CN114939939A - 一种滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，属于高分子复合材料技术领域。该方法包括以下步骤：①将粗加工后的多孔酚醛胶木保持架用有机溶剂进行清洗，真空干燥，之后进行真空预浸油处理以使保持架充分吸取润滑油，得到预浸油多孔酚醛胶木保持架；②对所述预浸油多孔酚醛胶木保持架进行精加工，然后先用石油醚清洗出保持架中的预浸油，经真空干燥，再进行真空浸油。该润滑方法在浸油前对粗加工后的保持架进行清洗，洗脱溶剂、小分子以及机械杂质；在浸油前对精加工后的保持架进行清洗，洗脱保持架中的润滑油和精加工产生的机械杂质；粗车后的多孔酚醛胶木保持架经过预浸油，可以有效释放材料应力，尺寸提前变化到量。

Description

一种滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法
技术领域
本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法。
背景技术
多孔酚醛胶木材料是以棉布为基材，酚醛树脂为粘合剂，热反应型发泡剂为成孔剂，采取热辊压及后固化工艺制成的管状材料，机加工成多孔酚醛胶木保持架，保持架浸渍润滑油后，通过棉纤维的毛细管作用，润滑油被输送到保持架表面，向运转的轴承工作部位提供长效可控的润滑油，实现轴承的高精度和长寿命运转。该材料和保持架主要用于航空航天长寿命轴承、高速精密轴承等。
滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架经润滑处理后成为润滑油的载体，润滑处理方法至关重要。Sathyan Krishnan等研究了一种酚醛胶木保持架的润滑处理方法，将真空干燥后的保持架浸入真空脱气的润滑油中保持数个小时至气泡消失，随后整体移入干燥器浸泡50-60小时后，含油量占总含油量的50％，在浸泡60天后，含油量占总含油量的80％。以上浸油方法可以使保持架充分浸渍润滑油，但处理时间过长。由于多孔酚醛胶木材料具有吸湿特性，稍有不当，会导致浸油后内外径尺寸会发生改变，因此，成品保持架进行润滑处理后，尺寸精度较差，无法满足高精密轴承产品的应用要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，该方法能够大幅缩短浸油时间，经该方法润滑处理的保持架，不仅含油率较高，而且在后续加工及浸油过程中尺寸不再变化。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，包括以下步骤：
(1)将粗加工后的多孔酚醛胶木保持架用有机溶剂进行清洗，真空干燥，之后进行真空预浸油处理以使保持架充分吸取润滑油，得到预浸油多孔酚醛胶木保持架；
(2)对所述预浸油多孔酚醛胶木保持架进行精加工，然后先用石油醚清洗出保持架中的预浸油，经真空干燥，再进行真空浸油。
本发明的滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，在浸油前对粗加工后的保持架进行清洗，洗脱合成酚醛树脂过程中未完全反应的溶剂、小分子物质，同时去除加工过程带来的机械杂质，避免后续污染润滑油；保持架经预浸油后，润滑油封闭材料表面微孔，避免酸洗后酸液残留微孔对保持架材料造成隐形酸蚀，影响保持架外观及表面机械强度；在浸油前对精加工后的保持架进行清洗，能够洗脱保持架因真空预浸油处理后的润滑油和精加工产生的机械杂质；由于多孔酚醛胶木保持架浸油后，内外径尺寸会发生变化，粗车后的多孔酚醛胶木保持架经过预浸油，可以有效释放材料应力，尺寸提前变化到量，在后续精加工及真空浸油过程中尺寸变化不大，精度在公差范围内。
进一步地，所述用有机溶剂进行清洗包括先用无水乙醇超声清洗至少10分钟，然后置于索格利特提取器中，用无水乙醇清洗至少24小时。更进一步地，用无水乙醇超声清洗的时间为10-30分钟，在索格利特提取器中，用无水乙醇清洗的时间为24-72小时。
进一步地，所述步骤(1)和步骤(2)中的真空干燥的时间至少为6小时。更进一步地，所述步骤(1)和步骤(2)中的真空干燥的时间为6-12小时，温度为90℃。
进一步地，所述真空预浸油处理的温度至少为50℃，时间至少为12小时。更进一步地，所述真空预浸油处理的温度为50-70℃，时间为12-48小时。
进一步地，所述真空预浸油处理和真空浸油处理的真空度为1.0×10-4～1.0×10-3Pa。保持一定的真空度，可加速润滑油浸入酚醛胶木保持架内部，缩短润滑处理时间。
进一步地，所述精加工后对多孔酚醛胶木保持架进行酸洗去除毛刺，之后再用所述石油醚清洗。
进一步地，所述石油醚清洗是先用石油醚超声清洗至少10分钟，置于索格利特提取器中，用石油醚清洗至少24小时。更进一步地，所述石油醚清洗是超声机中用石油醚清洗10-30分钟，置于索格利特提取器中，用石油醚清洗24-72小时。
进一步地，所述真空浸油处理的温度至少为60℃，时间至少为12小时。更进一步地，所述真空浸油处理的温度为60-90℃，时间为12-48小时。真空预浸油及真空浸油过程保持一定的温度，可有效降低润滑油粘度，提高其流动性，同时避免采用过高的温度使润滑油加速老化。延长浸油时间，酚醛胶木保持架的含油率不再增加，因此本发明的12-48小时的真空浸油时间能够使保持架充分浸渍润滑油。
进一步地，步骤(2)中，在所述真空浸油之前，先对保持架和润滑油抽真空，保持真空，然后在真空条件下将保持架浸入润滑油中进行所述真空浸油。更进一步地，对保持架进行真空干燥。
进一步地，所述保持真空的时间为30-60分钟。
进一步地，所述真空预浸油处理和真空浸油处理使用的润滑油为同一种。
进一步地，所述真空预浸油处理和真空浸油处理使用的润滑油在40℃的运动粘度为30-200mm2/s。所述润滑油为本领域常见的合成润滑油。
进一步地，所述酸洗采用包括以下步骤的方法进行：将精加工后的多孔酚醛胶木保持架在70℃～90℃酸液中浸泡5-10分钟，然后将保持架水洗，用3％～5％质量浓度的Na2CO3溶液进行中和，最后烘干、冷却至室温；所述酸液为H3PO4和H2SO4的混合液；所述酸液中H3PO4和H2SO4的质量浓度为3％～6％。更进一步地，所述多孔酚醛胶木保持架的外径为4-75mm，内径为3-70mm，高度为2-12mm。
进一步地，所述多孔酚醛胶木保持架的孔隙率为15％～20％，孔径为2.0～5.0μm。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步地说明。本发明中的多孔酚醛胶木保持架的制备方法，参照发明公告号为CN100570165C的中国专利申请中的步骤进行。
一、滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法的实施例
实施例1
本实施例的滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，包括以下步骤：
(1)真空预浸油：某型号轴承保持架尺寸为Φ34×Φ29×H11(mm)，孔隙率为15.7％，孔径为2.3μm，将粗车后的保持架置于超声机中，用无水乙醇超声清洗30分钟，然后置于索格利特提取器中，用无水乙醇清洗72小时；将保持架放入真空干燥箱中，真空干燥12小时，温度为90℃；将干燥后的保持架在轴承保持架真空浸油机中，真空预浸油48小时，真空度为1.0×10-4Pa，温度为60℃，润滑油为兰化所的P201精密轴承润滑油，40℃运动粘度为160mm2/s；
(2)真空浸油：将精车、酸洗后的胶木保持架置于超声机中，用石油醚清洗30分钟，然后置于索格利特提取器中，用石油醚清洗72小时，之后将保持架放入真空干燥箱中，真空干燥12小时，温度为90℃，并称量干重；将称量过的保持架放入轴承保持架真空浸油机中进行真空干燥60分钟；将干燥后的保持架进行真空浸油48小时，真空度1.0×10-4Pa，温度90℃；润滑油为P201精密轴承润滑油，40℃运动粘度为160mm2/s；所述酸洗是将精车后的保持架在90℃酸液中浸泡10分钟，酸液具体为5％质量浓度的H3PO4和H2SO4混合酸液。然后水洗保持架，用5％质量浓度的Na2CO3溶液中和，最后烘干、冷却至室温。
实施例2
本实施例的滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，包括以下步骤：
(1)真空预浸油：某型号轴承保持架尺寸为Φ71×Φ69×H5.5(mm)，孔隙率为18.4％，孔径为3.4μm，将粗车后的保持架置于超声机中，用无水乙醇超声清洗30分钟，然后置于索格利特提取器中，用无水乙醇清洗48小时；将保持架放入真空干燥箱中，真空干燥8小时，温度为90℃；将干燥后的保持架在轴承保持架真空浸油机中，真空预浸油24小时，真空度为1.0×10-3Pa，温度为50℃，所述润滑油为114硅油；
(2)真空浸油：将精车、酸洗后的胶木保持架置于超声机中，用石油醚清洗30分钟，然后置于索格利特提取器中，用石油醚清洗48小时，之后将保持架放入真空干燥箱中，真空干燥8小时，温度为90℃，并称量干重；将称量过的保持架放入轴承保持架真空浸油机中，真空干燥30分钟；将干燥后的保持架进行真空浸油24小时，真空度为1.0×10-3Pa，温度为60℃；润滑油采用牌号为4122号高低温仪表油，40℃运动粘度41mm2/s；酸洗是将精车后的保持架在80℃酸液中浸泡8分钟，酸液为3％质量浓度的H3PO4和H2SO4混合酸液，然后水洗保持架，用4％质量浓度的Na2CO3溶液中和，最后烘干、冷却至室温。
实施例3
本实施例的滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，包括以下步骤：
(1)真空预浸油：某型号轴承保持架尺寸为Φ4.6×Φ3.5×H2.16(mm)，孔隙率为17.6％，孔径为5.0μm，将粗车后的保持架置于超声机中，用无水乙醇超声清洗10分钟，然后置于索格利特提取器中，用无水乙醇清洗24小时；将保持架放入真空干燥箱中，真空干燥6小时，温度90℃；将干燥后的保持架在轴承保持架真空浸油机中，真空预浸油12小时，预浸油用润滑油40℃运动粘度为140mm2/s，真空度为1.0×10-3Pa，温度为70℃，润滑油为PAO10合成油；
(2)真空浸油：将精车、酸洗后的胶木保持架置于超声机中，用石油醚清洗10分钟，然后置于索格利特提取器中，用石油醚清洗24小时，之后将保持架放入真空干燥箱中，真空干燥6小时，温度90℃，并称量干重；将称量过的保持架放入轴承保持架真空浸油机中进行真空干燥30分钟；将干燥后的保持架进行真空浸油12小时，真空度1.0×10-3Pa，温度70℃；润滑油采用长城公司牌号为4123空间精密轴承润滑油，40℃运动粘度为140mm2/s；所述酸洗是将精车后的保持架在70℃酸中浸泡5分钟，酸液为5％质量浓度的H3PO4和H2SO4混合酸液。然后水洗保持架，用5％质量浓度的Na2CO3溶液中和，最后烘干、冷却至室温。
二、对比例
对比例1
本对比例的滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，与实施例1的区别仅在于，本对比例将多孔酚醛胶木保持架用庚烷清洗后，干燥温度为110℃，真空度为10-2mbar(1Pa)，干燥3小时，然后在10-2mbar(1Pa)，80℃条件下浸油3小时后气泡消失，然后将带有油浴的保持架转移到干净的干燥器中，在常温以及大气条件下浸泡60天。
对比例2
本对比例的滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，与实施例2的区别仅在于，本对比例将多孔酚醛胶木保持架用庚烷清洗后，干燥温度为110℃，真空度为10-2mbar(1Pa)，干燥3小时，然后在10-2mbar(1Pa)，80℃条件下浸油2小时后气泡消失，然后将带有油浴的保持架转移到干净的干燥器中，在常温以及大气条件下浸泡60天。
对比例3
本对比例的滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，与实施例3的区别仅在于，本对比例将多孔酚醛胶木保持架用庚烷清洗后，干燥温度为110℃，真空度为10-2mbar(1Pa)，干燥3小时，然后在10-2mbar(1Pa)，80℃条件下浸油2小时后气泡消失，然后将带有油浴的保持架转移到干净的干燥器中，在常温以及大气条件下浸泡60天。
对比例4
本对比例的滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，与实施例1的区别仅在于，本对比例无步骤(1)，直接进行真空浸油，同时将步骤(2)中的清洗溶剂更换为无水乙醇。
对比例5
本对比例的滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，与实施例2的区别仅在于，本对比例无步骤(1)，直接进行真空浸油，同时将步骤(2)中的清洗溶剂更换为无水乙醇。
对比例6
本对比例的滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，与实施例3的区别仅在于，本对比例无步骤(1)，直接进行真空浸油，同时将步骤(2)中的清洗溶剂更换为无水乙醇。
三、实验例
通过称重法测得实施例1～3和对比例1～6中的多孔酚醛胶木保持架的含油率；根据后续生产需要，在高转速条件下使用的保持架在润滑后需要进行甩油处理，将实施例1～3得到的润滑后的保持架在离心机中甩油2小时，转速为4000～15000rpm，根据《空间润滑材料与技术手册》中记载的公式：含油保持率＝(甩油2h后保持架的重量-干重)/(甩油1min后保持架的重量-干重)，计算得到含油保持率，计算数据详见表1。
表1浸油方法对比表
Figure BDA0003598935810000061
本发明中实施例1保持架内外径设计公差为±0.05mm，实施例2保持架设计公差为±0.08mm，实施例3保持架设计公差内径为±0.03mm，外径为±0.05mm。
实施例1～3和对比例1～6内外径尺寸变化如表2所示。
表2实施例和对比例浸油前后尺寸变化表
Figure BDA0003598935810000062
Figure BDA0003598935810000071
由表2可以看出，本发明多孔胶木保持架润滑处理前后尺寸变化值不大于0.02mm，精度在公差要求范围内；对比例4～6无真空预浸油过程，保持架处理前后尺寸变化值超出公差要求。
综上，本发明的润滑方法成效显著，多孔酚醛胶木保持架的含油保持率较高，尺寸精度符合公差要求。保持架经过实施例1～3处理后的含油率高于常温大气下润滑处理后的含油率。

Claims (11)

1.一种滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将粗加工后的多孔酚醛胶木保持架用有机溶剂进行清洗，真空干燥，之后进行真空预浸油处理以使保持架充分吸取润滑油，得到预浸油多孔酚醛胶木保持架；
(2)对所述预浸油多孔酚醛胶木保持架进行精加工，然后先用石油醚清洗出保持架中的预浸油，经真空干燥，再进行真空浸油。
2.根据权利要求1所述的滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，其特征在于，所述用有机溶剂进行清洗包括先用无水乙醇超声清洗至少10分钟，然后置于索格利特提取器中，用无水乙醇清洗至少24小时。
3.根据权利要求1所述的滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，其特征在于，所述步骤(1)和步骤(2)中的真空干燥的时间至少为6小时。
4.根据权利要求1或2所述的滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，其特征在于，所述真空预浸油处理的温度至少为50℃，时间至少为12小时。
5.根据权利要求1所述的滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，其特征在于，所述真空预浸油处理和真空浸油处理的真空度为1.0×10-4～1.0×10-3Pa。
6.根据权利要求1所述的滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，其特征在于，所述精加工后对多孔酚醛胶木保持架进行酸洗去除毛刺，之后再用所述石油醚清洗。
7.根据权利要求1所述的滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，其特征在于，所述石油醚清洗是先用石油醚超声清洗至少10分钟，置于索格利特提取器中，用石油醚清洗至少24小时。
8.根据权利要求1或6或7所述的滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，其特征在于，所述真空浸油处理的温度至少为60℃，时间至少为12小时。
9.根据权利要求1所述的滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，其特征在于，步骤(2)中，在所述真空浸油之前，先对保持架和润滑油抽真空，保持真空，然后在真空条件下将保持架浸入润滑油中进行所述真空浸油。
10.根据权利要求9所述的滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，其特征在于，所述保持真空的时间为30-60分钟。
11.根据权利要求1所述的滚动轴承用多孔酚醛胶木保持架的润滑方法，其特征在于，所述真空预浸油处理和真空浸油处理使用的润滑油为同一种。
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