CN110056576A - 一种电绝缘滚动轴承及其制备方法 - Google Patents

一种电绝缘滚动轴承及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电绝缘滚动轴承，包括：绝缘层和轴承；所述绝缘层包括陶瓷层和封闭层；所述陶瓷层，附着于所述轴承的内圈或外圈上，用于阻挡电流通过所述轴承的内圈或外圈；所述封闭层，附着于所述陶瓷层上，用于密封所述陶瓷层上的孔隙。本发明还公开了一种制备电绝缘滚动轴承的具体方法。本发明提供的电绝缘滚动轴承及其制备方法，能够让滚动轴承在拥有优良机械性能的基础上抵抗电流的侵蚀，且具有更高的绝缘性能，以满足直线轴承抗电蚀的需求，并且能同时适用于潮湿和干燥的工作环境。

Description

一种电绝缘滚动轴承及其制备方法
技术领域
本发明涉及轴承制备技术领域，特别是涉及一种电绝缘滚动轴承及其制备方法。
背景技术
众所周知，滚动轴承可以应用于很多领域，比如高速铁路牵引电机、风电电机、大型电动机、变频电机、水泥厂、食品机械、包装机械、印刷机械、纺织机械、机器人、空压机等众多行业；在这些应用中，滚动轴承发挥了它很大的作用，也给轴承本身带了很多形式的侵蚀和损害，其中电流侵蚀就是最主要的一种形式。
电流侵蚀是电流流过轴承造成的一种轴承破坏形式。电流流经轴承时，由于放电作用，会在轴承内外滚道和滚动体表面形成大量直径只有几微米的小坑，使摩擦表面失去光泽甚至熔化。轴承在这种情况下运转，很快就会由于磨损而失效，出现这种情况，除了需要维修之外，还要承担因设备停机所造成的生产损失。虽然，现有技术中有几种已知的方法消除通过轴承的电流，但是并不能使滚动轴承在拥有优良机械性能的基础上具有更高的绝缘性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种电绝缘滚动轴承及其制备方法，能够让滚动轴承在拥有优良机械性能的基础上抵抗电流的侵蚀，且具有更高的绝缘性能，以满足直线轴承抗电蚀的需求，并且能同时适用于潮湿和干燥的工作环境。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种电绝缘滚动轴承，包括：绝缘层和轴承；所述绝缘层包括陶瓷层和封闭层；
所述陶瓷层，附着于所述轴承的内圈或外圈上，用于阻挡电流通过所述轴承的内圈或外圈；
所述封闭层，附着于所述陶瓷层上，用于密封所述陶瓷层上的孔隙。
可选的，所述陶瓷层的材料为氧化铝、氧化钛、氧化锆中的一种或两种以上的混合材料。
可选的，所述陶瓷层是通过等离子喷涂技术或火焰喷涂技术附着于所述轴承内圈的内表面和两端面上，或附着于所述轴承外圈的外表面和两端面上。
可选的，所述陶瓷层的厚度为0.01-1.0mm。
可选的，所述封闭层是由密封剂涂抹或喷洒在所述陶瓷层表面固化而成。
一种制备电绝缘滚动轴承的方法，包括以下步骤：
步骤1)对轴承的内圈或外圈进行磨加工；
步骤2)用等离子喷涂或火焰喷涂在磨加工后的内圈或外圈上沉积一层陶瓷层；
步骤3)在所制备的陶瓷层表面涂抹或喷洒一层密封剂，并置于空气中或者烘箱中进行固化，形成封闭层；
步骤4)使用轴承磨床对绝缘层进行磨加工，使所述绝缘层厚度达到设定要求；
步骤5)将带有绝缘层的外圈或内圈装配至原有轴承上。
可选的，所述步骤1)具体为：使用磨床对外圈的外表面和两端面或者内圈的内表面和两端面进行磨加工。
可选的，制备所述陶瓷层的材料为氧化铝、氧化钛、氧化锆中的一种或两种以上的混合材料。
可选的，在所述步骤2)中制备得到的陶瓷层厚度为0.01-1.0mm。
可选的，所述步骤1)中磨加工去掉的尺寸为0.1-1.0mm；所述步骤4)中磨加工去掉的尺寸为0.01-0.5mm。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的电绝缘滚动轴承及其制备方法，通过在滚动轴承的内圈或外圈上制备一层陶瓷绝缘层，并在陶瓷绝缘层上附有封闭层，使制备得到的电绝缘滚动轴承在不改变其基本载荷、内外径尺寸、滚珠运动方式的基础上，具有较高绝缘性能，以能够抵抗电流的侵蚀，进一步满足直线轴承抗电蚀的需求，并且能同时适用于潮湿和干燥的工作环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的电绝缘滚动轴承中外圈绝缘的侧视剖面图；
图2为本发明实施例制备电绝缘滚动轴承方法的流程图。
附图标记如下：1-绝缘层，2-轴承外圈，3-轴承内圈。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种制备电绝缘滚动轴承及其制备方法，能够让滚动轴承在拥有优良机械性能的基础上抵抗电流的侵蚀，且具有更高的绝缘性能，以满足直线轴承抗电蚀的需求，并且能同时适用于潮湿和干燥的工作环境。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例的电绝缘滚动轴承中外圈绝缘的侧视剖面图，如图1所示，一种电绝缘滚动轴承，包括：绝缘层和轴承；绝缘层包括陶瓷层和封闭层；
陶瓷层，附着于轴承的内圈或外圈上，用于阻挡电流通过轴承的内圈或外圈；
封闭层，附着于陶瓷层上，用于密封陶瓷层上的孔隙。且封闭层是由密封剂涂抹或喷洒在陶瓷层表面固化而成。其中密封剂可以是树脂类密封胶。
陶瓷层的材料为氧化铝、氧化钛、氧化锆中的一种或两种以上的混合材料。
陶瓷层是通过等离子喷涂技术或火焰喷涂技术附着于轴承内圈的内表面和两端面上，或附着于轴承外圈的外表面和两端面上。
陶瓷层的厚度可以为0.01-1.0mm。
此外，本发明还公开了一种制备电绝缘滚动轴承的方法，包括以下步骤：
步骤1)对轴承的内圈或外圈进行磨加工，磨加工去掉的尺寸优选为0.1-1.0mm；
具体的：使用磨床对外圈的外表面和两端面或者内圈的内表面和两端面进行磨加工；
步骤2)用等离子喷涂或火焰喷涂在磨加工后的内圈或外圈上沉积一层厚度为0.01-1.0mm的陶瓷层；
步骤3)在所制备的陶瓷层表面涂抹或喷洒一层密封剂，并置于空气中或者烘箱中进行固化，形成封闭层；
步骤4)使用轴承磨床对绝缘层进行磨加工，使绝缘层厚度达到设定要求；其中，磨加工去掉的尺寸优选为0.01-0.5mm；
步骤5)将带有绝缘层的外圈或内圈装配至原有轴承上。
制备陶瓷层的材料可以为氧化铝、氧化钛、氧化锆中的一种或两种以上的混合材料。
在本发明中制备得到的电绝缘滚动轴承按绝缘层绝缘性能的不同，其耐击穿电压可以达到500-10000V。
以6330M/C3-SAT10深沟球电绝缘轴承进行举例说明，如下：
6330M/C3深沟球绝缘轴承的内圈内径是两端面壁厚是65mm，内圈从轴承中取出，使用轴承专用磨床将内径尺寸磨削至两端面壁厚磨削至64.5mm。
用等离子喷涂在内圈的内表面和两端面上沉积一层三氧化二铝的陶瓷层，陶瓷层的厚度控制在0.32-0.35mm。
陶瓷层制备完成后使用树脂溶剂在陶瓷层表面涂抹或喷洒一层水溶性酚醛树脂，并置于烘箱中进行固化，形成封闭层。
使用轴承专用磨床对绝缘层进行加工，加工至滚动轴承国标尺寸。
将磨加工好的带有绝缘层的内圈装配至原有滚动轴承上。
此时，经过电击穿测试，所制备得到的带有绝缘层的轴承内圈，其抗击穿电压＞3000V。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的电绝缘滚动轴承及其制备方法，通过在滚动轴承的内圈或外圈上制备一层陶瓷绝缘层，并在陶瓷绝缘层上附有封闭层，使制备得到的电绝缘滚动轴承在不改变其基本载荷、内外径尺寸、滚珠运动方式的基础上，获得较高绝缘性能以抵抗电流的侵蚀，进一步满足直线轴承抗电蚀的需求，并且能同时适用于潮湿和干燥的工作环境。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电绝缘滚动轴承，其特征在于，包括：绝缘层和轴承；所述绝缘层包括陶瓷层和封闭层；
所述陶瓷层，附着于所述轴承的内圈或外圈上，用于阻挡电流通过所述轴承的内圈或外圈；
所述封闭层，附着于所述陶瓷层上，用于密封所述陶瓷层上的孔隙。
2.根据权利要求1所述的一种电绝缘滚动轴承，其特征在于，所述陶瓷层的材料为氧化铝、氧化钛、氧化锆中的一种或两种以上的混合材料。
3.根据权利要求1所述的一种电绝缘滚动轴承，其特征在于，所述陶瓷层是通过等离子喷涂技术或火焰喷涂技术附着于所述轴承内圈的内表面和两端面上，或附着于所述轴承外圈的外表面和两端面上。
4.根据权利要求1所述的一种电绝缘滚动轴承，其特征在于，所述陶瓷层的厚度为0.01-1.0mm。
5.根据权利要求1所述的一种电绝缘滚动轴承，其特征在于，所述封闭层是由密封剂涂抹或喷洒在所述陶瓷层表面固化而成。
6.一种制备权利要求1-5任意一项所述电绝缘滚动轴承的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)对轴承的内圈或外圈进行磨加工；
步骤2)用等离子喷涂或火焰喷涂在磨加工后的内圈或外圈上沉积一层陶瓷层；
步骤3)在所制备的陶瓷层表面涂抹或喷洒一层密封剂，并置于空气中或者烘箱中进行固化，形成封闭层；
步骤4)使用轴承磨床对绝缘层进行磨加工，使所述绝缘层厚度达到设定要求；
步骤5)将带有绝缘层的外圈或内圈装配至原有轴承上。
7.根据权利要求6所述的一种制备电绝缘滚动轴承的方法，其特征在于，所述步骤1)具体为：使用磨床对外圈的外表面和两端面或者内圈的内表面和两端面进行磨加工。
8.根据权利要求6所述的一种制备电绝缘滚动轴承的方法，其特征在于，制备所述陶瓷层的材料为氧化铝、氧化钛、氧化锆中的一种或两种以上的混合材料。
9.根据权利要求6所述的一种制备电绝缘滚动轴承的方法，其特征在于，所述步骤2)中制备得到厚度为0.01-1.0mm的陶瓷层。
10.根据权利要求6所述的一种制备电绝缘滚动轴承的方法，其特征在于，所述步骤1)中磨加工去掉的尺寸为0.1-1.0mm；所述步骤4)中磨加工去掉的尺寸为0.01-0.5mm。
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