[发明专利]一种航天器用长寿命超低摩擦固体润滑滑动轴承组件在审

专利信息
申请号: 202210746568.2 申请日: 2022-06-29
公开(公告)号: CN115013437A 公开(公告)日: 2022-09-06
发明(设计)人: 佘丁顺;康嘉杰;刘建东;岳文;孟德忠;朱丽娜;付志强 申请(专利权)人: 中国地质大学(北京);中国地质大学(北京)郑州研究院
主分类号: F16C33/04 分类号: F16C33/04;F16C17/02;F16C33/10
代理公司: 深圳市优赛朝闻专利代理事务所(普通合伙) 44454 代理人: 谭育华
地址: 100000*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 航天 器用 寿命 摩擦 固体 润滑 滑动 轴承 组件
【说明书】:

发明公开了一种航天器用长寿命超低摩擦固体润滑滑动轴承,根据本发明的轴承组件包括:轴承座和轴瓦,所述轴承座内圈的外周设置为第一工作面,所述轴瓦外圈设置为第二工作面;其中所述第一工作面与所述第二工作面中的一个上设置有润滑部容纳槽,所述润滑部容纳槽构造为多个且呈阵列排布于所述工作面的内表面,相邻的两个所述润滑部容纳槽的深度不同;每个所述润滑部容纳槽内可容纳纳米洋葱碳、硫化钼,纳米金刚石颗粒等空间用固体润滑剂。本发明所述的轴承组件的摩擦系数低,耐磨性能好,使用寿命长。

技术领域

本发明涉及一种航天器用轴承技术领域,尤其涉及一种航天器用长寿命超低摩擦固体润滑滑动轴承组件。

背景技术

随着深空探测和空间站建设等重大航天任务的快速推进,航天器运动配副正向相对运动高速化发展。航天器如卫星、空间站所处的太空环境有微重力和高真空等。微重力导致摩擦成了空间机械部件高度运动需要克服的最主要阻力来源之一;高真空不但大幅增加金属间的摩擦系数,而且使流体润滑难以有效使用。特别是,航天器能源供给受限(大多数情况需要依赖太阳能发电)更需要开发摩擦力低(能源消耗小)的机械零部件。因此航天装备亟需开发新的摩擦结构原件实现零部件的减阻延寿。

超润滑技术(摩擦系数低于0.01的减摩技术)提供了一种可能的技术路径,特别是空间高真空环境为实现超润滑提供了近乎洁净接触的理想场所,有利于实现大尺度长效超润滑。现有摩擦学前沿研究构造宏观超润滑的条件主要有:相对洁净和光滑的对磨面,以及摩擦副件可实现持续补充的纳米颗粒充当分子轴承。因此,优化设计制造适用于空间环境的长寿命超低摩擦的滑动轴承的关键在于轴承座和轴瓦接触面的界面结构设计及润滑条件的优化。

发明内容

本发明旨在至少解决现有航天器用滑动轴承固体润滑技术中存在的技术问题。

为此,本发明的目的在于提出一种轴承组件,该轴承组件的耐磨性能好,使用寿命长,摩擦系数低。根据本发明的轴承组件包括:轴承座和轴瓦,所述轴承座内圈设置为第一工作面,所述轴瓦外圈的内周设置为第二工作面;其中所述第一工作面与所述第二工作面中的一个上设置有润滑部容纳槽,所述润滑部容纳槽构造为多个且呈阵列排布于所述工作面的内表面,相邻的两个所述润滑部容纳槽的深度不同;每个所述润滑部容纳槽内设置有纳米洋葱碳、硫化钼、纳米金刚石颗粒等固体润滑剂。其中,纳米洋葱碳是包裹有石墨烯的一种纳米金刚石颗粒,对金刚石粉进行高温处理一段时间也可以获得。这些纳米级的小粉体在面面接触的对磨中,会产生相对滚动,将原来的内圈和外圈相对滑动变为滚动摩擦。

本申请巧妙之处在于:相对运动和压力会使储存在孔内的固体润滑剂(纳米洋葱碳、纳米硫化钼,石墨烯)缓慢运动至内圈和外圈之间,起到润滑作用。通过在工作表设置有深度不同的孔,使得纳米洋葱碳在不同的压力下进行相应的润滑。

根据本发明的轴承组件,通过设置润滑部容纳槽呈阵列设置,每个润滑部容纳槽内设置纳米洋葱碳,使得轴承组件在不同湿度环境下具备更低的摩擦和磨损,进一步设置相邻的两个润滑部容纳槽的深度不同,使得轴承组件可以适用于不同载荷速度,在不同的工况下具有综合性能的性能。

根据本发明的一个实施例,多个所述润滑部容纳槽构分为多组,每组所述润滑部容纳槽构造为润滑单元,每个所述润滑单元内的多个润滑部容纳槽在所述轴向上依次排列,且每个润滑单元内的多个润滑部容纳槽的容积不同。

根据本发明的一个实施例,每个所述润滑单元内的润滑部容纳槽在轴向上依次排列,且所述润滑部容纳槽的深度在轴向上逐渐增加。

根据本发明的一个实施例,每个所述润滑单元内的润滑部容纳槽在轴向上依次排列且所述润滑部容纳槽的最大直径在轴向上逐渐增加。

根据本发明的一个实施例,所述润滑单元为多个且在所述第一工作面或所述第二工作面的周向上间隔布置。

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