CN113103134A - 一种轴瓦织构内固体润滑剂压固装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种轴瓦织构内固体润滑剂压固装置，其底座的竖直固定板固定连接在水平固定板的一端，轴承座固定在水平固定板的另一端；伸缩机构垂直的固定在竖直固定板上，滑动机构设置在水平固定板上，移动支架的上部与伸缩机构连接，其下部滑动固定在滑动机构上；旋转装置的一端可旋转的固定在移动支架内，其另一端的外壁面上固定有抛光绒布；气胀轴的一端嵌套在旋转装置内，气胀轴的另一端固定有胀环。有益效果为：通过键条对胀环挤压对轴瓦的内表面加压，以使在轴瓦织构的表面填充固体润滑剂，实现在轴瓦织构表面均匀填充固体润滑剂；通过对装置横向运动的控制，完整实现了对轴瓦织构表面的固体润滑剂进行胀压、保压和抛光，提高填充固化效率和均匀度。

Description

一种轴瓦织构内固体润滑剂压固装置及方法

技术领域

本发明涉及一种轴瓦织构内固体润滑剂压固装置及方法，属于织构表面润滑剂填充领域。

背景技术

轴瓦是滑动轴承和轴颈接触的部分，形状为瓦状的半圆柱面，主要由铜合金、高锡铝合金、巴士合金、粉末冶金以及铸铁等减摩耐磨合金材料制成。其广泛应用于汽轮机、内燃机等中高速重载旋转机械，其主要作用是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，保证其回转精度。随着工业的不断发展，对轴瓦的可靠性以及耐磨性要求也越来越高。一些高速、高温、重载等苛刻工况下工作的轴瓦，往往因其磨损严重而导致整个设备的失效。传统的润滑油、润滑脂润滑方式，往往无法得到令人较为满意的润滑效果。激光表面织构技术的发展为轴瓦的表面形貌处理提供了新的手段。固体润滑技术作为当下比较热门的润滑手段，使用固体润滑材料作为润滑剂，能够在低温、高温、高辐射、高真空和高载荷等传统油脂润滑失效的极限环境下维持稳定的润滑状态，拓宽了润滑技术的应用领域。因此，相关轴瓦织构表面的固体润滑的剂填充问题的研究具有深远的社会意义和经济效益。

专利申请号为201710497706.7公的发明专利开了一种微织构凹坑填充固体润滑材料的填充装置和方法，在加工填充之前需要设计并加工出两套具有与织构截面形状相配的填充模具头的模具，装置没有针对性，加工的过程和整体设备装置较为复杂，产业化推广较为困难。

专利申请号为201811230941.9的发明专利公开了一种镶嵌固体润滑剂的微织构表面涂层自润滑横剪刀，通过在固体润滑剂上覆盖润滑涂层，使刀具本体与金属板材之间的接触面进行更好润滑，但是无法实现压固，抛光等过程，填充不均匀且效果不佳，影响了润滑效果。

目前，在轴瓦的这种圆弧型表面织构内固体润滑剂的填充一般通过人工操作，人工方法不仅对操作的技术要求较高，并且填充效率低，劳动强度大，同时还无法取得理想的填充效果。这为轴瓦内表面的润滑工作带来了极大的不便。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的装置结构复杂，对轴瓦加工缺乏针对性，填充效果不佳等技术问题，提供了一种轴瓦织构内固体润滑剂压固装置及方法，能够连续完成填充和抛光实现在轴瓦织构表面均匀填充固体润滑剂。

该压固装置具体包括底座和轴承座，所述底座包括水平固定板和竖直固定板，竖直固定板固定连接在水平固定板的一端，轴承座固定在水平固定板的另一端；还包括伸缩机构、滑动机构、移动支架、旋转装置、抛光绒布、胀环、气胀轴和充气装置，所述伸缩机构垂直的固定在竖直固定板上，滑动机构设置在水平固定板上，所述移动支架的上部与伸缩机构连接，其下部滑动固定在滑动机构上；所述旋转装置的一端可旋转的固定在移动支架内，其另一端的外壁面上固定有抛光绒布；所述气胀轴的一端嵌套在旋转装置内，所述气胀轴的另一端固定有胀环，充气装置为气胀轴充气。

优选的，所述伸缩机构包括伸缩气缸，所述伸缩气缸的后部设置有固定式后缸盖，所述固定式后缸盖固定在竖直固定板上，所述伸缩气缸的前部固定有前缸盖，伸缩气缸的活塞杆穿过前缸盖与移动支架上部连接；所述前缸盖与固定式后缸盖之间设置有固定拉杆，用于加固伸缩气缸结构。

优选的，所述旋转装置包括轮毂电机和空心轴，轮毂电机设置在移动支架内，其定子的一端固定在移动支架侧壁上，定子的另一端与气胀轴连接；轮毂电机的动子与空心轴连接并带动其旋转，空心轴与支架之间设置有支架轴承，气胀轴与空心轴之间通过卡环与轴承进行连接与支撑。

优选的，所述空心轴的左端外侧壁上固定有橡皮带，橡皮带的外侧设置有抛光绒布。

优选的，所述气胀轴的左端设置有键条，键条外侧固定有胀环；所述胀环分为上下两部分，两部分结构相同且对称设置，上下两部分之间通过弹簧连接。

优选的，所述移动支架包括前端支架和支架后盖，所述前端支架与底板固定连接，支架后盖与前端支架通过螺栓连接，前端支架上部设置有连接孔，所述伸缩机构与连接孔固定连接，所述底板与滑动机构连接。

优选的，所述滑动结构为平行设置的两条直线导轨，直线导轨上滑动连接有法兰型滑块，所述法兰型滑块与移动支架的底部固定连接。

优选的，所述伸缩气缸上方的两根固定拉杆上分别安装有第一磁控接近开关和第二磁控接近开关，两个所述磁控开关用于控制伸缩气缸的启停

优选的，所述轴承座上还设置有注油孔，用于向轴瓦添加抛光液。

如前所述的一种轴瓦织构内固体润滑剂压的填充方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1:在轴瓦的内表面采用激光微织构加工设备制备出微凹坑织构，并通过研磨抛光去除表面凹坑周围的熔渣，再放入超声波清洗机内清洗15-20min，将轴瓦取出吹干后安装在轴承座上；

S2: 质量比为10-15％的聚酰亚胺、70-80％的纳米硫化钼、5-10％的碳纳米管添加剂和2-5％粘接剂混合配置成润滑剂粉末，烘干后较为均匀地涂敷在轴瓦织构的内表面上；

S3:启动伸缩机构，伸缩机构带动移动支架、旋转装置、抛光绒布、胀环和气胀轴组成的横向运动机构向左移动，控制电路中的PLC控制元件接收到第一磁控接近开关的信号后，横向运动机构在到达胀环能在胀开状态下与轴瓦充分接触的位置后停止横向运动，充气装置对气胀轴充气，键条因充气打开挤压胀环使其向外对轴瓦织构表面的固体润滑剂进行胀压；

S4:等待20-30s，进行保压，以提高固体润滑剂在织构中的填充度；

S5:对气胀轴放气来关闭气胀轴的键条，横向运动机构继续向左移动，控制电路中的PLC控制元件接收到第二磁控接近开关的信号后，横向运动机构停止横向运动；

S6:启动轮毂电机，同时向轴承座的注油孔里注入抛光液，进行抛光，将轴瓦内表面多余的固体润滑剂除去。

本发明的有益效果：

1）本发明通过气胀轴的键条对胀环挤压对轴瓦的内表面加压，以使在轴瓦织构的表面填充固体润滑剂，实现了可以在轴瓦织构表面均匀填充固体润滑剂；

2）本发明的轴瓦织构内固体润滑剂压固方法通过对装置横向运动的控制，完整实现了对轴瓦织构表面的固体润滑剂进行胀压、保压和抛光，整个过程仅用1分30秒左右，提高了填充固化效率和均匀度，降低了劳动强度，可实现大批量填充。

3)本发明能够自动化填充，填充固化效果较佳，填充率可达99.9％，且工艺简便、填充质量稳定，能有效改善润滑，减轻轴瓦与轴承之间的摩擦磨损。

附图说明：

图1为本发明所述一种轴瓦织构内固体润滑剂压固装置的结构示意图；

图2为本发明内部构件的结构示意图；

图3为本发明的剖视图。

其中：1-底座，2-伸缩气缸，2-1-活塞杆，2-2-进出气孔，2-3-前缸盖，2-4-固定拉杆，2-5-固定式后缸盖，3-移动支架，3-1-连接孔，3-2-支架后盖，4-轮毂电机，4-1-小螺纹杆，4-2-螺纹杆，5-气胀轴，5-1-充气孔，5-2-键条，5-3-气胀轴螺纹孔，6-轴承，7-空心轴，8-橡皮带，9-抛光绒布，10-轴承座，11-注油孔，12-法兰型滑块，13-直线导轨，14-胀环，15-弹簧，16-第一磁控接近开关，17-第二磁控接近开关，18-支架轴承，19-卡环。

具体实施方式：

下面结合附图具体描述根据本发明实例的一种轴瓦织构内固体润滑剂压固装置。

如图1至3所示，该装置包括“L”型结构的底座1，所述的底座1的左端设置了轴承座10，所述的底座1的右侧支柱的上端通过螺母和螺钉安装了标准伸缩气缸2，所述伸缩气缸2左端的活塞杆2-1通过六角螺母与三角形管状结构的移动支架3上部的连接孔3-1相连接，伸缩气缸2带动移动支架3在直线导轨13上做横向往复滑动；伸缩气缸2的后端设置有固定式后缸盖2-5，其前端设置有前缸盖2-3，固定式后缸盖2-5与前缸盖2-3之间固定有四组固定拉杆2-4，气缸的缸体设置在四组相互平行的固定拉杆2-4之间；所述伸缩气缸2上方的两根固定拉杆2-4上分别安装有第一磁控接近开关16和第二磁控接近开关17；所述两个磁控接近开关在伸缩气缸的活塞杆末端的磁环靠近时，开关内部的簧片被磁化，吸合接触点闭合，远离时，触点断开，以此传递信号给作为电路负载的PLC控制元件，来控制气缸的动作。

所述移动支架3包括前端支架和支架后盖3-2，所述前端支架与底板固定连接，支架后盖3-2与前端之间通过螺栓连接，所述底板与滑动机构连接。所述滑动结构为两条平行设置的直线导轨，直线导轨上滑动连接有法兰型滑块12，所述法兰型滑块12与移动支架3的底板固定连接；支架后盖3-2的右端侧壁中心位置设置有螺纹孔，设置在轮毂电机4右端的螺纹杆4-2与螺纹孔固定连接。

所述轮毂电机4的定子右端固定连接有螺纹杆4-2，定子左端与气胀轴5右端的气胀轴螺纹孔5-3连接，轮毂电机4的转子左侧的小螺纹杆4-1与空心轴7右侧通过螺栓连接；气胀轴5嵌套在空心轴7内，二者通过卡环19使用轴承6进行连接与支撑；空心轴7与移动支架3之间通过两个支架轴承18进行连接与支撑。

如图2及图3所示，所述气胀轴5为键条式气胀轴，其左端外表面上设置有键条5-2；胀环14由上、下两个部分组成，通过两侧圆柱形螺旋弹簧15安装在气胀轴的键条5-2处；所述空心轴7的左端设置了抛光绒布9，所述的抛光绒布9通过橡皮带8安装在空心轴7上。

如图1所示，所述的轴承座10为上盖和底座可分离的剖分式轴承座，所述的剖分式轴承座的顶部设置了注油孔11，用于抛光液的注入。

将本发明装置应用于轴瓦织构的表面填充固体润滑剂，具体填充方法为：

S1:在轴瓦的内表面采用激光微织构加工设备制备出微凹坑织构，并通过研磨抛光来去除表面凹坑周围熔渣，再放入超声波清洗机内清洗15-20min。取出吹干后将其安装在轴承座上；

S2:质量比为10-15％的聚酰亚胺、70-80％的纳米硫化钼、5-10％的碳纳米管添加剂和2-5％粘接剂混合配置成润滑剂粉末，烘干后较为均匀地涂敷在轴瓦织构的内表面上；

S3:启动伸缩气缸2，气缸2伸长带动气胀轴向左移动，当胀环14运动到轴承座10内部时，控制电路中的PLC控制元件接收到第一磁控接近开关16的信号，气缸2停止伸长，通过对气胀轴充气孔5-1充气，打开气胀轴5的键条5-2，使胀环14向外对轴瓦织构表面的固体润滑剂进行胀压；

S4:等待20-30s，进行保压过程，以提高固体润滑剂在织构中的填充度；

S5:放气以关闭气胀轴的键条5-2，之后伸缩气缸2伸长带动空心轴7向左移动，控制电路接收到第二磁控接近开关17的信号后伸缩气缸2停止工作，此时抛光绒布9到达轴承座10内部；

S6:启动轮毂电机4，同时向轴承座的注油孔11里注入抛光液，进行抛光，将轴瓦内表面多余的固体润滑剂除去；

S7:抛光完成后伸缩气缸回复原位，更换轴瓦后加工下一个轴瓦。

应当理解的是，对本领域技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种轴瓦织构内固体润滑剂压固装置，包括底座和轴承座，所述底座包括水平固定板和竖直固定板，竖直固定板固定连接在水平固定板的一端，轴承座固定在水平固定板的另一端；其特征在于，还包括伸缩机构、滑动机构、移动支架、旋转装置、抛光绒布、胀环、气胀轴和充气装置，所述伸缩机构垂直的固定在竖直固定板上，滑动机构设置在水平固定板上，所述移动支架的上部与伸缩机构连接，其下部滑动固定在滑动机构上；所述旋转装置的一端可旋转的固定在移动支架内，其另一端的外壁面上固定有抛光绒布；所述气胀轴的一端嵌套在旋转装置内，所述气胀轴的另一端固定有胀环，充气装置为气胀轴充气。

2.根据权利要求1所述的一种轴瓦织构内固体润滑剂压固装置，其特征在于，所述伸缩机构包括伸缩气缸，所述伸缩气缸的后部设置有固定式后缸盖，所述固定式后缸盖固定在竖直固定板上，所述伸缩气缸的前部固定有前缸盖，伸缩气缸的活塞杆穿过前缸盖与移动支架上部连接；所述前缸盖与固定式后缸盖之间设置有固定拉杆，用于加固伸缩气缸结构。

3.根据权利要求1所述的一种轴瓦织构内固体润滑剂压固装置，其特征在于，所述旋转装置包括轮毂电机和空心轴，轮毂电机设置在移动支架内，其定子的一端固定在移动支架侧壁上，定子的另一端与气胀轴连接；轮毂电机的动子与空心轴连接并带动其旋转，空心轴与支架之间设置有支架轴承，气胀轴与空心轴之间通过卡环与轴承进行连接与支撑。

4.根据权利要求3所述的一种轴瓦织构内固体润滑剂压固装置，其特征在于，所述空心轴的左端外侧壁上固定有橡皮带，橡皮带的外侧设置有抛光绒布。

5.根据权利要求1所述的一种轴瓦织构内固体润滑剂压固装置，其特征在于，所述气胀轴的左端设置有键条，键条外侧固定有胀环；所述胀环分为上下两部分，两部分结构相同且对称设置，上下两部分之间通过弹簧连接。

6.根据权利要求1所述的一种轴瓦织构内固体润滑剂压固装置，其特征在于，所述移动支架包括前端支架和支架后盖，所述前端支架与底板固定连接，支架后盖与前端支架通过螺栓连接，前端支架上部设置有连接孔，所述伸缩机构与连接孔固定连接，所述底板与滑动机构连接。

7.根据权利要求1所述的一种轴瓦织构内固体润滑剂压固装置，其特征在于，所述滑动结构为平行设置的两条直线导轨，直线导轨上滑动连接有法兰型滑块，所述法兰型滑块与移动支架的底部固定连接。

8.根据权利要求2所述的一种轴瓦织构内固体润滑剂压固装置，其特征在于，所述伸缩气缸上方的两根固定拉杆上分别安装有第一磁控接近开关和第二磁控接近开关，两个所述磁控开关用于控制伸缩气缸的启停。

9.根据权利要求1所述的一种轴瓦织构内固体润滑剂压固装置，其特征在于，所述轴承座上还设置有注油孔，用于向轴瓦添加抛光液。

10.根据权利要求1所述的一种轴瓦织构内固体润滑剂压的填充方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1:在轴瓦的内表面采用激光微织构加工设备制备出微凹坑织构，并通过研磨抛光去除表面凹坑周围的熔渣，再放入超声波清洗机内清洗15-20min，将轴瓦取出吹干后安装在轴承座上；

S2: 质量比为10-15％的聚酰亚胺、70-80％的纳米硫化钼、5-10％的碳纳米管添加剂和2-5％粘接剂混合配置成润滑剂粉末，烘干后较为均匀地涂敷在轴瓦织构的内表面上；

S3:启动伸缩机构，伸缩机构带动移动支架、旋转装置、抛光绒布、胀环和气胀轴组成的横向运动机构向左移动，控制电路中的PLC控制元件接收到第一磁控接近开关的信号后，横向运动机构在到达胀环能在胀开状态下与轴瓦充分接触的位置后停止横向运动，充气装置对气胀轴充气，键条因充气打开挤压胀环使其向外对轴瓦织构表面的固体润滑剂进行胀压；

S4:等待20-30s，进行保压，以提高固体润滑剂在织构中的填充度；

S5:对气胀轴放气来关闭气胀轴的键条，横向运动机构继续向左移动，控制电路中的PLC控制元件接收到第二磁控接近开关的信号后，横向运动机构停止横向运动；

S6:启动轮毂电机，同时向轴承座的注油孔里注入抛光液，进行抛光，将轴瓦内表面多余的固体润滑剂除去。

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