一种设置碳素纤维散热层的航空用轴承制造技术

本实用新型专利技术涉及轴承，一种设置碳素纤维散热层的航空用轴承，包括：外套圈、内套圈、散热层套圈、碳素纤维散热层、双列球形滚动体、锁定垫圈和紧固螺母，在内套圈的内圆周设置了散热层套圈，并在散热层套圈与内套圈之间设置一层碳素纤维散热层，即：利用碳素纤维的高导热性和导热取向性，由长丝碳素纤维平直排列的散热层与长丝碳素纤维圈状编织多孔结构的阻热层组成复合结构的碳素纤维散热层，使轴承能够在迅速散热的同时并阻断由轴传向轴承的热源，以突破轴承高速转动的热限制条件，提高轴承的使用寿命，使轴承在高转动领域实现历史性的突破。破。破。

【技术实现步骤摘要】
一种设置碳素纤维散热层的航空用轴承


[0001]本技术涉及轴承，特别是高速轴承及航空轴承。

技术介绍

[0002]已知：轴承能达到的转速是有极限的，通常是取决于所用的润滑剂和轴承部件的材料能达到的工作温度(SKF轴承综合型录P108页)，SKF资料显示：在同等的技术条件和工况时，轴承在达到工作温度限制时的转速，取决于轴承在滚动时因摩擦产生的热量(包括任何其它外热)和有多少热量可以从轴承带走(SKF 轴承综合型录P108页)，即：轴承能够达到的转速和使用寿命与轴承工作时产生的温度密切相关，特别是各类航空发动机轴承不仅承受着极高的转速，而且承受着极高的工作环境温度，因此：各类高速轴承和航空发动机轴承的散热问题成为限制轴承使用寿命的决定性因素，目前，为解决轴承的散热主要采用两种方式，一、主动散热，即：依靠散热片的表面将热疗散发，主动散热片成本低廉、结构简单，但是：因为主动散热片所采用的金属基本都是铝或铜金属，资料显示：铝或铜的热导率(散热系数)分别为237W/m*k 和4017W/m*k，所以：采用的金属片主动散热的效率很低，持续散热效果差，只适用于设置在产热量不高的普通机械装置中的轴承使用，二、被动散热，即：采用风冷或水冷的辅助散热方式将轴承产生的热量和受到的热量带走，但是，采用风冷或水冷仍存在许多无法克服的缺陷：其中1：风冷散热受环境温度的限制，其散热效果优于主动散热，但是：风冷散热必须增加风扇系统和风扇的空间，其中2：水冷散热的优点是散热效果较好，具有稳定持续散热的功效，但是：水冷散热的管路、水泵以及伺服系统复杂，成本高、故障率高，占用空加大，这都是水冷散热如影相随的致命缺陷。

技术实现思路

[0003]现代研究发现：由碳元素组成的碳素纤维具有极高的热导率(导热系数)，例如：碳素纤维的热导率可达700W
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900W/m*k，其导热率已远远超过金属的热导率，
[0004]资料显示：导热碳素纤维是一种高导热碳素纤维材料，这种碳素纤维在纤维方向上的导热系数可以超过铜，最高可以达到700W
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900W/mk，同时具有良好的机械性能、导电性能，由这种碳素纤维制成的纤维状高导热碳粉本身呈纤维状，可以设计导热取向，即：沿其长丝方向具有极好的导电和导热性能，而通过纤维编织成的多孔状结构又成为优良的隔热材料，在纤维方向与垂直长丝的方向，其导热性能相差数十倍，即：碳素纤维在沿纤维轴向上具有高热导率(700W
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900W/(m
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K)，而沿纤维径向热导率很低，不到 15W/(m
·
K)，
[0005]研究与试验证实：轴承套圈直径的热膨胀尺度与圆周长的膨胀尺度有直接关系，而与套圈厚的关系很小，几乎可以忽略，例如：直径10MM、长度300MM的钢柱均匀加热膨胀时，其各方向的膨胀数值与钢柱尺度的基数成正比，即：该钢柱沿长度方向的膨胀尺度是钢柱直径膨胀尺度的30倍，因此：轴承内圈受热膨胀发生的松动的根本因素是轴承内圈沿圆周膨胀使直径急剧增大引致的，
[0006]鉴于已有技术的不足，本技术充分利用碳素纤维平直排列结构的散热层和碳
素纤维圈状编织结构的阻热层的不同功效设计了一种新型的碳素纤维散热层，使轴承通过碳素纤维平直排列结构的散热层在稳定、迅速散热的同时，并通过碳素纤维圈状编织结构的阻热层阻断由轴传向轴承的热源，以突破轴承高速转动的热限制条件，
[0007]本技术创造的散热层套圈在其外圆周的锥面与内圆周之间开设一条涨缩调节透切缝，使散热层套圈的涨缩能够实现自动调节，可以杜绝轴承内圈受热松动或轴涨断裂的发生，使轴承在高速转动领域实现历史性的突破，并提出一种设置碳素纤维散热层的航空用轴承。
[0008]本技术为实现上述目的所采用的技术方案是：
[0009]一种设置碳素纤维散热层的航空用轴承，包括：外套圈、内套圈、散热层套圈、碳素纤维散热层、双列球形滚动体、锁定垫圈和紧固螺母，其特征是：在内套圈的内圆周设置散热层套圈，并在散热层套圈与内套圈之间设置碳素纤维散热层，
[0010]所述的外套圈在其内圆周设置球面轨道，
[0011]所述的内套圈在其外圆周的中部间隔距离设置双列角接触球形滚动体轨道，在双列角接触球形滚动体轨道内设置双列球形滚动体，在内套圈的内圆周设置为锥孔，该锥孔的锥度为1
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20度，内套圈通过外圆周中部双列角接触球形滚动体轨道内设置的双列球形滚动体与外套圈内圆周设置的球面轨道组合，形成自动调心球轴承结构，
[0012]所述的散热层套圈的外圆周设置为锥面，并使散热层套圈外圆周锥面的锥度与内套圈内圆周锥孔的锥度相同，在散热层套圈圆锥面的小直径端设置锁紧套，并在锁紧套的外圆周设置螺纹，散热层套圈设置在内套圈内圆周的锥孔内，并通过锁紧套外圆周设置的螺纹以锁定垫圈和紧固螺母与内套圈紧固组合，
[0013]所述的碳素纤维散热层为双层碳素纤维的复合层结构，碳素纤维散热层由长丝碳素纤维平直排列结构的散热层与长丝碳素纤维圈状编织多孔结构的阻热层复合组成，该碳素纤维散热层压紧设置在内套圈内圆周锥孔的圆周面与散热层套圈外圆周的锥面之间，并使该碳素纤维散热层设置的长丝碳素纤维平直排列结构的散热层与内套圈内圆周锥孔的圆周面密合，组成设置碳素纤维散热层的航空用轴承。
[0014]所述的内套圈在外圆周的中部设置双列球面滚子轨道，在双列球面滚子轨道内设置双列球面滚子，内套圈通过外圆周中部双列球面滚子轨道内设置的双列球面滚子与外套圈内圆周设置的球面轨道组合，形成自动调心球面滚子轴承结构。
[0015]一种设置碳素纤维散热层的航空用轴承，包括：外套圈、内套圈、散热层套圈、碳素纤维散热层、双列圆柱滚子、锁定垫圈和紧固螺母，其特征是：在内套圈的内圆周设置散热层套圈，并在散热层套圈与内套圈之间设置碳素纤维散热层，
[0016]所述的外套圈在其内圆周的中部间隔距离设置双列圆柱滚子轨道，在双列圆柱滚子轨道之间和双列圆柱滚子轨道的两端分别设置圆柱滚子挡肩，在该双列圆柱滚子轨道内设置双列圆柱滚子，
[0017]所述的内套圈在其外圆周设置为双列圆柱滚子轨道，在内套圈的内圆周设置为圆锥孔，该锥孔的锥度为1
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20度，内套圈通过外圆周设置的双列圆柱滚子轨道与外套圈内圆周中部双列圆柱滚子轨道内设置的双列圆柱滚子组合，形成双列圆柱滚子轴承结构，
[0018]所述的散热层套圈的外圆周设置为锥面，并使散热层套圈外圆周锥面的锥度与内套圈内圆周锥孔的锥度相同，在散热层套圈圆锥面的小直径端设置锁紧套，并在锁紧套的
外圆周设置螺纹，散热层套圈设置在内套圈内圆周的锥孔内，并通过锁紧套外圆周设置的螺纹以锁定垫圈和紧固螺母与内套圈紧固组合，
[0019]所述的碳素纤维散热层为双层碳素纤维的复合层结构，碳素纤维散热层由长丝碳素纤维平直排列结构的散热层与长丝碳素纤维圈状编织多孔结构的阻热层复合组成，该碳素纤维散热层压紧设置在内套圈内圆周锥孔的圆周面与散热层套本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设置碳素纤维散热层的航空用轴承，包括：外套圈、内套圈、散热层套圈、碳素纤维散热层、双列球形滚动体、锁定垫圈和紧固螺母，其特征是：在内套圈的内圆周设置散热层套圈，并在散热层套圈与内套圈之间设置碳素纤维散热层，所述的外套圈在其内圆周设置球面轨道，所述的内套圈在其外圆周的中部间隔距离设置双列角接触球形滚动体轨道，在双列角接触球形滚动体轨道内设置双列球形滚动体，在内套圈的内圆周设置为锥孔，该锥孔的锥度为1
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20度，内套圈通过外圆周中部双列角接触球形滚动体轨道内设置的双列球形滚动体与外套圈内圆周设置的球面轨道组合，形成自动调心球轴承结构，所述的散热层套圈的外圆周设置为锥面，并使散热层套圈外圆周锥面的锥度与内套圈内圆周锥孔的锥度相同，在散热层套圈圆锥面的小直径端设置锁紧套，并在锁紧套的外圆周设置螺纹，散热层套圈设置在内套圈内圆周的锥孔内，并通过锁紧套外圆周设置的螺纹以锁定垫圈和紧固螺母与内套圈紧固组合，所述的碳素纤维散热层为双层炭素纤维的复合层结构，碳素纤维散热层由长丝碳素纤维平直排列结构的散热层与长丝碳素纤维圈状编织多孔结构的阻热层复合组成，该碳素纤维散热层压紧设置在内套圈内圆周锥孔的圆周面与散热层套圈外圆周的锥面之间，并使该碳素纤维散热层设置的长丝碳素纤维平直排列结构的散热层与内套圈内圆周锥孔的圆周面密合，组成设置碳素纤维散热层的航空用轴承。2.根据权利要求1所述的一种设置碳素纤维散热层的航空用轴承，其特征是：所述的内套圈在外圆周的中部设置双列球面滚子轨道，在双列球面滚子轨道内设置双列球面滚子，内套圈通过外圆周中部双列球面滚子轨道内设置的双列球面滚子与外套圈内圆周设置的球面轨道组合，形成自动调心球面滚子轴承结构。3.根据权利要求1
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2任一所述的一种设置碳素纤维散热层的航空用轴承，其特征是：所述的散热层套圈在其外圆周的锥面与内圆周之间沿轴向设置一条涨缩调节透切缝。4.一种设置碳素纤维散热层的航空用轴承，包括：外套圈、内套圈、散热层套圈、碳素纤维散热层、双列圆柱滚子、锁定垫圈和紧固螺母，其特征是：在内套圈的内圆周设置散热层套圈，并在散热层套圈与内套圈之间设置碳素纤维散热层，所述的外套圈在其内圆周的中部间隔距离设置双列圆柱滚子轨道，在双列圆柱滚子轨道之间和双列圆柱滚子轨道的两端分别设置圆柱滚子挡肩，在该双列圆柱滚子轨道内设置双列圆柱滚子，所述的内套圈在其外圆周设置为双列圆柱滚子轨道，在内套圈的内圆周设置为圆锥孔，该锥孔的锥度为1
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20度，内套圈通过外圆周设置的双列圆柱滚子轨道与外套圈内圆周中部双列圆柱滚子轨道内设置的双列圆柱滚子组合，形成双列圆柱滚子轴承结构，所述的散热层套圈的外圆周设置为锥面，并使散热层套圈外圆周锥面的锥度与内套圈内圆周锥孔的锥度相同，在散热层套圈圆锥面的小直径端设置锁紧套，并在锁紧套的外圆周设置螺纹，散热层套圈设置在内套圈内圆周的锥孔内，并通过锁紧套外圆周设置的螺纹以锁定垫圈和紧固螺母与内套圈紧固组合，所述的碳素纤维散热层为双层炭素纤维的复合层结构，碳素纤维散热层由长丝碳素纤维平直排列结构的散热层与长丝碳素纤维圈状编织多孔结构的阻热层复合组成，该碳素纤维散热层压紧设置在内套圈内圆周锥孔的圆周面与散热层套圈外圆周的锥面之间，并使该
碳素纤维散热层设置的长丝碳素纤维平直排列结构的散热层与内套圈内圆周锥孔的圆周面密合，组成设置碳素纤维散热层的航空用轴承。5.一种设置碳素纤维散热层的航空用轴承，包括：外套圈、内套圈、散热层套圈、碳素纤维散热层、球形滚动体、圆柱滚子、锁定垫圈和紧固螺母，其特征是：在内套圈的内圆周设置散热层套圈，在散热层套圈的外圆周与内套圈的内圆周之间设置一层碳素纤维散热层，所述的外套圈在内圆周的左侧设有一圈角接触球形滚动体轨道，在角接触球形滚动体轨道内设置球形滚动体，在外套圈内圆周的右侧设置为圆柱滚子轨道，所述的内套圈在外圆周的左侧设有一圈角接触球形滚动体轨道，在外圆周的右侧设有一圈圆柱滚子轨道，在该圆柱滚子轨道的两端分别设置圆柱滚子挡肩，在圆柱滚子轨道内设置圆柱滚子，在内套圈的内圆周设置为锥孔，该锥孔的锥度为1
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20度，内套圈通过外圆周左侧设置的角接触球形滚动体轨道和右侧圆柱滚子轨道内设置的圆柱滚子分别与外套圈内圆周左侧角接触球形滚动体轨道内设置的球形滚动体和右侧设置的圆柱滚子轨道组合，形成角接触球轴承与圆柱滚子轴承的组合轴承结构，所述的散热层套圈的外圆周设置为锥面，并使散热层套圈外圆周锥面的锥度与内套圈内圆周锥孔的锥度相同，在散热层套圈圆锥面的小直径端设置锁紧套，并在锁紧套的外圆周设置螺纹，散热层套圈设置在内套圈内圆周的锥孔内，并通过锁紧套外圆周设置的螺纹以锁定垫圈和紧固螺母与内套圈紧固组合，所述的碳素纤维散热层为双层碳素纤维的复合层结构，碳素纤维散热层由长丝碳素纤维平直排列结构的散热层与长丝碳素纤维圈状编织多孔结构的阻热层复合组成，该碳素纤维散热层压紧设置在内套圈内圆周锥孔的圆周面与散热层套圈外圆周的锥面之间，并使该碳素纤维散热层设置的长丝碳素纤维平直排列结构的散热层与内套圈内圆周锥孔的圆周面密合，组成设置碳素纤维散热层的航空用轴承。6.一种设置碳素纤维散热层的航空用轴承，包括：外套圈、双半内套圈、散热层套圈、碳素纤维散热层、球形滚动体、圆柱滚子、锁定垫圈和紧固螺母，其特征是：在双半内套圈的内圆周设置散热层套圈，并在双半内套圈的内圆周与散...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟萍，
申请(专利权)人：孟萍，
类型：新型
国别省市：