一种磁流体润滑结构及包括其的压缩机的制作方法

1.本实用新型涉及润滑结构技术领域，具体涉及一种磁流体润滑结构及包括其的压缩机。


背景技术：

2.运动部件接触面之间的磨损是造成零部件损耗的主要原因，特别是需要高速运行的设备上的零部件磨损更加明显。例如，泵体零部件端面磨损是旋转压缩机常见的失效形式，尤其滚子与轴承、滚子与隔板、曲轴止推面与轴承等配合端面，经常发生磨粒、黏着、疲劳等磨损形式，严重影响压缩机性能、寿命与可靠性。
3.为了减少部件损耗都会在接触部件之间设置润滑介质，以在两个部件之间形成保护膜避免两者直接接触并发生摩擦。例如，压缩机正常稳定运行过程中，滚子端面一般处于流体润滑状态，但受到运行工况变化或外界扰动干扰，润滑油膜承载能力有限，无法有效抵抗外界冲击，极易造成油膜破裂，或当润滑油补给不充分时，迫使配合端面迅速进入混合润滑或边界润滑状态，出现摩擦系数增高，磨损严重等现象。此外，为给摩擦端面提供充足的润滑油，压缩机泵体需设计复杂的油路系统，增加设计与加工难度。
4.如上所述，传统的润滑方式在一些特殊应用场景的润滑效果并不理想，不能有效地起到减小摩擦的作用。


技术实现要素：

5.鉴于此，本实用新型提供一种磁流体润滑结构及包括其的压缩机，至少用于解决现有技术中存在的润滑油膜容易破裂，润滑效果不好的技术问题，具体地：
6.第一方面，本实用新型提供一种磁流体润滑结构，设置在相对运动的零件之间的装配面上，包括：
7.在所述装配面上形成的沟槽，所述沟槽内设置有永磁材料，
8.设置在所述装配面上的磁流体，所述磁流体在所述永磁材料的磁力作用下被限制在所述沟槽所在的位置，并在所述装配面上形成凸起，所述凸起作为相对运动的零件之间润滑结构，
9.形成在所述装配面上的回流槽，所述回流槽位于靠近所述沟槽的位置，所述磁流体在外力作用下能够流入到所述回流槽内沿着所述回流槽的槽壁流动，并在所述回流槽的槽壁导流作用下流回到所述沟槽所在位置。
10.进一步可选地，所述永磁材料的厚度小于所述沟槽的深度，所述磁流体一部分位于所述沟槽内，所述磁流体的另一部分溢出到所述沟槽外部。
11.进一步可选地，所述回流槽远离所述沟槽的槽壁壁面构造为弧面。
12.进一步可选地，所述回流槽构造为半圆形或半椭圆形槽，所述回流槽靠近所述沟槽的壁面构造为平面。
13.进一步可选地，所述回流槽设置有多个，多个所述回流槽分布在所述沟槽的两侧。
14.进一步可选地，沟槽包括多个相互独立设置的支槽，每个所述支槽内均设置有所述永磁材料，相邻两个所述支槽之间的距离为100μm-250μm。
15.进一步可选地，所述沟槽构造为环形槽，所述环形槽与所述装配面的中心轴线同轴。
16.第二方面，提供一种压缩机，压缩机内相互接触的运动部件之间的装配面上设置有上述磁流体润滑结构。
17.进一步可选地，所述磁流体润滑结构设置在所述压缩机泵体内的滚子与轴承、滚子与隔板和/或曲轴与止推面的配合端面上。
18.进一步可选地，所述装配面上设置有保护层，所述保护层的厚度为 0-100μm。
19.进一步可选地，所述保护层包括：
20.耐磨涂层，所述耐磨涂层包括磷化层、硫化层、氮化层、碳化层、n i-p 层、氧化铝层、dlc中的至少一种；和/或，
21.润滑涂层，所述润滑涂层包括有机硅、石墨、ptfe、mos2中的至少一种。
22.本实用新型通过在设置磁流体在装配面上起到润滑作用，避免了润滑油膜破裂造成的装配面磨损。同时，通过在装配面上设置回流槽，对磁流体进行导流避免磁流体流到装配面外，且回流槽起到一定动压效应，可进一步提高磁流体承载能力。
附图说明
23.通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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。
24.图1示出第一实施例设置本实用新型提供的磁流体润滑结构的装配面的结构示意图；
25.图2示出第一实施例磁流体润滑结构的截面示意图；
26.图3示出第二实施例中装配面结构示意图；
27.图4示出第二实施例中磁流体润滑结构的截面示意图；
28.图5示出第三实施例中磁流体润滑结构的截面示意图。
29.图中：
30.10-基体；11-装配面；21-沟槽；211-支槽；22-回流槽；23-永磁材料；24-磁流体；30-保护层。
具体实施方式
31.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、
“
所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。
33.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在 a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
34.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
35.本实用新型通过在零件之间的装配面上设置磁流体润滑结构代替传统的润滑油的润滑方式，从而改善装配面流体润滑的稳定性，避免油膜破裂造成装配面的异常磨损。并且，通过设置回流槽，可以避免零件在高速、高压下运行时，磁流体受到离心力、压力等外力过大会被挤出到装配面之外，从而保证在运行状态下能够具有有效的润滑作用。并且，磁流体代替润滑油还可以起到定点润滑的效果，方便针对容易产生磨损的位置进行重点润滑。
36.具体地，
37.如图1、图2所示，在第一实施例中，本实用新型提供一种磁流体24 润滑结构，设置在相对运动的零件之间的装配面11上，相对运动的零件作为基体10，基体10上与另一个零件进行接触或配合的面作为装配面11，磁流体24润滑结构包括：在装配面11上形成的沟槽21，沟槽21内设置有永磁材料23；设置在装配面11上的磁流体24，磁流体24在永磁材料 23产生磁场的作用下被限制在沟槽21所在的位置，并在装配面11上形成凸起，所述凸起作为相对运动的零件之间润滑结构。优选地，磁流体24 为含有磁性颗粒的润滑油；形成在装配面11上的回流槽22，回流槽22位于靠近沟槽21的位置，磁流体24在外力作用下能够流入到回流槽22内沿着所述回流槽22的槽壁流动，并在所述回流槽22的槽壁导流作用下流回到沟槽21所在位置。
38.相对运动的两个部件装配后由在装配面11上形成凸起的磁流体24进行装配面11之间的润滑并起到支撑作用，避免两个接触面直接接触在运行过程中发生直接摩擦。优选地，可以仅在两个零件中的一个零件的装配面11上设置磁流体24润滑结构，或者，还可在两个零件的装配面11上同时设置磁流体24润滑结构，并且当两个零件的装配面11上均设置有磁流体 24润滑结构时，每个零件上的磁流体24润滑结构的磁流体24形成的凸起均与另一个零件的装配面11接触，并起到润滑作用。
39.优选地，永磁材料23为固定设置在沟槽21内的磁铁，通过粘接、卡接等方式固定在沟槽21内防止脱落。或者，永磁材料23还可以由磁性颗粒材料，通过沉积等方式设置在沟槽21内。
40.进一步地，永磁材料23的厚度小于沟槽21的深度，磁流体24在永磁材料23的磁力作用力下被吸附，并被限制在靠近永磁材料23的位置。由于永磁材料23的厚度小于沟槽21深度，磁流体24一部分会流入到沟槽 21内，并且，还要保证磁流体24的另一部分溢出到沟槽21外部，并在沟槽21处形成高于装配面11的凸起结构，该凸起结构与另一个零件的装配面11接触起到润滑以及支撑作用。
41.优选地，沟槽21构造为圆形槽、椭圆形槽、长方形槽、弧形槽、环形槽或其他任意形状的槽，具体可根据装配面11的形状以及具体摩擦部位的特征进行设定，并且沟槽21的数量根据装配面11的大小可以设置一个、两个或更多个。例如，当装配面11需要转动时，沟槽21构造为环形槽，并且沟槽21与装配面11的转动轴同轴，磁流体24在装配面11上形成与沟槽21同心的环状凸起，即磁流体24形成的环状凸起与装配面11的转动轴同轴，因此可以使得转动过程中磁流体24各部分受到的离心力大小比较均匀，避免局部受力过大造成磁流体24流到装配面11外。
42.如图3、图4所示，在第二实施例中，优选地，沟槽21还可以包括多个相互独立的支槽211，每个支槽211内均设置永磁材料23，多个支槽211 内的永磁材料23同时对磁流体24提供磁力进行吸附。多个支槽211优选尺寸相同，并均匀分布，例如，相邻的两个支槽211之间的距离可以为 100μm-250μm，当沟槽21为环形槽时，多个支槽211构造为径向尺寸不同的多个同心环形槽，相邻两个支槽211之间的半径差值为 100μm-250μm。
43.多个支槽211的设置一方面可以增加对磁流体24的磁性吸附力。另一方面，多个支槽211的设置可以增加磁流体24对装配面11的浸润性，提升磁流体24的润滑效果，具体的，多个支槽211的设置改变磁流体24与装配面11之间的接触角，从而改变装配面11对磁流体24的铺展性，使磁流体24形成的凸起的面积更大，即增大润滑面积，从而提升润滑效果。
44.优选地，沟槽21可采用激光加工、掩膜电解加工、压刻加工、微细超声波加工或化学蚀刻加工等加工方式形成。
45.回流槽22设置有多个，多个回流槽22分布在沟槽21的两侧，优选地，多个回流槽22在沟槽21两侧对称分布，使得磁流体24向沟槽21的两侧流动均能够流入到回流槽22内。优选地，沟槽21的每一侧设置多个独立的回流槽22，并且沟槽21每一侧的回流槽22都均匀分布，或者，还可以在沟槽21两侧各设置一个沿着沟槽21的长度尺寸相同的回流槽22。
46.优选地，回流槽22与沟槽21之间间隔一定的距离设置，从而避免在非工作状态下磁流体24会流到回流槽22内，也即，需要保证在回流槽22 和沟槽21之间的装配面11上需要保留足够的面积对位于沟槽21外的磁流体24进行支撑，同时，回流槽22与沟槽21之间的间隔也不宜过大，需要保证回流槽22内的磁流体24在惯性作用下能够从回流槽22内流出，并经由回流槽22的槽壁导向使磁流体24流回到沟槽21所在的位置。优选地，回流槽22与沟槽21之间的距离为0.3mm-1mm，例如可以设置为0.5mm。
47.优选地，回流槽22远离沟槽21的槽壁壁面构造为弧面，从而使磁流体24流入到回流槽22时，接触到回流槽22远离沟槽21的壁面之后形成一定的缓冲，减小磁流体24与回流槽22避免的冲击力。同时，弧面还对磁流体24起到导流作用，对流入回流槽22内的磁流体24进行导流使其流向沟槽21。
48.优选地，回流槽22可采用激光加工、掩膜电解加工、压刻加工、微细超声波加工或化学蚀刻加工等加工方式形成。
49.例如，在一个具体实施例中，回流槽22构造为多个独立的槽状结构，优选为半圆形或半椭圆形槽，回流槽22的深度优选为1μm-50μm，径向尺寸(直径或径向最大尺寸)为10μm-1000μm。回流槽22靠近沟槽21 的壁面构造为平面，以增大回流槽22与沟槽21相邻部分的面积，从而使磁流体24更容易流入到回流槽22内。并且，在本实施例中，沟槽21为环形槽，回流槽22分部在沟槽21的径向内侧和径向外侧，并且，沟槽21 两侧的回流槽22可以不对称分
布，每一侧的回流槽22均匀分布即可。
50.如上所述，本实用新型提供的磁流体24润滑结构通过设置回流槽22，使得磁流体24在压力或离心力等外力作用下能够流入到回流槽22内，并在惯性作用下，磁流体24沿着回流槽22的槽壁流动，即在回流槽的槽壁的导流作用下从回流槽22内流出，回到沟槽21处，避免流到装配面11 外，保证两个装配面11之间的配合间隙，从而在两个装配面之间的运动开始或结束时减少直接发生摩擦。并且由于两个装配面11之间的装配间隙能够保证，从而使得两个装配面11之间进入碎屑或细小颗粒杂质时，可以避免其与装配面11接触，避免产生摩擦。
51.本实用新型还提供一种压缩机，压缩机内相互接触的运动部件之间的装配面11上设置有上述磁流体24润滑结构。优选地，磁流体24润滑结构设置在压缩机泵体内的滚子与轴承、滚子与隔板和/或曲轴与止推面的配合端面上。
52.如图5所示，在第三实施例中，装配面11上设置有保护层30，保护层30对装配面11进行防护，避免摩擦、碰撞等造成磨损，保护层的厚度优选为0-100μm。
53.具体地，保护层30包括在装配面11上设置的耐磨涂层，耐磨涂层包括磷化层、硫化层、氮化层、碳化层、ni-p层、氧化铝层和/或dlc (diamond-like carbon，类金刚石镀膜)。耐磨涂层的设置进一步提高了装配面11表面的耐磨性能，使得在极限条件或一些特殊条件下，装配面 11之间接触或发生碰撞时，不会损坏。
54.优选地，保护层30还可以包括在装配面11上设置的润滑涂层，润滑涂层包括有机硅、石墨、ptfe和/或mos2，或者任意组合润滑涂层。当装配面11接触时，润滑涂层起到一定的润滑作用，避免两个装配面11之间直接接触发生磨损。
55.进一步地，保护层30可以同时包括耐磨涂层和润滑涂层，或者，还可以选择其中一种设置，根据不同的工作场景选择所需涂层即可。
56.综上所述，本实用新型提供的磁流体24润滑结构采用磁流体24润滑，并通过设置回流槽22提高磁流体24润滑的可靠性，将其应用于压缩机等设备上时，可以保证相互运动的零部件之间润滑的可靠性，避免发生零部件之间的过度磨损，特别是对转动或其他类型运动速度较快的零部件具有很好的润滑和保护效果。采用上述磁流体24润滑结构可以减化润滑油路的设计，还能够减少润滑油的使用。
57.以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。