CN113083645B - 一种轴承保持器的浸塑冷却工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轴承保持器的浸塑冷却工艺，其包括：塑层成型、塑层稳固、快速定型和静置四个步骤。本发明对浸塑保持器的冷却过程进行创新，使保持器的冷却过程分解为不同阶段，每个阶段的冷却时间和温度节点进行科学精确控制，能够有效增加塑层和骨架之间的结合性，提高塑层的可靠性，并且相应的提高了整个冷却过程的效率，有助于保持器的生产和运输之间进行衔接，节约生产空间。

Description

一种轴承保持器的浸塑冷却工艺

技术领域

本发明涉及轴承保持器领域，具体涉及一种轴承保持器的浸塑冷却工艺。

背景技术

目前市场上风电产品表面处理主要有氮化、磷化、喷砂产品，氮化和磷化因环保问题一直被人们所诟病，并且这两种工艺存在很大的缺点，如果保持器采用磷化、喷砂处理，因材料硬度较低，保持器是最容易受到伤害、磨损的零件；如果保持器做硬化处理(氮化)，轴承套圈是最容易受到伤害、磨损的零件，并且随着保持器硬度的提高使得本身变脆，降低了产品韧性。而塑化产品因工艺优点决定了环保因数，并且具有耐磨和防锈的特点，兼顾了氮化和磷化的优点，使得塑化工艺具有很高的发展前景。

现有技术的风电轴承平常在运行过程中，轴承保持器的耐磨性是主要的考量指标，现有的塑化工艺制作的轴承保持器是在保持器的骨架表面附着塑层，在保持器保证强度的前提下有效提高耐磨性，而塑化工艺中常用的一种方式是浸塑，也就是将骨架进入塑层的粉料中，使粉料在骨架表面形成均匀致密的塑层，这种方式需要先对骨架进行加热，利用骨架自身的温度熔化粘附粉料，当塑粉粘附于骨架表面后，如何冷却成型成为本领域的主要技术问题，自然冷却方式太慢，影响生产效率，而且不能迅速定型也容易使保持器在移动过程中损伤塑层，目前对浸塑后保持器的冷却工艺研究还存在较多的技术空白，国内外的生产方更多的通过经验来操作，并没有从保持器的产品性能深入研究，找到科学可控的冷却工艺。

发明内容

本发明提供一种轴承保持器的浸塑冷却工艺,其可以在保证保持器强度的前提下有效提高保持器的耐磨性，并且可以在保证塑层质量的情况下提高保持器浸塑后塑层的冷却效率，提高了生产效率，从而解决了上述技术问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种轴承保持器的浸塑冷却工艺，包括以下步骤：

(1)塑层成型：保持器的骨架在浸塑时加热至第一温度，浸塑需要用到的塑粉熔点具有第二温度，第一温度大于第二温度，通过控制第一温度和第二温度的差值来调整成型于骨架表面的塑层的初始厚度；

塑层成型过程采用方法的是首先将保持器的骨架加热到第一温度后将其放到塑粉之中，依靠骨架自身的热量熔化塑粉，溶化后的塑粉黏连到骨架的表面形成原始的塑层，而且通过控制第一温度和第二温度的差值就可以调整成型于骨架表面的塑层的初始厚度，在一定范围之内差值越大塑层越厚，差值越小塑层越薄。上述方式简单便捷，有利于简化生产过程，并且调节塑层厚度的方式亦简单有效，能够有效地提高生产效率。

(2)塑层稳固：将步骤(1)中具有塑层的保持器进行初步冷却，骨架的热量＞塑层的热量＞外部环境热量，使保持器形成由内向外的热量传递，塑层的热胀冷缩系数＞骨架的热胀冷缩系数，使塑层的收缩量＞骨架的收缩量，初步冷却阶段通过冷却时间和塑层温度两个要素进行控制，使塑层在第一时间段内由第二温度降低至第三温度进行初步收缩，以稳固塑层结构；

塑层稳固阶段是将步骤(1)中具有塑层后的保持器进行初步冷却，此时骨架的热量＞塑层的热量＞外部环境热量，可以形成由内向外的热量传递过程，并且塑层的热胀冷缩系数＞骨架的热胀冷缩系数，而在此过程中要保持塑层的收缩量＞骨架的收缩量，这主要通过对冷却时间和塑层温度两个要素进行控制来实现，若塑层温度较低且冷却时间较短则位于保持器表面的塑层会快速收缩，而内部的保持器则较慢收缩，从而造成塑层无法全面均匀地覆盖保持器的表面，造成塑层质量低下，导致塑层使用寿命降低；若塑层温度较高，冷却时间较长，那位于保持器表面的塑层则前期会因温度较高处于流动性较高的状态，亦无法很好地覆盖于保持器的表面，容易造成塑层质地不均匀，质量较差，最后冷却结束时会造成塑层过厚，影响保持器的工作，因而通过合理调控冷却时间和塑层温度两个因素可以有效提高塑层质量，达到更好的塑封效果，也有益于接下来的定型步骤的进行。

(3)快速定型：对步骤(2)中的保持器进行快速冷却，使塑层在第二时间段内由第三温度降低至第四温度进行快速冷却，经实验室测试，塑层在第四温度时，骨架和塑层停止收缩，完成定型；当骨架和塑层的温度降低至第四温度时，其对应的收缩量将为0，停止收缩。

在步骤(2)中，塑层已经完成了初步冷却，塑层已经初步覆盖于保持器的表面，为塑层进一步的冷却打下了良好的基础，并且其温度下降至了第三温度，在快速定型阶段便能够较为快速地对塑层进行冷却定型，使其温度降至第四温度；因为保持器体型较大，在对其进行塑封时所占用的空间也较大，因而快速定型有助于减少其塑封所用时间，有助于提高整个塑封过程的工作效率，从而提高生产效率；并且，若保持器因冷却需要很长时间停留于场地，其极易因某些不确定因素受到损伤，从而对其质量造成不利影响，快速定型在保证塑层质量的前提下可以提高生产效率。

(4)静置：将步骤(3)的保持器进行静置至室温，可以进一步巩固塑层定型效果。

在优选的实现方式中，塑粉熔点对应的第二温度范围设为180～185℃，骨架在浸塑时需要加热至的第一温度范围为315～345℃。

上述第一温度与第二温度范围的设定有助于保证保持器被浸入塑粉后能够有效地利用其自身热量去熔化塑粉，使熔化后的塑粉充分附着于保持器的表面，有助于后续塑层的形成。

进一步地，步骤(2)中的第三温度控制在160～170℃，第一时间段控制在30～60秒。

上述第三温度与第一时间段范围的设定有助于在保持器与塑层同步收缩的过程中塑层可以全面并且均匀地收缩、覆盖于保持器的表面，有助于提高塑层成型质量，使其质地均匀，能够为下一步的快速定型打好基础，对保持器的保护效果好，使用寿命长。

进一步地，第四温度≤110℃，第二时间段控制在15～35秒。

上述对于第四温度与第二时间段范围的设定有助于在保证塑层质量的前提下，提高塑层的定型效率，从而能加快整个塑封的进程，使得保持器的塑封过程更加快速，适应需求。

在优选的实现方式中，塑层的温度通过红外测温仪进行实时检测。

上述红外测温仪灵敏有效，能够实时检测塑层温度，提供的温度数据准确有效，有利于提高生产效率。

骨架和塑层的收缩量与时间形成有第一关系曲线，温度变化与时间形成有第二关系曲线，将第一关系曲线和第二关系曲线关联能够得到：塑层和骨架在第一时间段内的收缩量的差值＞两者在第二时间段内的收缩量的差值。

因此可以得出，在第一时间段，塑层与骨架的收缩量差值较大，因而需要合理控制冷却时间和塑层温度两个因素来实现塑层良好的初步收缩，在第二时间段塑层与骨架的收缩量差值较小，因而可以更为快速地对二者进行冷却来提高生产效率。

在优选的实现方式中，冷却过程采用风冷，在塑层表面形成气流，以带走塑层向外传输的热量。

风冷覆盖范围广，冷却方式灵活、效果好，冷却速度快。

在优选的实现方式中，在第一时间段内形成的气流采用自然风，通过调整风速实现塑层温度降低至第三温度。

仅通过调控风速即可实现对于冷却速度的调控，此方式简便有效，有益于提高生产效率。

在优选的实现方式中，在第二时间段内形成的气流采用冷风，冷风由制冷设备喷出。

冷风温度较低，其与塑层之间具有更大的温度差，这样能够有效使得塑层快速散热，能够达到快速冷却的效果，有助于提高生产效率。

在优选的实现方式中，第二时间段内的冷风温度随时间增加递减。

刚开始的冷风不宜温度过低，若温度过低则易导致塑层急剧收缩，不利于其在保持器的表面定型，会造成其质地不均，致密性差，易导致塑层寿命减少，保护效果差，因而可以通过冷风温度随时间增加递减的方式，循序渐进地降低冷风温度，既有益于保证塑层质量，也能够提高冷却效率，从而提高生产效率。

本发明采用上述结构的有益效果是：对浸塑保持器的冷却过程进行创新，使保持器的冷却过程分解为不同阶段，每个阶段的冷却时间和温度节点进行科学精确控制，能够有效增加塑层和骨架之间的结合性，提高塑层的可靠性，并且相应的提高了整个冷却过程的效率，有助于保持器的生产和运输之间进行衔接，节约生产空间。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的工艺流程示意图。

图2为本发明中的第一关系曲线与第二关系曲线的示意图。

图中：1、塑层成型；2、塑层稳固；3、快速定型；4、静置。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面再结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

一种轴承保持器的浸塑冷却工艺，包括以下步骤：

(1)塑层成型1：保持器的骨架在浸塑时加热至第一温度，浸塑需要用到的塑粉熔点具有第二温度，第一温度大于第二温度，通过控制第一温度和第二温度的差值来调整成型于骨架表面的塑层的初始厚度；

塑层成型1时，骨架在被浸塑之前首先会被加热到的第一温度，第一温度大于塑粉的熔点即第二温度，具有第一温度的保持器骨架被置于塑粉中会使其周围的塑粉达到熔点并开始熔化，在塑粉熔化的过程中便会逐渐附着到保持器骨架的表面形成塑层；而且通过控制第一温度和第二温度的差值就可以调整成型于骨架表面的塑层的初始厚度，第一温度与第二温度差值越大，骨架放热过程越长，骨架周围的塑粉熔化地越多，从而附着于骨架的塑层越厚，反之则塑层越薄。上述方式简单便捷，有利于简化生产过程，并且调节塑层厚度的方式亦简单有效，能够有效地提高生产效率。

(2)塑层稳固2：将步骤(1)中具有塑层的保持器进行初步冷却，骨架的热量＞塑层的热量＞外部环境热量，使保持器形成由内向外的热量传递，塑层的热胀冷缩系数＞骨架的热胀冷缩系数，使塑层的收缩量＞骨架的收缩量，初步冷却阶段通过冷却时间和塑层温度两个要素进行控制，使塑层在第一时间段内由第二温度降低至第三温度进行初步收缩，以稳固塑层结构；

塑层稳固2阶段是将步骤(1)中具有塑层后的保持器进行初步冷却，此时骨架的热量＞塑层的热量＞外部环境热量，可以形成由内向外的热量传递过程，并且塑层的热胀冷缩系数＞骨架的热胀冷缩系数，而在此过程中要保持塑层的收缩量＞骨架的收缩量，这主要通过对冷却时间和塑层温度两个要素进行控制来实现，若塑层温度较低且冷却时间较短，则位于保持器表面的塑层会快速收缩，而其内部的保持器骨架则较慢收缩，从而造成塑层无法全面均匀地覆盖于保持器骨架的表面，造成塑层质量低下，导致塑层使用寿命降低；若塑层温度较高，冷却时间较长，那位于保持器表面的塑层则前期会因温度较高处于流动性较高的状态，亦无法很好地覆盖于保持器的表面，容易造成塑层质地不均匀，质量较差，最后冷却结束时会造成塑层过厚，影响保持器的工作的不利后果。因而通过合理调控冷却时间和塑层温度两个因素可以有效提高塑层质量，达到更好的塑封效果，也有益于接下来的定型步骤的进行。

(3)快速定型3：对步骤(2)中的保持器进行快速冷却，使塑层在第二时间段内由第三温度降低至第四温度进行快速冷却，经实验室测试，塑层在第四温度时，骨架和塑层停止收缩，完成定型；

在步骤(2)中，塑层已经完成了初步冷却，塑层已经初步覆盖于保持器的表面，为塑层进一步的冷却打下了良好的基础，并且其温度下降至了第三温度，在快速定型阶段便能够较为快速地对塑层进行冷却定型，使其温度降至第四温度；因为保持器体型较大，在对其进行塑封时所占用的空间也较大，因而快速定型有助于减少塑封所用时间，有助于提高整个塑封过程的工作效率，从而提高生产效率；并且，若保持器因冷却需要很长时间停留于场地，极易因某些不确定因素受到损伤，从而对其质量造成不利影响，对塑层的快速定型能够在保证塑层质量的前提下提高生产效率。

(4)静置4：将步骤(3)的保持器进行静置4至室温可以进一步巩固对塑层的定型效果。

在优选的实现方式中，塑粉熔点对应的第二温度范围设为180～185℃，骨架在浸塑时需要加热至的第一温度范围为315～345℃。

上述第一温度与第二温度范围的设定有助于保证保持器被浸入塑粉后能够有效地利用其自身热量去熔化塑粉，使熔化后的塑粉充分附着于保持器的表面，有助于后续塑层的形成。

进一步地，步骤(2)中的第三温度控制在160～170℃，第一时间段控制在30～60秒。

上述第三温度与第一时间段范围的设定有助于在保持器与塑层同步收缩的过程中塑层可以全面并且均匀地收缩、覆盖于保持器的表面，有助于提高塑层成型的质量，使其质地均匀，能够为下一步的塑层稳固2步骤打好基础；并且这样的设置对保持器的保护效果好，能够延长塑层的使用寿命。

进一步地，第四温度≤110℃，第二时间段控制在15～35秒。

上述对于第四温度与第二时间段范围的设定有助于在保证塑层质量的前提下，提高塑层的定型效率，从而能加快整个塑封过程的进程，使得保持器的塑封过程更加快速，适应需求。

在优选的实现方式中，塑层的温度通过红外测温仪进行实时检测。

上述红外测温仪灵敏有效，能够实时检测塑层温度，提供的温度数据准确有效，有利于提高生产效率。

如图2所示，骨架和塑层的收缩量与时间形成有第一关系曲线，其中s1为塑层的收缩量与时间的关系曲线，s2为骨架的收缩量与时间的关系曲线；温度变化与时间形成有第二关系曲线，将第一关系曲线和第二关系曲线关联能够得到：塑层和骨架在第一时间段内的收缩量的差值＞塑层和骨架在第二时间段内的收缩量的差值，从附图2中的阴影部分面积进行对比能够直观看出在第一时间段内的收缩量差值是要远大于第二时间段内的收缩量的差值，为了能够在附图中明确表示出收缩量差值的变化，因此采用阴影面积对照的方式。

因此可以得出，在第一时间段，塑层与骨架的收缩量差值较大，因而需要合理控制冷却时间和塑层温度两个因素来实现塑层良好的初步收缩；在第二时间段，塑层与骨架的收缩量差值较小，因而可以更为快速地对二者进行冷却来提高生产效率。

在优选的实现方式中，冷却过程采用风冷，在塑层表面形成气流，以带走塑层向外传输的热量。

冷却过程采用风冷，这样能够通过控制风速、送风量等因素来改变对保持器以及塑层的冷却速度，调控方式简便有效，有益于提高生产效率。

在优选的实现方式中，在第一时间段内形成的气流采用自然风，通过调整风速实现塑层温度降低至第三温度。

仅通过调控风速即可实现对于冷却速度的调控，此方式简便有效，有益于提高生产效率。

在优选的实现方式中，在第二时间段内形成的气流采用冷风，冷风由制冷设备喷出。

冷风温度较低，其与塑层之间具有更大的温度差，这样能够有效使得塑层快速散热，能够达到快速冷却的效果，有助于提高生产效率。

在优选的实现方式中，第二时间段内的冷风温度随时间增加递减。

刚开始的冷风不宜温度过低，若温度过低则易导致塑层急剧收缩，不利于其在保持器的表面定型，会造成其质地不均，致密性差，易导致其寿命减少，保护效果差，因而可以通过冷风温度随时间增加递减的方式，循序渐进地降低冷风温度，既有益于保证塑层质量，也能够提高冷却效率，从而提高生产效率。

本发明所保护的技术方案，并不局限于上述实施例，应当指出，任意一个实施例的技术方案与其他一个或多个实施例中技术方案的结合，在本发明的保护范围内。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种轴承保持器的浸塑冷却工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)塑层成型：所述保持器的骨架在浸塑时加热至第一温度，浸塑需要用到的塑粉熔点具有第二温度，所述第一温度大于所述第二温度，通过控制第一温度和第二温度的差值来调整成型于所述骨架表面的所述塑层的初始厚度；所述塑粉熔点对应的第二温度范围设为180～185℃，所述骨架在浸塑时需要加热至的第一温度范围为315～345℃；

(2)塑层稳固：将步骤(1)中具有塑层的所述保持器进行初步冷却，所述骨架的热量＞所述塑层的热量＞外部环境热量，使所述保持器形成由内向外的热量传递，所述塑层的热胀冷缩系数＞所述骨架的热胀冷缩系数，使所述塑层的收缩量＞所述骨架的收缩量，初步冷却阶段通过冷却时间和塑层温度两个要素进行控制，使所述塑层在第一时间段内由第二温度降低至第三温度进行初步收缩，以稳固塑层结构；所述第三温度控制在160～170℃，所述第一时间段控制在30～60秒；

(3)快速定型：对步骤(2)中的所述保持器进行快速冷却，使所述塑层在第二时间段内由第三温度降低至第四温度进行快速冷却，所述塑层在第四温度时，所述骨架和所述塑层停止收缩，完成定型；所述第四温度≤110℃，所述第二时间段控制在15～35秒；

(4)静置：将步骤(3)的所述保持器进行静置，至室温。

2.根据权利要求1所述的一种轴承保持器的浸塑冷却工艺，其特征在于，所述塑层的温度通过红外测温仪进行实时检测。

3.根据权利要求1所述的一种轴承保持器的浸塑冷却工艺，其特征在于，所述骨架和所述塑层的收缩量与时间形成有第一关系曲线，所述温度变化与时间形成有第二关系曲线，将第一关系曲线和第二关系曲线关联能够得到：所述塑层和所述骨架在第一时间段内的收缩量的差值＞两者在第二时间段内的收缩量的差值。

4.根据权利要求1所述的一种轴承保持器的浸塑冷却工艺，其特征在于，所述冷却过程采用风冷，在所述塑层表面形成气流，以带走塑层向外传输的热量。

5.根据权利要求4所述的一种轴承保持器的浸塑冷却工艺，其特征在于，在所述第一时间段内形成的气流采用自然风，通过调整风速实现所述塑层温度降低至第三温度。

6.根据权利要求4所述的一种轴承保持器的浸塑冷却工艺，其特征在于，在所述第二时间段内形成的气流采用冷风，所述冷风由制冷设备喷出。

7.根据权利要求6所述的一种轴承保持器的浸塑冷却工艺，其特征在于，所述第二时间段内的冷风温度随时间增加递减。

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