自潤滑軸承及其生產工藝的製作方法與工藝

2023-09-23 16:03:00

本發明工程機械軸承技術領域，尤其是涉及一種自潤滑軸承及其生產工藝。

背景技術：
滑動軸承是當代機械設備中一種舉足輕重的零部件，它的主要功能是支撐機械旋轉體，用以降低設備在傳動過程中的機械載荷摩擦係數。目前，現有的滑動軸承一般多是包括外套，在外套內壓入粉末冶金內襯，該類的滑動軸承其能滿足一定負載強度的使用要求，但是，該類的滑動軸承其承載能力較低，當處於負載較重(重載低速)或環境惡劣的工作部位時，其與零部件之間的摩擦係數較大，而且耐磨性差，無法滿足使用要求；另外，現有的滑動軸承其製造工藝相對比較落後，而且成本較高。為此，人們進行了長期的探索，提出了各種各樣的解決方案。例如，中國專利文獻公開了一種自潤滑滑動軸承[申請號：02279130.2]，該軸承具有一軸承基體骨架,在軸承基體骨架的內圓工作面上交錯排列並均勻分布有若干孔穴,各個孔穴中嵌置有由固體潤滑劑、液相潤滑油和耐磨添加劑構成的固液複合潤滑填充棒。此外，中國專利文獻公開了一種鋼基樹脂自潤滑軸承[申請號：02295350.7]，包括金屬外套,其內表面呈鋸齒鉤狀或T字狀,並鑲嵌有低摩擦耐磨層。本發明的層間有較強的結合力,為無法經常加油的中載、中低速往復直線運動或旋轉運動機械提供了性能良好的軸承。另外，中國專利文獻公開了一種滑動軸承的製造方法[申請號：86103159]，特別是用軟基合金雙層金屬帶製造帶有止推邊桶型滑動軸承的方法。它的工藝過程包括落料、預彎、成圓、車兩端面、車翻邊槽、衝壓翻邊、衝壓平邊、成型。其特徵是軟基合金雙層金屬帶通過落料工序獲得異形料坯，經卷制衝壓整體成型。上述的前兩種方案在一定程度延長了軸承的使用壽命，但是還至少存在以下缺陷：承載能力低和耐磨性差，無法適用於重載低速或環境惡劣的工作部位，另外，第三種方案其過程生產過程繁瑣，生產效率低，通過該工藝生產的滑動軸承其承載能力低，生產工藝相對比較落後，無法滿足生產要求。

技術實現要素：
本發明的目的是針對上述問題，提供一種承載能力強、耐磨性好和摩擦係數低的自潤滑軸承。本發明的另外一個目的是針對上述問題，提供一種工藝簡單，能提高滑動軸承承載能力和摩擦係數低的自潤滑軸承的生產工藝。為達到上述目的，本發明採用了下列技術方案：本自潤滑軸承包括由軸承鋼製成的無縫套體，其特徵在於，所述的無縫套體的內壁離心澆鑄有等厚的銅澆鑄層從而形成一體結構的複合套體，所述的複合套體內壁開有若干均勻分布的盲孔，所述的盲孔貫穿銅澆鑄層並徑向延伸進入無縫套體，在每個盲孔內分別貯存有固體潤滑劑，且固體潤滑劑的內端面與複合套體內壁齊平。顯然，本發明設計更合理，結構更簡單，承載能力強和耐磨性好，摩擦係數低且使用壽命長，可應用於在重載低速和環境惡劣工況下的作業環境，符合當前社會技術的發展趨勢。在上述的自潤滑軸承中，所述的無縫套體與銅澆鑄層結合部形成鋼銅互滲層，且盲孔貫穿鋼銅互滲層。該結構具有結構強度高和延長使用壽命等優點。在上述的自潤滑軸承中，所述的無縫套體單邊厚度至少是銅澆鑄層單邊厚度的兩倍，所述的無縫套體的硬度大於銅澆鑄層的硬度。該結構可增強承載能力。在上述的自潤滑軸承中，所述的固體潤滑劑由添加潤滑油的石墨粉末製成。在上述的自潤滑軸承中，所述的複合套體內壁設有內循環毛細儲油結構，所述的內循環毛細儲油結構分別與各個盲孔連通。該結構可進一步降低摩擦係數。在上述的自潤滑軸承中，所述的複合套體的內壁兩端分別設有一環形槽，所述的內循環毛細儲油結構與環形槽連通。環形槽可用於蓄汙也可以用於儲油。在上述的自潤滑軸承中，所述的內循環毛細儲油結構包括若干組設置在複合套體內壁的毛細槽，每一組毛細槽中的各毛細槽均勻間隔，且各組毛細槽相互交叉設置。在上述的自潤滑軸承中，所述的複合套體上還設有若干均勻分布的通孔，在每個通孔內分別貯存有固體潤滑劑，且固體潤滑劑的內端面與複合套體內壁齊平，外端面與複合套體外壁齊平。該結構可保證安裝裝配的安裝效率。一種自潤滑軸承的生產工藝，其特徵在於，本生產工藝包括如下步驟：A、備料：製備由軸承鋼製成的無縫套體，將銅合金材料熔煉成銅水；B、澆鑄：通過離心澆鑄方式將銅水澆鑄在無縫套體內壁，澆鑄溫度為830℃～870℃，經冷卻後在無縫套體內壁形成銅澆鑄層，從而製得一體結構的複合套體；C、開孔：在複合套體內壁加工出若干均勻分布的盲孔，且盲孔貫穿銅澆鑄層並徑向延伸進入無縫套體；D、灌孔：在每個盲孔內分別貯存固體潤滑劑，且固體潤滑劑的內端面與複合套體內壁齊平，從而製得自潤滑軸承。在上述的自潤滑軸承的生產工藝中，在上述的步驟C中，還包括在複合套體內壁兩端分別加工一環形槽和在兩個環形槽之間加工出與環形槽連通的內循環毛細儲油結構，所述的內循環毛細儲油結構的加工過程如下：將複合套體固定在套體夾具上，將帶有多個毛細刃面的刀具固定在刀具夾具上，使刀具與複合套體之間產生周向相對轉動，同時使複合套體與刀具之間產生軸向相對移動，當刀具從複合套體一端移動至另一端時，使複合套體與刀具之間產生反向周向相對轉動，同時使複合套體與刀具之間產生反向軸向相對移動，且在加工過程中刀具在軸向始終不超出環形槽。與現有的技術相比，本自潤滑軸承及其生產工藝的優點在於：設計更合理，結構更簡單，承載能力強和耐磨性好，摩擦係數低且使用壽命長，可應用於在重載低速和環境惡劣工況下的作業環境，另外，工藝簡單，易於企業生產操作，符合當前社會技術的發展趨勢。附圖說明圖1是本發明提供的結構示意圖。圖2是本發明提供的無縫套體結構示意圖。圖中，無縫套體1、內循環毛細儲油結構11、毛細槽11a、環形槽12、通孔13、銅澆鑄層2、複合套體3、盲孔31、固體潤滑劑4、鋼銅互滲層a。具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步詳細的說明。如圖1-2所示，本無縫澆鑄自潤滑軸承包括由軸承鋼製成的無縫套體1，在無縫套體1的內壁離心澆鑄有等厚的銅澆鑄層2從而形成一體結構的複合套體3，優化設計，該無縫套體1單邊厚度至少是銅澆鑄層2單邊厚度的兩倍，所述的無縫套體1的硬度大於銅澆鑄層2的硬度，所述的複合套體3內壁開有若干均勻分布的盲孔31，所述的盲孔31貫穿銅澆鑄層2並徑向延伸進入無縫套體1，在每個盲孔31內分別貯存有固體潤滑劑4，且固體潤滑劑4的內端面與複合套體3內壁齊平，這裡的固體潤滑劑4由添加潤滑油的石墨粉末製成。本實施例設計更合理，結構更簡單，承載能力強和耐磨性好，摩擦係數低且使用壽命長，可應用於在重載低速和環境惡劣工況下的作業環境，符合當前社會技術的發展趨勢。具體地說，本實施例的無縫套體1與銅澆鑄層2結合部形成鋼銅互滲層a，且盲孔31貫穿鋼銅互滲層a。為了能進一步降低摩擦係數，在複合套體3內壁設有內循環毛細儲油結構11，所述的內循環毛細儲油結構11分別與各個盲孔31連通。另外，為了延長使用壽命，在複合套體3的內壁兩端分別設有一環形槽12，所述的內循環毛細儲油結構11與環形槽12連通，該環形槽12可用於蓄汙和/或儲油。進一步的，本實施例的內循環毛細儲油結構11包括若干組設置在複合套體3內壁的毛細槽11a，每一組毛細槽11a中的各毛細槽11a均勻間隔，且各組毛細槽11a相互交叉設置。各個盲孔31分別與各組毛細槽11a的交叉點連通。其次，為了能進一步的延長本實施例的使用壽命和降低使用成本，在複合套體3上還設有若干均勻分布的通孔13，在每個通孔13內分別貯存有固體潤滑劑4，且固體潤滑劑4的內端面與複合套體3內壁齊平，外端面與複合套體3外壁齊平，當盲孔31內的固體潤滑劑4耗盡時，可通過通孔13內的固體潤滑劑4進行潤滑，或者是重新更換通孔13內的固體潤滑劑4，易於更換且能滿足使用要求。一種自潤滑軸承的生產工藝，本生產工藝包括如下步驟：A、備料：製備由軸承鋼製成的無縫套體1，將銅合金材料熔煉成銅水；B、澆鑄：通過離心澆鑄方式將銅水澆鑄在無縫套體1內壁，澆鑄溫度為850℃，經冷卻後在無縫套體1內壁形成銅澆鑄層2，從而製得一體結構的複合套體3；C、開孔：在複合套體3內壁加工出若干均勻分布的盲孔31，且盲孔31貫穿銅澆鑄層2並徑向延伸進入無縫套體1；D、灌孔：在每個盲孔31內分別貯存固體潤滑劑4，且固體潤滑劑4的內端面與複合套體3內壁齊平，從而製得自潤滑軸承。另外，在上述的步驟C中，還包括在複合套體3內壁兩端分別加工一環形槽12和在兩個環形槽12之間加工出與環形槽12連通的內循環毛細儲油結構11，所述的內循環毛細儲油結構11的加工過程如下：將複合套體3固定在套體夾具上，將帶有多個毛細刃面的刀具固定在刀具夾具上，使刀具與複合套體3之間產生周向相對轉動，同時使複合套體3與刀具之間產生軸向相對移動，當刀具從複合套體3一端移動至另一端時，使複合套體3與刀具之間產生反向周向相對轉動，同時使複合套體3與刀具之間產生反向軸向相對移動，且在加工過程中刀具在軸向始終不超出環形槽12。本生產工藝的澆鑄溫度還可以是840℃和860℃。其次，內循環毛細儲油結構11為網狀結構，而且每個盲孔31分別與該內循環毛細儲油結構11的交叉點連通，其可引導潤滑油進入盲孔31或用於存貯潤滑油。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。儘管本文較多地使用了無縫套體1、內循環毛細儲油結構11、毛細槽11a、環形槽12、通孔13、銅澆鑄層2、複合套體3、盲孔31、固體潤滑劑4、鋼銅互滲層a等術語，但並不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發明精神相違背的。