CN103388623B - 自润滑轴承及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明工程机械轴承技术领域，尤其是涉及一种自润滑轴承及其生产工艺。它解决了现有技术设计不够合理和承载能力差等技术问题。本自润滑轴承包括由轴承钢制成的无缝套体，在无缝套体的内壁离心浇铸有等厚的铜浇铸层从而形成一体结构的复合套体，所述的复合套体内壁开有若干均匀分布的盲孔，所述的盲孔贯穿铜浇铸层并径向延伸进入无缝套体，在每个盲孔内分别贮存有固体润滑剂，且固体润滑剂的内端面与复合套体内壁齐平；一种自润滑轴承的生产工艺，包括备料、浇铸、开孔和灌孔。与现有的技术相比，本发明的优点在于：工艺简单，轴承的承载能力强和耐磨性好，摩擦系数低且使用寿命长，可应用于重载低速和环境恶劣工况下的作业环境。
Description
技术领域
本发明工程机械轴承技术领域，尤其是涉及一种自润滑轴承及其生产工艺。
背景技术
滑动轴承是当代机械设备中一种举足轻重的零部件，它的主要功能是支撑机械旋转体，用以降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数。目前，现有的滑动轴承一般多是包括外套，在外套内压入粉末冶金内衬，该类的滑动轴承其能满足一定负载强度的使用要求，但是，该类的滑动轴承其承载能力较低，当处于负载较重(重载低速)或环境恶劣的工作部位时，其与零部件之间的摩擦系数较大，而且耐磨性差，无法满足使用要求；另外，现有的滑动轴承其制造工艺相对比较落后，而且成本较高。为此，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案。
例如，中国专利文献公开了一种自润滑滑动轴承[申请号：02279130.2]，该轴承具有一轴承基体骨架,在轴承基体骨架的内圆工作面上交错排列并均匀分布有若干孔穴,各个孔穴中嵌置有由固体润滑剂、液相润滑油和耐磨添加剂构成的固液复合润滑填充棒。此外，中国专利文献公开了一种钢基树脂自润滑轴承[申请号：02295350.7]，包括金属外套,其内表面呈锯齿钩状或T字状,并镶嵌有低摩擦耐磨层。本发明的层间有较强的结合力,为无法经常加油的中载、中低速往复直线运动或旋转运动机械提供了性能良好的轴承。另外，中国专利文献公开了一种滑动轴承的制造方法[申请号：86103159]，特别是用软基合金双层金属带制造带有止推边桶型滑动轴承的方法。它的工艺过程包括落料、预弯、成圆、车两端面、车翻边槽、冲压翻边、冲压平边、成型。其特征是软基合金双层金属带通过落料工序获得异形料坯，经卷制冲压整体成型。
上述的前两种方案在一定程度延长了轴承的使用寿命，但是还至少存在以下缺陷：承载能力低和耐磨性差，无法适用于重载低速或环境恶劣的工作部位，另外，第三种方案其过程生产过程繁琐，生产效率低，通过该工艺生产的滑动轴承其承载能力低，生产工艺相对比较落后，无法满足生产要求。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种承载能力强、耐磨性好和摩擦系数低的自润滑轴承。
本发明的另外一个目的是针对上述问题，提供一种工艺简单，能提高滑动轴承承载能力和摩擦系数低的自润滑轴承的生产工艺。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本自润滑轴承包括由轴承钢制成的无缝套体，其特征在于，所述的无缝套体的内壁离心浇铸有等厚的铜浇铸层从而形成一体结构的复合套体，所述的复合套体内壁开有若干均匀分布的盲孔，所述的盲孔贯穿铜浇铸层并径向延伸进入无缝套体，在每个盲孔内分别贮存有固体润滑剂，且固体润滑剂的内端面与复合套体内壁齐平。显然，本发明设计更合理，结构更简单，承载能力强和耐磨性好，摩擦系数低且使用寿命长，可应用于在重载低速和环境恶劣工况下的作业环境，符合当前社会技术的发展趋势。
在上述的自润滑轴承中，所述的无缝套体与铜浇铸层结合部形成钢铜互渗层，且盲孔贯穿钢铜互渗层。该结构具有结构强度高和延长使用寿命等优点。
在上述的自润滑轴承中，所述的无缝套体单边厚度至少是铜浇铸层单边厚度的两倍，所述的无缝套体的硬度大于铜浇铸层的硬度。该结构可增强承载能力。
在上述的自润滑轴承中，所述的固体润滑剂由添加润滑油的石墨粉末制成。
在上述的自润滑轴承中，所述的复合套体内壁设有内循环毛细储油结构，所述的内循环毛细储油结构分别与各个盲孔连通。该结构可进一步降低摩擦系数。
在上述的自润滑轴承中，所述的复合套体的内壁两端分别设有一环形槽，所述的内循环毛细储油结构与环形槽连通。环形槽可用于蓄污也可以用于储油。
在上述的自润滑轴承中，所述的内循环毛细储油结构包括若干组设置在复合套体内壁的毛细槽，每一组毛细槽中的各毛细槽均匀间隔，且各组毛细槽相互交叉设置。
在上述的自润滑轴承中，所述的复合套体上还设有若干均匀分布的通孔，在每个通孔内分别贮存有固体润滑剂，且固体润滑剂的内端面与复合套体内壁齐平，外端面与复合套体外壁齐平。该结构可保证安装装配的安装效率。
一种自润滑轴承的生产工艺，其特征在于，本生产工艺包括如下步骤：
A、备料：制备由轴承钢制成的无缝套体，将铜合金材料熔炼成铜水；
B、浇铸：通过离心浇铸方式将铜水浇铸在无缝套体内壁，浇铸温度为830℃～870℃，经冷却后在无缝套体内壁形成铜浇铸层，从而制得一体结构的复合套体；
C、开孔：在复合套体内壁加工出若干均匀分布的盲孔，且盲孔贯穿铜浇铸层并径向延伸进入无缝套体；
D、灌孔：在每个盲孔内分别贮存固体润滑剂，且固体润滑剂的内端面与复合套体内壁齐平，从而制得自润滑轴承。
在上述的自润滑轴承的生产工艺中，在上述的步骤C中，还包括在复合套体内壁两端分别加工一环形槽和在两个环形槽之间加工出与环形槽连通的内循环毛细储油结构，所述的内循环毛细储油结构的加工过程如下：将复合套体固定在套体夹具上，将带有多个毛细刃面的刀具固定在刀具夹具上，使刀具与复合套体之间产生周向相对转动，同时使复合套体与刀具之间产生轴向相对移动，当刀具从复合套体一端移动至另一端时，使复合套体与刀具之间产生反向周向相对转动，同时使复合套体与刀具之间产生反向轴向相对移动，且在加工过程中刀具在轴向始终不超出环形槽。
与现有的技术相比，本自润滑轴承及其生产工艺的优点在于：设计更合理，结构更简单，承载能力强和耐磨性好，摩擦系数低且使用寿命长，可应用于在重载低速和环境恶劣工况下的作业环境，另外，工艺简单，易于企业生产操作，符合当前社会技术的发展趋势。
附图说明
图1是本发明提供的结构示意图。
图2是本发明提供的无缝套体结构示意图。
图中，无缝套体1、内循环毛细储油结构11、毛细槽11a、环形槽12、通孔13、铜浇铸层2、复合套体3、盲孔31、固体润滑剂4、钢铜互渗层a。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1-2所示，本无缝浇铸自润滑轴承包括由轴承钢制成的无缝套体1，在无缝套体1的内壁离心浇铸有等厚的铜浇铸层2从而形成一体结构的复合套体3，优化设计，该无缝套体1单边厚度至少是铜浇铸层2单边厚度的两倍，所述的无缝套体1的硬度大于铜浇铸层2的硬度，所述的复合套体3内壁开有若干均匀分布的盲孔31，所述的盲孔31贯穿铜浇铸层2并径向延伸进入无缝套体1，在每个盲孔31内分别贮存有固体润滑剂4，且固体润滑剂4的内端面与复合套体3内壁齐平，这里的固体润滑剂4由添加润滑油的石墨粉末制成。本实施例设计更合理，结构更简单，承载能力强和耐磨性好，摩擦系数低且使用寿命长，可应用于在重载低速和环境恶劣工况下的作业环境，符合当前社会技术的发展趋势。
具体地说，本实施例的无缝套体1与铜浇铸层2结合部形成钢铜互渗层a，且盲孔31贯穿钢铜互渗层a。
为了能进一步降低摩擦系数，在复合套体3内壁设有内循环毛细储油结构11，所述的内循环毛细储油结构11分别与各个盲孔31连通。另外，为了延长使用寿命，在复合套体3的内壁两端分别设有一环形槽12，所述的内循环毛细储油结构11与环形槽12连通，该环形槽12可用于蓄污和/或储油。
进一步的，本实施例的内循环毛细储油结构11包括若干组设置在复合套体3内壁的毛细槽11a，每一组毛细槽11a中的各毛细槽11a均匀间隔，且各组毛细槽11a相互交叉设置。各个盲孔31分别与各组毛细槽11a的交叉点连通。
其次，为了能进一步的延长本实施例的使用寿命和降低使用成本，在复合套体3上还设有若干均匀分布的通孔13，在每个通孔13内分别贮存有固体润滑剂4，且固体润滑剂4的内端面与复合套体3内壁齐平，外端面与复合套体3外壁齐平，当盲孔31内的固体润滑剂4耗尽时，可通过通孔13内的固体润滑剂4进行润滑，或者是重新更换通孔13内的固体润滑剂4，易于更换且能满足使用要求。
一种自润滑轴承的生产工艺，本生产工艺包括如下步骤：
A、备料：制备由轴承钢制成的无缝套体1，将铜合金材料熔炼成铜水；
B、浇铸：通过离心浇铸方式将铜水浇铸在无缝套体1内壁，浇铸温度为850℃，经冷却后在无缝套体1内壁形成铜浇铸层2，从而制得一体结构的复合套体3；
C、开孔：在复合套体3内壁加工出若干均匀分布的盲孔31，且盲孔31贯穿铜浇铸层2并径向延伸进入无缝套体1；
D、灌孔：在每个盲孔31内分别贮存固体润滑剂4，且固体润滑剂4的内端面与复合套体3内壁齐平，从而制得自润滑轴承。
另外，在上述的步骤C中，还包括在复合套体3内壁两端分别加工一环形槽12和在两个环形槽12之间加工出与环形槽12连通的内循环毛细储油结构11，所述的内循环毛细储油结构11的加工过程如下：将复合套体3固定在套体夹具上，将带有多个毛细刃面的刀具固定在刀具夹具上，使刀具与复合套体3之间产生周向相对转动，同时使复合套体3与刀具之间产生轴向相对移动，当刀具从复合套体3一端移动至另一端时，使复合套体3与刀具之间产生反向周向相对转动，同时使复合套体3与刀具之间产生反向轴向相对移动，且在加工过程中刀具在轴向始终不超出环形槽12。
本生产工艺的浇铸温度还可以是840℃和860℃。其次，内循环毛细储油结构11为网状结构，而且每个盲孔31分别与该内循环毛细储油结构11的交叉点连通，其可引导润滑油进入盲孔31或用于存贮润滑油。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了无缝套体1、内循环毛细储油结构11、毛细槽11a、环形槽12、通孔13、铜浇铸层2、复合套体3、盲孔31、固体润滑剂4、钢铜互渗层a等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (3)
1.一种自润滑轴承，包括由轴承钢制成的无缝套体(1)，其特征在于，所述的无缝套体(1)的内壁离心浇铸有等厚的铜浇铸层(2)从而形成一体结构的复合套体(3)，所述的复合套体(3)内壁开有若干均匀分布的盲孔(31)，所述的盲孔(31)贯穿铜浇铸层(2)并径向延伸进入无缝套体(1)，在每个盲孔(31)内分别贮存有固体润滑剂(4)，且固体润滑剂(4)的内端面与复合套体(3)内壁齐平；所述的无缝套体(1)与铜浇铸层(2)结合部形成钢铜互渗层(a)，且盲孔(31)贯穿钢铜互渗层(a)；所述的复合套体(3)内壁设有内循环毛细储油结构(11)，所述的内循环毛细储油结构(11)分别与各个盲孔(31)连通；所述的复合套体(3)的内壁两端分别设有一环形槽(12)，所述的内循环毛细储油结构(11)与环形槽(12)连通；所述的内循环毛细储油结构(11)包括若干组设置在复合套体(3)内壁的毛细槽(11a)，每一组毛细槽(11a)中的各毛细槽(11a)均匀间隔，且各组毛细槽(11a)相互交叉设置；所述的复合套体(3)上还设有若干均匀分布的通孔(13)，在每个通孔(13)内分别贮存有固体润滑剂(4)，且固体润滑剂(4)的内端面与复合套体(3)内壁齐平，外端面与复合套体(3)外壁齐平；所述的内循环毛细储油结构(11)的加工过程如下：将复合套体(3)固定在套体夹具上，将带有多个毛细刃面的刀具固定在刀具夹具上，使刀具与复合套体(3)之间产生周向相对转动，同时使复合套体(3)与刀具之间产生轴向相对移动，当刀具从复合套体(3)一端移动至另一端时，使复合套体(3)与刀具之间产生反向周向相对转动，同时使复合套体(3)与刀具之间产生反向轴向相对移动，且在加工过程中刀具在轴向始终不超出环形槽(12)；所述的固体润滑剂(4)由添加润滑油的石墨粉末制成。
2.根据权利要求1所述的自润滑轴承，其特征在于，所述的无缝套体(1)单边厚度至少是铜浇铸层(2)单边厚度的两倍，所述的无缝套体(1)的硬度大于铜浇铸层(2)的硬度。
3.一种用于制造权利要求1-2任意一项所述的自润滑轴承的生产工艺，其特征在于，本生产工艺包括如下步骤：
A、备料：制备由轴承钢制成的无缝套体(1)，将铜合金材料熔炼成铜水；
B、浇铸：通过离心浇铸方式将铜水浇铸在无缝套体(1)内壁，浇铸温度为830℃～870℃，经冷却后在无缝套体(1)内壁形成铜浇铸层(2)，从而制得一体结构的复合套体(3)；
C、开孔：在复合套体(3)内壁加工出若干均匀分布的盲孔(31)，且盲孔(31)贯穿铜浇铸层(2)并径向延伸进入无缝套体(1)；D、灌孔：在每个盲孔(31)内分别贮存固体润滑剂(4)，且固体润滑剂(4)的内端面与复合套体(3)内壁齐平，从而制得自润滑轴承；在上述的步骤C中，还包括在复合套体(3)内壁两端分别加工一环形槽(12)和在两个环形槽(12)之间加工出与环形槽(12)连通的内循环毛细储油结构(11)，所述的内循环毛细储油结构(11)的加工过程如下：将复合套体(3)固定在套体夹具上，将带有多个毛细刃面的刀具固定在刀具夹具上，使刀具与复合套体(3)之间产生周向相对转动，同时使复合套体(3)与刀具之间产生轴向相对移动，当刀具从复合套体(3)一端移动至另一端时，使复合套体(3)与刀具之间产生反向周向相对转动，同时使复合套体(3)与刀具之间产生反向轴向相对移动，且在加工过程中刀具在轴向始终不超出环形槽(12)。
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- 2013-07-26 CN CN201310323995.0A patent/CN103388623B/zh active Active
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