CN1878964A - 衬套轴承 - Google Patents

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Abstract

一种衬套轴承(1)是一卷成的衬套轴承，该衬套轴承具有作为一滑动面的一内周边表面(2)以及一外周边表面(3)，它的邻接面(4)互相抵靠。外周边表面(3)包括：一圆柱形表面(11)；一锥形表面(13)，该锥形表面沿X轴方向插在圆柱形表面(11)和一个环形端面(12)之间并由滚轧成形而形成；一光滑圆弧面(14)，该光滑圆弧面插在锥形表面(13)和圆柱形表面(11)之间；以及一光滑圆弧面(15)，该光滑圆弧面插在锥形表面(13)和圆型端面(12)之间。

Description

衬套轴承
技术领域
本发明涉及一种用来可旋转地支承一根轴的衬套轴承，尤其涉及一种其外周边表面固定于一壳体的衬套轴承，用于在其内周边表面处支承一根轴。
背景技术
作为滑动轴承的衬套轴承所具有的优点在于该衬套轴承与滚动轴承相比价格低，且所产生的噪声量较低，从而具有优秀的低噪声特性。由于这样的优点，衬套轴承用于大量的场合中，包括汽车压缩机等。
衬套轴承通常压配合在一壳体的一孔中，在其外周边表面处固定于壳体，并且适于在其内周边表面处旋转支承一轴。为了便于压配合进壳体的孔中，在衬套轴承的端面侧的外周边表面处形成锥形表面。
顺便提一下，如果切割刀具(单刃刀具)只是抵靠衬套轴承的端面侧上的外周边表面以将其削下，从而形成这样的锥形表面，则有可能在该外周边表面上形成很小的毛刺。在将衬套轴承压配合进壳体的孔中的时候，这些毛刺会掉下并作为灰尘留在壳体的孔中(例如金属粉末灰尘)。这样的灰尘会进入衬套轴承的内周边表面和轴之间，使轴无法进行光滑旋转。此外，尤其在铝制的壳体中，在将衬套轴承压配合进壳体的孔中时，形成孔的壳体的内周边表面有可能受毛刺的切削，从而生成铝屑。这些铝屑会进入衬套轴承的内周边表面和轴之间，从而使轴无法光滑旋转。
另外，如果衬套轴承的端面侧上的壁厚由于所形成的锥形表面而变得非常小，则衬套轴承的端面侧会变得易于在被压配合进壳体的孔中时变形，从而就无法确保衬套轴承的内周边表面的完整。同时，如果锥形表面形成为使衬套轴承的端面侧的壁厚变大以避免这一情况，则在将衬套轴承压配合进壳体的孔之前对衬套轴承的定位和固定就变得困难；另外，在将轴承压配合进壳体的孔时基于锥形表面的引导功能实际上就丧失了，就有可能使衬套轴承的端面侧破裂或使壳体的孔的开口端的直径不必要地变大。
发明内容
本发明是从以上观点出发而提出的，且其目标是提供一种有可能在压配合进壳体的孔的时候消除灰尘(例如金属粉末灰尘，尤其是铝屑)的产生的衬套轴承，这使容易地进行压配合而不会使经受压配合的孔的开口端等破裂成为可能，且使即使在压配合之后还能保持内周边表面的完整也成为可能。
根据本发明的第一个方案的衬套轴承是一圆柱形衬套轴承，该轴承的内周边表面是一滑动面，其中衬套轴承的一外周边表面具有一圆柱形表面和一锥形表面，该锥形表面插在该圆柱形表面和衬套轴承的至少一个环形轴向端面之间并通过挤压成形而形成，并且如果设衬套轴承的圆柱形表面处的壁厚为t，则衬套轴承的圆柱形表面的半径r1和一个环形端面的外周边边缘的半径r2之间的差δ(＝r1-r2)的范围在不小于0.1t和不大于0.3t之间。
对于根据第一个方面的衬套轴承，由于锥形表面通过挤压成形而形成，在外周边表面上不生成毛刺。因此在压配合进壳体的孔中时不产生灰尘(例如金属粉灰尘，尤其是铝屑)。另外，由于差值δ最小为0.1t，因此就有可能确定具有相对于壳体的孔径较小的直径的环形端面的外周边边缘。结果，有可能在压配合进壳体的孔中之前可靠地完成与壳体的孔的对准，并在压配合进壳体的孔时确保基于锥形表面的引导作用。此外，由于差值6最大为0.3t，因此有可能将环形端面的壁厚确定为在压配合进壳体的孔中时使端面侧不发生变形的程度。结果，即使在压配后也能确保内周边表面的完整。
在根据本发明的衬套轴承中，并没有对壁厚进行特别的限制，但可以将0.5mm到5.0mm的壁厚t作为优选例子，且作为更优的例子，壁厚为1.0mm到3.0mm。
关于根据本发明的第二个实施例的衬套轴承，在根据第一个方面的衬套轴承中，锥形表面从一个环形端面沿轴向连续延伸，且圆柱形表面沿轴向从锥形表面向衬套轴承的另一个轴向端面连续延伸。
根据本发明的衬套轴承可为一个闭环形的圆柱体(没有邻接面的衬套轴承)，但是如在本发明的第三方面中那样，衬套轴承较佳地由一卷成的衬套轴承组成，在该轴承中，在一个表面上具有滑动面的一板被卷成圆柱形，从而滑动面位于一内周边侧。
对于本发明的第四个方面，在根据本发明的第三个方面衬套轴承中，板由一多层板组成，该多层板具有涂覆有铜的一支承板、与支承板的一个表面上的铜涂层粘成一体的一多孔烧结金属层以及包括合成树脂的一滑动层，多孔烧结金属层浸渍有该树脂且该树脂具有自润滑性和抗磨损性，包括一种合成树脂的滑动层的一部分形成在多孔烧结金属层的一个表面上，并且通过将多层板卷成圆柱形而形成卷成的衬套轴承，从而使滑动层位于内周边侧。
覆盖支承板的铜涂层的厚度较佳地为1μm到10μm，更佳地为3μm到5μm，且这样的涂层可通过对支承板进行电镀处理而形成。
对于用作支承板的钢板来说，有可能使用板厚为0.3mm到3.0mm的冷轧钢(SPCC：JIS G 4141)或结构轧钢(SS：JIS G 3101)，较佳地为0.6mm到1.8mm的板厚。
对于形成多孔烧结金属层的金属粉末，通常使用可通过100目网筛的铜合金粉末，比如作为金属自身具有优秀的摩擦磨损特性的青铜、铅青铜或磷青铜。然而，根据目的不同，除了铜合金之外，还有可能使用铝合金或铁的粉末。对于这种金属粉末颗粒的形式，可以采用块状、球状或不规则形状。较佳地，多孔烧结金属层的厚度大致为0.15到0.4nm，特别是0.2到0.3nm。较佳地，孔隙率大致为至少10％的体积比，较佳地为15到40％的体积比。
对于具有自润滑性和抗磨损性并作为滑动层形成材料的合成树脂，有可能将聚四氯乙烯树脂作为优选的例子，聚四氯乙烯树脂含有诸如铅酸或聚亚胺树脂、聚缩醛树脂或含有润滑油的含油聚缩醛树脂之类的填充材料。
对于根据本发明的第五个方面的衬套轴承，在根据第四个方面的衬套轴承中，锥形表面由一个铜涂层暴露表面组成。
对于根据本发明的第六个方面的衬套轴承，在根据第一到第五个方面之一的衬套轴承中，锥形表面沿轴向在圆柱形表面和一个环形端面之间延伸，从而呈平面或向外侧凸出。
对于根据本发明的第七个方面的衬套轴承，在根据第一到第六个方面之一的衬套轴承中，一光滑圆弧面插在锥形表面和圆柱形表面之间。对于根据本发明的第八个方面的衬套轴承中，这样的一光滑圆弧面较佳地具有不小于0.1mm且不大于1.0mm的曲率半径。
对于根据本发明的第九个方面的衬套轴承，在根据第一到第八个方面之一的衬套轴承中，一光滑圆弧面插在锥形表面和一个环形端面之间。对于根据本发明的第十个方面的衬套轴承中，这样的一光滑圆弧面较佳地具有不小于0.1mm且不大于0.5mm的曲率半径。
对于根据本发明的第十一个方面的衬套轴承，在根据第一到第十个方面之一的衬套轴承中，锥形表面和一轴线之间的交角θ不小于15°且不大于25°。
如上所述，本发明中的锥形表面通过挤压成形而形成，但在挤压成形中，锥形表面较佳地通过滚轧成形而形成，如根据本发明的第十二个方面中的衬套轴承中那样。
在本发明中，如果衬套轴承的外周边表面具有插在圆柱形表面和衬套轴承的环形轴向端面中的至少一个之间的锥形表面的话，则该外周边表面就足够了。然而，较佳地，如根据本发明的第十三个方面那样，除了这样的锥形表面以外，衬套轴承的外周边表面还具有插在圆柱形表面和衬套轴承的另一个环形轴向端面之间的另一个锥形表面。
如在本发明的第十四到第二十二个方面中的衬套轴承那样，另一个锥形表面可以与上述锥形表面相同的方法形成。
根据本发明，有可能提供一种衬套轴承，该衬套轴承使在压配合进壳体的孔的时候消除灰尘(例如金属粉末灰尘，尤其是铝屑)的产生成为可能，这使容易地进行压配合而不会使经受压配合的孔的开口端等破裂成为可能，且使即使在压配合之后还能保持内周边表面的完整也成为可能。
下面将参考附图所示的优选实施例对本发明以及实施本发明的方式进行描述。应该注意的是，本发明并不局限于该实施例中。
附图说明
图1是本发明的一个优选实施例的立体图；
图2是图1所示实施例的横截面图；
图3是图1所示实施例的说明性局部放大截面图；
图4是说明根据图1所示实施例的制造方法的图；
图5是说明根据图1所示实施例的制造方法的图；以及
图6是说明根据图1所示实施例的一个使用例子的图。
具体实施方式
在图1到3中，根据本实施例的圆柱形衬套轴承1是一个卷制衬套轴承，该轴承具有作为滑动表面的圆柱形内周边表面2以及外周边表面3，且其两个邻接面4互相抵靠。
外周边表面3包括：一圆柱形表面11；一锥形表面13，该锥形表面沿X轴方向插在圆柱形表面11和一个环形端面12之间并在本实施例中通过挤压成形或挤压成形中的滚轧成形而形成；一光滑圆弧面14，该光滑圆弧面插在锥形表面13和圆柱形表面11之间；一光滑圆弧面15，该光滑圆弧面插在锥形表面13和圆型端面12之间；一锥形表面17，该锥形表面沿X轴方向插在圆柱形表面11和另一个环形端面16之间并本实施例中通过挤压成形或挤压成形中的滚轧成形而形成；一光滑圆弧面18，该光滑圆弧面插在锥形表面17和圆柱形表面11之间；以及一光滑圆弧面19，该光滑圆弧面插在锥形表面17和环形端面16之间。
由于锥形表面17、圆弧面18和圆弧面19每个都以与锥形表面13、圆弧面14和圆弧面15相同的方式构造，因此下面将详细描述锥形表面13、圆弧面14和圆弧面15一侧，而省略锥形表面17、圆弧面18和圆弧面19一侧。
锥形表面13沿X轴方向连续地从端面12延伸通过圆弧面15，从而呈平面或以曲率半径R1向外凸起，该锥形表面在圆柱形表面11和环形端面12之间以沿X轴方向倾斜的方式延伸并由铜涂层31的暴露表面组成。圆柱形表面11沿X轴方向且平行于X轴方向连续地从锥形表面13经圆弧面14向端面16延伸。
插在锥形表面13和圆柱形表面11之间的光滑圆弧面14具有不小于0.1mm且不大于1.0mm的曲率半径R2。插在锥形表面13和端面12之间的光滑圆弧面15具有不小于0.1mm且不大于0.5mm的曲率半径R3。锥形表面13和轴线20之间的交角θ不小于15°且不大于25°。
如果设衬套轴承1的圆柱形表面11处的壁厚为t，则衬套轴承1的圆柱形表面11处的半径r1和端面12的外周边边缘32的半径r2之间的差6(＝r1-r2)的范围在0.1t到0.3t。
可以如以下所述来制造衬套轴承1。即，准备具有圆柱形表面51的压辊52以及具有形状与外周边表面3互补的圆形凹面53的压辊54，如图4和5所示的那些。将多层板组成的带状板65插入由压辊52的圆柱形表面51和压辊54的圆形凹面53形成的空间55中，其中多层板包括有作为涂层31的铜涂层的支承板61、与支承板61的一个表面62上的铜涂层31粘成一体的多孔烧结金属层63以及包括合成树脂的滑动层64，多孔烧结金属层63浸渍有该树脂且该树脂具有自润滑性和抗磨损性，滑动层64的一部分形成在多孔烧结金属层63的一个表面上。由旋转的压辊52和54对板65进行滚轧成形，从而在板65的一个面66上形成与锥形表面13和17以及圆弧面14、15、18和19相对应的表面。随后，将板65切割成适当的长度从而形成条形的板65，而板65由这样的多层板形成，并且在一个表面上具有由滑动层64的暴露表面形成的滑动面67，而在另一个表面上具有由涂层31的暴露表面形成的表面66。将这样得到的条形板65卷成圆柱形，从而将滑动面67放置在内周边侧。在这一卷曲操作之后，对这样卷成的板65如所需的那样进行镦锻以形成圆柱形，由此得到如图1到3所示卷好的衬套轴承1。
根据衬套轴承1，由于锥形表面13由滚轧成形而形成，因此在外周边表面3上没有毛刺形成。结果，例如在压配合进汽车压缩机的铝制壳体71的孔72中(例如图6所示的那个)时，就不会因毛刺而产生涂层31的铜粉灰尘。另外，由于形成孔72的壳体71内周边表面73没有受到毛刺的切削，因此不产生铝屑。另外，由于差值δ最小为0.1t，因此就有可能确定具有相对于壳体71的孔径r3较小的直径(＝2·r2)环形端面12的外周边边缘32。结果，有可能在压配合进壳体71的孔72中之前可靠地完成与壳体71的孔72的对准，并在压配合进壳体71的孔72时确保基于锥形表面13的引导作用。此外，由于差值δ最大为0.3t，因此有可能将端面12的壁厚(径向宽度)确定为在压配合进壳体71的孔72中时端面12侧不发生变形。结果，即使在有冲突的情况下压配合也有可能确保内周边表面2的完整。

Claims (22)

1.一种为一圆柱形衬套轴承的衬套轴承，该衬套轴承的内周边表面是一滑动面，其中衬套轴承的一外周边表面具有一圆柱形表面和一锥形表面，该锥形表面插在该圆柱形表面和衬套轴承的至少一个环形轴向端面之间并通过挤压成形而形成，以及，如果设衬套轴承的圆柱形表面处的壁厚为t，则衬套轴承的圆柱形表面的半径r1和一个环形端面的外周边边缘的半径r2之间的差δ(＝r1-r2)的范围在不小于0.1t和不大于0.3t之间。
2.如权利要求1所述的衬套轴承，其特征在于，锥形表面沿轴向从一个环形端面连续延伸，以及，圆柱形表面沿轴向从锥形表面向衬套轴承的另一个轴向端面连续延伸。
3.如权利要求1或2所述的衬套轴承，其特征在于，衬套轴承由一卷成的衬套轴承组成，在该轴承中，在一个表面上具有滑动面的一板被卷成圆柱形，从而滑动面位于一内周侧。
4.如权利要求3所述的衬套轴承，其特征在于，板由一多层板组成，该多层板包括涂覆有铜的一支承板、与支承板的一个表面上的铜涂层粘成一体的一多孔烧结金属层以及包括一种合成树脂的一滑动层，多孔烧结金属层浸渍有该树脂且该树脂具有自润滑性和抗磨损性，包括所述合成树脂的所述滑动层的一部分形成在多孔烧结金属层的一个表面上，以及，通过将多层板卷成圆柱形而形成卷成的衬套轴承，从而使滑动层位于内周侧。
5.如权利要求4所述的衬套轴承，其特征在于，锥形表面由一个铜涂层暴露表面组成。
6.如权利要求1到5中任意一项所述的衬套轴承，其特征在于，锥形表面沿轴向在圆柱形表面和一个环形端面之间延伸，从而呈平面或向外侧凸出。
7.如权利要求1到6中任意一项所述的衬套轴承，其特征在于，一光滑圆弧面插在锥形表面和圆柱形表面之间。
8.如权利要求7所述的衬套轴承，其特征在于，插在锥形表面和圆柱形表面之间的光滑圆弧面具有不小于0.1mm且不大于1.0mm的曲率半径。
9.如权利要求1到8中任意一项所述的衬套轴承，其特征在于，一光滑圆弧面插在锥形表面和一个环形端面之间。
10.如权利要求9所述的衬套轴承，其特征在于，插在锥形表面和一个环形端面之间的光滑圆弧面具有不小于0.1mm且不大于0.5mm的曲率半径。
11.如权利要求1到10中任意一项所述的衬套轴承，其特征在于，锥形表面和一轴线之间的交角θ不小于15°且不大于25°。
12.如权利要求1到11中任意一项所述的衬套轴承，其特征在于，锥形表面通过滚轧成形而形成。
13.如权利要求1到13中任意一项所述的衬套轴承，其特征在于，除了插在圆柱形表面和环形端面之间的锥形表面以外，衬套轴承的外周边表面还具有插在圆柱形表面和衬套轴承的另一个环形轴向端面之间且由挤压成形而形成的另一个锥形表面。
14.如权利要求13所述的衬套轴承，其特征在于，另一个锥形表面沿轴向从另一个环形端面连续延伸，且圆柱形表面沿轴向从另一个锥形表面向衬套轴承的所述一个轴向端面连续延伸。
15.如权利要求13或14所述的衬套轴承，其特征在于，另一个锥形表面沿轴向在圆柱形表面和另一个环形端面之间延伸，从而呈平面或向外侧凸出。
16.如权利要求13到15中任意一项所述的衬套轴承，其特征在于，一光滑圆弧面插在另一个锥形表面和所述圆柱形表面之间。
17.如权利要求16所述的衬套轴承，其特征在于，插在另一个锥形表面和圆柱形表面之间的光滑圆弧面具有不小于0.1mm且不大于1.0mm的曲率半径。
18.如权利要求13到17中任意一项所述的衬套轴承，其特征在于，一光滑圆弧面插在另一个锥形表面和另一个环形端面之间。
19.如权利要求18所述的衬套轴承，其特征在于，插在另一个锥形表面和另一个环形端面之间的光滑圆弧面具有不小于0.1mm且不大于0.5mm的曲率半径。
20.如权利要求13到19中任意一项所述的衬套轴承，其特征在于，另一个锥形表面和轴线之间的交角θ不小于15°且不大于25°。
21.如权利要求13到20中任意一项所述的衬套轴承，其特征在于，另一个锥形表面通过滚轧成形而形成。
22.如权利要求13到21中任意一项所述的衬套轴承，其特征在于，衬套轴承是如权利要求3所述的卷成的衬套轴承，而板是如权利要求4所述的多层板，以及，另一个锥形表面由一个铜涂层暴露表面组成。
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