

发明效果

根据本发明的滑动轴承能够提高润滑特性而不发生局部的油膜切断或在短时间内的油膜不足，并降低在滑动面上的接触压力，因此具有良好的耐咬粘性及耐磨性。在使用根据本发明的滑动轴承的情况下，能够延长供油周期，并且提高适用所述滑动轴承的机器的效率。

根据本发明的滑动轴承，特别是是在100～1000kg/cm²的面压和0.005～0.1m/sec的速度条件下其使用效果显著。

附图说明

图1示出以往的滑动轴承的一例。

图2是示出根据本发明的滑动轴承的一例的立体图。

图3是示出将根据图2的滑动轴承沿着轴方向切断的剖面的图。

图4是例示地示出形成第1润滑油存储库的各种形状的槽的剖面的图。

图5是例示地示出形成第2润滑油存储库的槽的剖面形状的图。

图6是示出结合了轴、滑动轴承及轴套的、根据本发明的一例的滑动轴承组件的剖面的图。

具体实施方式

下面，参照具体的图及实施例，对本发明进行更详细的说明。

滑动轴承通过润滑油的油膜，通常与轴或轴套等相对地进行旋转或摇动运动，根据本发明的滑动轴承具备能够存储润滑油的润滑油存储库。在此，润滑油存储库分别形成在作为与嵌入到滑动轴承内部的轴之间发生滑动的接触面的内周面以及作为与配置在滑动轴承的外部而压入的轴套之间的接触面的外周面。

具体地讲，根据本发明的滑动轴承100具有内周面110和外周面150，并且在100～1000kg/cm²的面压下使用，在所述内周面110和外周面150的至少一个面上形成有润滑油存储库，润滑油存储库与所述内周面110和外周面150中的该至少一个面的面积比为15～60%。

根据本发明的一例，润滑油存储库与所述内周面110和外周面150中的该至少一个面的面积比为15～40%。

根据本发明的一例，所述滑动轴承在0.005～0.1m/sec的速度下有效使用。

图2是根据本发明的滑动轴承的一例，图3是示出将根据所述图2的滑动轴承沿着轴方向切断的剖面图。

所述图2的滑动轴承100具有内周面110和外周面150，在所述内周面110上形成有第1润滑油存储库120，在所述外周面150上形成有第2润滑油存储库160。在此，形成于所述内周面110的第1润滑油存储库120的面积相对于所述内周面110的面积之比为15～60%，形成于所述外周面150的第2润滑油存储库160的面积相对于所述外周面150的面积之比为15～40%。

所述图2的滑动轴承的内周面通常与轴接触，当在与这样的接触面具有15～60%的面积比的面积上具备润滑油存储库中的第1润滑油存储库120时，能够使润滑油在所述滑动轴承上充分地循环，从而减少局部的油膜切断。在所述面积比不足15%的情况下，整体的润滑油循环有可能不够完善，局部的油膜切断和热发生率有可能上升。在100～1000kg/cm²的面压条件和0.005～0.1m/sec的速度条件下也会发生这种现象。相反，如果所述面积比超过60%，则在滑动轴承上的作为未形成润滑油存储库的部分的接触支承面的面积过小，因此发生不能够充分获得耐负荷性的问题。其结果，发热量上升，由此容易发生咬粘，并发生迅速的快速磨耗现象，从而缩短轴承装置的寿命。

另一方面，所述滑动轴承的外周面通常与配置于滑动轴承的外侧的轴套接触，在本发明中在与所述滑动轴承的外周面的总面积之比为15～40%的面积上形成第2润滑油存储库160。所述第2润滑油存储库160至少通过2个以上的连接用通孔170与第1润滑油存储库120连接而向第1润滑油存储库120供给润滑油，从而即使长时间驱动滑动轴承100也能够形成充分的润滑。

当所述第2润滑油存储库160起到向第1润滑油存储库供给润滑油的作用时，第2润滑油存储库160的形状及与外周面150之间的角度没有太大的意义。因此，根据本发明的一例，所述第2润滑油存储库160能够形成为单纯的形状，例如按照以均匀宽度在所述外周面沿着圆周方向围绕圆周1/4至1圈的方式形成的弧形槽161。当然，作为第2润滑油存储库160，也可以形成为其它形状的槽，例如图2所示的四角形形状的槽162。

当所述第2润滑油存储库160形成为所述弧形槽161时，其深度是考虑滑动轴承100的强度、加工费用及时间而确定的，根据本发明的一例，其深度优选为滑动轴承100的厚度的2/5以内。

在第2润滑油存储库160与所述滑动轴承的外周面的面积比不足15%的情况下，相对于润滑油存储库的设置费用来说，润滑油存储量少，因此效率低；其面积比超过40%时即使设置最大夹紧量，与如配置于滑动轴承外侧的轴套那样的外部结构体直接接触的部分的面积也过小，因此由轴套等外部结构体固定滑动轴承有可能会很困难，其结果可能发生滑动轴承从轴套等的外部结构体脱离的情况。

根据本发明的一例，所述第1润滑油存储库120由形成于所述内周面的多个槽形成，所述多个槽具备至少两种彼此不同的形状，所述多个槽分别彼此孤立。即，形成于滑动轴承的内周面的润滑油存储库能够具备2种以上的彼此不连接的孤立的形状。

根据本发明的一例，形成所述第1润滑油存储库的所述多个槽包括轴方向的长度和圆周方向的长度彼此不同的窝型槽122中的至少一个以及槽形成表面为圆形的凹形槽121。

在根据本发明的滑动轴承组件中，形成于滑动轴承的内周面110的第1润滑油存储库120可形成为如凹形槽121及窝型槽122这样的形状，作为润滑油的移动通路的同时能够起到存储润滑油的作用。所述凹形槽121和窝型槽122是彼此不连接的孤立的形状。

另外，根据本发明的一例，所述多个槽可包括按照以均匀宽度在所述内周面沿着圆周方向围绕圆周1/4至1圈的方式形成的弧形槽123。所述弧形槽123可顺利地起到润滑油的移动通路的作用。

所述彼此不连接的孤立的形状的润滑油存储库起到降低实际发挥作用的面压的作用和向滑动接触的面供给润滑油的作用。

另一方面，在滑动轴承的负荷高速度慢的条件下，在所述孤立的形状的润滑油存储库中，轴方向z上的长度与圆周方向θ上的长度之比优选为1以下，在负荷低速度快的条件下，在所述孤立的形状的润滑油存储库中，轴方向z上的长度与圆周方向θ上的长度之比优选为1以上。另一方面，在负荷高速度也快的情况下，对于所述孤立的形状的润滑油存储库，可以将轴方向长度与圆周方向长度之比为1以上的情况和1以下的情况彼此混合而形成。这与滑动方向有关，因为轴方向长度之比为1与圆周方向长度以下时，对负荷支承力有利，当轴方向长度与圆周方向长度之比为1以上时，在速度快的情况下有利。

根据本发明的一例，由所述第1润滑油存储库120和第2润滑油存储库160形成的体积为所述滑动轴承100总体积的5～30%。即，润滑油存储库120、160的体积与滑动轴承100的总体积之比为：每单位体积的平均体积在5～30%范围。在所述滑动轴承中如果确保润滑油存储库占滑动轴承总体积的5～30%的体积，则在所述滑动轴承接触面上不发生局部的油膜切断或油膜不足而能够长时间起到充分的润滑作用。

在所述润滑油存储库120、160的体积比不足5%的情况下，由于润滑油量不足，在短时间内容易发生咬粘，而在超过30%的情况下，滑动轴承的整体强度不足，从而发生变形。其结果，异常磨耗或咬粘等被加大而容易发生破损等，在苛刻的条件下，供油时间变得非常短。

如上所述，根据本发明的滑动轴承特别是在100～1000kg/cm²的面压和0.005～0.1m/sec的速度下能够有效使用。

另外，如图6所示，本发明还提供滑动轴承组件，该滑动轴承组件包括：上述说明的滑动轴承100、以可旋转的方式嵌入到所述滑动轴承内部的轴200以及在所述滑动轴承的外部将所述滑动轴承压入并收纳的轴套300。

在所述图6中所例示的滑动轴承组件通常能够适用于挖土机的关节部。所述滑动轴承组件的基本结构为，滑动轴承100以具备一定的夹紧量的尺寸强制压入而固定支承于轴套300，而轴200嵌入到所述滑动轴承100中。

在供所述轴200和滑动轴承100滑动的接触面110上，对于整个滑动接触面积以15～60%范围的面积比形成由具有2种以上的不同形状的槽构成的第1润滑油存储库120；在轴套300与滑动轴承100压入而接触的面150上形成有对于整个接触面积的面积比为15～40%的第2润滑油存储库160。在此，所述第2润滑油存储库160由沿圆周方向加工的弧形槽161形成。

所述第1润滑油存储库120和第2润滑油存储库160通过2个以上的连接用通孔170而连接，驱动时存储于第2润滑油存储库160的润滑油被移动到第1润滑油存储库120而供给润滑油。此时，第1润滑油存储库和第2润滑油存储库的体积被设计为滑动轴承的每单位体积的平均体积在5～30%范围。

下面，作为本发明的更具体的实施方式，通过比较例和实验例来一并说明。

<实施例1-7及比较例1-5>滑动轴承的制造

制造12个内径70mm×外径85mm×长度60mm的滑动轴承样品，并对其进行了渗碳热处理。

在按所述制造的滑动轴承上，以下面的表1的规格制造槽而形成第1润滑油存储库及第2润滑油存储库，并将其分别作为实施例1至7及比较例1至5。

将形成于第1润滑油存储库的槽以等间隔配置。具体地讲，将各个凹形槽121的面积形成为200mm²、深度为1.5mm，将弧形槽的剖面深度形成为1～1.1mm的范围、宽度为7mm，并使这些槽围绕内周面110一圈。

第2润滑油存储库由剖面为四角形，深度为1.2～1.3mm的范围的弧形槽161形成。

滑动轴承的总体积为109,508mm³，滑动轴承的内周面的总面积为13,188mm²。

[表1]

<实验例1>咬粘量实验

在上述实施例1至7以及比较例1至5中制造的滑动轴承100内安装直径为70mm的轴颈轴来进行组装，在所述滑动轴承的外部安装直径为85mm的轴套，从而形成滑动轴承组件。

向所述滑动轴承的内周面110及所述轴颈轴的外周面的滑动接触面供给1次作为润滑油的黄油，同时也向滑动轴承的外周面150供给作为润滑油的黄油。

在摇动角度为90°、最大摇动速度为0.1m/sec的条件下，使所述滑动轴承组件连续运转。在所述连续运转中，每1000次循环时从外部向所述滑动轴承施加一定的负载负荷，从而将发生咬粘时的负荷作为咬粘负荷来进行评价。其结果如表2所示。

[表2]

从实施例可知，咬粘负荷随着凹形槽的数量、第1润滑油存储库的面积比及润滑油存储库的体积比的增加而增加。相反，从比较例的情况可知，随着润滑油存储库的体积比和面积比脱离本发明所提示的范围，咬粘负荷变得非常低。

通过上述实验例可知，对咬粘负荷影响最大的因素是槽的数量和第1润滑油存储库的面积比，另外随着润滑油存储库的总体积比增加，在效果上存在差异。

<实验例2>供油周期实验

在产业用设备、例如挖土机之类的设备的情况下，除了咬粘负荷之外，关于以何种频率提供润滑油的供油周期非常重要。

在本实验例中，为了确认供油周期，进行了如下实验：与实际挖土机的作业条件类似地反复施加高负荷和低负荷，向轴颈轴与滑动轴承的滑动接触面供给1次作为润滑油的黄油，并且在摇动角度为90°及摇动速度为0.02m/sec的条件下供给1次黄油之后观察几个小时发生一次因黄油不足引起的油膜切断现象。其结果如表3所示。

[表3]

例如，以挖土机为例，在将一天的作业时间视为20小时的情况下，如果想要每周供给润滑油，则需要140小时以上的供油周期。在根据本发明的实施例的情况下，可知随着润滑油存储库的体积比增加，供油周期变长。

另一方面，在比较例5的情况下，虽然供油周期为200小时，但是在上述实施例5中，为了增加润滑油存储库的体积比而过度增加了第1润滑油存储库的面积比，从而如上述表2所示，发生了咬粘负荷下降的问题，其结果由于咬粘负荷下降反而出现需要频繁供给润滑油的问题。

在所述实施例及实验例中以作为建设装备的挖土机的关节部为例进行了说明，但本发明不限于挖土机用作业机的关节部，也可以适用于其它装备中。

如上所述，本发明的滑动轴承可以适用于作业机的各种连接部分，例如，可以适用于在100～1000kg/cm²的面压条件和0.005～0.1m/sec的速度条件下使用的建设及土木工程机器领域。当然，本发明的滑动轴承还可以适用于其它产业领域的各种液压机器或压缩机的一般机械类等。

Claims

1.一种滑动轴承(100)，其具有内周面(110)和外周面(150)，且在100～1000kg/cm²的面压下使用，其特征在于，

在所述内周面(110)和所述外周面(150)中的至少一者上形成有润滑油存储库，所述润滑油存储库与所述内周面(110)和所述外周面(150)中的所述至少一者的面积比为15～60%。

2.根据权利要求1所述的滑动轴承，其特征在于，

所述润滑油存储库与所述内周面(110)和所述外周面(150)中的所述至少一者的面积比为15～40%。

3.根据权利要求1所述的滑动轴承，其特征在于，

在所述内周面(110)上形成有第1润滑油存储库(120)，在所述外周面(150)上形成有第2润滑油存储库(160)，

所述第1润滑油存储库(120)与所述内周面(110)的面积比为15～60%，

所述第2润滑油存储库(160)与所述外周面(150)的面积比为15～40%。

4.根据权利要求1所述的滑动轴承，其特征在于，

所述滑动轴承在0.005～0.1m/sec的速度下使用。

5.根据权利要求3所述的滑动轴承，其特征在于，

所述第1润滑油存储库(120)由形成于所述内周面的多个槽构成，

所述多个槽具有至少两种彼此不同的形状，

所述多个槽分别彼此孤立。

6.根据权利要求5所述的滑动轴承，其特征在于，

所述多个槽包括轴方向长度和圆周方向长度彼此不同的窝型槽(122)中的至少一个以及槽形成表面为圆形的凹形槽(121)。

7.根据权利要求5所述的滑动轴承，其特征在于，

所述多个槽包括按照以均匀宽度在所述内周面沿着圆周方向围绕圆周1/4至1圈的方式形成的弧形槽(123)。

8.根据权利要求3所述的滑动轴承，其特征在于，

所述第2润滑油存储库(160)至少包括一个以上的、按照以均匀宽度在所述外周面沿着圆周方向围绕圆周1/4至1圈的方式形成的弧形槽(161)。

9.根据权利要求3所述的滑动轴承，其特征在于，

所述第1润滑油存储库(120)和所述第2润滑油存储库(160)至少在两处以上的部位通过连接用通孔(170)而彼此连接。

10.根据权利要求3所述的滑动轴承，其特征在于，

由所述第1润滑油存储库(120)和所述第2润滑油存储库(160)形成的体积为所述滑动轴承(100)的总体积的5～30%。

11.一种滑动轴承组件，其特征在于，该滑动轴承组件包括：

根据权利要求1至10中的任一项所述的滑动轴承(100)；

以可旋转的方式嵌入到所述滑动轴承内部的轴(200)；以及

在所述滑动轴承的外部压入并收纳所述滑动轴承的轴套(300)。