CN116638706A - 一种滑动轴承的制作方法及滑动轴承 - Google Patents

一种滑动轴承的制作方法及滑动轴承 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种滑动轴承的制作方法及滑动轴承，涉及滑动轴承的制作方法技术领域，其滑动轴承的制作方法为：a、使用包括有聚四氟乙烯纤维的纤维组编织成管状织物或者具有一定宽度的织物布；b、裁剪管状织物或者织物布形成耐磨层，由于滑动轴承的尺寸不同，根据实际情况进行剪裁，继而形成滑动轴承的耐磨层；c、将裁剪好的耐磨层安装在模具内，通过注塑成型工艺向模具内填充热塑性塑料，冷却形成固态承载层；d、脱模形成滑动轴承。如此，通过编织成管状织物或者织物布形成轴承的耐磨层，同时使用高强度的热塑性塑料形成具有高承载能力的承载层，降低了滑动轴承的制作成本以及制作步骤，节省时间。

Description

一种滑动轴承的制作方法及滑动轴承
技术领域
本发明涉及滑动轴承的制作方法技术领域，尤其是涉及一种滑动轴承的制作方法及滑动轴承。
背景技术
目前具备良好耐磨性能的塑料滑动轴承大部分以具备耐磨性能的塑料复合材料通过注塑或模压工艺制成，塑料复合材料是以热塑性或热固性树脂为基体，通过添加有机或无机的减摩组分以及短切纤维增强组分而呈现良好的耐磨和承载性能。这种塑料滑动轴承有减摩自润滑、耐磨、耐腐蚀、减震吸振、减低噪音、相对密度小、比强度和加工简便等系列优良特性。但具备较好耐磨和承载性能的塑料复合材料不但基体塑料成本较高而且减摩填充物成本相对很高，且由于主要考虑到滑动轴承的耐磨特性采用塑料基体做滑动轴承复合材料重点填充是减摩材料而不是提高承载的纤维增强材料，这就限制了塑料滑动轴承的承载性能；当这些耐磨塑料复合材料制成滑动轴承后应用于机械滑动领域后，在日常使用过程中，只要该滑动轴承被磨损掉一定的厚度，通常允许极限磨损在0.25mm以内，该滑动轴承就会失效，需要更换新的滑动轴承，此时该滑动轴承中成本较高的大部分材料就会被浪费，从而导致应用增加成本。
同时，一种纤维缠绕轴承具备较好的耐磨性能以及高承载性能，此种滑动轴承具备双层结构，内衬耐磨层与外衬承载层；内衬耐磨层可由具备减摩和耐磨特性的纤维编织物或直接纤维与环氧树脂缠绕而成，内衬耐磨层根据产品需求厚度一般在0.30-1.5mm之间；外衬承载层由玻璃纤维或碳纤维等具备高强度特性的纤维长丝与环氧树脂缠绕而成；纤维缠绕轴承由于材料采用了双层结构，内衬材料成本较高但厚度较薄，而外衬材料成本较低但厚度较薄；这种滑动轴承从一定程度上降低了直接材料成本，但由于制造工艺限制只能用于制造直筒状滑动轴承，且由于制造工序复杂且生产过程材料浪费较高，造成最终纤维缠绕轴承综合成本较高。
还有一种塑料金属复合轴承具备较好的耐磨性能以及高承载性能，此种滑动轴承具备三层结构，采用塑料复合材料制成的滑动层、金属铜粉中间层、金属衬背作为承载层；金属铜粉层起到将塑料复合材料与金属钢板牢牢结合在一起工作过程中滑动层不会脱落，塑料复合材料制成的滑动层厚度一般在0.03-0.50mm之间；这种塑料金属复合轴承制造过程工序多成本高，且由于金属材料的存在滑动轴承重量较高，户外以及存在潮湿或腐蚀场合应用收到较大的限制。
研究如何解决现有技术中存在的滑动轴承制作工艺比较繁琐、进而导致滑动轴承的成本比较高的技术问题，这个问题是本领域技术人员主要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种滑动轴承的制作方法及滑动轴承，以解决现有技术中存在的滑动轴承制作工艺比较繁琐、进而导致滑动轴承的成本比较高的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种滑动轴承的制作方法，其方法为：
a、使用包括有聚四氟乙烯纤维的纤维组编织成管状织物或者具有一定宽度的织物布；
b、裁剪所述管状织物或者所述织物布形成耐磨层；
c、将所述耐磨层安装在模具内，通过注塑成型工艺向所述模具内填充热塑性塑料、冷却形成固态的承载层；
d、脱模形成滑动轴承。
优选地，所述模具内设置有压紧所述织物布边缘位置的销钉。
优选地，所述纤维组还包括碳纤维、芳纶纤维、热塑性塑料纤维中的至少一种。
本申请还提供一种滑动轴承，使用上面任一所述的滑动轴承的制作方法，包括相连接的所述耐磨层与所述承载层，所述耐磨层包括聚四氟乙烯纤维，所述承载层的材料为热塑性塑料。
优选地，所述耐磨层包括相连接的滑动层和粘结层，所述粘结层与所述承载层相连接。
优选地，所述聚四氟乙烯纤维在所述滑动层的含量大于或者等于所述聚四氟乙烯纤维在所述粘结层的含量。
优选地，所述耐磨层还包括碳纤维、芳纶纤维、热塑性塑料纤维中的至少一种。
优选地，所述热塑性塑料为聚甲醛、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚醚砜、聚醚醚酮、聚丙烯、聚乙烯、聚醚酰亚胺、聚偏氟乙烯、热塑性弹性体其中的一种或者其中一种的复合材料。
优选地，所述耐磨层设置有孔隙，且所述承载层部分渗透到所述耐磨层的孔隙内。
优选地，所述耐磨层与所述承载层为内外包裹结构和/或上下结构。
本申请文件提供的技术方案包括以下有益效果：
本发明提供了一种滑动轴承的制作方法及滑动轴承，其滑动轴承的制作方法为：
a、使用有聚四氟乙烯纤维的纤维组编织成管状织物或者具有一定宽度的织物布，由于聚四氟乙烯纤维延伸率高、化学稳定性好、耐腐蚀性优于其它合成纤维、表面有蜡感，磨擦系数小，方便滑动；
b、裁剪管状织物或者织物布形成耐磨层，由于滑动轴承的尺寸不同，根据实际情况进行剪裁，继而形成滑动轴承的耐磨层；
c、将裁剪好的耐磨层安装在模具内，通过注塑成型工艺向模具内填充热塑性塑料，冷却形成固态承载层，同时由于耐磨层由不同的纤维编织而成，这样就形成了孔隙，方便流动的热塑性塑料渗透到孔隙内，使承载层与耐磨层更好的结合在一起，避免耐磨层与承载层发生脱落；
e、脱模形成滑动轴承。
如此设置，通过使用具有耐磨的纤维和摩擦系数比较小的聚四氟乙烯纤维编织成管状织物或者织物布形成轴承的耐磨层，即滑动轴承的工作面，同时使用高强度的热塑性塑料形成具有高承载能力的承载层，由于承载层不需要具备耐磨性能，这样就会导致滑动轴承的成本下降，降低了滑动轴承的制作成本，由于滑动轴承采用的纤维以及热塑性塑料，减轻了产品的重量，使滑动轴承更加轻量化，同时还可以在任意工况下进行使用，比如户外、潮湿、不允许有金属磁性的场合。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1是根据一示例性实施例示出一种直筒滑动轴承的结构示意图；
图2是根据一示例性实施例示出一种止推滑动轴承的结构示意图；
图3是根据一示例性实施例示出一种法兰滑动轴承的结构示意图；
图4是根据一示例性实施例示出直筒滑动轴承设置在模具上的结构示意图；
图5是根据一示例性实施例示出止推滑动轴承设置在模具上的结构示意图；
图6是根据一示例性实施例示出法兰滑动轴承设置在模具上的结构示意图；
图7是根据一示例性实施例示出止推滑动轴承的一种剖视图；
图8是根据一示例性实施例示出一种直线运动轴承的加工示意图；
图9是根据一示例性实施例示出一种直线运动轴承的截图。
图中：1、耐磨层；2、承载层；3、滑动层；4、粘结层；5、模具。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本具体实施方式提供了一种滑动轴承的制作方法及滑动轴承，解决了现有技术中存在的滑动轴承制作工艺比较繁琐、进而导致滑动轴承的成本比较高的技术问题。
以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
参照图1-图9，本发明提供了一种滑动轴承的制作方法，其方法为：
a、使用有聚四氟乙烯纤维的纤维组编织成管状织物或者具有一定宽度的织物布，由于聚四氟乙烯纤维延伸率高、化学稳定性好、耐腐蚀性优于其它合成纤维、表面有蜡感，磨擦系数小，方便滑动；
b、裁剪管状织物或者织物布形成耐磨层1，由于滑动轴承的尺寸不同，根据实际情况进行剪裁，继而形成滑动轴承的耐磨层1；
c、将裁剪好的耐磨层1安装在模具5内，通过注塑成型工艺向模具5内填充热塑性塑料，冷却形成固态承载层2，同时由于耐磨层1由不同的纤维编织而成，这样就形成了孔隙，方便流动的热塑性塑料渗透到孔隙内，使承载层2与耐磨层1更好的结合在一起，避免耐磨层1与承载层2发生脱落；
f、脱模形成滑动轴承。
如此设置，通过使用具有耐磨的纤维和摩擦系数比较小的聚四氟乙烯纤维编织成管状织物或者织物布形成轴承的耐磨层1，即滑动轴承的工作面，同时使用高强度的热塑性塑料形成具有高承载能力的承载层2，由于承载层2不需要具备耐磨性能，这样就会导致滑动轴承的成本下降，降低了滑动轴承的制作成本，由于滑动轴承采用的纤维以及热塑性塑料，减轻了产品的重量，使滑动轴承更加轻量化，同时还可以在任意工况下进行使用，比如户外、潮湿、不允许有金属磁性的场合。
本实施例中，对于织物布比较薄，当向模具5内填充高温的流动的热塑性塑料的时候，可能会导致放置在模具5内的耐磨层1出现卷边的情况，为了避免这样中情况的发生，模具5内设置有压紧织物布边缘位置的销钉，具体的销钉随着织物布的周边分布，其中模具5包括上模具和下模具，耐磨层设置在下模具上，销钉固定在上模具上，上模具合在下模具时，上模具的销钉压在织物布上。
本实施例中，纤维组还包括碳纤维、芳纶纤维、热塑性塑料纤维至少一种，即，选择碳纤维、芳纶纤维、热塑性塑料纤维中至少一种与聚四氟乙烯纤维进行编织，由于聚四氟乙烯纤维表面有蜡感，磨擦系数小，方便滑动，如果为了追求最低的摩擦系数，聚四氟乙烯纤维的含量比例是相对比较高的，这样会导致耐磨性欠佳，为了保证管状织物或者织物布的耐磨性以及较低摩擦系数，所以选用其它的具有耐磨性的纤维混合编织，既通过聚四氟乙烯纤维降低了摩擦系数又通过其它纤维提高了耐磨性。
其中，直筒滑动轴承的制作步骤为：
1、通过编织工艺把聚四氟乙烯纤维与碳纤维(并不局限于碳纤维，还可以为芳纶纤维、热塑性塑料纤维中至少一种)编织为连续长的管状织物；
2、根据滑动轴承长度将管状织物切割为滑动轴承长度相当的耐磨层1；
3、将耐磨层1安装在模具5中，利用管状织物微拉伸性能将耐磨层1固定在模芯上；
4、向模具5内填充高温的热塑性塑料，冷却形成承载层2将耐磨层1固定在直筒滑动轴承的内孔工作面；
5、脱模，形成直筒滑动轴承。
止推滑动轴承的制作步骤为：
1、通过编织工艺把聚四氟乙烯纤维与碳纤维(并不局限于碳纤维，还可以为芳纶纤维、热塑性塑料纤维中至少一种)为具备一定宽度连续长的织物布；
2、根据止推滑动轴承内径尺寸和外径尺寸将织物布裁切为耐磨层1；
3、将耐磨层1安装在模芯底部；
4、向模具5内填充高温的热塑性塑料，冷却形成承载层2，将耐磨层1固定在止推滑动轴承工作面；
5、脱模，形成直筒滑动轴承；
如耐磨层1较薄或硬度不够无法在注塑过程中保持原状，可以在模具5中沿着轴承圆周方向设置至少1个轴向压紧销，模具5合模时压紧销与耐磨层1紧密贴合，避免耐磨层1产生褶皱变形。
法兰滑动轴承的制作步骤为：
1、通过编织工艺把聚四氟乙烯纤维与碳纤维(并不局限于碳纤维，还可以为芳纶纤维、热塑性塑料纤维中至少一种)编织为连续长的管状织物；
2、通过编织工艺把聚四氟乙烯纤维与碳纤维(并不局限于碳纤维，还可以为芳纶纤维、热塑性塑料纤维中至少一种)为具备一定宽度连续长的织物布；
3、根据滑动轴承长度将管状织物切割为滑动轴承长度相当的第一耐磨层；
4、根据法兰滑动轴承内径尺寸和法兰外径尺寸将织物布裁切为第二耐磨层；
5、先将第二耐磨层安装在模芯底部，再利用织物微拉伸性能将第一耐磨层固定在模芯上；
6、向模具5内填充高温的热塑性塑料，冷却形成承载层2，将第一耐磨层固定在滑动轴承内孔工作面，将第二耐磨层固定在滑动轴承法兰工作面；
如第二耐磨层较薄或硬度不够无法在注塑过程中保持原状，可以在模具5中法兰圆周设置至少1个轴向压紧销，模具5合模时压紧销与第二耐磨层1紧密贴合，避免第二耐磨层1产生褶皱变形。
直线运动轴承的制作步骤为：
1、通过编织工艺把聚四氟乙烯纤维与碳纤维(并不局限于碳纤维，还可以为芳纶纤维、热塑性塑料纤维中至少一种)编织为连续长的管状织物；
2、根据滑动轴承长度将管状织物切割为滑动轴承长度相当的耐磨层；
3、将耐磨层安装在模具5中，由于直线运动轴承的内测凹凸相间，且侧壁上设置有缝隙，模具5中设置有与间隙相对应的凸起进行固定；
4、向模具5内填充高温的热塑性塑料，冷却形成承载层2将耐磨层1固定在直筒滑动轴承的内孔工作面；
5、脱模，修剪耐磨层，成直线运动轴承；
其中，模具5的模芯的外表面为相间设置的凹槽，由于沿模芯延伸方向设置挡块抵在磨芯上，进而固定耐磨层，同时，沿模具的高度方向，在模具的中间位置向模具中注入高温的热塑性材料，能够避免套设在模芯上的耐磨层发生移动，同时在注塑的压力作用下使耐磨层与磨芯上的凹凸相间的凹槽相匹配，即耐磨层形成相间设置的凹槽。
本申请文件还提供一种滑动轴承，使用上面任一所说的滑动轴承的制作方法制作而成，包括相连接的耐磨层1与承载层2，由于耐磨层1包括聚四氟乙烯纤维，聚四氟乙烯纤维具有摩擦系数小的特性，这样就大大降低了耐磨层1的摩擦系数，承载层2的材料为热塑性塑料，这样能够大大降低滑动轴承的成本。
为了能够持续降低滑动轴承的成本，同时还要保证耐磨层1的摩擦系数，耐磨层1包括相连接的滑动层3和粘结层4，粘结层4与承载层2相连接，即滑动层3为工作面，粘结层4为设置在滑动层3与承载层2之间，聚四氟乙烯纤维在滑动层3的含量大于聚四氟乙烯纤维在粘结层4的含量，即粘结层4为非工作面，聚四氟乙烯纤维可以含量很少或者不含有，由于聚四氟乙烯纤维价格是比较高的，缩减了聚四氟乙烯纤维的含量，这样就大大降低了滑动轴承的成本。
其中，优选耐磨层1的厚度为0.25-1.0毫米，既能保证足够的耐磨层1，同时又能够保证避免耐磨层1过厚，降低滑动轴承的成本。
本实施例中，耐磨层1还包括碳纤维、芳纶纤维、热塑性塑料纤维中的至少一种，编织耐磨层1的时候，为了保证耐磨层1的耐磨性和具有较小的摩擦系数，将聚四氟乙烯纤维与碳纤维或者聚四氟乙烯纤维与芳纶纤维或者四氟乙烯纤维与热塑性塑料纤维或者相结合形成耐磨层1，但是不仅仅不限于其中的一种纤维，可以选择两种或者两种以上纤维进行编织形成耐磨层1，其中碳纤维、芳纶纤维、热塑性塑料纤维的介绍不在此一一列举。
本实施例中，热塑性塑料可以选择聚甲醛、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚醚砜、聚醚醚酮、聚丙烯、聚乙烯、聚醚酰亚胺、聚偏氟乙烯、热塑性弹性体其中的一种或者其中一种的复合材料，节约成本，同时还保证了承载强度，其中复合材料为在热塑性塑料内添加其它材料进而形成复合材料，比如在纯的聚酰胺内添加纤维增强或者矿物增强进行形成聚酰胺的复合材料。
本实施例中，为了方便耐磨层1与承载层2紧密连接在一起，耐磨层1设置有孔隙，且承载层2渗透到耐磨层1的孔隙内，其中空隙是由多个纤维在编织的过程中形成的，高温的热塑性塑料在压力的作用下填充到耐磨层1的孔隙内，进而将成承载层2与耐磨层1仅仅结合在一起。
本实施例中，耐磨层1与承载层2为内外结构和/或上下结构，对于不同的滑动轴承，工作面是不相同的，对于直筒滑动轴承的工作面是内圈，则耐磨层1与承载层2的结构为内外结构，止推滑动轴承的工作面的下端面，则耐磨层1与承载层2的结构为上下结构，法兰滑动轴承的工作面为内圈和下端面，则耐磨层1与承载层2的结构即包括了内外结构和上下结构。
需要说明的是，本文所表述的术语“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”等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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本文的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。本申请提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不互相制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互结合，达到多个效果共同实现。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，但可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种滑动轴承的制作方法，其特征在于，其方法为：
a、使用包括有聚四氟乙烯纤维的纤维组编织成管状织物或者具有一定宽度的织物布；
b、裁剪所述管状织物或者所述织物布形成耐磨层(1)；
c、将所述耐磨层(1)安装在模具(5)内，通过注塑成型工艺向所述模具(5)内填充热塑性塑料、冷却形成固态的承载层(2)；
d、脱模形成滑动轴承。
2.根据权利要求1所述的滑动轴承的制作方法，其特征在于，所述模具(5)内设置有压紧所述织物布边缘位置的销钉。
3.根据权利要求1所述的滑动轴承的制作方法，其特征在于，所述纤维组还包括碳纤维、芳纶纤维、热塑性塑料纤维中的至少一种。
4.一种滑动轴承，其特征在于，使用所述权利要求1-3任一所述的滑动轴承的制作方法，包括相连接的所述耐磨层(1)与所述承载层(2)，所述耐磨层(1)包括聚四氟乙烯纤维，所述承载层(2)的材料为热塑性塑料。
5.根据权利要求4所述的滑动轴承，其特征在于，所述耐磨层(1)包括相连接的滑动层(3)和粘结层(4)，所述粘结层(4)与所述承载层(2)相连接。
6.根据权利要求5所述的滑动轴承，其特征在于，所述聚四氟乙烯纤维在所述滑动层(3)的含量大于或者等于所述聚四氟乙烯纤维在所述粘结层(4)的含量。
7.根据权利要求4所述的滑动轴承，其特征在于，所述耐磨层(1)还包括碳纤维、芳纶纤维、热塑性塑料纤维中的至少一种。
8.根据权利要求4所述的滑动轴承，其特征在于，所述热塑性塑料为聚甲醛、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚醚砜、聚醚醚酮、聚丙烯、聚乙烯、聚醚酰亚胺、聚偏氟乙烯、热塑性弹性体其中的一种或者其中一种的复合材料。
9.根据权利要求4所述的滑动轴承，其特征在于，所述耐磨层(1)设置有孔隙，且所述承载层(2)部分渗透到所述耐磨层(1)的孔隙内。
10.根据权利要求4所述的滑动轴承，其特征在于，所述耐磨层(1)与所述承载层(2)为内外包裹结构和/或上下结构。
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