CN110259822A - 一种氮化硅全陶瓷关节轴承及其加工方法 - Google Patents

Abstract

一种氮化硅全陶瓷关节轴承，包括：内圈和外圈；所述外圈内侧为内圆弧面，所述内圈外侧为外圆弧面；所述内圈的内径为外圈外径的37.5％；所述外圈一侧上下挡肩对称位置有2个开口槽，所述槽宽9～10mm，深2.5～3mm；所述开口槽高于外圈内圆弧面最高点1～2mm；所述内圈摆角0～21°。本发明选用氮化硅陶瓷材料，该材料相对于其他陶瓷材料或金属材料具有密度低、硬度高等特点，提高了关节轴承的承载能力强；降低了重量、关节轴承之间的摩擦副，磨损率，提高了使用寿命。该材料因膨胀系数小，热稳定性好，在高温环境中能够保证关节轴承的使用精度。

Description

一种氮化硅全陶瓷关节轴承及其加工方法

技术领域

本发明涉及轴承领域，具体涉及一种氮化硅全陶瓷关节轴承及其加工方法。

背景技术

关节轴承是一种结构简单、载荷能力大、抗冲击能力强，可以进行摆动运动、具有调心作用的特殊轴承，在汽车、船舶、航空航天等领域有着广泛的应用。现在常用的关节轴承多以金属材质为主，但是普通的金属关节轴承在使用过程中不耐高温，摩擦系数大，寿命短，这就严重制约了国内航空航天、船舶制造业的发展。而陶瓷材料则具有耐高温、耐低温、不导磁、不导电、抗腐蚀、抗氧化、具有自润滑等一系列优异的性能，这使得陶瓷材料成为做关节轴承材料的最佳选择。陶瓷材料中的氮化硅材料相对于其他陶瓷材料具备硬度高、弹性模量小、密度小、热膨胀系数小等更优异的特点，是一种优选的关节轴承制造原料。全氮化硅材料的关节轴承具有耐腐蚀、耐摩擦、耐高温、硬度高、承载能力强的特点。但是由于氮化硅材料自身硬度高、热膨胀系数小、不易加工和装配等问题，成为现阶段生产制造氮化硅全陶瓷关节轴承急需解决的技术问题。

发明内容

为更好的实现氮化硅关节轴承的加工与装配，为其应用推广带来便利。本发明提供了一种氮化硅全陶瓷关节轴承及其加工方法。

本发明的技术方案如下：

一种氮化硅全陶瓷关节轴承包括：内圈和外圈；所述外圈内侧为内圆弧面，所述内圈外侧为外圆弧面；所述内圈的内径为外圈外径的37.5％；；所述外圈一侧上下挡肩对称位置有2个开口槽，所述槽宽9～10mm，深2.5～3mm；所述开口槽高于外圈内圆弧面最高点1～2mm；所述内圈摆角0～21°；

其中，内圈外圆弧半径小于外圈内圆弧半径0.02mm，圆弧直径为12～13mm；内圈及外圈的壁厚均为1～4mm；所述外圈尺寸宽度小于内圈尺寸3～5mm.

其中，所述关节轴承内圈及外圈材质均为氮化硅材料；

一种氮化硅全陶瓷关节轴承的加工法：该方法的步骤包括：

步骤1：通过粗加工、半精加工、精加工三步，研磨成关节轴承的内圈及外圈。

步骤2：外圈内圆弧面上下对称的位置，各开一个内圈宽度的槽。

步骤3：外圈开口槽处距离大于内圈直径，将内圈竖起，放到外圈中，然后旋转使内圈与外圈同心，将内圈旋入外圈内。

与现有技术比较，本发明具有如下有益效果：

(1)优化了氮化硅关节轴承的外圈结构，在保证工作强度的条件下，在外圈开出沟槽，以便于安装，使氮化硅材料关节轴承的内圈、外圈便于安装；

(2)氮化硅材料相对于其他陶瓷材料来说密度低、硬度高，氮化硅全陶瓷关节轴承的承载能力强，质量轻，有助于减轻关节轴承的重量；

(3)氮化硅材料的摩擦系数远小于其他陶瓷材料，有助于降低关节轴承之间的摩擦副，降低磨损率，提高关节轴承的使用寿命；

(4)氮化硅陶瓷材料膨胀系数小，热稳定性好，在高温环境中能够保证关节轴承的使用精度，提高关节轴承的性能。

附图说明

图1为一种氮化硅全陶瓷关节轴承的结构示意图；

图2为本发明具体实施例中氮化硅全陶瓷关节轴承的结构剖示图；

图3为本发明具体实施例中氮化硅全陶瓷关节轴承的外圈示图；

图4为本发明具体实施例中氮化硅全陶瓷关节轴承的内圈示图；

图5为本发明一种氮化硅全陶瓷关节轴承加工方法的流程图；

其中：1为外圈，2为内圈，3为开口槽。

具体实施方式

下面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。

一种氮化硅全陶瓷关节轴承，如图1-4所示，包括外圈1，内圈2，关节轴承的内、外圈均由氮化硅材料制成。外圈内侧为内圆弧面，宽度为6mm；内圈为外圆弧面，宽度为11mm；内圈在外圈的内部，内圈外圆弧半径小于外圈内圆弧半径0.02mm，内圈与外圈通过两个圆弧面配合，内、外圈装配为一体。内圈在外圈内可以做四周摆动运动，摆动角度为0～21°。在外圈一侧上下挡肩对称位置开有2个开口槽，槽宽10mm，槽深2mm，开口槽高于外圈内圆弧面最高点2mm。

一种氮化硅全陶瓷关节轴承的加工方法，流程如图5所示，该方法的步骤包括：

步骤1：氮化硅陶瓷材料通过粗加工、半精加工、精加工三步，研磨、成型，制成关节轴承的内圈及外圈。

步骤2：加工好的轴承外圈，在其内圆弧面，上下对称的位置，各开一个开口槽，开口槽间宽度为3mm，内圈宽度11mm，开口槽高于外圈内圆弧面最高点2mm。

步骤3：外圈开口槽处距离大于内圈直径，将内圈竖起，放到外圈中，然后旋转使内圈与外圈同心，将轴承内圈旋入外圈内。

Claims (4)

1.一种氮化硅全陶瓷关节轴承，其特征在于，包括：内圈和外圈；所述外圈内侧为内圆弧面，内圈外侧为外圆弧面；内圈的内径为外圈外径的37.5％；；所述外圈一侧上下挡肩对称位置有2个开口槽，所述槽宽9～10mm，深2.5～3mm；所述开口槽高于外圈内圆弧面最高点1～2mm；所述内圈摆角0～21°。

2.如权利要求1所述一种氮化硅全陶瓷关节轴承，其特征在于，所述内圈外圆弧半径小于外圈内圆弧半径0.02mm，圆弧直径为12～13mm；内圈及外圈的壁厚均为1～4mm；所述外圈尺寸宽度小于内圈尺寸3～5mm。

3.如权利要求1所述一种氮化硅全陶瓷关节轴承，其特征在于，所述关节轴承内圈及外圈材质均为氮化硅材料。

4.权利要求1所述的氮化硅全陶瓷关节轴承的加工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：氮化硅陶瓷材料通过粗加工、半精加工、精加工三步，研磨成关节轴承的内圈及外圈；

步骤2：外圈内圆弧面，上下对称的位置，各开一个内圈宽度的槽；

步骤3：外圈开口槽处距离大于内圈直径，将内圈竖起，放到外圈中，然后旋转使内圈与外圈同心，将内圈旋入外圈内。