阅读说明：本技术 改进效率的轴颈轴承 (Journal bearing with improved efficiency ) 是由 巴里·布莱尔 理查德·利弗莫尔-赫迪 丹·勃兰登堡 于 2018-04-06 设计创作，主要内容包括：一种混合轴承可以在各种应用中增加热传递、轴承负载能力和轴承寿命,包括但不限于径向和轴向倾斜衬垫轴承。在说明性的混合轴承中,混合轴承可以包括至少一个倾斜衬垫和至少一个固定衬垫,倾斜衬垫相对于主体是可移动的,固定衬垫相对于主体是固定的。固定衬垫或倾斜衬垫(和/或其表面)可包含非金属材料(例如,聚合物或陶瓷材料)。(A hybrid bearing may increase heat transfer, bearing load capacity, and bearing life in various applications, including but not limited to radial and axial tilt pad bearings. In an illustrative hybrid bearing, the hybrid bearing may include at least one tilt pad that is movable relative to the body and at least one stationary pad that is stationary relative to the body. The fixed or tilting pad (and/or its surface) may comprise a non-metallic material (e.g., a polymer or ceramic material).)

改进效率的轴颈轴承

相关申请的交叉引用

本非临时实用专利申请要求于2017年04月06日提交的临时美国专利申请No.62/482,279的提交权益。

技术领域

本发明涉及轴承。

背景技术

存在许多类型的轴承。倾斜衬垫轴颈轴承(journal bearing)典型地依赖流体膜来进行适当操作。然而，在这类轴承中的流体膜的温度和轴承表面的温度会极大地影响轴承的性能和寿命。因此，人们已经尝试冷却可能与流体直接接触的轴承表面。例如，美国专利No.6,485,182公开了一种具有旁路冷却的套筒轴承，上述专利通过整体引用而合并到本申请中。另外，美国专利Nos.8,123,409、5,743,657和4,597,676以及美国专利申请Nos.14/460,418、14/210,339公开了可能为本公开内容的一个或多个方面的相关背景的各种轴承。在轴颈轴承中使用传统轴承表面材料的替代材料，以允许轴颈轴承运行在更高温度和更高单位载荷下。因此，在较高温度和较高单位载荷下运行允许较低功率损耗的较小轴承。结合其它特征，例如在美国专利No.4,597,676中，为了降低功率损耗，替代材料允许降低额外功率损耗。

具体实施方式

中的元件的列表

具体实施方式

在公开和描述本方法和装置之前，应当理解，所述方法和装置不限于特定方法、特定部件或特定实施方式。还应理解，本文所用的术语仅为了描述特定实施方式，而不是旨在限制。

如在说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代物，除非上下文清楚地另外规定。在本文中范围可表达为从“大约”一个特定值，和/或到“大约”另一个特定值。当表达这样的范围时，另一个实施方式包括从一个具体值和/或到另一个具体值。类似地，当通过使用先行词“大约”将值表示为近似值时，应理解，该特定值形成另一实施方式。还应理解，每个范围的与另一端点相关和与另一端点无关的端点都是有意义的。

“可选的”或“可选地”是指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且该描述包括所述事件或情况发生的情况和不发生的情况。

在本申请的整个说明书和权利要求书中，词语“包含”和该词语的变型，例如“包括”和“囊括”，意思是“包括但不限于”，并且不旨在排除如其它部件、整体或步骤。“示例性”是指“一个例子”且不旨在表达优选或理想实施方式的意思。“比如”不是用于限制性的意义，而是用于解释性的目的。

公开了可用于执行所公开的方法和装置的部件。本文公开了这些和其它部件，并且应当理解，当公开了这些部件的组合、子集、交互、分组等时，虽然可能没有明确公开对各个个体和共同组合及其排列的具体引用，但是对于所有方法和装置，每一个均被本文具体设想和描述。这适用于本申请的所有方面，包括但不限于所公开的方法中的步骤。因此，如果存在可以执行的各种附加步骤，则应当理解，每一附加步骤可以利用已公开方法的任何特定实施方式或实施方式的组合来执行。

通过参考以下优选方面的详细描述和其中包括的实施例以及附图和附图的上文和下文描述，可以更容易地理解本方法和装置。除非另外明确说明，否则当涉及构造的一般特性和/或其相应的部件、方面、特征、功能、方法和/或结构材料等时，术语轴承和混合轴承10’可以互换地使用。

在详细解释本公开内容的各个方面之前，应当理解，本公开内容在其应用方面不限于在以下描述中阐述的或在附图中示出的部件的结构和布置的细节。本公开内容能够具有其它实施方式并且能够以各种方式实践或实施。而且，应当理解，本文使用的关于装置或元件方位(例如，如“前”、“后”、“上”、“下”、“顶部”、“底部”等的术语)的措辞和术语仅用于简化描述，而不是单独表明或暗示所涉及的装置或元件必须具有特定方位。另外，本文和所附权利要求中使用的诸如“第一”、“第二”和“第三”等术语是为了描述，而不是旨在表明或暗示相对的重要性或意义。

现在参考附图，其中在所有的几个视图中，相同的附图标记表示相同或相应的部件，图1提供后缘冷却轴承10的说明性实施方式的透视图。如图所示，后缘冷却轴承10可包括围绕后缘冷却轴承10中形成的孔14放置的一个或多个衬垫20。在图1所示的说明性实施方式中，衬垫20可配置为轴颈衬垫20，但本公开内容的范围不限于此。因此，当涉及根据本公开内容配置的衬垫20时，本文使用的术语“轴颈衬垫”决不将本公开内容的范围限制到具有轴颈衬垫的后缘冷却轴承10。虽然在图1中示出的说明性实施方式主要地涉及倾斜衬垫轴颈轴承，但是如本文公开和要求保护的后缘冷却轴承10不被如此限制，并且扩展至任何其中需要冷却的轴承，包括但不限于倾斜衬垫推力轴承或轴颈轴承，无论单向的还是双向的。

当涉及图1中所示的后缘冷却轴承10的说明性实施方式时，每个轴颈衬垫20可包括前缘22和后缘24，前缘22和后缘24的区别至少可取决于与后缘冷却轴承10配接的旋转体(例如轴)的旋转的方向。在图1中，为了说明性的目的，对于旋转方向的引用是逆时针的，使得两个可见的轴颈衬垫20的左侧包括它们的后缘24并且右侧包括它们的前缘22。经常地，如在图1中所示的轴承中最薄的流体膜和最高的温度发生在轴颈衬垫20的后缘24处。

后缘冷却轴承10的说明性实施方式的轴向横截面图如图2所示，并且图3提供了它的径向横截面图。具体地参照图3，将理解，后缘冷却轴承10的本实施方式被示出为与设置有定位在后缘冷却轴承10上的帽11a的机器壳体11接合。为了参考目的，图3中的弯曲的箭头指示轴旋转的方向为顺时针方向(如从截面图的左侧至右侧观察)，该旋转方向影响前缘和后缘22、24的定义，这将在下文进一步详细地讨论。该说明性的实施方式可以被配置作为两件式设计，其中后缘冷却轴承包括具有顶部部分52和底部部分54的主体50，顶部部分52和底部部分54可以通过一个或多个紧固件15和顶部和/或底部部分中的相应的小孔(其可以或可以不被攻丝)12a、12b彼此接合。在许多应用中，底部部分54可以与机器壳体11接合。任何合适的结构和/或方法可以被用于把后缘冷却轴承10与机器和/或机器壳体11接合，包括但不限于机械紧固件(例如螺钉、螺栓等等)、过盈配合、化学粘合剂、焊接和/或其组合，没有限制。此外，任何合适的结构和/或方法可以被用于把主体50的顶部部分52与底部部分54接合，包括但不限于机械紧固件(例如螺钉、螺栓等等)、过盈配合、化学粘合剂、焊接和/或其的组合，没有限制。

在其他实施方式中，后缘冷却轴承10可以被配置为单一的整体结构，并且在另外的其他实施方式中，后缘冷却轴承可以被配置有多于两个的部件。据此，本公开内容的范围不被用于构建后缘冷却轴承10的部件的数量限制并且扩展至其使用单一的整体主体50的实施方式和那些使用彼此接合以形成主体50的两个或多个部件的实施方式，没有限制。

现在参照图2，端板40可以被定位为毗邻于主体50的任一个轴向面。任一个端板40可以通过图2所示的一个或多个紧固件15与主体50接合。然而，任何合适的结构和/或方法可以被用于把端板40与主体50接合，包括但不限于机械紧固件(例如螺钉、螺栓等等)、过盈配合、化学粘合剂、焊接和/或其的组合，没有限制。每个端板40都可以被配置为端板40的内径被定位在相对紧密的接近轴的直径的位置，其中，后缘冷却轴承10可以被定位为围绕该轴。设想，端板40的内径和轴的直径之间的间隙可以被选择为使得润滑剂可以在该点处离开后缘冷却轴承10。对于某些实施方式该间隙可以被配置为10毫米(mm)，但是在其他的实施方式中该间隙将是大于10mm，并且在其他的实施方式中，其将是小于10mm。因此，本公开内容的范围不被该间隙限制，并且扩展至允许润滑剂离开后缘冷却轴承10的所有替代配置，没有限制。如本文使用的术语“润滑剂”和“流体”可以被可互换地使用并且通常用于在后缘冷却轴承10的任何实施方式中的具有有益用途的任何流体。

主体50和端板40可以被配置为形成位于主体50的任一侧的环形件42。主体50可以包括在其中形成的一个或多个通道51，对于图2所示的后缘冷却轴承10的说明性实施方式，通道51关于轴的旋转轴线来轴向定向，后缘冷却轴承10可以被定位为围绕该轴。在主体50中形成的一个或多个通道51可以与毗邻于主体50的任一个轴向面形成的任一个环形件42流体连通。

一个或多个柄34可以与主体50在沿着其内径的各种旋转位置处接合。在后缘冷却轴承10的说明性实施方案中，两个柄34可以与每个轴颈衬垫20连接，使得可以包括总共四个轴颈衬垫20和八个柄34。然而，在本文中未描绘的后缘冷却轴承10的其他实施方式中，不同数量的柄34可以被与每个轴颈衬垫20连接。因此，本公开内容的范围不以任何方式受限于柄34相对于后缘冷却轴承10的任何其他元件的数量的的数量。此外，轴颈衬垫20的数量、相对布置和/或配置可以在后缘冷却轴承10的不同的实施方式之间不同，并且其某些实施方式可以包括六个轴颈衬垫20、八个轴颈衬垫20或奇数的轴颈衬垫，没有限制。据此，本公开内容的范围不以任何方式受限于轴颈衬垫20的数量、取向和/或配置。

在说明性的实施方式中，一个或多个紧固件15(其可以被轴向地定向)可以被用于将每个柄34与主体50接合和/或固定，如图2中最好地示出的。然而，任何合适的结构和/或方法可以被用于把每个柄34与主体50接合和/或固定，包括但不限于机械紧固件(例如螺钉、螺栓等等)、过盈配合、化学粘合剂、焊接和/或其的组合，没有限制。

每个柄34的近端端部可以被定位在主体50内，使得柄34中的内部通路可以与在主体50中形成的一个或多个通道51流体连通。每个柄的远端端部可以与喷杆30接合，使得喷杆30中的内部通路可以与柄34中的内部通路流体连通。同样地，润滑剂(其可以使用任何适合于后缘冷却轴承10的具体应用的润滑剂供应方法和/或设备被加压)可以被供应至主体50中的环形件42和/或通道51，该润滑剂可以穿过柄34的内部并且到达与所述柄34接合的喷杆30。其他的方法和/或设备可以被用于把润滑剂和/或流体供应至喷杆30，没有限制，并且在本文中示出和描述的仅为了说明性的目的，并且不意图限制本公开内容的范围。

多个轴颈衬垫20可以在各种位置处围绕主体50的内径间隔开。再次地，后缘冷却轴承10的说明性实施方式可以包括围绕主体50等间距隔开的四个轴颈衬垫20，但是本公开内容的范围不被如此限制，并且轴颈衬垫20的数量、相对位置、取向和/或配置可以在后缘冷却轴承10的不同实施方案之间变化，没有限制。

在该说明性的实施方式中，每个轴颈衬垫20可以经过球窝配置与主体50接合。在这样的实施方式中，轴颈衬垫20在其圆周外表面上形成有球28，其中该球28与在主体50中形成的窝槽56相对应。这种配置允许轴颈衬垫20相对于主体50运动和/或倾斜。然而，后缘冷却轴承10的其他实施方式使用其他特征来允许轴颈衬垫20相对于主体(例如，在主体50中形成的与轴颈衬垫20接合的轴向脊部)运动和/或倾斜。因此，本公开内容的范围决不受限于用于允许在主体50和任何轴颈衬垫20之间的相对运动和/或倾斜的方法和/或结构，除非在所附权利要求中另外指出。

喷杆30可以被定位为毗邻于轴颈衬垫20的后缘24，这在图1中示出，并且在图4中更详细地示出。喷杆30也可以被定位在轴颈衬垫20的前缘22上。在该说明性实施方式中，图2的顶部部分所示的喷杆30可以被配置为被定位为毗邻于轴颈衬垫20的前缘22。如用于说明性实施方案的图3中所示，被定位在最靠近十二点钟、三点钟、六点钟和九点钟位置的喷杆30可以被配置为使得它们被定位为毗邻于轴颈衬垫20的前缘22，并且其余的四个喷杆30可以被配置为使得它们被定位为毗邻于轴颈衬垫30的后缘24。

任一个喷杆30可以与柄34接合，该柄34进而可以与先前描述的后缘冷却轴承10的主体50接合。毗邻于轴颈衬垫20的后缘24的喷杆30可以被配置为把流体向轴颈衬垫20的后缘24导向，并且在某些实施方式中直接朝向后缘面25，如在下文更详细地描述的。每个喷杆30和/或柄34中可以形成有一个或多个小孔32，该小孔32可以被配置为引导来自喷杆30和/或柄34中的内部通路的流体以特定的一个或多个方向且在已知的跨越小孔32的压降下、以特定的流体流动特性(例如速度、体积流量等等)流动到外部。在某些实施方式中，被定位为毗邻于轴颈衬垫20的前缘22的喷杆30和/或柄34可以被配置为具有两组小孔32，其中第一组小孔32可以被配置为从轴中去除现有的润滑剂并且第二组小孔32可以被配置为向作用表面26和/或轴提供新鲜的润滑剂。然而，后缘冷却轴承10的其他实施方案可以具有在任何喷杆30和/或柄34中的小孔32的不同配置，没有限制，除非在随附的权利要求中另外指出。例如，后缘冷却轴承10的说明性实施方式示出了喷杆30与前缘22连接并且喷杆30与作为分离要素的后缘24连接。然而，在本文中未描绘的后缘冷却轴承10的其他实施方式中，在一个单一的喷杆30中的多个小孔32可以被配置为提供与本文公开的喷杆30和/或其中的小孔的配置一样的任一功能和/或附加功能。即，单一的喷杆30和/或在其中的小孔32(和/或柄34和/或在其中的小孔32)可以被配置为引导流体流向轴、前缘22、后缘24、后缘面25和/或其的组合，没有限制，除非在所附权利要求中另外指出。

轴颈衬垫20可包括如前所述的前缘22和后缘24。此外，轴颈衬垫20可包括在轴颈衬垫20的作用表面26上的一个或多个轮廓(未示出)。在某些操作条件下，润滑剂通路(未示出)可以(或可以不，取决于后缘冷却轴承的具体实施方式)在轴颈衬垫20的内部部分中形成以把润滑剂导向至作用表面26和/或在其中形成的轮廓。然而，本公开内容的范围决不受限于后缘冷却轴承10中使用的任何轴颈衬垫20中的任何轮廓和/或润滑剂通路的数量、配置和/或取向，除非在所附权利要求中另外指出。此外，一个或多个轴颈衬垫20可以被形成有被配置为容纳对应的温度传感器的孔。然而，这样的孔和/或对应的温度传感器的存在或不存在决不限制本公开内容的范围，除非在所附权利要求中另外指出，并且如本文公开和要求保护的后缘冷却轴承10扩展至具有温度传感器和不具有温度传感器的轴颈衬垫20。

如示出的，后缘面25上可以形成有一个或多个沟槽25a。沟槽25a可以毗邻于具有沿着其长度形成的多个小孔32的喷杆30，该实施方式已在上文详细地描述。在某些实施方案中，在毗邻于后缘面25的每个喷杆30中的小孔32可以与沟槽25a对准，使得一个小孔32与后缘面25中的一个沟槽25a对应并且把流体直接地提供至该相应的沟槽25a。在其中形成的(或在柄34中形成的)这些喷杆30和/或小孔32可以被配置为增加润滑剂冲入沟槽中的速度以增加在润滑剂和轴颈衬垫20之间的热传递的速率和/或量。

沟槽25a可以用来增加润滑剂可以在其上与衬垫20交换热能的表面积。通常，更深的沟槽25a提供更多的用于热交换的表面积。然而，从轴颈衬垫20的该部分去除的材料可以损害轴颈衬垫20的刚度和/或结构完整性。因此，对于沟槽25a的最优的配置将在后缘冷却轴承10的不同的实施方式之间变化，并且最优的配置可以涉及平衡期望的热传递与轴颈衬垫20的期望的结构完整性和/或抗挠曲性。因此，一个沟槽25a或多个沟槽25a的具体数量、取向、相对位置、形状、几何构型、尺寸、配置等等可以在冷却轴承10的不同实施方式之间变化，并且决不限制本公开内容的范围，除非在所附权利要求中另外指出。此外，在任何给定的后缘面25中形成的沟槽25a不需要是完全相同的和/或一致的。喷杆30、柄34和/或在其上的小孔32的排列可以被配置为把流体高效率地传送至沟槽25a，使得对于通过沟槽25a结构的给定流体速度，实现期望数量的热传递(例如经过不同的喷射方式等等)。

即使后缘冷却轴承10、混合轴承10’和其各个元件的具体数量、取向、相对位置、形状、几何结构、尺寸、配置等等可以在冷却轴承10的不同的实施方式之间变化，将描述一个具体的说明性实施方式，其中列出的尺寸仅为了说明性目的。对于具有约580毫米(mm)外径的轴，每个端板40的外径可以是1000mm，并且其内径可以是590mm。主体50的轴向宽度可以是493mm并且每个端板40的轴向宽度可以是40mm。主体50的外径可以是1100mm。

每个轴颈衬垫20的作用表面26和轴之间的间隙可以是0.05mm。每个轴颈衬垫20在径向尺寸上可以是200mm厚并且包括基于轴的旋转轴线的20至90度的弧形。每个轴颈衬垫20的轴向尺寸可以是520mm，这可以与每个轴颈衬垫20的厚度结合来确定后缘面25的表面积。

混合轴承的说明性方面

现在总体参照图5-12，更具体地参照图5-7C，图5提供了在任何非金属材料12’已经被定位在任何衬垫20a’、20b’上之前的说明性混合轴承10’的透视图。一方面，混合轴承10’可以被配置为在一个或多个固定衬垫20a’和/或倾斜衬垫20b’的一个或多个作用表面26a’、26b’上具有目的性的材料选择(如以下进一步详细描述的)，以便与现有技术中发现的用于特定应用的轴承相比，确保更安全的操作、更长的寿命以及消除和/或减轻提升(lift)特征。这些变化的材料可以与现有的轴承特征结合，所述轴承特征包括但不限于图1-4(以及上文描述的)和图5-12(下面详细描述的)中所示的那些，以及抗旋转特征、提升特征、枢转特征、保护固定衬垫的机构和/或轴承的对准特征，除非在所附权利要求中指出，否则没有限制。

一方面，先进的材料(该先进的材料包括但不限于工程聚合物和硬表面材料，除非在所附权利要求中指出)可以与轴承的其它方面结合使用以实现各种优点。混合轴承10’中可能偏向于先进材料的某些方面可以包括但不限于(除非在以下权利要求中另外指出)：定向润滑喷杆30’和/或润滑容器、毗邻于混合轴承10’的上半部或下半部的固定衬垫20a’、毗邻于混合轴承10’的上半部或下半部的倾斜衬垫20b’、在作用表面26a’、26b’上的表面特征27’、大间隙端板40’和/或其组合，以允许移除一个或多个衬垫20a’、20b’中的流体静力提升特征和/或允许在启动/停止时和操作期间的更高的载荷、温度和/或压力。可以预期，去除流体静力提升特征、允许更高的载荷和/或温度可以减少动力损失，同时确保适当的轴承寿命，所有这些都可以通过混合轴承10’(具有可替代的和/或非金属材料12’，如以下进一步描述的细节)来实现。另外，可以预期，混合轴承10’(具有替代的和/或非金属材料12’，如以下进一步详细描述的)可以允许旋转轴和衬垫20a’、20b’之间的更短暂的接触而不引起故障，并且更不易受到不完善的边界润滑的影响。通常，可以预期，位于混合轴承10’上部的固定衬垫20a’可以既减少功率损耗且提供针对扰动的轴承表面。

通常，可以预期，混合轴承10’可以提高具有旋转轴的机器的整体效率，从而降低机器的功率消耗。通常，还考虑到，与相应应用中的现有技术轴承相比，用于混合轴承10’的先进材料选择可允许更高的单位载荷、更薄的膜(在流体膜应用中)和/或去除衬垫20a’、20b’的作用表面26a’、26b’上的特征。因此，在一个方面，与现有技术中的轴承相比，混合轴承10’(具有交替和/或非金属材料12’，如以下进一步详细描述的)允许甚至更薄的膜和/或更高的操作温度。

如图所示，混合轴承10’可包括主体50’，其可以如上文描述的方式来形成为顶部部分52’和底部部分54’。主体50’可以与端板40’在其任一轴向面上接合。尽管示出了通过多个螺钉和相应的螺纹孔进行接合，但是任何合适的结构和/或方法都可以用于将每个端板40’与主体50’接合和/或固定，包括但不限于机械紧固件(例如螺钉、螺栓等等)、过盈配合、化学粘合剂、焊接和/或其组合，或者一个或两个端板40’与主体50’成一体，而没有限制，除非在所附权利要求中另外指出。

仍然参照图5-7C，混合轴承10’的主体50’还可以在其外表面上形成有环形沟槽58’。环形沟槽58’可以与一个或多个柄34’流体连通，柄34’进而可以以上文描述的方式与一个或多个喷杆30’流体连通。这样，润滑剂(其可以使用任何适合混合轴承10’的具体应用的润滑剂供应方法和/或设备来加压)可以被供应至主体50’中的环形沟槽58，该润滑剂可以穿过柄34’的内部并且到达与该柄34’接合的喷杆30’，使得润滑剂接触一个或多个衬垫20a’、20b’。

至少如图5-7C所示，混合轴承10’可以包括具有固定衬垫作用表面26a’的至少一个固定衬垫20a’和具有倾斜衬垫作用表面26b’的至少一个倾斜衬垫20b’。尽管图5-7C所示的混合轴承10’可以被配置有一个固定衬垫20a’(其通常可以被定位成毗邻于混合轴承10’的上半部)和两个倾斜衬垫20b’(其通常可以被定位成毗邻于混合轴承10’的下半部)，但是可以采用其它数量和配置的固定衬垫20a’和倾斜衬垫20b’，而没有限制，除非在所附权利要求中这样指出。例如，混合轴承10’可被配置有两个倾斜衬垫20b’和两个固定衬垫20a’、三个倾斜衬垫20b’和一个固定衬垫20a’，或者配置有四个倾斜衬垫20b’和两个固定衬垫20a’。另外，在其它说明性实施例中，倾斜衬垫20b’可被定位成毗邻于混合轴承10’的上半部，且固定衬垫20a’可以被定位成毗邻于混合轴承10’的下半部，而没有限制，除非在所附权利要求书中如此指出。

通常，倾斜衬垫20b’可相对于主体50’在至少一个自由轴上移动。在本文所示的说明性实施例中，每一倾斜衬垫20b’可通过按钮配置与主体50’接合。在此类实施方式中，倾斜衬垫20b’可被形成为在其圆周外表面上具有按钮28’，其中按钮28’在主体50’的内径上倾斜。这种配置容许倾斜衬垫20b’相对于主体50’移动和/或倾斜。然而，混合轴承10’的其它实施方式可使用其它特征来容许倾斜衬垫20b’相对于主体50’移动(例如，主体50’中形成的轴向脊，其将倾斜衬垫20b’或球28与窝槽56配置接合，其中球可形成于主体50或倾斜衬垫20中且窝口可形成于倾斜衬垫20或主体50中，如上文在图2和图3中所示和先前描述的)。因此，本发明的范围决不受限于用于容许主体50’与任何倾斜衬垫20b’之间的相对移动和/或倾斜的方法和/或结构，除非在所附权利要求书中另外指示。

如上所述，柄34’和所连接的形成有一个或多个小孔32’的喷杆30’可被定位成毗邻于固定衬垫20a’和/或倾斜衬垫20b’的前缘或后缘。配置有多个喷杆30’的混合轴承10’的不同构造如图9-11和图13所示，其中每个混合轴承10’可以被配置有毗邻于固定衬垫20a’和/或倾斜衬垫20b’的一个或多个喷杆30’。然而，喷杆30’的最佳布置、结构和/或数量可以在混合轴承10’的不同应用之间变化，并且在混合轴承10’的一些应用中，可以不需要喷杆30’(至少如图8A-8C和12A-12C所示)。因此，喷杆30’的存在/不存在、数量、取向和/或配置决不限制本公开内容的范围，除非在所附权利要求中如此指出。

在图5-7C所示的混合轴承10’的一个方面中，一个或多个倾斜衬垫20b’和/或固定衬垫20a’可涂覆有非金属材料12’，虽然图5-7C示出了没有这种非金属材料12’的混合轴承10’。通常，非金属材料12’可以被配置为聚合物材料或陶瓷材料。替代地，一个或多个倾斜衬垫20b’和/或固定衬垫20a’可完全由非金属材料12’(如图13中所示且下文进一步描述)构成，或构造成***有非金属材料12’。至少在图11-12C中所示的另一方面中，固定衬垫20a’和倾斜衬垫20b’可涂覆有非金属材料12’；或者，替代地，固定衬垫20a’和倾斜衬垫20b’均可由非金属材料12’构成或构造成***有非金属材料12’。非金属材料12’在衬垫20a’、20b’上的具***置、配置和/或结构决不限制本公开内容的范围，除非在所附权利要求中这样指出。

在混合轴承10’的另一方面中，非金属材料12’可以被定位在固定衬垫作用表面26a’和/或倾斜衬垫作用表面26b’的全部或部分上。例如，在图8A-8C所示的混合轴承10’的一个方面中，非金属材料12’可以被定位在固定衬垫作用表面26a’的每一侧上，使得固定衬垫作用表面26a’包括至少三个不同部分，其中每个部分构成作用表面26a’、26b’的表面积的大约三分之一。如图所示，金属材料14’可以位于外侧部分之间，每个外侧部分具有位于其上的非金属材料12’。可以预期，固定衬垫作用表面26a’的具有金属材料14’的部分可以比固定衬垫作用表面26a’的其上具有非金属材料12’的任一相邻部分稍微凹陷(即，具有多出0.01mm至5mm的更大直径)。可以预期，这种配置可以具有各种益处，包括但不限于减少功率损耗，除非在所附权利要求中另外指出。可以采用的衬垫作用表面26a’、26b’的三个部分之间的其它比例，没有限制，除非在所附权利要求中这样指出。例如，在一个说明性实施例中，各自构成作用表面26a’、26b’的四分之一的两个部分可以作用表面26a’、26b’中构成该作用表面26a’、26b’的一半的另一部分所分开。除非在所附权利要求书中如此指示，否则以相同方式且非限制性地，倾斜衬垫作用表面26b’可被配置为具有三个不同的部分。作为另一个说明性示方式，非金属材料12’可以被定位成跨越作用表面26a’、26b’的整个轴向长度，使得金属材料14’不存在于活性表面26a’、26b’上。对于衬垫20a’、20b’中的一个完全由非金属材料12’构成的说明性实施例，固定衬垫20a’可以在固定衬垫作用表面26a’内具有进入非金属材料12的凹陷部分。

非金属材料12’可以是应用到另一材料(例如，通过喷涂施加)的涂层、***物(其可以化学地结合到衬垫20a’、20b’的金属背衬材料)、或者由非金属材料12’构成的通过化学或机械结合而固定到衬垫20a’、20b’的另一材料(例如，巴氏合金)上的单独部件。在另一个说明性实施例中，非金属材料12’可以注塑成型到衬垫20a’、20b’的金属背衬材料上。尽管各图示出了从前缘22a’、22b’延伸至后缘24a’、24b’的非金属材料12’，但是在混合轴承10’的其它说明性实施例中，非金属材料12’可以在前缘22a’、22b’和/或后缘24a’、24b’之前终止。因此，在作用表面26a’、26b’上的非金属材料12’的具***置、形状、尺寸和/或结构决不限制本公开内容的范围，除非在所附权利要求中这样指示。

可以预期，对于一些应用，非金属材料12’的厚度(即，径向尺寸)可以是衬垫20a’、20b’的整体厚度的1/10,000和1/4之间。对于由陶瓷构成的非金属材料12’，可以预期，对于一些应用，将衬垫20a’、20b’构造成使得非金属材料12’的厚度为衬垫20a’、20b’的整体厚度的1/10,000至1/8是有利的。对于由聚合物构成的非金属材料12’，可以预期，对于一些应用，将衬垫20a’、20b’构造成使非金属材料12’的厚度为衬垫20a’、20b’的整体厚度的1/100至1/8是有利的。对于其它应用，可以预期，将衬垫20a’、20b’构造成使得非金属材料12’的厚度为衬垫20a’、20b’的整体厚度的1/32至1/12可能是有利的。

通常，图9、11和图12A-12C中所示的混合轴承10’可以配置有固定衬垫20a’和倾斜衬垫20b’(以及其它部件，例如端板40’和主体50’)，类似于上文针对图8A-8C中的混合轴承所描述的固定垫20a’和倾斜衬垫20b’。然而，图9所示的混合轴承10’可被配置有一个或多个喷杆30’，也如上所述。

通常，图10所示的混合轴承10’可以被配置有标准固定衬垫20a’。然而，两个倾斜衬垫20b’可被配置为在倾斜衬垫作用表面26b’的一部分上有非金属材料12’。如图所示，非金属材料12’可覆盖倾斜衬垫作用表面26b’的整个区域。然而，在其它实施方式中，非金属材料12’可以是不同的配置，且倾斜衬垫作用表面26b’可包括其上具有非金属材料12’和金属材料14’的各种部分而没有限制，除非在所附权利要求书中如此指示。

如上所述，图11所示的混合轴承10’可以具有固定衬垫20a’(和其它特征，例如端板40’和主体50’)，其类似于上文针对图8A-8C中的混合轴承所描述的固定衬垫20a’和倾斜衬垫20b’。然而，在图11所示的混合轴承10’的另一方面中，倾斜衬垫作用表面26b’可被配置为使得其上包括表面特征27’。尽管图11示出了用于表面特征27’的简单提升容器，但是本公开内容的范围不限于此，并且延伸到任何有利的表面特征27’而没有限制，除非在所附权利要求中指出。另外，图11所示的混合轴承10’内可构造成具有用于一个或多个垫20a’、20b’的后缘冷却特征，而没有限制，除非在所附权利要求中这样指出。

图12A-12C所示的混合轴承10’可具有固定衬垫20a’(和其它特征，例如端板40’和主体50’)，其类似于上文针对8A-8C所示的混合轴承的固定衬垫20a’和倾斜衬垫20b’。然而，图12A-12C所示的混合轴承还可以具有一个或多个倾斜衬垫20b’，其可以以如上针对图10所示的混合轴承10’所述的方式在倾斜衬垫作用表面26b’的一部分上配置有非金属材料12’。如图所示，非金属材料12’可覆盖倾斜衬垫作用表面26b’的整个区域。

然而，在其它实施例中，非金属材料12’可以是不同的配置，且倾斜衬垫作用表面26b’可包括其上具有非金属材料12’和金属材料14’的各种部分而没有限制，除非在所附权利要求书中如此指示。

通常，图13所示的混合轴承10’可以被配置为具有标准固定衬垫20a’。然而，两个倾斜衬垫20b’可被配置为其完全由非金属材料12’构成。因此，非金属材料12’可覆盖倾斜衬垫作用表面26b’的整个区域。然而，在其它实施例中，非金属材料12’可不同地配置，且倾斜衬垫作用表面26b’可由其上具有非金属材料12’和金属材料14’的各种部分组成而没有限制，除非在所附权利要求书中如此指示。

在一个方面，非金属材料12’可以被配置为聚醚醚酮(PEEK)基聚合物。在另一个混合轴承10’中，非金属材料12’可以包括聚四氟乙烯(PTFE)。在其它混合轴承10’中，非金属材料12’可以包括不同的聚合物，包括但不限于氟化乙烯丙烯、全氟烷氧基烷烃(perfluoroalkoxy alkanes)、乙烯四氟乙烯、聚偏氟乙烯或聚偏二氟乙烯、液晶聚合物、聚苯硫醚、聚酰胺(例如尼龙)、聚酰亚胺、缩醛、用于混合轴承10’的特定应用的其它合适的聚合物和/或其组合，除非在以下权利要求中这样指出。另外，非金属材料12’可填充有、混合有和/或具有嵌入其中的可产生较好的摩擦性能和/或较高的强度其它材料，包括但不限于其它聚合物、纤维(天然或合成的)、其它材料(例如固体润滑剂)和/或其组合，而没有限制，除非在所附权利要求中另外指出。在试验中，与现有技术的轴承相比，当在较高温度下与较薄的膜一起使用时，PEEK基聚合物已经显示出令人满意的性能。容许在较高温度下较薄的膜，混合轴承10’的设计容许更高的单位载荷，并且也可以容许较低粘度的流体，与现有技术中的轴承相比，这可以减小与混合轴承10’相关的功率损耗。

可以预期，混合轴承10’中的至少一个衬垫20a’、20b’上可以被配置有非金属材料12’，其中非金属材料12’可以由陶瓷构成。例如，在图10所示的混合轴承10’的一个方面中，在其上形成有表面特征27’的倾斜衬垫20b’可构造有由包括陶瓷的非金属材料12’制成的涂层、构造有包括陶瓷的非金属材料12’制成的***件，或者整个倾斜衬垫20b’可由包括陶瓷的非金属材料12’制成，而没有限制，除非在以下权利要求中这样指出。另外，本文所示的混合轴承10’可构造成倾斜衬垫20b’和/或固定衬垫20a’构造有由包括陶瓷的非金属材料12’制成的涂层，构造有由包括陶瓷的非金属材料12’制成的***件，或者整个倾斜衬垫20b’和/或固定衬垫20a’可由包括陶瓷的非金属材料12’制成，而没有限制，除非在所附权利要求中如此指示。

由陶瓷构成的非金属材料12’可包括任何合适的陶瓷(例如，包括氮化铝、氮化硼、堇青石、硅、碳化硅、金刚石、纳米金刚石、超纳米金刚石、多晶金刚石、石墨、碳化钨、钴铬合金等的纳米和/或超纳米陶瓷材料)和/或任何具有非金属材料12’的某些特性(例如，必需的硬度、强度、断裂韧性、耐磨性、抗静电、摩擦性能等)的合适材料，而没有限制，除非在以下权利要求中指出。最佳的非金属材料12’可以在混合轴承10’的不同应用之间变化，因此决不限制本公开内容的范围，除非在所附权利要求中这样指出。非金属材料12’在衬垫20a’、20b’上的具***置决不限制本公开内容的范围，除非在所附权利要求中这样指出。

在混合轴承10’的其它方面，非金属材料12’可以有差异地放置在一个或多个衬垫20a’、20b’上，彼此结合在给定的衬垫20a’、20b’上，或者各自在不同的衬垫20a"、20b’上，没有限制，除非在下面的权利要求中这样指出。无论非金属材料12’是由聚合物、陶瓷还是不同的非金属材料12’构成，非金属材料12’在活性表面26a’、26b’上的具***置决不限制本公开内容的范围，除非在以下权利要求中这样指出。非金属材料12’在活性表面26a’、26b’上的具***置决不限制本发明的范围，除非在以下权利要求中这样指出，而不管非金属材料12’是否由聚合物、陶瓷或不同的非金属材料12’构成。

在现有技术的轴承中，经常需要在轴承衬垫中形成提升容器(lift pocket)，并且需要来自轴承外部的源的加压流体以防止轴承损坏和当轴承上的载荷高于预定量时的潜在故障。可以设想，在固定衬垫作用表面26a’和/或倾斜衬垫作用表面26b’的全部或一部分上使用非金属材料12’可以减少或消除对轴承外部的源的提升容器和/或加压流体的需要。

非金属材料12’、轴颈衬垫20、固定衬垫20a’、倾斜衬垫20b’、固定衬垫作用表面26a’、倾斜衬垫作用表面26b’、表面特征27’、沟槽25a、喷杆30、30’和/或小孔32、32’的数量、配置、尺寸、几何结构和/或相对位置将在混合轴承10的不同实施方式之间变化，其最佳构造也将如此。因此，除非在所附权利要求中指出，否则本文所公开和要求保护的混合轴承10’决不受这些元件的具体制约因素的限制。

如本文所公开和要求保护的混合轴承10’可延伸至任何旋转机械，对于该旋转机械，可预期在功率损耗减小方面将提升，并且决不限于本文所图示和/或描述的具体实施方式。混合轴承10’或后缘冷却轴承10的轴颈衬垫20、固定衬垫20a’、倾斜衬垫20b’、沟槽25a’、喷杆30’、小孔32’和/或任何其它元件的最佳数量、尺寸、几何结构、相对位置、形状和/或配置可在混合轴承10’或后缘冷却轴承10的不同实施方式之间变化，因此决不限制其范围，除非在所附权利要求中另外指出。使用本发明公开的至少一个特征的装置的各种元件可由适于使用该装置的应用的任何材料形成。这样的材料包括但不限于金属及其金属合金、聚合物材料、陶瓷和/或其组合。

尽管本文图示和描述的具体实施方式可属于具有相同数量的轴颈衬垫20、固定衬垫20a’和/或倾斜衬垫20b’的倾斜衬垫轴颈轴承，但混合轴承10’可配置为具有其它取向和/或具有不同数量的形状不同和/或定向不同的各种元件，这些元件与轴承10、10’的其它元件等距或不等距地间隔开。因此，本发明公开的范围决不受上述元件的具体形状、构造和/或尺寸和/或其相对数量和/或位置的限制，除非在所附权利要求中另外指出。

用于构造针对特定工艺的设备和/或其部件的材料将根据其特定应用而变化，但是可预期：聚合物、合成材料、金属、金属合金、天然材料、陶瓷、复合材料和/或其组合在一些应用中可能特别有用。因此，上文所述的元件可以由本领域技术人员已知或将来开发的任何材料构成，该材料适合于本公开的具体应用，而不偏离本公开内容的精神和范围，除非在所附权利要求中这样指出。

已经描述了各种方法和装置的优选方面，本领域技术人员无疑会想到本公开内容的其它特征，以及如在本文所示的实施方式和/或方面中的许多修改和改变，所有这些修改和改变都可以在不偏离本公开内容的精神和范围的情况下实现。因此，本文所描绘和描述的方法和实施方式仅用于说明性目的，且本公开内容的范围延伸到用于提供本公开内容的各种益处和/或特征的所有工艺、设备和/或结构，除非在所附权利要求书中如此指示。。

尽管已经结合优选方面和具体实施例描述了混合轴承及其部件，但并不意图将范围限制于所阐述的特定实施方式和/或方面，因为本文的实施方式和/或方面总的意图是说明性的而非限制性的。因此，除非在所附权利要求中这样陈述，否则本文所描绘和描述的装置和实施方式决不限制本公开内容的范围。

尽管好几个附图是按精确比例绘制的，但本文提供的任何尺寸仅用于说明性目的，且决不限制本发明的范围，除非在所附权利要求书中如此指示。应当注意，混合轴承和/或其部件不限于本文所描绘和描述的具体实施方式，而是根据本发明的发明特征的范围由本文的权利要求限定。在不违背本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员将想到对所描述的实施例的修改和变更。

混合轴承或其部件的各种特征、部件、功能、优点、方面、构造等中的任何一个都可以单独使用或彼此组合使用，这取决于特征、部件、功能、优点、方面、构造、工艺步骤、工艺参数等的兼容性。因此，本发明存在几乎无限数量的变型。一个特征、部件、功能、方面、构造、工艺步骤、工艺参数等的修改和/或替换决不限制本发明的范围，除非在所附权利要求中这样指示。

应当理解，本发明延伸到所提及的、从文本和/或附图中显而易见的和/或固有地公开的一个或多个单独特征的所有替代组合。所有这些不同组合构成本发明和/或其部件的各种替代方面。本文描述的实施方式解释了用于实践本发明的装置、方法和/或部件的已知的最佳模式，并且将使本领域的其他技术人员能够利用这些模式。权利要求书应被解释为包括现有技术允许范围内的替代实施例。

除非在权利要求中另外明确地声明，否则决不意图将这里阐述的任何工艺或方法解释为要求其步骤以特定顺序执行。因此，当方法权利要求实际上没有陈述其步骤所遵循的顺序或者在权利要求或说明书中没有另外具体陈述“步骤将被限制为特定顺序”的情况下，决不意图在任何方面推断顺序。这适用于任何可能的非表达的基础的解释，包括但不限于：关于步骤的安排或操作流程的逻辑问题；从语法组织或标点符号导出的简单含义；说明书中描述的实施例的数量或类型。

效率提高的轴颈轴承的实施例列表(混合轴承)

1.一种混合轴承可以实施为：

a.主体，具有形成在其中的通道；

b.与所述主体结合的第一衬垫，其中所述衬垫包括作用表面；和，

c.非金属材料，其与所述第一衬垫的作用表面的第一部分接合。

2.根据实施例1的混合轴承，其具有单独地或者组合地公开的所有特征和结构，其中所述非金属材料被进一步限定为聚合物材料。

3.根据实施例1或2的混合轴承，其具有单独地或者组合地公开的所有特征和结构，其中所述非金属材料被进一步限定为陶瓷材料。

4.根据实施例1、2或3的混合轴承，其具有单独地或者组合地公开的所有特征和结构，还包括与所述第一衬垫的作用表面的第二部分接合的第二非金属材料。

5.根据实施例1、2、3或4的混合轴承，其具有单独地或者组合地公开的所有特征和结构，还包括在所述作用表面上的包含金属材料的第三部分，其中所述非金属材料和所述第二非金属材料被进一步限定为通过所述第三部分彼此离开。

6.根据实施例1、2、3、4或5的混合轴承，其具有单独地或者组合地公开的所有特征和结构，其中所述作用表面的第一部分被进一步限定为具有小于所述作用表面的面积的百分之八十五(85％)的面积。

7.根据实施例1、2、3、4、5或6的混合轴承，其具有单独地或者组合地公开的所有特征和结构，其中所述作用表面的第一部分被进一步限定为具有与所述作用表面的面积相等的面积。

8.根据实施例1、2、3、4、5、6或7所述的混合轴承，其具有单独地或者组合地公开的所有特征和结构，其中所述第一衬垫可相对于所述主体在至少一个维度上移动。

9.根据实施例1、2、3、4、5、6、7或8的混合轴承，其具有单独地或者组合地公开的所有特征和结构，并且还包括其上具有作用表面的第二衬垫，其中所述第二衬垫的位置相对于所述主体是固定的。

10.根据实施例1、2、3、4、5、6、7、8或9的混合轴承，其具有单独地或者组合地公开的所有特征和结构，并且还包括与所述第二衬垫的作用表面的第一部分接合的第二非金属材料。

11.根据实施例1、2、3、4、5、6、7、8、9或10所述的混合轴承，其具有单独地或者组合地公开的所有特征和结构，其中所述第一衬垫被进一步限定为包含非金属材料。

12.一种混合轴承，可以实施为：

a.主体，具有形成在其中的通道；

b.与所述主体接合的第一衬垫，其中所述衬垫包括作用表面，且其中所述第一衬垫可相对于所述主体在至少一个维度上移动；

c.与所述主体接合的第二衬垫，其中所述第二垫包括作用表面，其中所述第二衬垫的位置相对于所述主体的位置是固定的；和，

d.非金属材料，其与所述第一衬垫的所述作用表面的一部分接合。

13.根据实施例12所述的混合轴承，其中，所述非金属材料被进一步限定为聚合物材料。

14.根据实施例12或13所述的混合轴承，其具有单独地或者组合地公开的所有特征和结构，其中所述非金属材料被进一步限定为陶瓷材料。

15.根据实施例12、13或14所述的混合轴承，其具有单独地或者组合地公开的所有特征和结构，还包括：

a.第二非金属材料，其与所述第一衬垫的作用表面的第二部分接合；和

b.在所述作用表面上的第三部分，其包含金属材料，其中所述非金属材料和所述第二非金属材料进一步被限定为通过所述第三部分彼此离开。

16.根据实施例12、13、14或15所述的混合轴承，其具有单独地或者组合地公开的所有特征和结构，还包括与所述第二衬垫的作用表面的第一部分接合的第二非金属材料。

17.根据实施例12、13、14、15或16所述的混合轴承，其具有单独地或者组合地公开的所有特征和结构，其中所述第二衬垫被进一步限定为包含非金属材料。

18.一种混合轴承实施例，包括：

a.主体，具有形成在其中的；

b.与所述主体接合的第一衬垫，其中所述衬垫可相对于所述主体在至少一个维度上移动；

c.与所述主体接合的第二衬垫，其上配置有作用表面，其中所述第二衬垫的位置相对于所述主体的位置固定；和，

d.非金属材料，其与所述第二衬垫的作用表面的一部分接合。

19.根据实施例18所述的混合轴承，还包括与所述第一衬垫的作用表面的一部分接合的第二非金属材料。

20.根据实施例18或19所述的混合轴承，其具有单独地或者组合地公开的所有特征和结构，其中所述非金属材料被进一步限定为由聚合物构成。

21.根据实施例18、19或20所述的混合轴承，其具有单独地或者组合地公开的所有特征和结构，其中所述非金属材料被进一步限定为包括陶瓷。

22.根据实施例18、19、20或21所述的混合轴承，其具有单独地或者组合地公开的所有特征和结构，还包括与所述主体接合的第三衬垫，其中所述第三衬垫可相对于所述主体在至少一个维度上移动。

23.根据实施例18、19、20、21或22所述的混合轴承，其具有单独地或者组合地公开的所有特征和结构，其中所述聚合物选自包含聚醚醚酮、聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯、全氟烷氧基烷烃、乙烯四氟乙烯、聚偏氟乙烯或聚偏二氟乙烯、液晶聚合物、聚苯硫醚、聚酰胺、聚酰亚胺和缩醛，和/或其组合的组。

24.根据实施例18、19、20、21、22或23所述的混合轴承，其具有单独地或者组合地公开的所有特征和结构，其中，所述陶瓷选自包含氮化铝、氮化硼、堇青石、硅、碳化硅、多晶金刚石、石墨、碳化钨和钴铬合金，和/或其组合的组。

25.一种混合轴承的实施例，包括：

a.主体，具有形成在其中的通道；

b.与所述主体接合的第一衬垫，其中所述衬垫包括作用表面；和，

c.非金属材料，其与所述第一衬垫的作用表面的第一部分接合，其中所述非金属材料可被限定为聚合物或陶瓷材料；其中第二非金属材料可以与所述第一衬垫的作用表面的第二部分接合；

d.其中所述活性表面上的第三部分可以包含金属材料，其中所述非金属材料和所述第二非金属材料进一步被限定为通过所述第三部分彼此离开；

e.其中所述作用表面的第一部分可以被限定为具有小于所述作用表面的面积的百分之八十五(85％)的面积；

f.其中所述作用表面的第一部分被进一步限定为具有与所述作用表面的面积相等的面积，

g.其中所述第一衬垫可相对于所述主体在至少一个维度上移动，

h.其中第二衬垫在其上具有作用表面，其中所述第二衬垫的位置可相对于所述主体固定；

i.其中第二非金属材料可以与所述第二衬垫的作用表面的第一部分接合；而且，

j.其中所述第一衬垫可被进一步限定为包含非金属材料。

26.一种混合轴承的实施例，包括：

a.主体，具有形成在其中的通道；

b.与所述主体接合的第一衬垫，其中所述衬垫包括作用表面，并且其中所述第一衬垫可相对于所述主体在至少一个维度上移动；

c.与所述主体接合的第二衬垫，其中所述第二衬垫包括作用表面，且其中所述第二衬垫的位置相对于所述主体的位置固定；

d.非金属材料，其与所述第一衬垫的所述作用表面的一部分接合；

e.其中所述非金属材料可被进一步限定为聚合物材料；

f.其中所述非金属材料可被进一步限定为陶瓷材料；

g.其中第二非金属材料可以与所述第一衬垫的作用表面的第二部分接合，并且所述作用表面上的第三部分可以包含金属材料，其中所述非金属材料和所述第二非金属材料可以进一步被限定为通过所述第三部分彼此离开；

h.其中第二非金属材料可以与所述第二衬垫的作用表面的第一部分接合；而且，

i.其中所述第二衬垫可被进一步限定为包含非金属材料。

27.一种混合轴承的实施例，包括：

a.主体，具有形成在其中的通道；

b.与所述主体接合的第一衬垫，其中所述第一衬垫可相对于所述主体在至少一个维度上移动；

c.与所述本体接合的第二衬垫，其中第二衬垫上配置有作用表面，所述第二衬垫的位置相对于所述主体的位置固定；

d.非金属材料，其与所述第二衬垫的作用表面的一部分接合；

e.其中第二非金属材料可以与所述第一衬垫的作用表面的一部分接合；

f.其中所述非金属材料可被进一步限定为包含聚合物；

g.其中所述非金属材料可被进一步限定为包含陶瓷；

h.其中第三衬垫可与所述主体接合，其中所述第三衬垫可相对于所述主体在至少一个维度上移动；

i.其中所述聚合物可以选自包含聚醚醚酮、聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯、全氟烷氧基烷烃、乙烯四氟乙烯、聚偏氟乙烯或聚偏二氟乙烯、液晶聚合物、聚苯硫醚、聚酰胺、聚酰亚胺和缩醛以及它们的组合的组；而且，

j.其中所述陶瓷可以选自包含氮化铝、氮化硼、堇青石、硅、碳化硅、多晶金刚石、石墨、碳化钨和钴铬合金及它们的组合的组。