一种轴承与轴体的连接结构的制作方法

1.本实用新型涉及流体机械摩擦学技术领域，尤其是涉及一种轴承与轴体的连接结构。


背景技术：

2.箔片式气体轴承是指利用弹性箔靠流体动压力或静压力使轴悬浮的滑动轴承，其在国外已经被应用于高速、无油化涡轮机械领域。与滚动轴承和普通滑动轴承相比，箔片式气体轴承能够承受更高的转速、温度且不受润滑系统、冷却系统的限制。与此同时，该轴承1以环境空气作为润滑介质，因此可以满足无油化机械的使用要求，而且也更为环保。
3.参照图1，其为箔片式气体轴承的起飞原理图，当轴体2作为移动件与轴承1内表面形成收敛间隙，且移动件的运动方向是从较大间隙的一侧移动到较小间隙的一侧时(间隙即为轴体2外表面与轴承1内表面之间的距离空间)，那么进入间隙的气量必然大于流出间隙的气量，进入楔形间隙的过剩气量，必将由进口和出口两处截面被挤出，就产生了一种因压力而驱使的流动，成为压力流。此时，楔形间隙中流体的流动将由剪切流和压力流叠加而成，加上气体具有一定可压缩性，因此进口气流的速度曲线呈内凹状，出口呈外凸状。只要环境提供一定粘度的气体介质，且轴体2与轴承1内表面的相对速度足够大，则流入楔形间隙的流体所产生的动压效应是能够持续稳定存在的，即所说的流体动压润滑楔效应，因此，当轴体2转速达到起飞转速之后，轴体2就能够顺利起飞。在轴体2起飞过程中，起始阶段轴承1与轴体2之间形成的是楔形间隙并形成稳定的动压气膜8，所以随着转速的增加，轴体2与轴承1之间的摩擦力矩会迅速增大。随着转速的继续增长，当转速达到起飞转速，轴承1与轴体2间的楔形间隙转变为稳定的动压气膜8，轴承1与轴体2间的润滑变为气体润滑，使得轴体2的摩擦力矩迅速下降。因此，参照图2，其为正常起飞的轴体2的力矩图，图中t1‑
t2为起飞阶段，t3‑
t4为停机阶段，可知轴体2的力矩在起飞和停机阶段均会出现一个开始急剧增加而后迅速回落的波形。
4.由于箔片式气体轴承在工作启停过程中都会有一定程度的磨损，在燃料电池空压机等设备反复启停的工况中，轴承1的寿命会受到极大的挑战。虽然使用者通过在轴承1或轴体2上单独增设漆层等材料，以减少两者的磨损，但是漆层很快便会被磨掉了，轴承1的使用寿命仍然较低。
5.因此，如何解决现有技术中轴体在工作启停过程中，会对与其配合的轴承产生磨损，易使轴承寿命降低的技术问题，已成为本领域人员需要解决的重要技术问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种轴承与轴体的连接结构，解决了现有技术中轴体在工作启停过程中，会对与其配合的轴承产生磨损，易使轴承寿命降低的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
7.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
8.本实用新型提供的轴承与轴体的连接结构，包括：包括轴承和轴体，所述轴承具有第一连接面，所述轴体具有第二连接面，所述轴承和所述轴体通过所述第一连接面与所述第二连接面相配合连接；其中，所述第一连接面上设置有第一耐磨层，并且所述第二连接面上设置有第二耐磨层，所述第一耐磨层和所述第二耐磨层能进行接触配合。
9.优选地，所述第一耐磨层和所述第二耐磨层均为耐磨材质，所述第一耐磨层与所述第二耐磨层之间的摩擦系数、所述第一耐磨层与所述第二连接面之间的摩擦系数、所述第二耐磨层与所述第一连接面之间的摩擦系数均小于所述第一连接面与所述第二连接面之间的摩擦系数。
10.优选地，所述第一耐磨层与所述第二耐磨层采用具有不同摩擦系数的同种耐磨材质或不同种耐磨材质制造而成。
11.优选地，所述第一耐磨层的耐磨性高于所述第二耐磨层的耐磨性。
12.优选地，所述第一耐磨层和所述第二耐磨层均为涂覆在对应连接面上的涂层结构。
13.优选地，所述第一耐磨层的材质和所述第二耐磨层的材质为特氟龙和二硫化钼中任一种。
14.优选地，所述轴承为径向箔片式气体轴承，所述径向箔片式气体轴承穿套在所述轴体的外侧。
15.优选地，所述第一连接面为所述径向箔片式气体轴承的内侧周向面，所述第二连接面为轴体的外侧周向面。
16.优选地，所述轴承为轴向箔片式气体推力轴承，所述轴体上设置有径向向外延伸的凸轴段，所述轴向箔片式气体推力轴承设置于所述凸轴段的两侧。
17.优选地，所述第一连接面为所述轴向箔片式气体推力轴承的顶箔的外侧面，所述第二连接面为凸轴段的两端面。
18.本实用新型相较于现有技术具有以下有益效果：
19.本实用新型提供的轴承与轴体的连接结构，通过在轴承的第一连接面和轴体的第二连接面之间增设第一耐磨层和第二耐磨层，能够将第一连接面和第二连接面之间的磨损转化为第一耐磨层与第二耐磨层之间以及第一耐磨层与第二连接面之间或第二耐磨层与第一连接面之间的磨损，能够降低两连接面之间的摩擦系数，并且在工作过程中，第一阶段首先为第一耐磨层和第二耐磨层之间的磨损，第二阶段为第一耐磨层和第二耐磨层与对应连接面之间的磨损，第三阶段才是第一连接面和第二连接面之间的磨损，直至最终损坏轴承和轴体，能够极大地减小第一连接面和第二连接面之间摩擦接触，降低两者之间的摩擦系数，从而降低轴承的磨损，极大地延长了轴承的使用时间，提升轴承的使用寿命。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是现有技术中箔片式气体轴承的起飞原理展开图；
22.图2是现有技术中正常起飞的轴体的力矩图；
23.图3是本实用新型实施例提供的第一耐磨层和第二耐磨层的位置示意图图；
24.图4是本实用新型实施例提供的轴承与轴的安装示意图；
25.图5是本实用新型实施例提供的径向箔片式气体轴承与轴体的安装示意图；
26.图6是本实用新型实施例提供的轴向箔片式气体推力轴承与轴体的安装示意图。
27.图中1
‑
轴承；2
‑
轴体；3
‑
第一连接面；4
‑
第二连接面；5
‑
第一耐磨层；6
‑
第二耐磨层；7
‑
凸轴段；8
‑
动压气膜。
具体实施方式
28.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
29.本实用新型的目的在于提供一种轴承与轴体的连接结构，解决了现有技术中轴体在工作启停过程中，会对与其配合的轴承产生磨损，易使轴承寿命降低的技术问题。
30.以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。
31.参照图3
‑
4，本实用新型提供了一种轴承与轴体的连接结构，包括轴承1、轴体2、第一耐磨层5和第二耐磨层6，轴承1具有第一连接面3，轴体2具有第二连接面4，轴承1和轴体2通过第一连接面3与第二连接面4相配合连接，实际加工过程中，第一连接面3和第二连接面4的位置根据轴承1与轴体2的连接配合方式进行确定，即两连接面为轴承1与轴体2两者连接后能够接触的两表面。第一连接面3上设置有第一耐磨层5，并且第二连接面4上设置有第二耐磨层6，第一耐磨层5和第二耐磨层6能进行接触配合，第一耐磨层5和第二耐磨层6均可设置为一层或多层，如此设置，本实用新型在轴承1与轴体2之间的连接配合面之间增设第一耐磨层5和第二耐磨层6，能够将第一连接面3和第二连接面4之间的磨损转化为第一耐磨层5与第二耐磨层6之间以及第一耐磨层5与第二连接面4之间或第二耐磨层6与第一连接面3之间的磨损，能够降低两连接面之间的摩擦系数，并且在工作过程中，第一阶段首先为第一耐磨层5和第二耐磨层6之间的磨损，第二阶段为第一耐磨层5和第二耐磨层6与对应连接面之间的磨损，第三阶段才是第一连接面3和第二连接面4之间的磨损，直至最终损坏轴承1和轴体2，能够极大地减小第一连接面3和第二连接面4之间摩擦接触，降低两者之间的摩擦系数，从而降低轴承1的磨损，极大地延长了轴承1的使用时间，提升轴承1的使用寿命，解决了现有技术中轴体在工作启停过程中，会对与其配合的轴承产生磨损，易使轴承寿命降低的技术问题。
32.下面结合具体的实施例对本实用新型的技术方案进行详细的说明。
33.实施例1：
34.参照图3
‑
4，本实施例提供的轴承与轴体的连接结构，包括轴承1和轴体2，轴承1具有第一连接面3，轴体2具有第二连接面4，轴承1和轴体2通过第一连接面3与第二连接面4相配合连接；其中，第一连接面3上设置有第一耐磨层5，并且第二连接面4上设置有第二耐磨
层6，第一耐磨层5和第二耐磨层6能进行接触配合，其中，第一耐磨层5和第二耐磨层6均为耐磨材质，第一耐磨层5与第二耐磨层6之间的摩擦系数、第一耐磨层5与第二连接面4之间的摩擦系数、第二耐磨层6与第一连接面3之间的摩擦系数均小于第一连接面3与第二连接面4之间的摩擦系数，能够极大降低第一连接面3和第二连接面4之间的摩擦系数，降低对轴承1磨损。
35.进一步地，第一耐磨层5与第二耐磨层6采用具有不同摩擦系数的同种耐磨材质制造而成或者是两者采用具有不同摩擦系数的不同种耐磨材质制造而成，即第一耐磨层5与第二耐磨层6可使用同种耐磨材质的不同型号，表面可设置不同的粗糙度，其对应不同的摩擦系数，或者，第一耐磨层5和第二耐磨层6均为不同种的耐磨材质，能够具有更加稳定且不同的摩擦系数，两种实施方式均可实现分阶段抗磨效果。
36.进一步地，第一耐磨层5的耐磨性高于第二耐磨层6的耐磨性，如此设置，在工作过程中，第一阶段主要为两个耐磨层之间接触，使得轴体2的第二连接面4上的第二耐磨层6先磨损，第二阶段为轴承1的第一连接面3上的第一耐磨层5与第二连接面4之间接触，使得轴承1的第一耐磨层5再磨损，能够更大程度地保护轴承1。
37.进一步地，第一耐磨层5和第二耐磨层6均为涂敷在对应连接面上的涂层结构，加工使用方便，更能适应轴体2和轴承1的形状，且耐磨效果好。
38.进一步地，第一耐磨层5的材质和第二耐磨层6的材质均为特氟龙和二硫化钼中任一种，特氟龙，即聚四氟乙烯(ptfe)，其摩擦系数极低，且耐高温，润滑作用更好。二硫化钼摩擦系数极低，接触面间产生的摩擦阻力小，均具有良好的耐磨性。
39.实施例2：
40.参照图3
‑
5，本实施例提供的轴承与轴体的连接结构，包括轴承1和轴体2，轴承1具有第一连接面3，轴体2具有第二连接面4，轴承1和轴体2通过第一连接面3与第二连接面4相配合连接；其中，第一连接面3上设置有第一耐磨层5，并且第二连接面4上设置有第二耐磨层6，第一耐磨层5和第二耐磨层6能进行接触配合，其中，轴承1为径向箔片式气体轴承1，轴体2穿套在径向箔片式气体轴承1的内侧，轴承1能够对轴体2的径向进行有效支撑。
41.进一步地，第一连接面3为径向箔片式气体轴承1的内侧周向面，第二连接面4为轴体2的外侧周向面，第一耐磨层5和第二耐磨层6分别涂覆在第一连接面3和第二连接面4上，能够增加径向箔片式气体轴承1的内侧周向面与轴体2的外侧周向面之间的耐磨性，减少磨损。
42.实施例3：
43.参照图3
‑
4和图6，本实施例提供的轴承与轴体的连接结构，包括轴承1和轴体2，轴承1具有第一连接面3，轴体2具有第二连接面4，轴承1和轴体2通过第一连接面3与第二连接面4相配合连接；其中，第一连接面3上设置有第一耐磨层5，并且第二连接面4上设置有第二耐磨层6，第一耐磨层5和第二耐磨层6能进行接触配合，其中，轴承1为轴向箔片式气体推力轴承1，轴体2上设置有径向向外延伸的凸轴段7，轴向箔片式气体推力轴承1设置于凸轴段7的两侧，能够对轴体2的轴向方向进行有效支撑。
44.进一步地，第一连接面3为轴向箔片式气体推力轴承1的顶箔的外侧面，第二连接面4为凸轴段7的两端面，能够增加为轴向箔片式气体推力轴承1的顶箔的外侧面与凸轴段7的两端面之间的耐磨性，减少磨损。
45.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
46.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
47.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。