CN104863964B - 一种缠绕式滑动轴承的成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可使预制品在固化过程中获得高压力，保证制品不会产生分层，并消除制品截面有大量皱纹而造成承载能力低的缠绕式滑动轴承的成型方法，其通过如下步骤实现：先将复合材料预浸布带卷绕在芯膜外，形成轴承预成型制品，在轴承预成型制品的表面包覆一层耐高温密封膜，之后整体放入下模中，并用细微硬质粒子掩埋，然后将上模放入，对此上模加压至预定压力，上模与下模固定连接形成整体式处理件，最后将整体式处理件放入烧结炉中固化，固化后，取出整体式处理件，并将上模、下模、细微硬质粒子、密封膜和芯膜除去便可得到缠绕式滑动轴承制品。

Description

一种缠绕式滑动轴承的成型方法

技术领域

本发明涉及一种轴承成型方法，特别涉及一种缠绕式滑动轴承的成型方法。

背景技术

传统的金属轴承在工程机械、建筑机械以及港口机械、水轮机械、化工轻工机械等领域中常因重载、低速工况而难于润滑，甚至在无法加润滑条件下进行工作。由此在我国开始生产一种铜合金镶嵌固体润滑轴承来替代纯金属轴承和一种以酚醛塑料为原料的热固性塑料轴承，其中，该铜合金镶嵌固体润滑轴承采用高价位且资源紧缺的铜为原料，并要求高精度数控机床和磨加工机械，因此承载力小且制作成本很高；该热固性塑料轴承只适用于水泵、潜水电机等水介质中工作，使用领域具有一定的局限性。

为了解决上述轴承所存在的问题，现市面上研发了一种采用纤维材料制造成的缠绕式滑动轴承，即全部是以纤维(布带)缠绕制造成而成，具有耐磨耗、质量轻、高抗压、高承载、耐腐蚀、低摩擦系数和自润滑性等特点，特别适用于重载、低速工况下的工程机械、起重机械、建筑机械、化工机械等。

该缠绕式滑动轴承在制作工艺中，不仅要采用合适的张力控制方法使预成型的制品内具有合适的应力分布，而且要在固化过程中使层间维持足够的压力，以保证最终制品不会因层间压力不足而引起分层。然而，现缠绕式滑动轴承的成型方法是先将纤维卷绕在芯膜外，形成一预成型制品，再将此预成型制品进行固化加压成型，该固化加压成型的方法主要采用的是封闭模具侧向加压成型方法、卡箍外圆柱面箍紧方法、硅橡胶膨胀方法和热压罐成型方法，其中采用侧向加压的方式会使制品截面明显有大量皱纹，使承载能力降低，容易造成废品，该一说法在韩国期刊文章Kim,Byung Chul,et a l."Development ofcomposite spherical bearing."Composite Structures 75.1(2006):231-240.制作的纤维缠绕关节轴承中有公开出来；且封闭模具侧向加压成型方法、卡箍外圆柱面箍紧方法、硅橡胶膨胀方法和热压罐成型方法均无法使预成型制品在固化过程中达到8～10Mpa的压力，则无法用于玻璃纤维增强的PTFE缠绕式滑动轴承的制作，该玻璃纤维增强的PTFE缠绕式滑动轴承的固化过程要求在380℃的环境下使预成型品的层间维持8～10Mpa的压力，否则，最终的制品容易产生分层缺陷。

有鉴于此，本发明人对缠绕式滑动轴承成型方法的上述问题进行深入研究，遂于本案产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种缠绕式滑动轴承的成型方法，其可使预制品在固化过程中获得高压力，保证制品不会产生分层，并克服制品截面有大量皱纹而造成承载能力低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种缠绕式滑动轴承的成型方法，通过如下步骤实现：

1)、轴承预成型制品成型：将复合材料预浸布带卷绕在芯膜外，形成一中心轴为芯膜，预成型体为纤维柱体的轴承预成型制品；

2)制备模具：制备一其上端呈敞开状的中空下模和一盖设在下模的上端端部上，且其下部可紧配合伸入下模上端端口内的，并可沿下模上下移动的上模；

3)、覆膜：在步骤1)的轴承预成型制品外包紧一层将预成型体包覆的耐高温密封膜，且耐高温密封膜的端部与芯膜固定配合，得到密封制品；

4)、将步骤3)所得的密封制品放入下模的中空腔室内，并在下模的中空腔室内倒入其粒径不大于0.1mm的固体硬质粒子将密封制品掩埋；

5)、将上模盖设在下模上，并使上模的下部伸入下模的上端端口内，且上模的下部端面与固体硬质粒子相接触，对上模施加压力，加压至预定的压力时，将上模与下模固定连接，形成整体式处理件；

6)、将步骤5)的整体式处理件放入烧结炉中进行固化处理，固化处理后从烧结炉中取出，再取下上模，将密封制品从下模中取出，最后按序拆除耐高温密封膜和芯膜，即可得到缠绕式滑动轴承。

上述下模中空腔室的腔底上下凹有供芯膜紧配合伸入的卡槽，上述上模的外侧壁上凸设有可叠设在下模上端端面上方的安装凸环，上述安装凸环与上述下模的上端端面之间通过螺栓锁固连接。

上述耐高温密封膜为铝膜。

上述耐高温密封膜的端部通过卡箍箍紧在芯膜上。

上述固体硬质粒子为钢珠、碳化硅、刚玉或金刚石砂。

采用上述技术方案后，本发明的一种缠绕式滑动轴承的成型方法，对上模施加压力时下模内的大量固体硬质粒子受挤压产生流动，并作径向流动，大量径向流动的固体硬质粒子会对轴承预成型制品径向方向的外表面进行挤压，从而对轴承预成型制品进行径向加压，避免传统采用侧向加压方法而造成制品截面明显有大量皱纹，承载能力低，容易造成废品的问题，同时，固体硬质粒子能够承受的压力较大，使下模中空腔室的内部压力能够获得固化处理所需的高压，从而使轴承预成型制品固化时能够达到所需的8～10Mpa的高压，进而使固化后的制品不会产生分层，使用寿命长。

附图说明

图1为本发明中轴承预成型制品的结构示意图；

图2为本发明中整体式处理件的结构示意图。

图中：

芯膜 1 预成型体 2

下模 3 上模 4

耐高温密封膜 5 固体硬质粒子 6

卡箍 7 螺栓 8

具体实施方式

本发明的一种缠绕式滑动轴承的成型方法，通过如下步骤实现：

1)、轴承预成型制品成型：如图1所示，将复合材料预浸布带卷绕在芯膜1外，形成一中心轴为芯膜，预成型体2为纤维柱体的轴承预成型制品；

2)制备模具：如图2所示，制备一其上端呈敞开状的中空下模3和一盖设在下模3的上端端部上，且其下部可紧配合伸入下模上端端口内的，并可沿下模3上下移动的上模4；

3)、覆膜：在步骤1)的轴承预成型制品外包紧一层将预成型体2包覆的密封膜5，且密封膜5的端部与芯膜1固定配合，所到密封制品；

4)、将步骤3)所得的密封制品放入下模3的中空腔室内，并在下模3的中空腔室内倒入其粒径不大于0.1mm的固体硬质粒子6，使密封制品掩埋；

5)、将上模4盖设在下模3上，并使上模4的下部伸入下模3的上端端口内，且上模4的下部端面与下模3内固体硬质粒子6的顶面层相接触，压力机对上模4施加向下压力，加压至预定的压力(如8Mpa)时，将上模4与下模3固定连接，形成整体式处理件，使下模3内的压力维持；

6)、将步骤5)的整体式处理件放入烧结炉中进行固化处理，该固化处理与现缠绕式滑动轴承的固化处理工艺相同，在此不再阐述，固化处理后整体式处理件先从烧结炉中取出，再取下上模4，将密封制品从下模3中取出，最后按序拆除密封膜5和芯膜1，即可得到由纤维缠绕制成的缠绕式滑动轴承。

其中：该耐高温密封膜5为铝膜，此铝膜强度较高，不易受固体硬质粒子戳破，从而使预成型体2的表面得到保护；且该密封膜5包覆预成型体2后的两端端部(即预成型体2轴向方赂的两端)分别通过卡箍7箍紧在芯膜1上，通过此卡箍7可方便密封膜5的拆装。

该下模3中空腔室的腔底上下凹有供芯膜1的端部紧配合伸入的卡槽，利用此卡槽与芯膜1的配合使轴承预成型制品放置下模3内不会受上模4的挤压而发生倾斜，

该上模4的外侧壁上凸设有可叠设在下模3上端端面上方的安装凸环41，安装凸环41与下模3的上端端面之间通过螺栓8锁固连接，即安装凸环41上开设有供螺栓8的杆部穿过的穿孔，下模3的上端端面下凹有供螺栓8的自由端端部伸入于内螺装的安装凹腔，利用此螺栓8与安装凹腔的配合可实现上模4与下模3的锁固配合，且在步骤5时当上模4盖设在下模3时螺栓8螺装上，且螺栓8处非锁紧状态，当上模4受压向下移动动，螺栓8的杆部可起到导向作用，当上模4加压至预定的压力时螺紧螺栓8即可使上模4与下模3的锁固连接。

该固体硬质粒子6要求具有足够的流动性、抗压强度、良好的导热性和耐高温的特点，并且在高压下不易聚团和粘结，具体可为钢珠、碳化硅、刚玉或金刚石砂。

本发明的一种缠绕式滑动轴承的成型方法，压力机对上模4施加压力时下模3内的大量固体硬质粒子6受挤压产生流动，并作径向流动，大量径向流动的固体硬质粒子6会对轴承预成型制品径向方向的外表面进行挤压，从而实现对轴承预成型制品径向加压，避免传统采用侧向加压方法而造成制品截面明显有大量皱纹，承载能力低，容易造成废品的问题，同时，固体硬质粒子6能够承受的压力较大，使下模3中空腔室的内部压力能够获得固化处理所需的高压，从而使轴承预成型制品固化时能够达到所需的8～10Mpa的高压，进而使固化后的制品不会产生分层，使用寿命长。

上述实施例并非限定本发明的方法，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (5)

1.一种缠绕式滑动轴承的成型方法，其特征在于：通过如下步骤实现：

1)、轴承预成型制品成型：将复合材料预浸布带卷绕在芯膜外，形成一中心轴为芯膜，预成型体为纤维柱体的轴承预成型制品；

2)制备模具：制备一其上端呈敞开状的中空下模和一盖设在下模的上端端部上，且其下部可紧配合伸入下模上端端口内的，并可沿下模上下移动的上模；

3)、覆膜：在步骤1)的轴承预成型制品外包紧一层将预成型体包覆的耐高温密封膜，且耐高温密封膜的端部与芯膜固定配合，得到密封制品；

4)、将步骤3)所得的密封制品放入下模的中空腔室内，并在下模的中空腔室内倒入其粒径不大于0.1mm的固体硬质粒子将密封制品掩埋；

5)、将上模盖设在下模上，并使上模的下部伸入下模的上端端口内，且上模的下部端面与固体硬质粒子相接触，对上模施加压力，加压至预定的压力时，将上模与下模固定连接，形成整体式处理件；

6)、将步骤5)的整体式处理件放入烧结炉中进行固化处理，固化处理后从烧结炉中取出，再取下上模，将密封制品从下模中取出，最后按序拆除耐高温密封膜和芯膜，即可得到缠绕式滑动轴承。

2.根据权利要求1所述的一种缠绕式滑动轴承的成型方法，其特征在于：上述下模中空腔室的腔底上下凹有供芯膜紧配合伸入的卡槽，上述上模的外侧壁上凸设有可叠设在下模上端端面上方的安装凸环，上述安装凸环与上述下模的上端端面之间通过螺栓锁固连接。

3.根据权利要求2所述的一种缠绕式滑动轴承的成型方法，其特征在于：上述耐高温密封膜为铝膜。

4.根据权利要求1所述的一种缠绕式滑动轴承的成型方法，其特征在于：上述耐高温密封膜的端部通过卡箍箍紧在芯膜上。

5.根据权利要求1所述的一种缠绕式滑动轴承的成型方法，其特征在于：上述固体硬质粒子为钢珠、碳化硅、刚玉或金刚石砂。