CN102518651A

CN102518651A - 流量计用免维护灵敏滚动轴承及其制作方法

Info

Publication number: CN102518651A
Application number: CN2011104290921A
Authority: CN
Inventors: 赵联春; 陈淑英
Original assignee: Shanghai F & S Bearing Tech Co Ltd
Current assignee: Shanghai F & S Bearing Tech Co Ltd
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2012-06-27

Abstract

本发明涉及一种流量计用免维护灵敏滚动轴承及其制作方法，其中，流量计用免维护灵敏滚动轴承包括外圈、内圈、嵌入外圈滚道和内圈滚道之间的滚动体、将滚动体沿圆周方向均匀分隔的保持器和防尘密封件，在轴承内，轴承在运行时自行润滑，无需额外加入润滑剂。在此轴承中，滚动体采用自润滑材料，材料包括陶瓷、碳化硅、碳石墨的至少其中之一；或者保持器采用多孔含油聚酰亚胺保持器或多孔含油酚醛胶布层压保持器，解决了现有技术中流量计轴承需要周期性加油维护、费时费力的技术问题。

Description

流量计用免维护灵敏滚动轴承及其制作方法

技术领域

本发明涉及特种滚动轴承技术领域，特别涉及一种流量计用免维护灵敏滚动轴承及其制作方法。

背景技术

在石油、天然气、化工等气体和流体输送领域，腰轮流量计和涡轮流量计（下合称流量计）被用来计量所输送的气体和流体的体积，为了达到精确的计量，并不发生少计和漏计，要求与流量统计及显示机构相连接的流量计转子要“闻气而动”或“闻液而动”，即流量计转子要求非常灵敏，而流量计转子由滚动轴承支撑，其是否灵敏、灵敏程度如何则取决于其支撑滚动轴承。因此，流量计转子的支撑滚动轴承的要求非常灵敏，否则，就会发生气体和液体计量中的跑冒滴漏现象，而这对气体和流体的供应方和需求方，尤其是供应方，则是完全不能接受的。

流量计轴承一般为微型或小型双面密封球轴承，为满足轴承的灵敏度要求，尽可能降低轴承内部的摩擦阻力，不能采用脂润滑，也不能采用单次加注量偏多的油润滑。现行解决方案为，在轴承交货状态，内部仅已加入少量的低黏度润滑油，在轴承装入流量计运行后，初加入的润滑油必然会被耗散完毕，为防止轴承内部各工作接触面间的磨损，流量计用户在使用过程中要对轴承进行滴油维护，这样费时费力，极不方便。而且，一旦轴承内部因贫油引起磨损，即便滴入新的润滑油，也不能修复已经发生的磨损（轴承磨损的不可逆性），因此，采用滴油维护的轴承，其灵敏度难以保证长期如初，即存在灵敏度寿命短的问题。采用滴油维护运行的轴承，由于滴入轴承内腔的油比较少，为防轴承生锈，轴承套圈和滚动体也常采用不锈钢制作。

综上，现有的流量计用轴承需要周期性加油维护，造成费时费力的工程问题，而且，其灵敏度难以保证长期如初。因此，流量计轴承运行免维护且又能保证其在整个生命周期内的灵敏性，是摆在所有轴承研发、制造企业面前的一个现实的挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种流量计用免维护灵敏滚动轴承，以解决现有技术中流量计轴承需要周期性加油维护、费时费力的技术问题；

本发明的目的还在于提供一种流量计用免维护灵敏滚动轴承的制作方法，以解决现有技术中流量计轴承需要周期性加油维护、费时费力的技术问。

为了解决上述问题，本发明提供了一种流量计用免维护灵敏滚动轴承，包括外圈、内圈、嵌入外圈滚道和内圈滚道之间的滚动体、将滚动体沿圆周方向均匀分隔的保持器和防尘密封件，在所述轴承内，所述轴承在运行时自行润滑，无需额外加入润滑剂。

较佳地，所述滚动体为自润滑材料，所述材料包括陶瓷、碳化硅、碳石墨的至少其中之一。

较佳地，所述保持器为多孔含油聚酰亚胺保持器或多孔含油酚醛胶布层压保持器。

较佳地，在使用前，向所述保持器内真空渗入中低粘度的润滑油，所述润滑油的粘度在40℃时不超过250㎜²/s。

较佳地，所述保持器的微孔孔径为0.5~2 um，含油率为10~30%。

较佳地，所述滚动体为自润滑材料，所述材料包括陶瓷、碳化硅、碳石墨的至少其中之一；或者所述滚动体为不锈钢或轴承钢。

本发明还提供一种流量计用免维护灵敏滚动轴承的制备方法，包括以下步骤：

一、对外圈、内圈、滚动体、保持器和密封件进行清洗；

二、对外圈、内圈、滚动体三者之间进行分选、合套；

三、装入保持器，制成开式滚动轴承；

四、清洗、烘干开式轴承；

五、压装密封件，制成成品轴承。

一、对外圈、内圈和滚动体进行清洗；

二、对外圈、内圈、滚动体三者之间进行分选、合套，制成无保持器的开式轴承；

三、对无保持器的开式轴承进行清洗、烘干该开式轴承；

四、装入保持器，制成带保持器的开式滚动轴承；

五、清洗、烘干密封件；

六、压装密封件，制成成品轴承。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：

本发明提供一种流量计用免维护灵敏滚动轴承，轴承内无需额外加入润滑剂，轴承在运行时自润滑，本发明可制作两种免维护的滚动轴承：

一，无油润滑免维护灵敏轴承，由于不加注任何防锈油和润滑油，轴承旋转运行时不需要克服润滑油的粘滞阻力，加上滚动体采用陶瓷等自润滑材料，陶瓷与钢的摩擦系数很小，因而转动灵敏。内圈和外圈采用不锈钢或采用轴承钢进行磷化等防腐蚀处理，能够免除因其无油干爽引起的锈蚀风险；

二，持续微量油润滑免维护灵敏轴承，采用多孔含油聚酰亚胺保持器或多孔含油酚醛胶布层压保持器，轴承运行时，由于保持器旋转离心力的作用，使油被甩到滚珠表面，再由滚珠将其带入滚道的弹性接触区形成弹性流体动力润滑油膜，由于滚道与滚珠接触应力较高，所以一部分油从滚道内被挤出，再通过滚珠为保持器毛细现象所吸收，这就在轴承内部形成了持续微量的供油系统。

无论是本发明无油润滑免维护灵敏轴承还是持续微量油润滑免维护灵敏轴承，在轴承开始运行后的整个服役生命周期内，都不需要像现行流量计灵敏轴承一样进行补油等维护工作，为真正的免维护灵敏轴承，节约了人力、物力和财力。

附图说明

图1为本发明一种流量计用免维护灵敏滚动轴承的实施例一的结构示意图；

图2为本发明一种流量计用免维护灵敏滚动轴承的实施例二的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种流量计用免维护灵敏滚动轴承，包括外圈、内圈、嵌入外圈滚道和内圈滚道之间的滚动体、将滚动体沿圆周方向均匀分隔的保持器和防尘密封件，在本发明中，轴承内无需额外加入润滑剂，轴承在运行时自润滑：

比如，在轴承内部，轴承内的部件采用自润滑材料，轴承在交货状态时无任何防锈油和润滑油，完全干爽，在轴承运行使用过程中也不进行润滑油的再补给，此种轴承为无油润滑免维护灵敏轴承，如部件滚动体为自润滑材料，当然，本发明并不局限于滚动体；

或是在轴承内部，轴承内的部件采用多孔聚酰亚胺材料或多孔酚醛胶布层压材料，机械加工成型后，在真空环境中渗入润滑油，在轴承运行的整个服役期内，持续微量地释放润滑油，使轴承既不会因为润滑油过多导致粘滞阻力过大而不灵敏，也不会因为缺油导致轴承工作表面磨损而引起不灵敏，如部件保持器为多孔含油聚酰亚胺保持器或多孔含油酚醛胶布层压保持器，当然，本发明并不局限于保持器；

或是在轴承内部，轴承内的部分部件为自润滑材料，部分部件为多孔聚酰亚胺材料或多孔酚醛胶布层压材料，如部件滚动体为自润滑材料，部件保持器为多孔含油聚酰亚胺保持器或多孔含油酚醛胶布层压保持器，但不发明并不局限于此。

本发明并不局限于上述三种自给润滑的方式，凡是涉及到无需向轴承内额外加入润滑剂并使得轴承在运行时自润滑的理念都属于本发明的保护范围之内。

以下结合附图，对本发明加以详细描述。

实施例一

请参考图1，一种流量计用免维护灵敏滚动轴承，此轴承为无油润滑免维护灵敏轴承，包括外圈11、内圈12、嵌入外圈滚道和内圈滚道之间的滚动体13、将滚动体沿圆周方向均匀分隔的保持器14和防尘密封件15。

其中，外圈11采用不锈钢或轴承钢制作，本发明对此不做限制，在本实施例中，外圈11采用不锈钢制作。工作面精度按P5或更高精度控制。

内圈12采用不锈钢或轴承钢，本发明对此不做限制，在本实施例中，内圈12采用不锈钢制作。其上加工L型或V型密封槽，工作面精度按P5或更高精度控制。

滚动体13采用自润滑材料，如陶瓷、碳化硅、碳石墨等至少其中之一，在本实施例，采用氮化硅陶瓷制作。滚动体13的加工精度为G5级或G5级以上的更高精度。

保持器14采用塑料或金属制作，如采用金属薄钢板冲压成型或塑模成型等，本发明对此不做限制，在本实施例中，保持器14为塑模成型工程塑料保持器。

防尘密封件15可为非接触式防尘盖或密封圈。

在本实施例中，无额外润滑剂，靠滚动体13本身为自润滑材料来自润滑。

在本实施例中，轴承在交货状态时无任何防锈油和润滑油，完全干爽，在轴承运行使用过程中也不进行润滑油的再补给。该无油润滑免维护灵敏轴承通过采用氮化硅陶瓷材料制作滚动体13，实现了滚动体13与滚道表面间低的摩擦系数，做到了无油且灵敏，是真正的免维护灵敏轴承。

在本实施例的无油润滑免维护灵敏轴承，由于不加注任何防锈油和润滑油，轴承旋转运行时不需要克服润滑油的粘滞阻力，加上滚动体13采用氮化硅工程陶瓷自润滑材料，陶瓷与钢的摩擦系数很小，因而转动灵敏。外圈11和内圈12采用不锈钢，能够免除因其无油干爽引起的锈蚀风险。

实施例二

请参考图2，一种流量计用免维护灵敏滚动轴承，此轴承为持续微量油润滑免维护灵敏轴承，它包括外圈21、内圈22、嵌入外圈滚道和内圈滚道之间的滚动体23、将滚动体沿圆周方向均匀分隔的保持器24和防尘密封件25。

外圈21采用不锈钢或轴承钢制作，本发明对此不做限制，在本实施例中，外圈21采用轴承钢制作。工作面精度按P5或更高精度控制。在本实施例中，机械加工完毕后，可选择进行以提高防腐蚀性或自润滑性为目的的表面处理。

内圈22采用不锈钢或轴承钢，本发明对此不做限制，在本实施例中，内圈22采用轴承钢制作。其上加工L型或V型密封槽，工作面精度按P5或更高精度控制。在本实施例中，机械加工完毕后，可选择进行以提高防腐蚀性和自润滑性为目的的表面处理。

滚动体23采用不锈钢或轴承钢，本发明对此不做限制，在本实施例中，滚动体23采用轴承钢制作，工作面精度按P5或更高精度控制。在本实施例中，机械加工完毕后，可选择进行以提高防腐蚀性或自润滑性为目的的表面处理，在本发明中，滚动体23也可不进行表面处理，本发明例对此不加以限制。

保持器24采用多孔聚酰亚胺材料或多孔酚醛胶布层压材料等，本发明对此不做限制，在本实施例中，保持器24采用烧结多孔聚酰亚胺复合材料，机械加工成型后，在真空环境中渗入润滑油，这样，最终的保持器24是多孔含油聚酰亚胺保持器，在轴承运行的整个服役期内，持续微量地释放润滑油，使轴承既不会因为润滑油过多导致粘滞阻力过大不灵敏，也不会因为乏油导致轴承工作表面磨损引起不灵敏。在本实施例中，保持器24的微孔孔径为0.5~2 um，含油率为10~30%，润滑油的粘度在40℃时不超过250㎜²/s。

防尘密封件25可为非接触式防尘盖或密封圈。

本实施例的持续微量油润滑轴承，保持器持续微量释放润滑油的过程是自动的，不需要人工干预，因此是免维护的。

本实施例采用多孔含油聚酰亚胺保持器，轴承运行时，由于保持器旋转离心力的作用，使油被甩到滚珠表面，再由滚珠将其带入滚道的弹性接触区形成弹性流体动力润滑油膜，由于滚道与滚珠接触应力较高，所以一部分油从滚道内被挤出，再通过滚珠为保持器毛细现象所吸收，这就在轴承内部形成了持续微量的供油系统。

实施例三

一种流量计用免维护灵敏滚动轴承，它包括外圈、内圈、嵌入外圈滚道和内圈滚道之间的滚动体、将滚动体沿圆周方向均匀分割的保持器和防尘密封件。

外圈采用不锈钢或轴承钢制作，本发明对此不做限制，在本实施例中，外圈采用轴承钢制作。工作面精度按P5或更高精度控制。在本实施例中，机械加工完毕后，可选择进行以提高防腐蚀性或自润滑性为目的的表面处理。

内圈采用不锈钢或轴承钢，本发明对此不做限制，在本实施例中，内圈采用轴承钢制作。其上加工L型或V型密封槽，工作面精度按P5或更高精度控制。本实施例中，机械加工完毕后，可选择进行以提高防腐蚀性和自润滑性为目的的表面处理。

滚动体采用自润滑材料，如陶瓷、碳化硅、碳石墨等至少其中之一，在本实施例，采用氮化硅陶瓷制作。滚动体的加工精度为G5级或G5级以上的更高精度。

保持器采用多孔聚酰亚胺材料或多孔酚醛胶布层压材料等，本发明对此不做限制，在本实施例中，保持器采用烧结多孔聚酰亚胺复合材料，机械加工成型后，在真空环境中渗入润滑油，这样，最终的保持器是多孔含油聚酰亚胺保持器，在轴承运行的整个服役期内，持续微量地释放润滑油，使轴承既不会因为润滑油过多导致粘滞阻力过大不灵敏，也不会因为乏油导致轴承工作表面磨损引起不灵敏。在本实施例中，保持器的微孔孔径为0.5~2 um，含油率为10~30%，润滑油的粘度在40℃时不超过250㎜²/s。

防尘密封件可为非接触式防尘盖或密封圈。

在本实施例中，一方面，此轴承通过采用氮化硅陶瓷材料制作滚动体，大幅度降低了滚动体与套圈滚道的接触摩擦力；另一方面，通过多孔含油聚酰亚胺保持器持续微量释放的润滑油使轴承内部得到流体润滑，轴承运行非常灵敏且不需要人工干预进行润滑维护。

无论是本发明的无油润滑免维护灵敏轴承还是持续微量油润滑免维护灵敏轴承，在轴承开始运行后的整个服役生命周期内，都不需要像现行流量计灵敏轴承一样进行补油等维护工作，为真正的免维护灵敏轴承，节约了人力、物力和财力。

本发明还提供一种流量计用免维护灵敏滚动轴承的制备方法，适用于无油润滑免维护灵敏轴承，包括以下几个步骤：

一、对外圈、内圈、滚动体、保持器和密封件进行清洗；

二、对外圈、内圈、滚动体三者之间进行分选、合套；

三、装入保持器，制成开式滚动轴承；

四、清洗、烘干开式轴承；

五、压装密封件，制成成品轴承。

在本发明中，无油润滑免维护灵敏轴承的外圈采用不锈钢或轴承钢制作，工作面精度按P5或更高精度控制。当外圈采用轴承钢制作时，机械加工完毕后，可选择进行以提高防腐蚀性或自润滑性为目的的表面处理；内圈采用不锈钢或轴承钢，本发明对此不做限制，其上加工L型或V型密封槽，工作面精度按P5或更高精度控制。当内圈采用轴承钢时，机械加工完毕后，可选择进行以提高防腐蚀性和自润滑性为目的的表面处理；滚动体为自润滑材料，材料包括陶瓷、碳化硅、碳石墨的至少其中之一，精度等级为G5或更高；保持器采用金属薄钢板冲压成型保持器或塑模成型工程塑料保持器；密封件选用非接触式防尘盖或密封圈。

在本发明中，无需加注额外的润滑剂，靠滚动体本身为自润滑材料来自润滑，在轴承运行使用过程中也不进行润滑油的再补给，实现了滚动体与滚道表面间低的摩擦系数，做到了无油且灵敏，是真正的免维护灵敏轴承。

本发明还提供一种流量计用免维护灵敏滚动轴承的制备方法，适用于持续微量润滑免维护灵敏轴承，包括以下步骤：

一、对外圈、内圈和滚动体进行清洗；

三、对无保持器的开式轴承进行清洗、烘干该开式轴承；

四、装入保持器，制成带保持器的开式滚动轴承；

五、清洗、烘干密封件；

六、压装密封件，制成成品轴承。

在本发明中，持续微量润滑免维护灵敏轴承的外圈采用轴承钢制作，工作面精度按P5或更高精度控制，机械加工完毕后，可选择进行以提高防腐蚀性或自润滑性为目的的表面处理；内圈采用轴承钢制作，其上加工L型或V型密封槽，工作面精度按P5或更高精度控制，机械加工完毕后，可选择进行以提高防腐蚀性和自润滑性为目的的表面处理；滚动体采用轴承钢制作，工作面精度按G5或更高精度控制，机械加工完毕后，可选择进行以提高防腐蚀性或自润滑性为目的的表面处理；保持器采用多孔聚酰亚胺材料或多孔酚醛胶布层压材料，机械加工成型后，在真空环境中渗入润滑油，这样，最终的保持器是多孔含油聚酰亚胺保持器或多孔含油酚醛胶布层压保持器，在轴承运行的整个服役期内，持续微量地释放润滑油，使轴承既不会因为润滑油过多导致粘滞阻力过大不灵敏，也不会因为乏油导致轴承工作表面磨损引起不灵敏。防尘密封件可为非接触式防尘盖或密封圈。

本实施例的持续微量油润滑轴承，无需额外的润滑剂，保持器在运行过程中自动释放润滑油，不需要人工干预，因此是免维护的。

以上公开的仅为本申请的一个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims

1.一种流量计用免维护灵敏滚动轴承，包括外圈、内圈、嵌入外圈滚道和内圈滚道之间的滚动体、将滚动体沿圆周方向均匀分隔的保持器和防尘密封件，其特征在于，在所述轴承内，所述轴承在运行时自行润滑，无需额外加入润滑剂。

2.如权利要求1所述的流量计用免维护灵敏滚动轴承，其特征在于，所述滚动体采用自润滑材料，所述材料包括陶瓷、碳化硅、碳石墨的至少其中之一。

3.如权利要求1所述的流量计用免维护灵敏滚动轴承，其特征在于，所述保持器为多孔含油聚酰亚胺保持器或多孔含油酚醛胶布层压保持器。

4.如权利要求3所述的流量计用免维护灵敏滚动轴承，其特征在于，在使用前，向所述保持器内真空渗入中低粘度的润滑油，所述润滑油的粘度在40℃时不超过250㎜²/s。

5.如权利要求3所述的流量计用免维护灵敏滚动轴承，其特征在于，所述保持器的微孔孔径为0.5~2 um，含油率为10~30%。

6.如权利要求3所述的流量计用免维护灵敏滚动轴承，其特征在于，所述滚动体为自润滑材料，所述材料包括陶瓷、碳化硅、碳石墨的至少其中之一；或者所述滚动体为不锈钢或轴承钢。

7.一种流量计用免维护灵敏滚动轴承的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

一、对外圈、内圈、滚动体、保持器和密封件进行清洗；

二、对外圈、内圈、滚动体三者之间进行分选、合套；

三、装入保持器，制成开式滚动轴承；

四、清洗、烘干开式轴承；

五、压装密封件，制成成品轴承。

8.如权利要求7所述的流量计用免维护灵敏滚动轴承的制备方法，其特征在于，所述滚动体为自润滑材料，所述材料包括陶瓷、碳化硅、碳石墨的至少其中之一。

9.一种流量计用免维护灵敏滚动轴承的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

一、对外圈、内圈和滚动体进行清洗；

三、对无保持器的开式轴承进行清洗、烘干该开式轴承；

四、装入保持器，制成带保持器的开式滚动轴承；

五、清洗、烘干密封件；

六、压装密封件，制成成品轴承。

10.如权利要求9所述的流量计用免维护灵敏滚动轴承的制备方法，其特征在于，所述保持器为多孔含油聚酰亚胺保持器或多孔含油酚醛胶布层压保持器。