CN108286572A - 一种防止电腐蚀的轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防止电腐蚀的轴承，包括轴承本体、轴承座和绝缘的环形衬套，所述轴承座内设有用于容置所述环形衬套的轴承室，环形衬套位于轴承室内与轴承座紧密连接；所述轴承本体位于环形衬套内，和环形衬套紧配合连接。采用本发明技术方案，彻底解决了轴承电腐蚀，有效延长轴承使用寿命；结构和制作工艺简单，易于大规模生产和应用；提高了环形衬套的绝缘性能，加强对轴承的防腐蚀保护。

Description

一种防止电腐蚀的轴承
技术领域
本发明涉及电机领域，具体涉及一种防止电腐蚀的轴承。
背景技术
直流电机普遍采用逆变调制(PWM)的逆变器进行驱动。由于高频率的变化电流会导致轴承的内外圈之间产生电压差，故当该电压差达到可将轴承油膜击穿的电压时，就会有微小的电流从轴承滚道及轴承球中通过，从而导致轴承球及轴承沟道损伤并使轴承发出异常的噪音，即导致轴承发生了电腐蚀现象，严重影响了轴承使用寿命。传统发动机、减速器中的轴承由于没有电磁因素，未出现轴承腐蚀问题；新能源汽车中，电机的应用和控制器的集成使轴承周围部件处于磁场、电场环境下，感应出来的电流通过轴承传递到接地部分，在轴承的滚球和内外圈内径上容易形成接触电腐蚀，导致轴承寿命缩减。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中感应电流通过轴承传递到接地部分，在轴承的滚球和内外圈内径上容易形成接触电腐蚀，导致轴承寿命缩减的问题，提供一种防止电腐蚀的轴承，衬套采用绝缘表面处理，形成绝缘层，从而切断电流回路，保护轴承。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种防止电腐蚀的轴承，包括轴承本体、轴承座和绝缘的环形衬套，所述轴承座内设有用于容置所述环形衬套的轴承室，环形衬套位于轴承室内与轴承座紧密连接；所述轴承本体位于环形衬套内，和环形衬套紧配合连接。环形衬套通过压铸或过盈连接的方式镶嵌在轴承室内，与轴承室连为一体，轴承本体安装在环形衬套内，由此，绝缘的环形衬套环绕在轴承外一周，隔绝了轴承与轴承座的接触，从而形成电流断路，彻底解决了轴承电腐蚀，有效延长轴承使用寿命，且结构和制作工艺简单，易于大规模生产和应用。
作为优选，所述环形衬套的宽度大于轴承本体的宽度，环形衬套位于轴承室里侧的一端环设有一圈向环形衬套圆心方向延伸的衬套盖，所述衬套盖内径小于轴承本体的外径，衬套盖和轴承本体之间设有间隙。衬套截面呈L型，从而隔绝轴承与轴承室接触的两个面，即侧面和位于轴承室里侧面，衬套盖与轴承之间存在一定间隙用于安装预紧弹簧。
作为优选，所述轴承本体镶嵌于环形衬套内。
作为优选，所述轴承本体和环形衬套之间设有一层粘结层。通过粘贴加固轴承本体和环形衬套的连接。
作为优选，所述环形衬套为金属材料制成，表面涂覆有一层绝缘层，所述绝缘层为经水滑石改性氧化石墨烯负载聚乙烯醇缩丁醛的LDHs-GO/PVB复合涂料。
作为优选，所述LDHs-GO/PVB复合物的制备方法如下：
（1）水滑石改性氧化石墨烯：将七水合硫酸锌、九水硝酸铝和尿素同时分散到氧化石墨烯水溶液中，得混合溶液，再将混合溶液采用水热法于90-100℃下反应15-30小时，将反应后的溶液离心洗涤并干燥，得固体粉末，既所述水滑石改性氧化石墨烯；所用氧化石墨烯为单层纳米氧化石墨烯。
（2）LDHs-GO/PVB复合涂料的制备：取步骤（1）中所述固体粉末均匀分散到乙醇中，形成均匀的悬浊液，再向悬浊液中加入聚乙烯醇缩丁醛粉末，持续搅拌10-20小时，即得到所述LDHs-GO/PVB复合涂料。
作为优选，步骤（1）中，所述七水合硫酸锌、九水硝酸铝和尿素的质量比为（2-6）:（1-2）:1。
作为优选，步骤（1）中，所述氧化石墨烯水溶液中氧化石墨烯浓度为2-4mg/l，氧化石墨烯相对水滑石的质量分数为1-8ωt%。
作为优选，步骤（2）中，所述固体粉末、乙醇和聚乙烯醇缩丁醛粉末的质量比为（0.025-0.2）：（15-20）：（1.7-2.3）。
在环形衬套采用金属材质制成，具有较强的机械强度，能承载较大的冲击性及耐用性，采用在环形衬套上涂覆一层绝缘层来使其具有绝缘性能，采用在PVB原料中加入氧化石墨烯，可以有效增加PVB涂料的机械强度和耐磨性能，从而增强涂料对于轴承的适用性，水滑石为层状双金属氧化物，采用锌铝水滑石在氧化石墨烯上的原位生长法，其层状结构有利于与片状的氧化石墨烯表面官能团反应生成化学键，形成致密均匀的三明治结构，即在氧化石墨烯两侧各有一层水滑石，以钝化氧化石墨烯的表面，阻断了石墨烯和金属基地以及石墨烯和石墨烯之间的电连接，水滑石改性氧化石墨烯从而改变氧化石墨烯的导电性能，阻止了石墨烯和金属基体之间的微电偶腐蚀，使LDHs-GO/PVB复合物在金属表面形成涂层后即使破损，也不会加速金属基体的电腐蚀，而且经水滑石改性的石墨烯呈鳞片结构，绝缘包覆改性增加了石墨烯刚度，比未改性的石墨烯更易在涂层中铺展和分散，最终使PVB涂层的电阻提升5-6数量级，从而提高了环形衬套的绝缘性能，加强对轴承的防腐蚀保护。
因此，本发明具有如下有益效果：（1）彻底解决了轴承电腐蚀，有效延长轴承使用寿命；（2）结构和制作工艺简单，易于大规模生产和应用；（3）提高了环形衬套的绝缘性能，加强对轴承的防腐蚀保护。
附图说明
图1.本发明的结构示意图。
图中：1、轴承本体 2、环形衬套 3、衬套盖 4、轴承座 5、轴承室。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案做进一步的描述。
实施例1：
一种防止电腐蚀的轴承，包括轴承本体1、轴承座4和绝缘的环形衬套2，所述轴承座内设有用于容置所述环形衬套的轴承室5，环形衬套位于轴承室内与轴承座紧密连接；所述轴承本体位于环形衬套内，轴承本体镶嵌于环形衬套内，和环形衬套紧配合连接；所述环形衬套的宽度大于轴承本体的宽度，环形衬套位于轴承室里侧的一端环设有一圈向环形衬套圆心方向延伸的衬套盖3，所述衬套盖内径小于轴承本体的外径，衬套盖和轴承本体之间设有间隙，轴承本体和环形衬套之间设有一层粘结层，环形衬套为金属材料制成，表面涂覆有一层绝缘层，绝缘层为经水滑石改性氧化石墨烯负载聚乙烯醇缩丁醛的LDHs-GO/PVB复合涂料。
所述LDHs-GO/PVB复合物的制备方法如下：
（1）水滑石改性氧化石墨烯：将七水合硫酸锌、九水硝酸铝和尿素以质量比为2:1:1的添加量比例同时分散到浓度为2mg/l的氧化石墨烯水溶液中，得混合溶液，再将混合溶液采用水热法于90℃下反应30小时，将反应后的溶液离心洗涤并干燥，得固体粉末，既所述水滑石改性氧化石墨烯；所用氧化石墨烯为单层纳米氧化石墨烯，其中氧化石墨烯相对水滑石的质量分数为1ωt%；
（2）LDHs-GO/PVB复合涂料的制备：取步骤（1）中所述固体粉末均匀分散到乙醇中，形成均匀的悬浊液，再向悬浊液中加入聚乙烯醇缩丁醛粉末，持续搅拌10小时，即得到所述LDHs-GO/PVB复合涂料，固体粉末、乙醇和聚乙烯醇缩丁醛粉末的质量比为0.025：15：1.7。在环形衬套采用金属材质制成，具有较强的机械强度，能承载较大的冲击性及耐用性，采用在环形衬套上涂覆一层绝缘层来使其具有绝缘性能，采用在PVB原料中加入氧化石墨烯，可以有效增加PVB涂料的机械强度和耐磨性能，从而增强涂料对于轴承的适用性，水滑石为层状双金属氧化物，采用锌铝水滑石在氧化石墨烯上的原位生长法，其层状结构有利于与片状的氧化石墨烯表面官能团反应生成化学键，形成致密均匀的三明治结构，即在氧化石墨烯两侧各有一层水滑石，以钝化氧化石墨烯的表面，阻断了石墨烯和金属基地以及石墨烯和石墨烯之间的电连接，通过水滑石改性氧化石墨烯从而改变氧化石墨烯的导电性能，使LDHs-GO/PVB复合物在金属表面形成涂层后即使破损，也不会加速金属基体的电腐蚀，而且经水滑石改性的石墨烯呈鳞片结构，绝缘包覆改性增加了石墨烯刚度，比未改性的石墨烯更易在涂层中铺展和分散，最终使PVB涂层的电阻提升5-6数量级，从而提高了环形衬套的绝缘性能，加强对轴承的防腐蚀保护。
环形衬套通过压铸或过盈连接的方式镶嵌在轴承室内，与轴承室连为一体，轴承本体安装在环形衬套内，由此，绝缘的环形衬套环绕在轴承外一周，隔绝了轴承与轴承座的接触，从而形成电流断路，彻底解决了轴承电腐蚀，有效延长轴承使用寿命，且结构和制作工艺简单，易于大规模生产和应用。衬套截面呈L型，从而隔绝轴承与轴承室接触的两个面，即侧面和位于轴承室里侧面，衬套盖与轴承之间存在一定间隙用于安装预紧弹簧。
经测试，本实施例所得环形衬套的电阻值为1*109Ω/cm,绝缘耐压电压为1.8KV。
实施例2：
一种防止电腐蚀的轴承，包括轴承本体、轴承座和绝缘的环形衬套，所述轴承座内设有用于容置所述环形衬套的轴承室，环形衬套位于轴承室内与轴承座紧密连接；所述轴承本体位于环形衬套内，轴承本体镶嵌于环形衬套内，和环形衬套紧配合连接；所述环形衬套的宽度大于轴承本体的宽度，环形衬套位于轴承室里侧的一端环设有一圈向环形衬套圆心方向延伸的衬套盖，所述衬套盖内径小于轴承本体的外径，衬套盖和轴承本体之间设有间隙，轴承本体镶嵌于环形衬套内，环形衬套为金属材料制成，表面涂覆有一层绝缘层，绝缘层为经水滑石改性氧化石墨烯负载聚乙烯醇缩丁醛的LDHs-GO/PVB复合涂料。
所述LDHs-GO/PVB复合物的制备方法如下：
（1）水滑石改性氧化石墨烯：将七水合硫酸锌、九水硝酸铝和尿素以质量比为6:2:1的添加量比例同时分散到浓度为4mg/l的氧化石墨烯水溶液中，得混合溶液，再将混合溶液采用水热法于100℃下反应15小时，将反应后的溶液离心洗涤并干燥，得固体粉末，既所述水滑石改性氧化石墨烯；所用氧化石墨烯为单层纳米氧化石墨烯，其中氧化石墨烯相对水滑石的质量分数为8ωt%；
（2）LDHs-GO/PVB复合涂料的制备：取步骤（1）中所述固体粉末均匀分散到乙醇中，形成均匀的悬浊液，再向悬浊液中加入聚乙烯醇缩丁醛粉末，持续搅拌20小时，即得到所述LDHs-GO/PVB复合涂料，固体粉末、乙醇和聚乙烯醇缩丁醛粉末的质量比为0.2： 20： 2.3。在环形衬套采用金属材质制成，具有较强的机械强度，能承载较大的冲击性及耐用性，采用在环形衬套上涂覆一层绝缘层来使其具有绝缘性能，采用在PVB原料中加入氧化石墨烯，可以有效增加PVB涂料的机械强度和耐磨性能，从而增强涂料对于轴承的适用性，水滑石为层状双金属氧化物，采用锌铝水滑石在氧化石墨烯上的原位生长法，其层状结构有利于与片状的氧化石墨烯表面官能团反应生成化学键，形成致密均匀的三明治结构，即在氧化石墨烯两侧各有一层水滑石，以钝化氧化石墨烯的表面，阻断了石墨烯和金属基地以及石墨烯和石墨烯之间的电连接，通过水滑石改性氧化石墨烯从而改变氧化石墨烯的导电性能，使LDHs-GO/PVB复合物在金属表面形成涂层后即使破损，也不会加速金属基体的电腐蚀，而且经水滑石改性的石墨烯呈鳞片结构，绝缘包覆改性增加了石墨烯刚度，比未改性的石墨烯更易在涂层中铺展和分散，最终使PVB涂层的电阻提升5-6数量级，从而提高了环形衬套的绝缘性能，加强对轴承的防腐蚀保护。
环形衬套通过压铸或过盈连接的方式镶嵌在轴承室内，与轴承室连为一体，轴承本体安装在环形衬套内，由此，绝缘的环形衬套环绕在轴承外一周，隔绝了轴承与轴承座的接触，从而形成电流断路，彻底解决了轴承电腐蚀，有效延长轴承使用寿命，且结构和制作工艺简单，易于大规模生产和应用。衬套截面呈L型，从而隔绝轴承与轴承室接触的两个面，即侧面和位于轴承室里侧面，衬套盖与轴承之间存在一定间隙用于安装预紧弹簧。
经测试，本实施例所得环形衬套的电阻值为1.2*109Ω/cm,绝缘耐压电压为2KV。
实施例3：
一种防止电腐蚀的轴承，包括轴承本体、轴承座和绝缘的环形衬套，所述轴承座内设有用于容置所述环形衬套的轴承室，环形衬套位于轴承室内与轴承座紧密连接；所述轴承本体位于环形衬套内，轴承本体镶嵌于环形衬套内，和环形衬套紧配合连接；所述环形衬套的宽度大于轴承本体的宽度，环形衬套位于轴承室里侧的一端环设有一圈向环形衬套圆心方向延伸的衬套盖，所述衬套盖内径小于轴承本体的外径，衬套盖和轴承本体之间设有间隙，轴承本体镶嵌于环形衬套内，环形衬套为金属材料制成，表面涂覆有一层绝缘层，绝缘层为经水滑石改性氧化石墨烯负载聚乙烯醇缩丁醛的LDHs-GO/PVB复合涂料。
所述LDHs-GO/PVB复合物的制备方法如下：
（1）水滑石改性氧化石墨烯：将七水合硫酸锌、九水硝酸铝和尿素以质量比为4:1.5:1的添加量比例同时分散到浓度为3mg/l的氧化石墨烯水溶液中，得混合溶液，再将混合溶液采用水热法于95℃下反应22小时，将反应后的溶液离心洗涤并干燥，得固体粉末，既所述水滑石改性氧化石墨烯；所用氧化石墨烯为单层纳米氧化石墨烯，其中氧化石墨烯相对水滑石的质量分数为5ωt%；
（2）LDHs-GO/PVB复合涂料的制备：取步骤（1）中所述固体粉末均匀分散到乙醇中，形成均匀的悬浊液，再向悬浊液中加入聚乙烯醇缩丁醛粉末，持续搅拌15小时，即得到所述LDHs-GO/PVB复合涂料，固体粉末、乙醇和聚乙烯醇缩丁醛粉末的质量比0.1：17：2。在环形衬套采用金属材质制成，具有较强的机械强度，能承载较大的冲击性及耐用性，采用在环形衬套上涂覆一层绝缘层来使其具有绝缘性能，采用在PVB原料中加入氧化石墨烯，可以有效增加PVB涂料的机械强度和耐磨性能，从而增强涂料对于轴承的适用性，水滑石为层状双金属氧化物，采用锌铝水滑石在氧化石墨烯上的原位生长法，其层状结构有利于与片状的氧化石墨烯表面官能团反应生成化学键，形成致密均匀的三明治结构，即在氧化石墨烯两侧各有一层水滑石，以钝化氧化石墨烯的表面，阻断了石墨烯和金属基地以及石墨烯和石墨烯之间的电连接，通过水滑石改性氧化石墨烯从而改变氧化石墨烯的导电性能，使LDHs-GO/PVB复合物在金属表面形成涂层后即使破损，也不会加速金属基体的电腐蚀，而且经水滑石改性的石墨烯呈鳞片结构，绝缘包覆改性增加了石墨烯刚度，比未改性的石墨烯更易在涂层中铺展和分散，最终使PVB涂层的电阻提升5-6数量级，从而提高了环形衬套的绝缘性能，加强对轴承的防腐蚀保护。
环形衬套通过压铸或过盈连接的方式镶嵌在轴承室内，与轴承室连为一体，轴承本体安装在环形衬套内，由此，绝缘的环形衬套环绕在轴承外一周，隔绝了轴承与轴承座的接触，从而形成电流断路，彻底解决了轴承电腐蚀，有效延长轴承使用寿命，且结构和制作工艺简单，易于大规模生产和应用。衬套截面呈L型，从而隔绝轴承与轴承室接触的两个面，即侧面和位于轴承室里侧面，衬套盖与轴承之间存在一定间隙用于安装预紧弹簧。
经测试，本实施例所得环形衬套的电阻值为1.15*109Ω/cm,绝缘耐压电压为1.9KV。

Claims (9)

1.一种防止电腐蚀的轴承，其特征在于，包括轴承本体、轴承座和绝缘的环形衬套，所述轴承座内设有用于容置所述环形衬套的轴承室，环形衬套位于轴承室内与轴承座紧密连接；所述轴承本体位于环形衬套内，和环形衬套紧配合连接。
2.根据权利要求1所述的一种防止电腐蚀的轴承，其特征在于，所述环形衬套的宽度大于轴承本体的宽度，环形衬套位于轴承室里侧的一端环设有一圈向环形衬套圆心方向延伸的衬套盖，所述衬套盖内径小于轴承本体的外径，衬套盖和轴承本体之间设有间隙。
3.根据权利要求1或2所述一种防止电腐蚀的轴承，其特征在于，所述轴承本体镶嵌于环形衬套内。
4.根据权利要求1或2所述一种防止电腐蚀的轴承，其特征在于，所述轴承本体和环形衬套之间设有一层粘结层。
5.根据权利要求1所述的一种防止电腐蚀的轴承，其特征在于，所述环形衬套为金属材料制成，表面涂覆有一层绝缘层，所述绝缘层为经水滑石改性氧化石墨烯负载聚乙烯醇缩丁醛的LDHs-GO/PVB复合涂料。
6.根据权利要求5所述的一种防止电腐蚀的轴承，其特征在于，所述LDHs-GO/PVB复合物的制备方法如下：
（1）水滑石改性氧化石墨烯：将七水合硫酸锌、九水硝酸铝和尿素同时分散到氧化石墨烯水溶液中，得混合溶液，再将混合溶液采用水热法于90-100℃下反应15-30小时，将反应后的溶液离心洗涤并干燥，得固体粉末，既所述水滑石改性氧化石墨烯；
（2）LDHs-GO/PVB复合涂料的制备：取步骤（1）中所述固体粉末均匀分散到乙醇中，形成均匀的悬浊液，再向悬浊液中加入聚乙烯醇缩丁醛粉末，持续搅拌10-20小时，即得到所述LDHs-GO/PVB复合涂料。
7.根据权利要求6所述的一种防止电腐蚀的轴承，其特征在于，步骤（1）中，所述七水合硫酸锌、九水硝酸铝和尿素的质量比为（2-6）:（1-2）:1。
8.根据权利要求6所述的一种防止电腐蚀的轴承，其特征在于，步骤（1）中，所述氧化石墨烯水溶液中氧化石墨烯浓度为2-4mg/l，氧化石墨烯相对水滑石的质量分数为1-8ωt%。
9.根据权利要求6所述的一种防止电腐蚀的轴承，其特征在于，步骤（2）中，所述固体粉末、乙醇和聚乙烯醇缩丁醛粉末的质量比为（0.025-0.2）：（15-20）：（1.7-2.3）。
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