CN107725585A - 一种主动散热耐磨损轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种主动散热耐磨损轴承，包括轴承外圈、轴承内圈、滚动钢珠，滚动钢珠设在轴承外圈和轴承内圈之间。轴承内圈上设有进油孔，便于添加润滑剂，减小轴承在转动时的机械摩擦阻力，减少机械做无用功；轴承外圈内设置有磁铁a，轴承内圈上设有磁铁b，产生磁场效应，降低了轴承传动机械摩擦，减少了其能量消耗，从而延长其使用寿命。一种主动散热耐磨损轴承在工作时能主动散热，通过轴承外圈的转动带动设于其上的翅片转动，从而产生风扇的吹风效果，加快空气流速，便于热量的散发，不需要额外附加散热装置且结构简单，节省能量，节约成本。

Description

一种主动散热耐磨损轴承
技术领域
本发明属于机械零部件技术领域，具体涉及一种主动散热耐磨损轴承。
背景技术
轴承在机械传动过程中起到举足轻重的作用，轴承一般由轴承内圈、轴承外圈及两者之间设置的滚动钢珠组成，国内生产的轴承大多使用寿命不长。一方面，轴承外壁上一般不设置固定滑动钢珠的凹槽，加上长时间处于潮湿环境，滚动钢珠会生锈；另一方面，轴承工作时滑动钢珠与轴承圈之间产生磨擦，从而导致滚动受阻，都会影响机械的工作效率。在轴承工作时，滚动钢珠和轴承外圈、轴承内圈之间产生摩擦，会产生大量的热量，尤其在轴承高速运转时，产生的热量更大，有时还会造成保持架烧伤或断裂，使轴承不能正常工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种主动散热耐磨损轴承，具有摩擦力小和主动散热特点。
本发明所采用的一种技术方案是：一种主动散热耐磨损轴承，包括轴承外圈和轴承内圈，轴承外圈和轴承内圈轴向交错设置，轴承外圈和轴承内圈之间设有滚动钢珠，轴承外圈上设置导槽，轴承外圈内均匀嵌入多块磁铁a，轴承内圈内均匀嵌入多块磁铁b，轴承内圈上设有贯通轴承内圈的进油孔。
本发明的特点还在于，
轴承外圈的内壁边缘均匀焊接有多片翅片，翅片沿着滚动钢珠的滚动轨迹外设置，翅片沿同一方向倾斜设置。
轴承外圈和轴承内圈表层均涂有多孔钛涂层，该多孔钛涂层的形成方法具体如下：
步骤1、按质量百分数分别称取如下原料：
萘85％-95％、硬脂酸0.5％-3.5％、聚乙烯蜡2.5％-10％，余量选用TiH2粉末，以上原料的质量总和为100％；
步骤2、将步骤1中称取的所有原料置于混炼炉内，在70℃-90℃条件下混炼，混炼的时间为25分钟-125分钟；
步骤3、采用Kinetiks4000型高速高压冷喷涂设备，将经步骤2得到涂层料均匀喷涂到轴承外圈和轴承内圈上；
步骤4、将经步骤3喷涂了涂层料的轴承外圈、轴承内圈置于烧结炉内进行烧结，在轴承外圈和轴承内圈表面形成多孔钛涂层。
步骤1中，TiH2粉末的平均粒径为40μm-55μm、氧含量为0.28-0.35wt％。
步骤3中，喷涂压力为2.5MPa-5MPa，工作气体为N2，气体加热温度为280℃-320℃，喷涂距离为20-30mm。
步骤4中，炉内绝对真空度为0.15Pa-10.5Pa，以1.5-3℃/分钟升温至75-90℃保温5-12小时；再以1-3℃/分钟升温到180-240℃保温0.5-1.5小时后，抽真空至炉内绝对真空度小于等于1.15×10-3Pa，以7-15℃/分钟的速度升温到450-600℃保温1-2小时，最后，以12-20℃/分钟再升温到1100-1350℃保温2.5-6小时。
本发明的有益效果是：
(1)本发明一种主动散热耐磨损轴承，在工作时能主动散热，不需要额外附加散热装置且结构简单；
(2)本发明一种主动散热耐磨损轴承，便于添加润滑剂，减小轴承在转动时机械摩擦阻力，减少机械做无用功；
(3)本发明一种主动散热耐磨损轴承，在轴承外圈上设置有磁铁a，在轴承内圈上设有磁铁b，通过所设的磁铁a和磁铁b所产生的磁场效应，降低了轴承传动机械摩擦，减少了其能量消耗；
(4)本发明一种主动散热耐磨损轴承，表面涂有多孔钛涂层，增强了轴承的耐磨性能，从而延长其使用寿命。
附图说明
图1是本发明一种主动散热耐磨损轴承的结构示意图；
图2是本发明一种主动散热耐磨损轴承中轴承外圈的结构图。
图中，1.轴承外圈，2.轴承内圈，3.滚动钢珠，4.磁铁，5.导磁铁，6.进油孔，7.翅片，8.导槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种主动散热耐磨损轴承，如图1和图2所示，包括轴承外圈1和轴承内圈2，轴承外圈1和轴承内圈2轴向交错设置，轴承外圈1和轴承内圈2之间设有滚动钢珠3，轴承外圈1上设置导槽8，轴承外圈1内均匀嵌入多块磁铁a4，轴承内圈2内均匀嵌入多块磁铁b5，轴承内圈2上设有贯通轴承内圈2的进油孔6；轴承外圈1的内壁边缘均匀焊接有多片翅片7，所有翅片7沿着滚动钢珠3的滚动轨迹外设置，所有翅片7沿同一方向倾斜设置。
轴承外圈1和轴承内圈2表层均涂有多孔钛涂层，该多孔钛涂层的形成方法具体如下：
步骤1、按质量百分数分别称取如下原料：
萘85％-95％、硬脂酸0.5％-3.5％、聚乙烯蜡2.5％-10％，余量选用TiH2粉末，以上原料的质量总和为100％；
步骤2、将步骤1中称取的所有原料置于混炼炉内，在70℃-90℃条件下混炼，混炼的时间为25分钟-125分钟；
步骤3、采用Kinetiks4000型高速高压冷喷涂设备，将经步骤2得到涂层料均匀喷涂到轴承外圈1和轴承内圈2上；
步骤4、将经步骤3喷涂了涂层料的轴承外圈1、轴承内圈2置于烧结炉内进行烧结，在轴承外圈1和轴承内圈2表面形成多孔钛涂层。
步骤1中，TiH2粉末的平均粒径为40μm-55μm、氧含量为0.28-0.35wt％。
步骤3中，喷涂压力为2.5MPa-5MPa，工作气体为N2，气体加热温度为280℃-320℃，喷涂距离为20-30mm。
步骤4中，炉内绝对真空度为0.15Pa-10.5Pa，以1.5-3℃/分钟升温至75-90℃保温5-12小时；再以1-3℃/分钟升温到180-240℃保温0.5-1.5小时后，抽真空至炉内绝对真空度小于等于1.15×10-3Pa，以7-15℃/分钟的速度升温到450-600℃保温1-2小时，最后，以12-20℃/分钟再升温到1100-1350℃保温2.5-6小时。
本发明一种主动散热耐磨损轴承的工作过程如下：
当轴承外圈1内壁边缘设有翅片7时，轴承内圈2即为定子，轴承外圈1在轴承工作时高速旋转，带动翅片7旋转，产生风扇的吹风效果，使得空气流动加速，便于热量的散发。轴承内圈2内设有磁铁b5，轴承外圈1内设置有磁铁a4，通过所设的磁铁a4和磁铁b5所产生的磁场效应，降低了轴承传动机械摩擦。轴承运动过程中通过进油孔6增加润滑剂，能够保证轴承在运动过程中处于润滑状态，是其安全可靠。
本发明一种主动散热耐磨损轴承优点在于，不但便于添加润滑剂，减小轴承在转动时的机械摩擦阻力，而且，轴承表面涂有多孔钛涂层，增强了轴承的耐磨性能，从而延长其使用寿命；同时，通过所设的磁铁所产生的磁场效应，降低了轴承传动机械摩擦，减少了其能量消耗。在工作时能主动散热，不需要额外附加散热装置且结构简单，节省能量，节约成本。
实施例1：
步骤1、按质量百分数分别称取如下原料：
萘85％-95％、硬脂酸0.5％-3.5％、聚乙烯蜡2.5％-10％余量选用平均粒径为40μm、氧含量为0.35wt％的TiH2粉末置于混炼炉内，以上原料的质量总和为100％；
步骤2、将步骤1中称取的所有原料置于混炼炉内，在70℃条件下混炼，混炼的时间为25分钟，获取流动性良好、粘性良好的涂层料；
步骤3、采用Kinetiks4000型高速高压冷喷涂设备，将经步骤2得到涂层料均匀喷涂到轴承外圈1和轴承内圈2上，喷涂压力为2.5MPa，工作气体为N2，气体加热温度为280℃，喷涂距离为20mm；
步骤4、将喷涂了涂层料的轴承外圈1、轴承内圈2置于烧结炉内，炉内绝对真空度为0.15Pa，以1.5℃/分钟升温至75℃保温5小时；再以1℃/分钟升温到180℃保温0.5小时后，抽真空至炉内绝对真空度小于等于0.85×10-3Pa，以7℃/分钟的速度升温到450℃保温1小时，最后，以12℃/分钟再升温到1100℃保温2.5小时。烧结后获得在轴承外圈1和轴承内圈2表面形成多孔钛涂层。
实施例2：
步骤1、按质量百分数称取萘90％、硬脂酸1.5％、聚乙烯蜡2.5％，余量选用平均粒径为45μm、氧含量为0.30wt％的TiH2粉末置于混炼炉内，以上原料的质量总和为100％；
步骤2、将步骤1中称取的所有原料置于混炼炉内，在80℃条件下混炼，混炼的时间为60分钟，获取流动性良好、粘性良好的涂层料；
步骤3、采用Kinetiks4000型高速高压冷喷涂设备，将经步骤2得到涂层料均匀喷涂到轴承外圈1和轴承内圈2上，喷涂压力为3.5MPa，工作气体为N2，气体加热温度为300℃，喷涂距离为25mm；
步骤4、将喷涂了涂层料的轴承外圈1、轴承内圈2置于烧结炉内，炉内绝对真空度为5.0Pa，以2℃/分钟升温至80℃保温8小时；再以2℃/分钟升温到210℃保温1小时后，抽真空至炉内绝对真空度为1×10-3Pa，以10℃/分钟的速度升温到500℃保温1.5小时，最后，以15℃/分钟再升温到1250℃保温4小时。烧结后获得在轴承外圈1和轴承内圈2表面形成多孔钛涂层。
实施例3：
步骤1、按质量百分数称取萘95％、硬脂酸0.5％、聚乙烯蜡2.5％，余量选用平均粒径为55μm、氧含量为0.35wt％的TiH2粉末置于混炼炉内，以上原料的质量总和为100％；
步骤2、将步骤1中称取的所有原料置于混炼炉内，在90℃条件下混炼，混炼的时间为125分钟，获取流动性良好、粘性良好的涂层料；
步骤3、采用Kinetiks4000型高速高压冷喷涂设备，将经步骤2得到涂层料均匀喷涂到轴承外圈1和轴承内圈2上，喷涂压力为5MPa，工作气体为N2，气体加热温度为320℃，喷涂距离为30mm；
步骤4、将喷涂了涂层料的轴承外圈1、轴承内圈2置于烧结炉内，炉内绝对真空度为10.5Pa，以3℃/分钟升温至90℃保温12小时；再以3℃/分钟升温到240℃保温1.5小时后，抽真空至炉内绝对真空度为1.15×10-3Pa，以15℃/分钟的速度升温到600℃保温2小时，最后，以20℃/分钟再升温到1350℃保温6小时。烧结后获得在轴承外圈1和轴承内圈2表面形成多孔钛涂层。

Claims (6)

1.一种主动散热耐磨损轴承，其特征在于，包括轴承外圈(1)和轴承内圈(2)，所述轴承外圈(1)和所述轴承内圈(2)轴向交错设置，所述轴承外圈(1)和所述轴承内圈(2)之间设有滚动钢珠(3)，所述轴承外圈(1)上设置导槽(8)，所述轴承外圈(1)内均匀嵌入多块磁铁a(4)，所述轴承内圈(2)内均匀嵌入多块磁铁b(5)，所述轴承内圈(2)上设有贯通轴承内圈(2)的油孔(6)。
2.根据权利要求1所述的一种主动散热耐磨损轴承，其特征在于，所述轴承外圈(1)的内壁边缘均匀焊接有多片翅片(7)，所述所有翅片(7)沿同一方向倾斜设置。
3.根据权利要求1所述的一种主动散热耐磨损轴承，其特征在于，所述轴承外圈(1)和所述轴承内圈(2)表面均涂有多孔钛涂层，该多孔钛涂层的形成方法具体如下：
步骤1、按质量百分数分别称取如下原料：
萘85％-95％、硬脂酸0.5％-3.5％、聚乙烯蜡2.5％-10％，余量选用TiH2粉末，以上原料的质量总和为100％；
步骤2、将步骤1中称取的所有原料置于混炼炉内，在70℃-90℃条件下混炼，混炼的时间为25分钟-125分钟；
步骤3、采用Kinetiks4000型高速高压冷喷涂设备，将经步骤2得到涂层料均匀喷涂到轴承外圈(1)和轴承内圈(2)上；
步骤4、将经步骤3喷涂了涂层料的轴承外圈(1)、轴承内圈(2)置于烧结炉内进行烧结，在轴承外圈(1)和轴承内圈(2)表面形成多孔钛涂层。
4.根据权利要求3所述的一种主动散热耐磨损轴承，其特征在于，所述步骤1中，TiH2粉末的平均粒径为40μm-55μm、氧含量为0.28-0.35wt％。
5.根据权利要求3所述的一种主动散热耐磨损轴承，其特征在于，所述步骤3中，喷涂压力为2.5MPa-5MPa，工作气体为N2，气体加热温度为280℃-320℃，喷涂距离为20-30mm。
6.根据权利要求3所述的一种主动散热耐磨损轴承，其特征在于，所述步骤4中，炉内绝对真空度为0.15Pa-10.5Pa，以1.5-3℃/分钟升温至75-90℃保温5-12小时；再以1-3℃/分钟升温到180-240℃保温0.5-1.5小时后，抽真空至炉内绝对真空度小于等于1.15×10-3Pa，以7-15℃/分钟的速度升温到450-600℃保温1-2小时，最后，以12-20℃/分钟再升温到1100-1350℃保温2.5-6小时。
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