CN109604969A - 一种气浮轴承及其轴承基体及制造方法 - Google Patents

一种气浮轴承及其轴承基体及制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及滑动轴承领域，具体涉及一种气浮轴承及其轴承基体及制造方法，气浮轴承包括壳体和设置在壳体中的轴承基体，所述轴承基体由三维编织的板块材料经弯曲变形后首尾对接制成，对接面处通过焊接固定，再通过局部热处理的方法在所述轴承基体的圆周上获得多个沿周向间隔设置的用于加强轴承基体强度的强度加强点，三维编织结构中金属丝之间存在大量孔隙，而且可以通过整体依次编织成型和受限变形后焊接得到避免切削加工对材料孔隙率的影响，同时避免影响气浮轴承的轴承基体的稳定性。

Description

一种气浮轴承及其轴承基体及制造方法
技术领域
本发明涉及滑动轴承领域，具体涉及一种气浮轴承及其轴承基体及制造方法。
背景技术
三维编织结构是通过特定的编织工艺使得参加运动的金属丝在空间通过位置转换实现相互交织最终形成的。如图1所示，三维编织结构6中金属丝7之间存在大量孔隙8有利于润滑物质的浸润和储存，同时三维编织结构6是由金属丝7具有规律的周期性编织运动产生，最终得到的材料的孔隙8的内部结构具有规律性，便于数学模型的建立和对材料各项性能的准确理论计算。而且三维编织结构6由于金属丝7在空间相互交织时产生的滑移及屈曲行为具有能够产生永久集合变形的塑性性能，因此三维编织结构的整体强度较高。
滑动轴承是用于支撑轴类零件旋转和保证回转精度的关键零部件。气浮轴承是利用空气作为润滑剂的滑动轴承，对空隙均匀性有更高要求，工作时轴和轴承表面由气膜隔开，利用气膜中压力的变换来支撑轴和外力负荷，其特有的低摩擦系数的润滑特性在航空航天轴类零件润滑和不允许油污的高精密场合得到了广泛的使用。
目前多数气浮轴承基体材料采用金属多孔材料，然而对多孔质材料的机械加工工艺会使材料的加工表面被不同程度的堵塞，导致空隙度及透气性发生改变而影响气浮轴承工作稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气浮轴承的轴承基体，以解决现有的轴承基体为金属多孔材料且需要进行切削加工而导致加工表面堵塞、进而导致孔隙度和透气性发生改变的问题；本发明的目的还在于提供一种气浮轴承，以解决现有的气浮轴承需要金属多孔材料进行切削加工而导致轴承工作稳定性影响的问题；本发明的目的还在于提供一种不会改变孔隙度和透气性的气浮轴承的轴承基体的制造方法。
为实现上述目的，本发明提供的气浮轴承的轴承基体的技术方案如下：
一种气浮轴承的轴承基体，所述轴承基体由三维编织的板块材料经弯曲变形后首尾对接制成，对接面通过焊接固定。
有益效果为：相较于现有技术，三维编织结构中金属丝之间存在大量孔隙，而且可以通过整体依次编织成型和受限变形后焊接固定得到，避免切削加工对材料孔隙率的影响，从而保证了气浮轴承的轴承基体的孔隙度和透气性，同时还避免了影响气浮轴承的轴承基体的稳定性；而且三维编织结构由于金属丝在空间相互交织时产生的滑移及屈曲行为具有能够产生永久几何变形的塑性性能，因此将三维编织结构弯曲变形后首尾对接，方便轴承基体的成型。
进一步地，所述对接面与轴承基体的轴线平行且间隔设置。
有益效果为：对接面与轴承基体的轴线平行且间隔设置，这样对接面就为偏离轴承基体的轴线的斜面，进而增大了轴承基体的对接位置的焊接面积，使轴承基体更为稳固。
进一步地，所述轴承基体的圆周上间隔设置有多个用于加强轴承基体强度的强度加强点。
有益效果为：因为轴承基体是由三维编织制得的板块材料弯曲对接而成，通过轴承基体圆周上间隔设置的强度加强点，防止板块材料产生二次变形，使得轴承基体的周向上的整体强度得到加强，进而保证了轴承基体的强度。
本发明提供的气浮轴承的技术方案如下：
一种气浮轴承，包括壳体和设置在壳体中的轴承基体，所述轴承基体由三维编织的板块材料经弯曲变形后首尾对接制成，对接面处通过焊接固定。
有益效果为：气浮轴承的轴承基体由三维编织的板块材料弯曲后首尾相接制成，相较于现有技术，编织结构中金属丝之间存在大量孔隙，而且可以通过整体依次编织成型和受限变形后焊接固定得到，避免切削加工对材料孔隙率的影响，保证了气浮轴承的轴承基体的孔隙度和透气性，同时避免影响气浮轴承的轴承基体的稳定性，没有影响气浮轴承的稳定性；而且编织结构由于金属丝在空间相互交织时产生的滑移及屈曲行为具有能够产生永久几何变形的塑性性能，因此将三维编织结构弯曲变形后首尾对接，方便轴承基体的成型，进而方便气浮轴承的加工成型。
进一步地，所述对接面与轴承基体的轴线平行且间隔设置。
有益效果为：对接面与轴承基体的轴线平行且间隔设置，这样对接面就为偏离轴承基体的轴线的斜面，进而增大了轴承基体的对接位置的焊接面积，使轴承基体更为稳固，保证了气浮轴承的强度。
进一步地，所述轴承基体的圆周上间隔设置有多个用于加强轴承基体强度的强度加强点。
有益效果为：因为轴承基体是由三维编织制得的板块材料弯曲对接而成，通过轴承基体圆周上间隔设置的强度加强点，防止板块材料产生二次变形，使得轴承基体的周向上的整体强度得到加强，进而保证了气浮轴承的强度。
本发明提供的气浮轴承的轴承基体的制造方法的技术方案如下：
一种气浮轴承的轴承基体的制造方法，包括以下步骤，第一步，截取合适尺寸的三维编织的板块材料；第二步，对板块材料施压使其弯曲变形并首尾对接成套状结构，将对接面处进行焊接固定，制成轴承基体。
有益效果为：相较于现有技术的气浮轴承的轴承基体采用金属多孔材料，通过三维编织的板块材料制成气浮轴承的轴承基体，编织结构中金属丝之间存在大量孔隙，保证了气浮轴承的轴承基体的孔隙度和透气性，同时避免影响气浮轴承的轴承基体的稳定性；而且编织结构由于金属丝在空间相互交织时产生的滑移及屈曲行为具有能够产生永久几何变形的塑性性能，因此将三维编织结构弯曲变形后首尾对接方便轴承基体的成型。
进一步地，气浮轴承的轴承基体的制造方案还包括第三步，通过局部热处理的方式在所述轴承基体的圆周上获得多个沿周向间隔设置的用于加强轴承基体强度的强度加强点。
有益效果为：因为轴承基体是由三维编织制得的板块材料弯曲对接而成，通过轴承基体圆周上间隔设置的强度加强点，防止板块材料产生二次变形，使得轴承基体的周向上的整体强度得到加强，进而保证了轴承基体的强度。
进一步地，所述局部热处理是通过电阻焊的两个电极分别顶紧轴承基体的内壁面和外壁面实现的。
有益效果为：在进行电阻焊时，不需要填充金属，焊接效率高，轴承基体的变形更小，进而满足了轴承基体的加工要求。
进一步地，所述对接面与轴承基体的轴线平行且间隔设置。
有益效果为：对接面与轴承基体的轴线平行且间隔设置，这样方便电阻焊的两个电极分别压紧轴承的内、外表面，使得电阻焊能够顺利操作；而且对接面为偏离轴承基体的轴线的斜面，进而也增大了轴承基体的对接位置的焊接面积，使轴承基体更为稳固。
附图说明
图1为现有技术中的三维编织结构的平面图；
图2为本发明的气浮轴承的实施例1的气浮轴承的结构示意图；
图3为本发明的气浮轴承的实施例1的气浮轴承的轴承基体的结构示意图；
图中，1-透气孔；2-壳体；3-轴承基体；4-电阻焊焊点；5-对接面；6-三维编织结构；7-金属丝；8-孔隙。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
本发明的气浮轴承的实施例1，如图2和图3所示，包括壳体2和设置在壳体2中的轴承基体3。
轴承基体3首先是由金属丝为原料通过三维编织工艺制成板块材料，然后再将板块材料经弯曲变形后首尾对接制成。三维编织结构中金属丝之间存在大量孔隙，而且这些孔隙在所制成的板块材料上规律排列，能够保证气浮轴承的孔隙度和透气性要求，三维编织工艺是现有技术，在此不再过多叙述。
制成的板块材料的两端为对接端，对接端的端面为对接面5，对接面5为能够互相拼合的斜面。板块材料经弯曲变形成后两个对接端相接，对接面5互相拼合形成套体。此时，对接面5在套体的外壁面和内壁面上的两条边与套体的轴线平行，但并不与套体的轴线共面，即对接面5与套体的轴线平行且间隔设置；这样每个对接端的对接面5都具有与之对应的内壁面或者外壁面，方便通过电阻焊的方式将两端的对接面5焊接固定，焊接时只需要将对接面5对接形成的缝隙部分压紧在两个电极之间，此时，电阻焊的两个电极分别顶紧与各对接端对应的的内壁面和外壁面，通电加热，使得对接端熔化形成熔核，然后断电并在压力下凝固结晶最终形成致密焊点，两个对接端焊接固定在一起，从而套体最终形成轴承基体3。
轴承基体3的圆周上沿周向还间隔设有多个用于加强轴承基体3强度的强度加强点，强度加强点具体为电阻焊焊点4，即通过电阻焊的两个电极分别顶紧轴承基体3的内壁面和外壁面，通电加热，形成电阻焊焊点4，通过控制电阻焊焊点4间距，使轴承基体3的强度得到加强。
另外在气浮轴承的壳体2外周面上贯穿有透气孔1，气体经加压后经过透气孔1送入气浮轴承，再透过编织结构中孔隙进入气浮轴承内部，并形成气膜使轴和轴承表面完全隔开起到减小摩擦的作用。
在本实施例中，采用电阻焊进行焊接固定，在其他实施例中，可以采用氩弧焊或者焊条电弧焊等常见的焊接方式。
在本实施例中，对接面与轴承基体的轴线平行且间隔设置，在其他实施例中，对接面可以与轴承基体的轴线处于同一平面，或者对接面与轴承基体的轴线不平行。
在本实施例中，轴承基体的圆周上间隔设置有多个强度加强点，在其他实施例中，可以不设置强度加强点，但此时，轴承基体的强度会降低。
本发明的气浮轴承的轴承基体的的实施例是，气浮轴承的轴承基体的结构和自身特性与上述气浮轴承的实施例1中的轴承基体相同，在此不再赘述。
本发明的气浮轴承的轴承基体的制造方法的实施例，第一步，先截取合适尺寸的三维编织的板块材料；第二步，对板块材料施压使其弯曲变形并首尾对接成套装结构，将对接面进行焊接固定，制成轴承基体，对接面在套装结构外壁面和内壁面上的两条边与套体的轴线平行，但并不与套体的轴线共面，即对接面与轴承基体的轴线平行且间隔设置；采用电阻焊的方式进行焊接，焊接时只需要将对接面对接形成的缝隙部分压紧在两个电极之间，此时，电阻焊的两个电极分别顶紧与各对接面，通电加热，使得对接面熔化形成熔核，然后断电并在压力下凝固结晶最终形成致密焊点，两个对接面焊接固定在一起，从而套体最终形成轴承基体第三步，通过局部热处理的方式在所述轴承基体的圆周上获得多个周向间隔设置的用于加强基体强度的强度加强点，另外这里采用的局部热处理是通过电阻焊的两个电极分别顶紧轴承基体的内壁面和外壁面实现，强度加强点即为电阻焊焊点。
在本实施例中，采用电阻焊将对接面进行焊接固定，在其他实施例中，可以采用氩弧焊或者焊条电弧焊等常见的焊接方式。
在本实施例中，通过电阻焊实现局部热处理，在其他实施例中，可以通过将感应线圈绕设在轴承基体的侧壁上，通过感应线圈对轴承基体进行局部热处理，进而在轴承基体上形成强度加强段。
在本实施例中，对接面与轴承基体的轴线平行且间隔设置，在对接面可以与轴承基体的轴线处于同一平面，或者对接面与轴承基体的轴线不平行。

Claims (10)

1.一种气浮轴承的轴承基体，其特征在于：所述轴承基体由三维编织的板块材料经弯曲变形后首尾对接制成，对接面处通过焊接固定。
2.根据权利要求1所述的气浮轴承的轴承基体，其特征在于：所述对接面与轴承基体的轴线平行且间隔设置。
3.根据权利要求1或2所述的气浮轴承的轴承基体，其特征在于：所述轴承基体的圆周上间隔设置有多个用于加强轴承基体强度的强度加强点。
4.一种气浮轴承，包括壳体和设置在壳体中的轴承基体，其特征在于：所述轴承基体由三维编织的板块材料经弯曲变形后首尾对接制成，对接面处通过焊接固定。
5.根据权利要求4所述的气浮轴承，其特征在于：所述对接面与轴承基体的轴线平行且间隔设置。
6.根据权利要求4或5所述的气浮轴承，其特征在于：所述轴承基体的圆周上间隔设置有多个用于加强轴承基体强度的强度加强点。
7.一种气浮轴承的轴承基体的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步，截取合适尺寸的三维编织的板块材料；第二步，对板块材料施压使其弯曲变形并首尾对接成套状结构，将对接面处进行焊接固定，制成轴承基体。
8.根据权利要求7所述的气浮轴承的轴承基体的制造方法，其特征在于：还包括第三步，通过局部热处理的方式在所述轴承基体的圆周上获得多个间隔设置的用于加强轴承基体强度的强度加强点。
9.根据权利要求8所述的气浮轴承的轴承基体的制造方法，其特征在于：所述局部热处理是通过电阻焊的两个电极分别顶紧轴承基体的内壁面和外壁面实现的。
10.根据权利要求7或8或9所述的气浮轴承的轴承基体的制造方法，其特征在于：所述对接面与轴承基体的轴线平行且间隔设置。
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