CN110332238B - 一种电绝缘耐高温混合球轴承及其制备方法 - Google Patents
一种电绝缘耐高温混合球轴承及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110332238B CN110332238B CN201910624411.0A CN201910624411A CN110332238B CN 110332238 B CN110332238 B CN 110332238B CN 201910624411 A CN201910624411 A CN 201910624411A CN 110332238 B CN110332238 B CN 110332238B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bearing
- retainer
- temperature
- ball bearing
- lubricating material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 claims abstract description 44
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 24
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 3
- DXPPIEDUBFUSEZ-UHFFFAOYSA-N 6-methylheptyl prop-2-enoate Chemical compound CC(C)CCCCCOC(=O)C=C DXPPIEDUBFUSEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 29
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 27
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims description 27
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 25
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 23
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 18
- -1 acrylic acid isooctyl ester Chemical class 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 claims description 16
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 15
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 15
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 claims description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 15
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 15
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- BWDBEAQIHAEVLV-UHFFFAOYSA-N 6-methylheptan-1-ol Chemical compound CC(C)CCCCCO BWDBEAQIHAEVLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 10
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 10
- UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- HMMGMWAXVFQUOA-UHFFFAOYSA-N octamethylcyclotetrasiloxane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 HMMGMWAXVFQUOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 claims description 5
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 5
- 239000008096 xylene Substances 0.000 claims description 5
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 9
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 9
- 239000004519 grease Substances 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002028 premature Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 4
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002199 base oil Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000510097 Megalonaias nervosa Species 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/04—Polysiloxanes
- C08G77/38—Polysiloxanes modified by chemical after-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M107/00—Lubricating compositions characterised by the base-material being a macromolecular compound
- C10M107/50—Lubricating compositions characterised by the base-material being a macromolecular compound containing silicon
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/32—Balls
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/38—Ball cages
- F16C33/44—Selection of substances
- F16C33/445—Coatings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/66—Special parts or details in view of lubrication
- F16C33/6696—Special parts or details in view of lubrication with solids as lubricant, e.g. dry coatings, powder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2223/00—Surface treatments; Hardening; Coating
- F16C2223/30—Coating surfaces
- F16C2223/42—Coating surfaces by spraying the coating material, e.g. plasma spraying
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
本发明涉及一种电绝缘耐高温混合球轴承及其制备方法，属于滚动轴承技术领域。本发明的电绝缘耐高温混合球轴承，在轴承的内外圈之间用氮化硅陶瓷球做滚动体，同时采用聚醚醚酮保持器，可以达到绝缘的效果，能够彻底避免电蚀，提高轴承的使用寿命。氮化硅陶瓷球的热膨胀系数小，在高温环境下不会因为温度的原因导致轴承球膨胀；采用聚醚醚酮保持器，保证了轴承在高温状态下的正常工作可靠性。两者结合提高了整个轴承的使用温度，轴承耐温可以达到200℃以上。保持器和陶瓷球之间喷涂有固态润滑材料层，避免了普通轴承因油脂干掉导致过早损坏现象。本发明的电绝缘耐高温混合球轴承制备方法，原料易得，制备方法稳定可靠，适合于规模化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种电绝缘轴承，尤其涉及一种电绝缘耐高温混合球轴承及其制备方法，属于滚动轴承技术领域。
背景技术
随着我国经济和社会的发展，电机轴承的应用范围日趋广泛。同时电机行业滚动轴承适用的环境和工况条件日益严苛，也趋于多样化，目前使用的普通钢制轴承已难以适应特殊工况的使用要求。特别是在高压电机、伺服电机、变频调速电机等一些场合轴承在使用过程中不能有效阻止电流的侵蚀，造成损坏而使轴承提前失效。
轴承的电蚀是由旋转中的轴承内部电流通过引起的，在电动机和发电机中，机体、转向架、轮轴之间有回路电流与感应电流。在轴承旋转过程中，有电流通过轴承时，会击穿滚动接触部分极薄的油膜，产生火花，使接触表面产生局部融化损坏，发生电蚀。使接触表面产生局部熔化损坏，形成电弧放电凹坑、搓板纹，造成轴承沟道和钢球电蚀。另外，滚动面硬度下降，使摩擦系数增大，加剧机械磨损，致使轴承异常发热，严重时会发展成剥落，最终使轴承功能过早失效。同时高温使润滑脂变稀，在旋转部件作用下从间隙甩出，温度过高导致润滑脂的迅速失效也是过电流导致轴承失效的一个主要原因。
所以研发与电动机和发电机配套的电绝缘耐高温轴承是非常必要的，绝缘轴承通过对轴承导电通路进行绝缘处理，以解决轴承的电蚀问题。电流通过还会导致轴承内的润滑脂结构发生变化，局部高温会导致添加剂和基油发生反应，使基油燃烧或炭化，润滑脂迅速衰变变黑、变硬。
为了克服轴承电蚀的问题，现有技术的电绝缘轴承采用的方法有以下三种：(1)轴承外圈喷涂陶瓷涂层，如发明专利授权公告号CN10052009C提供了一种绝缘轴承装置的绝缘方法，该专利申请方案是将轴承与轴承装置上的紧固件接触的部位设置绝缘层，该方案整个工艺较为复杂，制造效率低而不利于工业化批量生产；(2)轴承外圈涂覆树脂，但存在长时间使用，涂层容易磨损脱落，并且当工作温度超过200℃以上时，会在高温状态下，老化或变形造成轴承损坏；(3)采用陶瓷滚动体，如发明专利申请公开号CN1706980A披露了一种滚动轴承表面绝缘层加工工艺，该专利方案能够弥补前两项专利的缺陷，但是，由于其采用的涂层材料为Al3O2-TiO2，因此，绝缘性能不佳。
针对现有技术的电绝缘滚动轴承存在的问题，一种电绝缘性能良好并且耐高温(工作温度超过200℃)的滚动轴承及其制备方法亟待开发出来。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本发明目的在于提供电绝缘性能良好并且耐高温(工作温度超过200℃)的电绝缘耐高温混合球轴承及其制备方法。该方法制备的电绝缘耐高温混合球轴承绝缘性能优异，耐高温、电绝缘、耐磨、抗电蚀，制备方法操作简便、易于规模化生产。
本发明具体技术方案如下：一种电绝缘耐高温混合球轴承，包括外圈、内圈、保持器及一组滚动体，所述的外圈内壁上设有外滚道，内圈外壁上设有内滚道，所述的外滚道、内滚道均为圆弧形槽，所述的保持器为聚醚醚酮材质的保持器，所述的滚动体为氮化硅陶瓷球，所述保持器外喷涂有一层固态润滑材料层。
优选的，所述的润滑材料为侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅，其结构式为：
所述的润滑材料侧链含丙烯酸异辛醇改性有机硅的制备方法，包括以下步骤：
1)：将丙烯酸、异辛醇和对甲苯磺酸催化剂加入在配有回流装置和搅拌装置的反应釜A中，110～120℃下反应2～3h后停止反应。经水洗、醇洗得到丙烯酸异辛醇酯。其反应方式为：
2)、在配有回流装置和搅拌装置的反应釜B中，加入八甲基环四硅氧烷(D4)，含氢硅油和六甲基二硅氧烷，加入反应物总质量0.5～1％的酸性白土催化剂，65～70℃温度下反应4～5h，过滤除去酸性白土催化剂，然后60～70℃下减压蒸馏除去未反应的单体，最终得到的无色透明油状物，所得产物为低含氢硅油。其反应方式为：
其中，80＜m＜102，50＜n＜75。
3)、向反应釜C中，依次加入二甲苯和karstedt催化剂异丙醇溶液，并在氮气保护下加入步骤1)中制备的丙烯酸异辛醇酯和步骤2)中制备的低含氢硅油，调节导热油温度使釜内温度控制在90～100℃，反应6～7h后停止反应。经过碱洗、水洗至中性，而后过滤真空干燥，得到淡黄色团聚粉末，即为侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料，其反应方程式为：
优选的，步骤1)中所述的丙烯酸：异辛醇摩尔比为1:1～1.2；对甲苯磺酸的用量为总质量的0.2～1％。
优选的，步骤2)中所述的八甲基环四硅氧烷，含氢硅油和六甲基二硅氧烷摩尔比为：20～25:2～3:1。
优选的，步骤3)中所述的二甲苯：丙烯酸异辛醇酯质量比为7～10:1，所述的丙烯酸异辛醇酯和低含氢硅油质量比为12～15:1。
优选的，步骤3)中所述的karstedt催化剂中铂含量与丙烯酸异辛醇酯摩尔比0.002～0.003:1。
一种电绝缘耐高温混合球轴承的制备方法，包括以下步骤：
A、润滑材料制备：制备侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料。
B、预处理及清洗：用喷砂装置对聚醚醚酮保持器表面喷砂，形成粗糙面。然后将喷砂处理后的保持器投入清洗装置中清洗，以去除外圈表面的异物和油污，得到清洁处理后的保持器。
C、等离子喷涂：以步骤A中制备的侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料粉末为喷涂喂料，按照有机硅润滑材料：乙醇1～2:5的质量比进行分散喷涂，利用等离子喷涂系统均匀喷涂在步骤B中喷砂后的保持器表面，得到电绝缘耐高温混合球轴承保持器预制件。
D、组装轴承：将外圈和内圈套在一起放入氮化硅陶瓷球，根据保持器尺寸调整氮化硅陶瓷球间距，然后装入步骤C制备的保持器预制件，得到电绝缘耐高温混合球轴承。
优选的，步骤B中所述的清洗装置为超声清洗装置。
优选的，步骤C中所述的侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料粉末粒径为20～80μm，所述的等离子喷涂的喷涂角度控制在60～85°，喷涂厚度在100～200μm之间。
本发明的有益效果：
(1)本发明的电绝缘耐高温混合球轴承，采用氮化硅陶瓷球的轴承，可以使轴承的内外圈之间绝缘，因为陶瓷球是绝缘体，在轴承的内外圈之间用陶瓷球，同时采用聚醚醚酮保持器，可以达到绝缘的效果；本发明的电绝缘耐高温混合球轴承绝缘效果好，能够彻底避免电蚀，提高轴承的使用寿命。
(2)本发明的电绝缘耐高温混合球轴承，采用氮化硅陶瓷球作为滚动体，氮化硅陶瓷球的热膨胀系数小，在高温环境下不会因为温度的原因导致轴承球膨胀；采用聚醚醚酮保持器，保证了轴承在高温状态下的正常工作可靠性。两者结合提高了整个轴承的使用温度，普通轴承的温度在160℃左右，本发明的耐温性能提高到200℃以上。
(3)本发明的电绝缘耐高温混合球轴承，采用的氮化硅陶瓷球具有无油自润滑属性，摩擦系数小，所以本发明的电绝缘耐高温混合球轴承具有很高的转速，是一般轴承的转速1.5倍以上。
(4)本发明的电绝缘耐高温混合球轴承，保持器和陶瓷球之间喷涂有侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料层，该润滑材料链段柔软，耐高温性能好，润滑性、耐磨性能优异，有效避免了普通轴承中因为油脂干掉导致的轴承过早损坏现象的发生。
(5)本发明的电绝缘耐高温混合球轴承制备方法，原料易得，制备方法稳定可靠，适合于规模化生产。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例，实施例不应视作对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种电绝缘耐高温混合球轴承，包括外圈、内圈、保持器及一组滚动体，所述的外圈内壁上设有外滚道，内圈外壁上设有内滚道，所述的外滚道、内滚道均为圆弧形槽，所述的保持器为聚醚醚酮材质的保持器，所述的滚动体为氮化硅陶瓷球，所述保持器外喷涂有一层固态侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料层，其结构式为：
一种电绝缘耐高温混合球轴承的制备方法，包括以下步骤：
(1)将丙烯酸、异辛醇和对甲苯磺酸催化剂加入在配有回流装置和搅拌装置的反应釜A中，110下反应2h后停止反应。经水洗、醇洗得到丙烯酸异辛醇酯。丙烯酸：异辛醇摩尔比为1:1；对甲苯磺酸的用量为总质量的0.2％。
其反应方式为：
(2)在配有回流装置和搅拌装置的反应釜B中，加入八甲基环四硅氧烷(D4)，含氢硅油和六甲基二硅氧烷，加入反应物总质量0.5％的酸性白土催化剂，65℃温度下反应4h，过滤除去酸性白土催化剂，然后60℃下减压蒸馏除去未反应的单体，最终得到的无色透明油状物，所得产物为低含氢硅油。八甲基环四硅氧烷，含氢硅油和六甲基二硅氧烷摩尔比为：20:2:1。
其反应方式为：
其中，m＝80，n＝50。
(3)向反应釜C中，依次加入二甲苯和karstedt催化剂异丙醇溶液，并在氮气保护下加入步骤(1)中制备的丙烯酸异辛醇酯和步骤(2)中制备的低含氢硅油，调节导热油温度使釜内温度控制在90℃，反应6h后停止反应。经过碱洗、水洗至中性，而后过滤真空干燥，得到淡黄色团聚粉末，即为侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料。二甲苯：丙烯酸异辛醇酯质量比为7:1，所述的丙烯酸异辛醇酯和低含氢硅油质量比为12:1，karstedt催化剂中铂含量与丙烯酸异辛醇酯摩尔比0.002:1。
其反应方程式为：
(4)预处理及清洗：用喷砂装置对聚醚醚酮保持器表面喷砂，形成粗糙面。然后将喷砂处理后的保持器投入超声清洗装置中清洗，以去除外圈表面的异物和油污，得到清洁处理后的保持器。
(5)等离子喷涂：以步骤(3)中制备的侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料粉末为喷涂喂料，按照有机硅润滑材料：乙醇1:5的质量比进行分散喷涂，利用等离子喷涂系统均匀喷涂在步骤(4)中喷砂后的保持器表面，得到电绝缘耐高温混合球轴承保持器预制件。所述的侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料粉末粒径为20～80μm，所述的等离子喷涂的喷涂角度控制在60～85°，喷涂厚度在100～200μm之间。
(6)组装轴承：将外圈和内圈套在一起放入氮化硅陶瓷球，根据保持器尺寸调整氮化硅陶瓷球间距，然后装入步骤(5)制备的保持器预制件，得到电绝缘耐高温混合球轴承。
实施例2
一种电绝缘耐高温混合球轴承，包括外圈、内圈、保持器及一组滚动体，所述的外圈内壁上设有外滚道，内圈外壁上设有内滚道，所述的外滚道、内滚道均为圆弧形槽，所述的保持器为聚醚醚酮材质的保持器，所述的滚动体为氮化硅陶瓷球，所述保持器外喷涂有一层固态侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料层，其结构式为：
一种电绝缘耐高温混合球轴承的制备方法，包括以下步骤：
(1)将丙烯酸、异辛醇和对甲苯磺酸催化剂加入在配有回流装置和搅拌装置的反应釜A中，115℃下反应2～3h后停止反应。经水洗、醇洗得到丙烯酸异辛醇酯。丙烯酸：异辛醇摩尔比为1:1.1；对甲苯磺酸的用量为总质量的0.8％。
其反应方式为：
(2)在配有回流装置和搅拌装置的反应釜B中，加入八甲基环四硅氧烷(D4)，含氢硅油和六甲基二硅氧烷，加入反应物总质量0.6％的酸性白土催化剂，68℃温度下反应4.5h，过滤除去酸性白土催化剂，然后65℃下减压蒸馏除去未反应的单体，最终得到的无色透明油状物，所得产物为低含氢硅油。八甲基环四硅氧烷，含氢硅油和六甲基二硅氧烷摩尔比为：22:3:1。
其反应方式为：
其中，m＝88，n＝75。
(3)向反应釜C中，依次加入二甲苯和karstedt催化剂异丙醇溶液，并在氮气保护下加入步骤(1)中制备的丙烯酸异辛醇酯和步骤(2)中制备的低含氢硅油，调节导热油温度使釜内温度控制在95℃，反应6.5h后停止反应。经过碱洗、水洗至中性，而后过滤真空干燥，得到淡黄色团聚粉末，即为侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料。二甲苯：丙烯酸异辛醇酯质量比为8:1，所述的丙烯酸异辛醇酯和低含氢硅油质量比为13:1，karstedt催化剂中铂含量与丙烯酸异辛醇酯摩尔比0.0025:1。
其反应方程式为：
(4)预处理及清洗：用喷砂装置对聚醚醚酮保持器表面喷砂，形成粗糙面。然后将喷砂处理后的保持器投入超声清洗装置中清洗，以去除外圈表面的异物和油污，得到清洁处理后的保持器。
(5)等离子喷涂：以步骤(3)中制备的侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料粉末为喷涂喂料，按照有机硅润滑材料：乙醇1.5:5的质量比进行分散喷涂，利用等离子喷涂系统均匀喷涂在步骤(4)中喷砂后的保持器表面，得到电绝缘耐高温混合球轴承保持器预制件。所述的侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料粉末粒径为20～80μm，所述的等离子喷涂的喷涂角度控制在60～85°，喷涂厚度在100～200μm之间。
(6)组装轴承：将外圈和内圈套在一起放入氮化硅陶瓷球，根据保持器尺寸调整氮化硅陶瓷球间距，然后装入步骤(5)制备的保持器预制件，得到电绝缘耐高温混合球轴承。
实施例3
一种电绝缘耐高温混合球轴承，包括外圈、内圈、保持器及一组滚动体，所述的外圈内壁上设有外滚道，内圈外壁上设有内滚道，所述的外滚道、内滚道均为圆弧形槽，所述的保持器为聚醚醚酮材质的保持器，所述的滚动体为氮化硅陶瓷球，所述保持器外喷涂有一层固态侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料层，其结构式为：
一种电绝缘耐高温混合球轴承的制备方法，包括以下步骤：
(1)将丙烯酸、异辛醇和对甲苯磺酸催化剂加入在配有回流装置和搅拌装置的反应釜A中，120℃下反应3h后停止反应。经水洗、醇洗得到丙烯酸异辛醇酯。丙烯酸：异辛醇摩尔比为1:1.2；对甲苯磺酸的用量为总质量的1％。
其反应方式为：
(2)在配有回流装置和搅拌装置的反应釜B中，加入八甲基环四硅氧烷(D4)，含氢硅油和六甲基二硅氧烷，加入反应物总质量1％的酸性白土催化剂，70℃温度下反应5h，过滤除去酸性白土催化剂，然后70℃下减压蒸馏除去未反应的单体，最终得到的无色透明油状物，所得产物为低含氢硅油。八甲基环四硅氧烷，含氢硅油和六甲基二硅氧烷摩尔比为：25:3:1。
其反应方式为：
其中，m＝102，n＝75。
(3)向反应釜C中，依次加入二甲苯和karstedt催化剂异丙醇溶液，并在氮气保护下加入步骤(1)中制备的丙烯酸异辛醇酯和步骤(2)中制备的低含氢硅油，调节导热油温度使釜内温度控制在100℃，反应7h后停止反应。经过碱洗、水洗至中性，而后过滤真空干燥，得到淡黄色团聚粉末，即为侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料。二甲苯：丙烯酸异辛醇酯质量比为10:1，所述的丙烯酸异辛醇酯和低含氢硅油质量比为15:1，karstedt催化剂中铂含量与丙烯酸异辛醇酯摩尔比0.003:1。
其反应方程式为：
(4)预处理及清洗：用喷砂装置对聚醚醚酮保持器表面喷砂，形成粗糙面。然后将喷砂处理后的保持器投入超声清洗装置中清洗，以去除外圈表面的异物和油污，得到清洁处理后的保持器。
(5)等离子喷涂：以步骤(3)中制备的侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料粉末为喷涂喂料，按照有机硅润滑材料：乙醇1～2:5的质量比进行分散喷涂，利用等离子喷涂系统均匀喷涂在步骤(4)中喷砂后的保持器表面，得到电绝缘耐高温混合球轴承保持器预制件。所述的侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料粉末粒径为20～80μm，所述的等离子喷涂的喷涂角度控制在60～85°，喷涂厚度在100～200μm之间。
(6)组装轴承：将外圈和内圈套在一起放入氮化硅陶瓷球，根据保持器尺寸调整氮化硅陶瓷球间距，然后装入步骤(5)制备的保持器预制件，得到电绝缘耐高温混合球轴承。
对比例1
使用不锈钢滚动球替换氮化硅陶瓷球，其他同实施例1。
对比例2
使用耐温轴承钢保持器替换聚醚醚酮保持器，其他同实施例1。
对比例3
仅不用侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料，其他同实施例1。
对比例4
使用锂基脂润滑剂，其他同实施例1。
结果对照：
分别对上述实施例1～3和对比例1～4进行测试，测试性能指标如表1。
绝缘性能检测：采用兆欧表对轴承的绝缘电阻进行检测，击穿电压为1000VDC；润滑脂的润滑寿命采用DN51821进行测试和评判；温度交变循环试验采取的是在-30℃和200℃之间进行交变循环。在-30℃和200℃时保温0.5h，升温和降温时间均为1h，每个循环时长3h。循环20次后对轴承进行检测。
表1性能测试指标
检测结果表明：本发明的电绝缘耐高温混合球轴承，绝缘效果好，能够彻底避免电蚀，从而提高轴承的使用寿命。氮化硅陶瓷球的热膨胀系数小，在高温环境下不会因为温度的原因导致轴承球膨胀，聚醚醚酮保持器保证了轴承在高温状态下的正常工作可靠性。两者结合提高了整个轴承的使用温度，保障了轴承的绝缘性。不锈钢滚动球替换氮化硅陶瓷球时，其绝缘性能下降明显，温度交变循环试验后，涂层有轻微脱落。且见对比例1。以耐温轴承钢保持器替换聚醚醚酮保持器，其绝缘性能下降，见对比例2。本发明所用的侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料链段柔软，耐高温性能好，润滑性、耐磨性能优异，不使用时，高温润滑寿命下降明显，见对比例3。使用锂基脂润滑剂替换侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料时，高温润滑寿命明显低于实施例1～3中的数据，见对比例4，但其数值略高于对比例3。
综上，本发明电绝缘耐高温混合球轴承，绝缘性能优异、耐高温、润滑性能好，从而可以明显提高轴承的使用寿命。
Claims (7)
1.一种电绝缘耐高温混合球轴承，包括外圈、内圈、保持器及一组滚动体，其特征在于：所述的外圈内壁上设有外滚道，内圈外壁上设有内滚道，所述的外滚道、内滚道均为圆弧形槽，所述的保持器为聚醚醚酮材质的保持器，所述的滚动体为氮化硅陶瓷球，所述保持器外喷涂有一层固态润滑材料层；
所述的润滑材料层的润滑材料为侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅，其结构式为：
A、润滑材料制备：制备侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料；
B、预处理及清洗：用喷砂装置对聚醚醚酮保持器表面喷砂，形成粗糙面；然后将喷砂处理后的保持器投入清洗装置中清洗，以去除外圈表面的异物和油污，得到清洁处理后的保持器；
C、等离子喷涂：以步骤A中制备的侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料粉末为喷涂喂料，按照有机硅润滑材料：乙醇1～2:5的质量比进行分散喷涂，利用等离子喷涂系统均匀喷涂在步骤B中喷砂后的保持器表面，得到电绝缘耐高温混合球轴承保持器预制件；
D、组装轴承：将外圈和内圈套在一起放入氮化硅陶瓷球，根据保持器尺寸调整氮化硅陶瓷球间距，然后装入步骤C制备的保持器预制件，得到电绝缘耐高温混合球轴承；
其中所述的步骤A包括以下步骤：
1)、将丙烯酸、异辛醇和对甲苯磺酸催化剂加入配有回流装置和搅拌装置的反应釜A中，110～120℃下反应2～3h后停止反应；经水洗、醇洗得到丙烯酸异辛醇酯，其反应方式为：
2)、在配有回流装置和搅拌装置的反应釜B中，加入八甲基环四硅氧烷，含氢硅油和六甲基二硅氧烷，加入反应物总质量0.5～1％的酸性白土催化剂，65～70℃温度下反应4～5h，过滤除去酸性白土催化剂，然后在60～70℃下减压蒸馏除去未反应的单体，最终得到的无色透明油状物，所得产物为低含氢硅油，其反应方式为：
其中，80＜m＜102，50＜n＜75；
3)、向反应釜C中，依次加入二甲苯和karstedt催化剂异丙醇溶液，并在氮气保护下加入步骤1)中制备的丙烯酸异辛醇酯和步骤2)中制备的低含氢硅油，调节导热油温度使釜内温度控制在90～100℃，反应6～7h后停止反应；经过碱洗、水洗至中性，而后过滤真空干燥，得到淡黄色团聚粉末，即为侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料，其反应方程式为：
2.如权利要求1所述的一种电绝缘耐高温混合球轴承的制备方法，其特征在于：步骤B中所述的清洗装置为超声清洗装置。
3.如权利要求1所述的一种电绝缘耐高温混合球轴承的制备方法，其特征在于：步骤C中所述的侧链含丙烯酸异辛醇酯改性有机硅润滑材料粉末粒径为20～80μm，所述的等离子喷涂的喷涂角度控制在60～85°，喷涂厚度在100～200μm之间。
4.如权利要求1所述的一种电绝缘耐高温混合球轴承的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述的丙烯酸：异辛醇摩尔比为1:1～1.2；对甲苯磺酸的用量为总质量的0.2～1％。
5.如权利要求1所述的一种电绝缘耐高温混合球轴承的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述的八甲基环四硅氧烷，含氢硅油和六甲基二硅氧烷摩尔比为：20～25:2～3:1。
6.如权利要求1所述的一种电绝缘耐高温混合球轴承的制备方法，其特征在于：步骤3)中所述的二甲苯：丙烯酸异辛醇酯质量比为7～10:1，所述的丙烯酸异辛醇酯和低含氢硅油质量比为12～15:1。
7.如权利要求1所述的一种电绝缘耐高温混合球轴承的制备方法，其特征在于：步骤3)中所述的karstedt催化剂中铂含量与丙烯酸异辛醇酯摩尔比0.002～0.003:1。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910624411.0A CN110332238B (zh) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | 一种电绝缘耐高温混合球轴承及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910624411.0A CN110332238B (zh) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | 一种电绝缘耐高温混合球轴承及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110332238A CN110332238A (zh) | 2019-10-15 |
| CN110332238B true CN110332238B (zh) | 2021-01-05 |
Family
ID=68146367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910624411.0A Active CN110332238B (zh) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | 一种电绝缘耐高温混合球轴承及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110332238B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112762096A (zh) * | 2019-11-01 | 2021-05-07 | 苏州三星电子有限公司 | 一种轴承以及直流电机 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10612588B2 (en) * | 2009-12-21 | 2020-04-07 | Fm Energie Gmbh & Co. Kg | Eccentric clamping bushing |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4416798Y1 (zh) * | 1967-02-24 | 1969-07-19 | ||
| CN1174059C (zh) * | 2001-08-01 | 2004-11-03 | 机械工业部广州电器科学研究所 | 溶剂型有机硅改性丙烯酸酯涂料的生产方法 |
| CN104004193B (zh) * | 2013-02-27 | 2016-12-28 | 上海飞凯光电材料股份有限公司 | 一种有机硅丙烯酸酯的制备方法 |
| CN204082917U (zh) * | 2014-07-18 | 2015-01-07 | 常州新瑞汽车配件制造有限公司 | 涡轮增压器混合球轴承 |
| CN105130803A (zh) * | 2015-09-10 | 2015-12-09 | 江苏国胶化学科技有限公司 | 利用酸性己内酰胺离子液体催化制备丙烯酸异辛酯的方法 |
| CN106866974B (zh) * | 2015-12-14 | 2020-04-28 | 上海飞凯光电材料股份有限公司 | 一种有机硅单体及其合成方法和应用 |
| CN207537382U (zh) * | 2017-09-03 | 2018-06-26 | 长沙市原鹏化工科技有限公司 | 一种自润滑防腐复合涂层结构 |
-
2019
- 2019-07-11 CN CN201910624411.0A patent/CN110332238B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10612588B2 (en) * | 2009-12-21 | 2020-04-07 | Fm Energie Gmbh & Co. Kg | Eccentric clamping bushing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110332238A (zh) | 2019-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110332238B (zh) | 一种电绝缘耐高温混合球轴承及其制备方法 | |
| JP2010530446A (ja) | グリース組成物 | |
| CN101688144A (zh) | 离子液体用于改善润滑剂组合物性能的用途 | |
| CN102816519A (zh) | 一种无机-有机耐高温涂料及其制备方法 | |
| CN103421362A (zh) | 一种抗氧化涂料及其制备方法 | |
| CN102243191A (zh) | 高温润滑油热老化安定性试验方法 | |
| CN103282536A (zh) | 热喷涂完全无定形氧化物涂层 | |
| CN104252918A (zh) | 一种电缆的生产工艺 | |
| CN101591568B (zh) | 用于烟囱及烟道防腐处理中的表面改性聚四氟乙烯面层材料 | |
| CN104112550A (zh) | 一种铝铜合金漆包线的制作方法 | |
| CN107377961A (zh) | 一种粉末冶金减摩轴承的制备方法 | |
| CN114540099B (zh) | 一种超滑体系及其应用 | |
| TU et al. | Tribological behavior and wear mechanism of resin-matrix contact strip against copper with electrical current | |
| CN102604364A (zh) | 一种滑轮外套用复合材料以及滑轮外套的制备方法 | |
| CN102190461A (zh) | 太阳能热发电耐熔融铝硅合金腐蚀保护涂层及其制备方法 | |
| CN111690453A (zh) | 一种含氟化石墨烯的聚脲基润滑脂及其制备方法 | |
| CN109439290B (zh) | 一种环保有机热载体及其制备方法 | |
| CN111117742A (zh) | 一种抗磨抗氧化润滑油的制备方法 | |
| CN101457332A (zh) | 汽轮机用推力轴瓦铬青铜锻件的热处理工艺 | |
| CN218235858U (zh) | 一种绝缘轴承 | |
| CN105154172B (zh) | 一种纳米硼酸钾极压添加剂及其应用 | |
| Kennedy Jr et al. | Observation of contact conditions in mechanical face seals | |
| RU2383413C1 (ru) | Модифицированный порошок цинка для термодиффузионного цинкования, способ нанесения покрытия и муфта с термодиффузионным цинковым покрытием | |
| CN111019742A (zh) | 一种防水型复合磺酸钙基润滑脂及其制备方法 | |
| CN107868608A (zh) | 一种碳素钢用高温耐氧化涂料的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: No.138, Xingxing Road, Zhoucun District, Zibo City, Shandong Province 255300 Applicant after: Shangao intelligent equipment (Shandong) Co.,Ltd. Address before: No.138, Xingxing Road, Zhoucun District, Zibo City, Shandong Province 255300 Applicant before: ZIBO HENGXING BEARING Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240621 Address after: Room 301, 3rd Floor, Building 2, Qilu Shugu Plaza, No. 777 Huaguang Road, Zhoucun District, Zibo City, Shandong Province, 255300 Patentee after: Cabot (Shandong) Intelligent Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: No.138, Xingxing Road, Zhoucun District, Zibo City, Shandong Province 255300 Patentee before: Shangao intelligent equipment (Shandong) Co.,Ltd. Country or region before: China |