CN114233753B - 一种塑料滑动轴承的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塑料滑动轴承的制造方法，属于滑动轴承装配技术领域，解决有现有塑料滑动轴承安装方式对塑料轴承损伤大的技术问题。一种塑料滑动轴承的制造方法，包括以下步骤：提供金属轴承座，确认金属轴承座的轴承孔符合装配标准；则获取轴承孔的内径值和长度值；获取塑料轴承装配前的内径值；加工塑料轴承；装配金属轴承座与塑料轴承，冷冻塑料轴承至其外径的缩小量大于目标膨胀量，将塑料轴承入轴承孔内并静置直至塑料轴承恢复至常温后。本发明不仅能够减少塑料轴承在安装中的损伤，还合理设计了塑料轴承的内径取值，提升塑料滑动轴承的装配合格率以及产品质量。

Description

一种塑料滑动轴承的制造方法

技术领域

本发明属于滑动轴承装配技术领域，尤其涉及一种塑料滑动轴承的制造方法。

背景技术

传统的塑料滑动轴承的装配普遍利用专用工装采取机械强压方式，将塑料轴承压入轴承座孔中，由于塑料轴承的外径大于金属轴承座轴承孔的内径，金属轴承座的硬度多强于塑料轴承，塑料轴承安装后其装配面易产生严重拉伤、轴承内径尺寸受到挤压而不受控，存在需要二次加工修复缺陷的情况。

发明内容

本申请旨在至少能够在一定程度上解决了现有塑料滑动轴承采用的机械强压的装配方式易损伤塑料轴承的技术问题，为此，本申请提供了一种塑料滑动轴承的制造方法。

本申请的技术方案如下：

一种塑料滑动轴承的制造方法，包括：

提供金属轴承座，确认所述金属轴承座的轴承孔符合装配标准；

获取所述轴承孔的内径值和长度值；

获取所述轴承孔与塑料轴承之间的目标过盈量，通过获得的所述目标过盈量和所述塑料轴承的目标长度值获取所述塑料轴承的外径的目标膨胀量，通过获得的所述目标膨胀量和所述塑料轴承的理论装配内径获取所述塑料轴承装配前的内径值；

根据获取的所述塑料轴承装配前的内径值加工塑料轴承，其中，所述塑料轴承的外径大于所述轴承孔的内径；

装配所述金属轴承座与所述塑料轴承，冷冻所述塑料轴承至其外径的缩小量大于所述目标膨胀量，将所述塑料轴承入所述轴承孔内并静置直至所述塑料轴承恢复至常温后。

在一些实施方式中，所述判断所述金属轴承座的轴承孔是否符合装配标准的步骤包括：

沿所述轴承孔的轴线方向多次测量所述轴承孔的椭圆度；

若测量所得的所述轴承孔的椭圆度符合椭圆度标准，则获取所述轴承孔的锥度；

若测量所得的所述轴承孔的锥度符合锥度标准，则判断所述金属轴承座符合装配标准。

在一些实施方式中，若测量所得的所述轴承孔的椭圆度不符合椭圆度标准或测量所得的所述轴承孔的锥度不符合锥度标准，则加工所述轴承孔直至所述金属轴承座符合装配标准。

在一些实施方式中，所述获取所述轴承孔的内径值的步骤包括：

沿所述轴承孔的轴线方向选取多个测量点，获取所述测量点的内径值，取多个所述测量点内径值的平均值为所述金属轴承座的内径。

在一些实施方式中，所述获取轴承座内孔的内径值的步骤包括：

获取每个测量点的水平直径和竖直直径，所述水平直径的测量方向垂直于所述竖直直径的测量方向；

取所述水平直径和所述竖直直径的平均值为所述测量点的内径值。

在一些实施方式中，所述外径目标膨胀量Pv为：

其中，D₁所述轴承孔的内径值，δ为所述目标过盈量，L₂为所述塑料轴承的长度值。

在一些实施方式中，所述塑料轴承的内径为：

其中，Pv为所述外径目标膨胀量，D₂为所述理论装配内径，L₂为所述塑料轴承的长度值。

在一些实施方式中，所述加工塑料轴承的步骤具体包括：加工所得的所述塑料轴承的外径值为所述轴承孔的内径值与两倍所述目标过盈量之和。

在一些实施方式中，所述装配所述金属轴承座与所述塑料轴承的步骤包括：

清洁所述塑料轴承和所述金属轴承座的表面至光滑且无油污；

使用液氮熏蒸所述塑料轴承1.5-2小时直至所述塑料轴承外径的缩小量大于所述目标膨胀量；

取出所述塑料轴承推入所述金属轴承座内，调整所述塑料轴承与所述金属轴承座的相对位置后，在常温下静置所述塑料轴承和所述金属轴承座，静置时间为25-40分钟。

在一些实施方式中，所述装配所述金属轴承座与所述塑料轴承的步骤后，还包括检验步骤，所述检验步骤包括：

沿所述塑料轴承内孔的轴线方向选取多个检验测量点，获取所述检验测量点的内径值，通过多个所述检验测量点的内径值依次判断装配后的所述塑料轴承的内径、椭圆度和锥度是否符合装配标准。

本申请实施例至少具有如下有益效果：

由上述技术方案可知，本发明公开的塑料滑动轴承的制造方法，通过低温冷缩的方式装配塑料轴承和金属轴承座，对塑料轴承的损伤小，且装配效率高；同时，根据超低温冷缩的安装方式合理设计了塑料轴承的内径取值，以使安装完成的塑料滑动轴承的规格符合需求，为塑料滑动轴承的冷缩安装提供了技术理论标准，提升了塑料滑动轴承的装配合格率以及产品质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本申请实施例中塑料滑动轴承的制造方法的流程示意图；

图2示出了本申请实施例中金属轴承座的结构示意图；

图3示出了图2中金属轴承座另一视角的结构示意图；

图中标记：1-金属轴承座。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

图1示出了本申请实施例中塑料滑动轴承的制造方法的流程示意图；图2示出了本申请实施例中金属轴承座的结构示意图；图3示出了图2中金属轴承座另一视角的结构示意图。

下面结合附图并参考具体实施例描述本申请：

如图1、图2和图3所示，本实施例提供了一种塑料滑动轴承的制造方法，包括以下步骤，

提供金属轴承座，确认所述金属轴承座的轴承孔符合装配标准；

获取所述轴承孔的内径值和长度值；

获取所述轴承孔与塑料轴承之间的目标过盈量，通过获得的所述目标过盈量和所述塑料轴承的目标长度值获取所述塑料轴承的外径的目标膨胀量，通过获得的所述目标膨胀量和所述塑料轴承的理论装配内径获取所述塑料轴承装配前的内径值；

根据获取的所述塑料轴承装配前的内径值加工塑料轴承，其中，所述塑料轴承的外径大于所述轴承孔的内径；

装配所述金属轴承座与所述塑料轴承，冷冻所述塑料轴承至其外径的缩小量大于所述目标膨胀量，将所述塑料轴承入所述轴承孔内并静置直至所述塑料轴承恢复至常温后。

步骤1：提供金属轴承座1，确认金属轴承座的轴承孔是否符合装配标准。

步骤2：获取轴承孔的内径值和长度值。

步骤3：获取轴承孔与塑料轴承之间的目标过盈量，通过获得的目标过盈量和塑料轴承的目标长度值获取塑料轴承的外径的目标膨胀量，通过获得的目标膨胀量和塑料轴承的理论装配内径获取塑料轴承装配前的内径值。

步骤4：根据获取的塑料轴承装配前的内径值加工塑料轴承，其中，塑料轴承的外径大于轴承孔的内径。

步骤5：装配金属轴承座1与塑料轴承，冷冻塑料轴承至其外径的缩小量大于目标膨胀量，将塑料轴承入轴承孔内并静置，塑料轴承恢复至常温后，安装滑动轴承的完成。

滑动轴承的塑料轴承和金属轴承座1通过过盈配合组合在一起，考虑到塑料轴承的冷冻特性，由此并不能使用常规规格的塑料轴承，在进行塑料轴承和金属轴承座1的安装时，还需依照金属轴承座1的规格对塑料轴承的规格进行新的设计与加工，具体地，通过步骤1判断金属轴承座1的轴承孔的规格，使用轴承孔规格符合装配标准的金属轴承座1为后续的装配提供基础。本实施例中通过椭圆度和锥度这两个维度确认轴承孔是否符合装配标准，获取这两个维度的步骤具体包括：

步骤101：沿轴承孔的轴线方向测量轴承孔的椭圆度。

步骤102：若测量所得的轴承孔的椭圆度符合椭圆度标准，则获取轴承孔的锥度。

步骤103：若测量所得的轴承孔的锥度符合锥度标准，则判断金属轴承座1符合装配标准。

测量椭圆度和测量锥度均可使用相应的仪器进行精确测量，但考虑到现有金属轴承座1的加工的合格率高，且本实施例的步骤2中还需获得轴承孔的内径值和长度值，由此，本实施例中，可直接沿轴承孔的轴线方向选取多个测量点，通过多个测量点的内径数据判断轴承孔是否满足椭圆度和锥度的标准。

具体的，参照图3，获取每个测量点的水平直径和竖直直径，水平直径的测量方向垂直于竖直直径的测量方向，取水平直径和竖直直径的平均值为测量点的内径值D_n，令每个测量点的竖直直径为D_n竖直，水平直径为D_n水平，每个测量点的椭圆度为θ_n，θ_n为D_n竖直与D_n水平差值的绝对值，即θ_n＝|D_n水平-D_n竖直|。

根据轴承孔的内径，椭圆度θ_n小于一定的数值即可判断该测量点的椭圆度是否符合椭圆度标准，具体的关于椭圆度的标准可参考如下表1，其中，表1中的内径值取D_n竖直与D_n水平的均值。

内径值(mm)

≤120

120～180

180～260

260～360

360～500

500～700

椭圆度θn

<0.03

<0.04

<0.05

<0.06

<0.07

<0.08

表1

相邻两个测量点的锥度为Δ_n，Δ_n为一个测量点的内径值与另一个测量点内径值的差值，即

根据轴承孔的内径，锥度Δn数值所在的区间即可判断该测量点的锥度是否符合锥度标准，具体的关于锥度的标准可参考如下表2，其中，表2中的内径值取D_n竖直与D_n水平的均值。

表2

参照图2和图3，本实施例取3个测量点，分别测量各个测量点的竖直直径和水平直径，三个测量点的内径值分别为D_n-1、D_n和D_n+1，判断三个测量点的椭圆度θ₁、θ₂和θ₃是否均符合椭圆度标准，判断两个锥度Δ₁和Δ₂是否均符合锥度标准。当每个测量点的椭圆度和锥度均符合标准，则每个测量点内径值的均值即为金属轴承座1的内径值，令符合装配标准的轴承孔的内径值为D₁和轴承孔的长度值为L₁。

若测量所得的任一测量点的轴承孔的椭圆度不符合椭圆度标准或测量所得的轴承孔的锥度不符合锥度标准，则加工轴承孔直至金属轴承座1的轴承孔的椭圆度和锥度符合装配标准。具体的，根据获得的每个测量点的椭圆度和锥度的数据，通过局部复配、打磨或者重新车削加工轴承孔的方式对轴承座进行重新加工。

步骤3则是通过金属轴承座1的性质反推塑料轴承的规格，具体的，塑料轴承和金属轴承座1之间的过盈量与轴承孔的特性相关并具有行业标准，具体可参照表3。

轴承孔长度值(mm)	≤80	80～120	120～180	180～260	260～360	360～500	500～700
								L1≥2*D1	0.03	0.04	0.05	0.06	0.07	0.15	0.20
L1＜2*D1	0.04	0.04	0.05	0.07	0.10	0.20	0.25

由此，步骤3中，先判断轴承孔的长度值是否小于轴承孔半径值的2倍，再判断轴承孔长度值的取值区间，将判断结果与表3比对，即可获取塑料轴承和金属轴承座1之间的目标过盈量。令塑料轴承的外径为d₂，则为了保证目标过盈量，塑料轴承的外径值为轴承孔的内径值与两倍目标过盈量之和，即d₂＝D₁+2δ。

本实施例中，采用冷冻塑料轴承的方式以完成滑动轴承的安装，由此，通过目标过盈量即可获取塑料轴承的外径的目标膨胀量，令外径目标膨胀量为Pv，则

其中，D₁轴承孔的内径值，δ为目标过盈量，L₂为塑料轴承的长度值，即L₂为塑料轴承的目标长度值。

令为装配前的塑料轴承的内孔的内径为d₃，则

其中，Pv为塑料轴承外径目标膨胀量，D₂为塑料轴承装配在金属轴承座1内时塑料轴承内孔的理论装配内径，L₂为塑料轴承的目标长度值。

通过以上三个公式，即可计算出与金属轴承座1匹配的塑料轴承的外径值和内径值。步骤4则根据塑料轴承的目标长度值L₂、塑料轴承的外径值d₂和内径值d₃，加工出相应尺寸的塑料轴承即可。

传统的塑料轴承的装配工作普遍利用专用工装采取机械强压方式，将塑料轴承压入轴承座孔中，由于塑料轴承的外径大于金属轴承座1轴承孔的内径，金属轴承座1的硬度多强于塑料轴承，塑料轴承安装后其装配面易产生严重拉伤、轴承内径尺寸受到挤压而不受控，需要二次加工修复缺陷的情况。且传统的安装方式需要针对不同规格的塑料轴承配备不同的强压器材，规格多、结构复杂、制作成本高。由此本实施例中，通过使塑料轴承冷却收缩的方式来装配加工好的塑料轴承与金属轴承座1，步骤具体包括：

步骤501：清洁塑料轴承和金属轴承座1的表面至光滑且无油污。

步骤502：使用液氮熏蒸塑料轴承1.5-2小时直至塑料轴承外径的缩小量大于目标膨胀量。

步骤503：取出塑料轴承推入金属轴承座1内，调整塑料轴承与金属轴承座1的相对位置后，在常温下静置塑料轴承和金属轴承座1，静置时间为25-40分钟。

装配前的金属轴承座1和塑料轴承的表面存在一定的杂质或油污，在确保塑料轴承的外壁和金属轴承座1的轴承孔的内壁均光滑的情况下，通过步骤501清洁塑料轴承和金属轴承座1直至无杂质颗粒，最后用无水酒精清洗塑料轴承外表面和金属轴承座1内表面直至无油脂。

液氮保存在保温桶中，通过提供一种熏蒸架将塑料轴承架设在保温套内，塑料轴承被熏蒸的时间受到其自身的材质影响，一般为1.5-2小时，熏蒸时间结束后，测量塑料轴承的外径，检查塑料轴承外径的缩小量是否大于目标膨胀量，根据多次试验测量，熏蒸1.5-2小时的塑料轴承的缩小量在0.5-0.8mm，若塑料轴承外径的缩小量不大于目标膨胀量，则继续熏蒸塑料轴承0.5小时，重复一次以上，直至塑料轴承外径的缩小量大于目标膨胀量，即可进行步骤503。若进行步骤503的过程中，在塑料轴承迅速推入金属轴承座1的过程中，塑料轴承装入金属轴承座1的操作应控制在5分钟内完成，避免热膨胀导致操作失败，若因金属轴承座1的局部椭圆度或锥度造成推入阻力大的异常情况，则应立即使用橡皮锤敲击塑料轴承的端面，使塑料轴承迅速滑入金属轴承座1内，若推入阻力大至塑料轴承卡死，则应该迅速取出塑料轴承，检查卡死原因后再装配。

装配金属轴承座1与塑料轴承的步骤后，还包括步骤6：检验步骤，沿塑料轴承内孔的轴线方向选取多个检验测量点，获取检验测量点的内径值，通过多个检验测量点的内径值依次判断装配后的塑料轴承的内径、椭圆度和锥度是否符合装配标准。塑料轴承的内径的判断方式为检验测试点的水平直径和竖直直径的均值与D2的差值是否在目标误差范围内；塑料轴承椭圆度的判断方式，依旧适配于椭圆度公式θ_n＝|D_n水平-D_n竖直|与表1；塑料轴承锥度的判断方式，依旧适配于锥度公式 与表2。

通过以上步骤，本实施例提供了一种专用于过盈配合的塑料滑动轴承的加工方法，避免了传统机械压装型式对塑料轴承外表面造成的损坏，并根据超低温冷缩的安装方式对合理设计了塑料轴承的内径取值，以使安装完成的塑料滑动轴承的规格符合需求，为塑料滑动轴承的冷缩安装提供了技术理论标准，且通过批量冷冻塑料轴承，即可实现批量生产塑料滑动轴承，简单、高效且对塑料轴承的损伤小。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

需要说明的是，本申请实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种塑料滑动轴承的制造方法，其特征在于，包括：

提供金属轴承座，确认所述金属轴承座的轴承孔符合装配标准；

获取所述轴承孔的内径值和长度值；

获取所述轴承孔与塑料轴承之间的目标过盈量，通过获得的所述目标过盈量和所述塑料轴承的目标长度值获取所述塑料轴承的外径的目标膨胀量，通过获得的所述目标膨胀量和所述塑料轴承的理论装配内径获取所述塑料轴承装配前的内径值；

根据获取的所述塑料轴承装配前的内径值加工塑料轴承，其中，所述塑料轴承的外径大于所述轴承孔的内径；

装配所述金属轴承座与所述塑料轴承，冷冻所述塑料轴承至其外径的缩小量大于所述目标膨胀量，将所述塑料轴承入所述轴承孔内并静置直至所述塑料轴承恢复至常温后。

2.根据权利要求1所述的塑料滑动轴承的制造方法，其特征在于，所述确认所述金属轴承座的轴承孔是否符合装配标准的步骤包括：

沿所述轴承孔的轴线方向测量所述轴承孔的椭圆度；

若测量所得的所述轴承孔的椭圆度符合椭圆度标准，则获取所述轴承孔的锥度；

若测量所得的所述轴承孔的锥度符合锥度标准，则判断所述金属轴承座符合装配标准。

3.根据权利要求2所述的塑料滑动轴承的制造方法，其特征在于，若测量所得的所述轴承孔的椭圆度不符合椭圆度标准或测量所得的所述轴承孔的锥度不符合锥度标准，则加工所述轴承孔直至所述金属轴承座符合装配标准。

4.根据权利要求1所述的塑料滑动轴承的制造方法，其特征在于，所述获取所述轴承孔的内径值的步骤包括：

沿所述轴承孔的轴线方向选取多个测量点，获取所述测量点的内径值，取多个所述测量点内径值的平均值为所述金属轴承座的内径。

5.根据权利要求4所述的塑料滑动轴承的制造方法，其特征在于，所述获取轴承座内孔的内径值的步骤包括：

获取每个测量点的水平直径和竖直直径，所述水平直径的测量方向垂直于所述竖直直径的测量方向；

取所述水平直径和所述竖直直径的平均值为所述测量点的内径值。

6.根据权利要求1所述的塑料滑动轴承的制造方法，其特征在于，所述外径目标膨胀量Pv为：

其中，D₁所述轴承孔的内径值，δ为所述目标过盈量，L₂为所述塑料轴承的长度值。

7.根据权利要求6所述的塑料滑动轴承的制造方法，其特征在于，所述塑料轴承的内径为：

其中，Pv为所述外径目标膨胀量，D₂为所述理论装配内径，L₂为所述塑料轴承的长度值。

8.根据权利要求1所述的塑料滑动轴承的制造方法，其特征在于，所述加工塑料轴承的步骤具体包括：加工所得的所述塑料轴承的外径值为所述轴承孔的内径值与两倍所述目标过盈量之和。

9.根据权利要求1所述的塑料滑动轴承的制造方法，其特征在于，所述装配所述金属轴承座与所述塑料轴承的步骤包括：

清洁所述塑料轴承和所述金属轴承座的表面至光滑且无油污；

使用液氮熏蒸所述塑料轴承1.5-2小时直至所述塑料轴承外径的缩小量大于所述目标膨胀量；

取出所述塑料轴承推入所述金属轴承座内，调整所述塑料轴承与所述金属轴承座的相对位置后，在常温下静置所述塑料轴承和所述金属轴承座，静置时间为25-40分钟。

10.根据权利要求1所述的塑料滑动轴承的制造方法，其特征在于，所述装配所述金属轴承座与所述塑料轴承的步骤后，还包括检验步骤，所述检验步骤包括：

沿所述塑料轴承内孔的轴线方向选取多个检验测量点，获取所述检验测量点的内径值，通过多个所述检验测量点的内径值依次判断装配后的所述塑料轴承的内径、椭圆度和锥度是否符合装配标准。