CN101858385A - 一种金属基镶嵌式弹性自润滑滑动轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料和滑动轴承技术领域，是一种金属基镶嵌式弹性自润滑滑动轴承，包括橡胶垫层(1)、高分子轴承条(2)、金属基体(3)，所述金属基体(3)上沿内表面周向开设6个以上横断面为环扇状近似梯形的轴向沟槽，在沟槽底部放置一层橡胶垫层(1)，再嵌入常温下与沟槽形状一致的高分子轴承条(2)，由高出金属基体(3)内圆柱面的高分子轴承条(2)的内表面构成轴承摩擦面。本发明同时具有高分子材料的自润滑和耐磨性能、橡胶的弹性性能，既能满足轴的柔性要求，又能有效延长轴承寿命。本发明除适用于一切普通镶嵌式固体自润滑轴承应用的领域外，尤其适用于轴长度较大，易弯曲变形、易产生振动且轴承易磨损等场合。

Description

一种金属基镶嵌式弹性自润滑滑动轴承
技术领域
本发明涉及高分子材料和滑动轴承技术领域，是一种金属轴承基体上沿内表面周向嵌入一定数量橡胶片和高分子轴承条的弹性自润滑滑动轴承。
背景技术
滑动轴承是机械系统中十分常见的部件，同时也是直接关系到机械设备或系统能否正常运行的关键部件。随着科学技术的快速发展，对轴承性能的要求越来越高，特别是在轴长度较大易产生弯曲、振动且存在严重磨损等场合，对轴承的弹性、耐磨和润滑等性能提出了严格的要求。目前，对于滑动轴承的研究主要是提高润滑油膜承载力，保持流体润滑状态，减少磨损，达到提高寿命目的，并取得了明显的成效。如：①中国专利号200820013387.4提出一种固体润滑剂镶嵌轴承，该轴承包括轴承基体和镶嵌在基体盲孔内的固体润滑剂组成，固体润滑剂充分填充了盲孔的空间，避免了润滑剂下端的气体弊端，使机械运动更加平衡，延长轴承寿命；②中国专利号99224781.0提出的一种含固体润滑剂的双金属镶嵌轴承，用于水力发电设备等机械的轴承，轴承壁具有规律分布的通孔，孔内镶嵌固体润滑剂，衬套内表面具有相交叉的网状沟槽为排沙槽或油槽，内衬套表面为一层烧结含固体润滑剂的铜粉金属润滑层，增强自润滑性，延长轴承的寿命。③美国专利号US7703983提出一种滑动轴承由具有滑动材料和润滑油组成。这种滑动材料由树脂和润滑油组成，树脂是表面通孔材料面积不少于总面积百分之三十的可渗透材料，润滑油渗透到孔中。可见，上述金属基镶嵌式固体自润滑轴承及新型材料轴承，虽然在“防止孔内气体弊端”和“增强自润滑”等方面取得了明显的进展，但是在适应转轴弯曲、振动等方面没有得到解决。橡胶轴承具有一定弹性，能够满足轴的柔性要求，但耐磨性差，极易因磨损而失效。金属或高分子材料轴承，耐磨性好，但弹性差，易因轴弯曲变形或振动而使轴承损坏。兼顾几方面性能要求的滑动轴承还没有。
发明内容
本发明的目的是弥补上述现有技术的不足而提出的一种能有效满足弹性、耐磨、润滑性能要求的新型滑动轴承结构。它主要是利用橡胶片的弹性、高分子轴承条的耐磨和自润滑性能，达到克服橡胶轴承易磨损而金属轴承弹性不足等缺陷且具有良好润滑性能的效果，获得运行稳定性好、使用寿命得到有效延长的更为理想的滑动轴承。
本发明为了实现上述目的，主要涉及结构改进和材料组合问题，金属轴承基体上沿内表面周向开设6个以上横断面为环扇状近似梯形的轴向沟槽，各沟槽沿周向均布并且形状大小一致，在沟槽底部放置一层橡胶片，再嵌入常温下与沟槽形状一致的高分子轴承条，由高出基体内圆柱面的高分子轴承条表面构成轴承摩擦面。轴承金属基体内径略大于轴或轴套的外径，高分子轴承摩擦面面积占金属基体内表面积的比例为60％-80％，沟槽的深度均为a＝(D3-D2)/2，其中，D2为金属基体内径，D3为金属基体沟槽直径，橡胶片的厚度为0.3a-0.5a，轴承条高出金属基体内表面的高度b的大小与常规轴承冷却润滑槽深度一致。高分子轴承条选优采用聚乙烯等材料。
本发明设计的主要效果是：(1)各环扇状沟槽底部放置的橡胶片具有一定的弹性，这一性能信号将因环扇状槽的特点而传递给高分子轴承条，使其适应轴的弯曲变形或振动，避免轴承破裂损坏；(2)高分子轴承条具有较强的耐磨性和自润滑性能，利用其环扇状的短边与轴的弧度一致，高分子轴承的内表面作为轴承摩擦面，满足了耐磨和润滑要求，无须另外提供润滑介质及其系统；(3)高出金属基体内圆柱面的相邻高分子轴承条之间构成了间隙槽，可以满足润滑、冷却要求特别高时加入冷却液或润滑液，进一步提高润滑性能，满足冷却要求。
附图说明
图1为本新型金属基镶嵌式弹性自润滑滑动轴承结构示意图。
图中，1、橡胶垫层；2、高分子轴承条；3、金属基体。
具体实施方式
本发明的金属基体沟槽形式为环扇状近似梯形断面沟槽，首先在金属基体内表面加工出均匀分布的沟槽，再向槽底填充橡胶垫层，然后采用低温方法使高分子轴承条收缩嵌入，恢复常温后轴承条膨胀压紧橡胶片并高出金属基体内圆柱面，由于环扇状近似梯形断面的自锁作用，把高分子轴承条和橡胶片固定在沟槽中。为保证轴承条构成的轴承接触面具有与轴(或轴套)一致的圆度，可将镶嵌完毕的轴承内孔略作圆孔加工。
实施例：结合附图，D1为金属基体外径，D2为金属基体内径，D3为金属基体沟槽直径，b为轴承条高出金属基体内表面的高度，沟槽的深度均为a＝(D3-D2)/2。
对于D1＝100mm，D2＝82mm，D3＝92mm，b＝1mm的密封环，可开设8个沟槽，形成8个轴承接触面，各表面特别是轴承接触面要考虑加工余量，据此制作模具及相应的毛坯，并按滑动轴承技术要求对毛坯进行加工。然后，按上述具体装配方法进行组装和最后加工，得到高性能滑动轴承。
对于不同大小的轴承及要求，轴承的长度和沟槽的数量可根据实际情况确定。

Claims (4)

1.一种金属基镶嵌式弹性自润滑滑动轴承，其特征在于：包括橡胶垫层(1)、高分子轴承条(2)、金属基体(3)，所述金属基体(3)上沿内表面周向开设4个以上横断面为环扇状近似梯形的轴向沟槽，在沟槽底部放置一层橡胶垫层(1)，再嵌入常温下与沟槽形状一致的高分子轴承条(2)，由高出金属基体(3)内圆柱面的高分子轴承条(2)的内表面构成轴承摩擦面。
2.根据权利要求1所述的一种金属基镶嵌式弹性自润滑滑动轴承，其特征在于：所述轴承金属基体(3)内径大于轴或轴套的外径，各所述沟槽沿周向均布并且形状大小一致。
3.根据权利要求1或2所述的一种金属基镶嵌式弹性自润滑滑动轴承，其特征在于：所述轴承摩擦面的总面积占金属基体(3)内表面积的比例为60％-80％，所述沟槽的深度均为a＝(D3-D2)/2，其中，D2为金属基体(3)内径，D3为金属基体沟槽直径；所述橡胶垫层(1)的厚度为0.3a-0.5a，所述高分子轴承条(2)的内表面高出金属基体(3)的内表面的高度b与常规轴承冷却润滑槽深度一致。
4.根据权利要求1或2所述的一种金属基镶嵌式弹性自润滑滑动轴承，其特征在于：所述高分子轴承条(2)选优采用聚乙烯材料。
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