CN106870506A - 一种导向套、具有该导向套的伺服作动器及尼龙涂覆方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于伺服作动器的导向套以及具有该导向套的伺服作动器，并提供一种尼龙涂覆的方法，使运动摩擦副具有优良的导向性能。本发明的导向套，包括导向套本体以及粘覆在导向套内表面的尼龙涂层，所述尼龙涂层由尼龙粉1010、二硫化钼粉、石墨粉混合后融化粘接而成。尼龙涂覆的方法包括以下步骤：配备尼龙涂层粉料，涂抹胶粘剂，预撒粉，加热固化，加热使涂层粉料熔化，正式撒粉，冷却，精镗加工。降低运动摩擦系数，增强侧向载荷承受力，提高密封件寿命，改善维护可操作性。

Description

一种导向套、具有该导向套的伺服作动器及尼龙涂覆方法

技术领域

本发明涉及伺服加载作动器技术领域，具体是一种伺服作动器的导向套结构及尼龙涂覆方法。

背景技术

目前，国内现有伺服作动器摩擦副采用非金属导向环或青铜导向，存在以下缺陷：

1、如图1左图和图2左图，采用两体结构的非金属导向环，间隙积累过大，活塞杆定心不良，造成密封件偏磨，进而引发漏油现象；

2、采用非金属导向环，承受同样的侧向载荷需要更长的导向长度，导致导向套长度增加，进而增大了作动器结构尺寸和制造成本；

3、采用青铜材质导向套，对污染物过于敏感，对活塞杆表面机械磨损严重，降低了使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于伺服作动器的导向套以及具有该导向套的伺服作动器，并提供一种尼龙涂覆的方法，使运动摩擦副具有优良的导向性能。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种导向套，其特殊之处在于：包括导向套本体以及粘覆在导向套内表面的尼龙涂层，所述尼龙涂层由尼龙粉1010、二硫化钼粉、石墨粉混合后融化粘接而成。

优选的，上述导向套的尼龙涂层的厚度为0.1～0.15mm。

优选的，上述尼龙粉、二硫化钼粉、石墨粉的混合比例为尼龙粉1010 85-95份、二硫化钼粉1-5份、石墨粉4-8份。

本发明还提供一种伺服作动器，包括导向套以及有相对运动摩擦副的活塞，其特殊之处在于：所述导向套的内表面和/或活塞的外表面粘覆有尼龙涂层，所述尼龙涂层由尼龙粉、二硫化钼粉、石墨粉混合后融化粘接而成。

本发明还提供一种尼龙涂覆方法，其特殊在于：包括以下步骤：

1】按以下质量份数配备尼龙涂层粉料并混合均匀：85-95份尼龙粉1010、1-5份二硫化钼粉、4-8份石墨粉；

2】在零件的待涂表面均匀涂抹胶粘剂；

3】在涂抹有胶粘剂的位置预撒粉：在胶粘剂未干燥前均匀洒敷尼龙涂层粉料；

4】160-200℃对零件加热，使胶粘剂表面固化；

5】250℃～260℃对零件加热，预撒的尼龙涂层粉料熔化后停止加热；

6】正式撒粉，撒粉速度以尼龙涂层粉料既无堆聚又无速熔状态为准，至尼龙涂层粉料不再融化时停止撒粉，当涂层厚度不均匀或厚度不足时，立即重复加热和撒粉，直到满足要求为止；

7】冷却；

8】对已涂覆的零件进行精镗加工，使尼龙涂层厚0.1～0.15mm。

优选的，上述尼龙涂覆方法中，尼龙粉1010为91.5份，二硫化钼粉2.5份，石墨粉6份。

优选的，上述尼龙涂覆方法中，步骤2】涂抹两层胶粘剂，两层间隔20-40min，涂抹完第二层胶粘剂后，立即进行步骤3】。

优选的，上述尼龙涂覆方法中，步骤6】正式撒粉时，使零件以10~20转／分的速度匀速旋转，使用喷枪或者振动筛洒粉。

优选的，上述尼龙涂覆方法中，步骤4】撒粉速度以尼龙涂层粉料既无堆聚又无速熔状态为准。

优选的，上述尼龙涂覆方法中，零件为伺服作动器的导向套或者伺服作动器有相对运动摩擦副的活塞外圆。

本发明的优点是：

1、导向套的尼龙涂层厚度仅为0.1mm～0.15mm，受压时变形量小，允许作动器承受更大的偏载。

2、尼龙涂层中因填充有石墨和二硫化钼，摩擦系数仅为0.02左右，使作动器的导向套与活塞杆接触面具有很小的摩擦力。

3、经过尼龙涂覆的导向套能在80℃的环境中长期工作，并满足伺服作动器的综合技术指标。

4、尼龙涂层本身所具有的特性，它能在不降低零件机械性能的条件下，使零件表面具有耐蚀、耐磨和自润滑的优良性能，从而改善作动器工作性能，提高作动器使用寿命。经试验验证，涂层的耐磨性可保证作动器活塞杆运动1000km而无需更新涂层。

5、导向套内孔通过特殊工艺的尼龙涂覆和车削，使非金属涂覆层与金属表面结合成一体，避免了非金属导向环与导向套间隙对作动器动特性技术指标的干扰，改变了非金属导向环与导向套两体结构所无法避免的诸如间隙积累过大等缺陷。

6、尼龙涂覆导向套对活塞杆表面的磨损远远低于青铜导向套，提高了作动器寿命，降低了使用成本。

7、尼龙涂覆导向套拆装方便，不需将整套作动器分解，故大大提高了作动器的维修性。

8、通过将作动器内孔滑动面进行耐磨非金属涂覆，提高密封件寿命，改善维护可操作性，本涂覆工艺不仅可以用于作动器的导向套内孔，还可以用于伺服作动器有相对运动摩擦副的活塞外圆。

附图说明

图1为现有技术中的导向套与本发明的用于伺服作动器的导向套外形比对结构图；

图2为现有技术中另一种导向套与本发明的用于伺服作动器的导向套外形比对结构图。

其中：1-导向环；2-导向套；3-尼龙涂层。

具体实施方式

一种伺服作动器的导向套，包括导向套本体以及粘覆在导向套内表面的尼龙涂层，所述尼龙涂层位置与原有导向环位置一致，尼龙涂层替代原有的导向环，所述尼龙涂层由尼龙粉、二硫化钼粉、石墨粉混合后粘接而成。

以伺服作动器的的导向套为例，说明该导向套的尼龙涂覆方法，包括以下步骤：

1.1】加工导向套，导向套必须符合企业标准及产品图纸要求，不允许待涂表面有划伤、碰伤、锈蚀、油污及其它表面缺陷；

对导向套的待涂表面经吹砂处理，提高导向套表面的清洁度；

清洗导向套：导向套应置于可旋转的支架上，用丙酮再次清洗，或用干净的毛刷拂拭，以确保待涂表面洁净。

1.2】配备尼龙涂层粉料：

尼龙粉1010 91.5份 80目 上海臻威复合材料；

二硫化钼粉 2.5份 100目 上海申雨化工；

石墨粉 6份 100目 上海喜丽碳素；

1.3】干燥：尼龙涂层粉料盛于干燥的金属容器中，粉厚30～40mm，置于烘箱中烘烤，温度不大于80℃，烘干时间2小时。

1.4】烘干的尼龙涂层粉料用80目标准筛过筛，使之混合均匀。

2】在导向套的待涂表面均匀涂抹酚醛缩醛胶粘剂；

此步骤距离步骤1.1】的吹砂处理一般不宜超过30分钟（温度大的天气应考虑缩短），否则应重新吹砂处理；

酚醛缩醛胶粘剂204购自上海新光化工厂；

刷涂动作应迅速，胶粘剂应涂抹均匀，不能有胶粘剂堆聚和未覆盖的现象；胶膜厚0.01~0.05mm。为了使粘附效果更佳，涂第一层酚醛缩醛胶粘剂后，间隔30分钟涂第二层酚醛缩醛胶粘剂。

3】在涂抹有酚醛缩醛胶粘剂的位置预撒粉：涂第二层酚醛缩醛胶粘剂后，立即洒敷尼龙涂层粉料，以便胶粘剂未干燥前粘附一层尼龙涂层粉料。

4】导向套装入0~300℃的烘箱，160-200℃对导向套加热，优选温度180℃，使酚醛缩醛胶粘剂表面加热固化；加热时间1.5~2小时(粗大件取上限，薄小件取下限)。

5】250℃～260℃对导向套加热，预撒的尼龙涂层粉料熔化后停止加热；

加热采用的装置不限于烘箱或者感应线圈通电加热方式；优选感应线圈通电加热方式，以下以感应线圈通电加热方式为例进行说明。

在步骤4】的加热固化结束后，导向套立即出烘箱；导向套在感应线圈中夹持固定：感应线圈应根据导向套的几何形状和尺寸大小选用，待涂表面位于感应线圈中间位置。对感应圈送电，加热导向套的待涂表面部分，电流和电压根据导向套尺寸大小选取。加热温度控制在250~260℃，在此温度下，尼龙粉能迅速熔化，且不冒烟和起泡，底层胶粘剂和尼龙均不改变正常颜色。加热时间：1.5~10分钟最长不宜超过20分钟，过长的加热时间，将导致胶料老化变质和尼龙降聚裂。

6】正式撒粉：

A．洒粉方法：喷枪洒粉或者振动筛洒粉，将振动筛移至待涂表面上5~20mm位置，对与伺服作动器类导向套宜采用振动筛洒粉。

B．粉筛选用：网孔规格80目。

轴类零件使用斗筛，孔类零件使用筒筛。

C．洒粉速度：调节震动幅，控制单位时间的洒粉量，即洒粉速度。洒粉速度根据熔化状况确定，撒粉速度以尼龙涂层粉料既无堆聚又无速熔状态为准。

当导向套表面不再有尼龙粉融化时，停止洒粉并停止导向套旋转，察看尼龙涂层质量和估测尼龙涂层厚度，尼龙涂层厚0.2～0.3mm，当尼龙涂层厚度不均匀或厚度不足时，应立即重复感应加热和涂敷，直到满足要求为止。

当洒粉过程中估测尼龙涂层厚度已达到要求时，应及时结束洒粉。停止洒粉后，当尼龙尚处于熔化状态而可以流淌时，应使导向套仍处于旋转运动状态。以避免造成尼龙涂层厚度不均匀。

重复加热洒粉的次数一般不宜超过三次。尼龙涂层已经冷却固化，不允许重复加热和涂敷。

7】导向套处于静态空气中自然冷却。

8】对已涂覆的导向套进行内孔精镗加工，使尼龙涂层厚0.1～0.15mm，保证一定的涂覆厚度和内孔尺寸，可以保证导向套内孔与相对运动的活塞杆外圆同轴度高度一致。尼龙涂层厚度应严格控制，过厚、过薄会造成膜层的脱落或降低耐磨程度。

尼龙涂覆导向套是通过将作动器内孔滑动面进行耐磨非金属涂覆，来降低运动摩擦系数，增强侧向载荷承受力，提高密封件寿命，改善维护可操作性。将尼龙涂覆成功用于作动器相对摩擦副，使非金属涂覆层与金属表面结合成一体，避免了非金属导向环与导向套间隙对作动器动特性技术指标的干扰，降低了磨损和漏油现象，提高了抗侧向负载的能力。

本发明不仅可以用于作动器的导向套内孔，还可以用于活塞外圆，对提高大负载、大功率、高精度、高响应作动器的整体性能具有重要意义。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种导向套，其特征在于：包括导向套本体以及粘覆在导向套内表面的尼龙涂层，所述尼龙涂层由尼龙粉1010、二硫化钼粉、石墨粉混合后融化粘接而成。

2.根据权利要求1所述的导向套，其特征在于：所述尼龙涂层的厚度为0.1～0.15mm。

3.根据权利要求1或2所述的导向套，其特征在于：所述尼龙粉、二硫化钼粉、石墨粉的混合比例为尼龙粉1010 85-95份、二硫化钼粉1-5份、石墨粉4-8份。

4.一种伺服作动器，包括导向套以及有相对运动摩擦副的活塞，其特征在于：所述导向套的内表面和/或活塞的外表面粘覆有尼龙涂层，所述尼龙涂层由尼龙粉、二硫化钼粉、石墨粉混合后融化粘接而成。

5.一种尼龙涂覆方法，其特征在于：包括以下步骤：

1】按以下质量份数配备尼龙涂层粉料并混合均匀：85-95份尼龙粉1010、1-5份二硫化钼粉、4-8份石墨粉；

2】在零件的待涂表面均匀涂抹胶粘剂；

3】在涂抹有胶粘剂的位置预撒粉：在胶粘剂未干燥前均匀洒敷尼龙涂层粉料；

4】160-200℃对零件加热，使胶粘剂表面固化；

5】250℃～260℃对零件加热，预撒的尼龙涂层粉料熔化后停止加热；

6】正式撒粉，撒粉速度以尼龙涂层粉料既无堆聚又无速熔状态为准，至尼龙涂层粉料不再融化时停止撒粉，当涂层厚度不均匀或厚度不足时，立即重复加热和撒粉，直到满足要求为止；

7】冷却；

8】对已涂覆的零件进行精镗加工，使尼龙涂层厚0.1～0.15mm。

6.根据权利要求5所述的尼龙涂覆方法，其特征在于：所述尼龙粉1010为91.5份，二硫化钼粉2.5份，石墨粉6份。

7.根据权利要求5或6所述的尼龙涂覆方法，其特征在于：步骤2】涂抹两层胶粘剂，两层间隔20-40min，涂抹完第二层胶粘剂后，立即进行步骤3】。

8.根据权利要求5或6所述的尼龙涂覆方法，其特征在于：所述步骤6】正式撒粉时，使零件以10~20转／分的速度匀速旋转，使用喷枪或者振动筛洒粉。

9.根据权利要求5或6所述的尼龙涂覆方法，其特征在于：步骤4】撒粉速度以尼龙涂层粉料既无堆聚又无速熔状态为准。

10.根据权利要求5或6所述的尼龙涂覆方法，其特征在于：所述零件为伺服作动器的导向套或者伺服作动器有相对运动摩擦副的活塞外圆。