全陶瓷軸承的製作方法
2023-06-05 22:49:21
專利名稱：全陶瓷軸承的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機械傳動技術領域內的滿足耐高溫、高真空度的軸承，特別 涉及一種用於超高真空、超高溫設備工作室內轉盤主軸傳動的全陶瓷軸承。
背景技術：
隨著技術的發展，對於設備傳動基礎配件軸承提出了更高的要求，其性能直接影 響到設備的使用性能，特別是對一些在特殊工礦下使用設備對軸承提出更高要求，如高溫， 軸承鋼一般能承受的溫度在150°C，即使是特種軸承鋼使用溫度不會超過400°C，而且傳 統的軸承需要潤滑脂，目前還沒有能夠承受400°C的有潤滑脂，因此無法在使用溫度超過 400°C的高溫環境中長期正常工作；在超高真空鍍膜機設備的工作室內，由於真空度要求比 較，傳統的鋼軸承由於採用油脂潤滑，油脂在真空狀態下揮發，真空工作室真空度很難滿足 要求，該環境對軸承的要求是在無潤滑脂的條件正常運轉，而傳統的鋼軸承滾動體和套圈 之間的必須有油潤滑才可以正常工作，一旦離開潤滑脂，該軸承馬上出現卡死、燒蝕問題， 導致軸承失效。要滿足上述等工況的使用條件，傳統的軸承鋼軸承是無法滿足要求的。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是要提供一種替代傳統鋼軸承，且耐高溫、無油 脂潤滑的全陶瓷軸承。為了解決以上的技術問題，本實用新型提供了一種全陶瓷軸承，該軸承由上推力 片、下推力片、保持架和滾動體組成，上推力片和下推力片之間有溝槽，滾動體裝在保持架 的圓孔內，上推力片和下推力片與滾動體接觸的部位設有橢圓形或圓形溝槽，上推力片和 下推力片的中心有孔，用於與軸連接，轉矩經上推力片、滾動體、下推力片的溝道進行傳遞 實現傳動，所述上推力片、下推力片和滾動體均為陶瓷材料。所述的上推力片、下推力片和滾動體的材料為氮化矽、氧化鋯、氧化鋁、碳化矽中 的任意一種或幾種材料。所述保持架的材料為高剛性工程塑料、氮化矽、氧化鋯、氧化鋁、碳化矽中的任意一種。所述保持架的材料為高剛性工程塑料，其是外圓面帶凹槽、圓面周邊均勻分布通 孔的圓環結構。所述保持架外圓面帶凹槽的深度大於滾動體的直徑。所述保持架為陶瓷材料的圓面周邊均勻分布上寬下窄錐形孔的圓環結構。所述保 持架圓面周邊均勻分布上寬下窄的錐形孔，該錐形孔最小直徑為滾動體的五分之四，錐形 孔最大直徑稍大於滾動體直徑。本實用新型的優越功效在於1)採用高性能結構陶瓷材料替代傳統軸承鋼材料，在保證軸承精度的前提下，提 高了軸承耐高溫、無油脂自潤滑的性能，有效地實現了設備對軸承使用的要求；2)本實用新型與傳統的軸承相比具有耐高溫，可實現在1200°C溫度條件正常工作；不需要添加任何潤滑脂，可正常運轉，滿足超高真空或高溫使用要求。
圖1是本實用新型結構示意圖；圖2是保持架為工程塑料材料的局部放大示意圖；圖3是保持架為陶瓷材料的局部放大示意圖；圖中標號說明1 一上推力片；2—下推力片；3—保持架；301—凹槽；302—通孔；303—錐形孔；4—滾動體。
具體實施方式
請參閱附圖所示，對本實用新型作進一步的描述。如圖1所示，本實用新型提供了一種全陶瓷軸承，該軸承由上推力片1、下推力片 2、保持架3和滾動體4組成，上推力片1和下推力片2之間有溝槽，滾動體4裝在保持架3 的圓孔內，上推力片1和下推力片2與滾動體3接觸的部位設有橢圓形或圓形溝槽，上推力 片1和下推力片2的中心有孔，用於與軸連接，轉矩經上推力片1、滾動體4、下推力片2的 溝道進行傳遞實現傳動，所述上推力片1、下推力片2和滾動體4均為陶瓷材料。所述的上推力片1、下推力片2和滾動體4的材料為氮化矽、氧化鋯、氧化鋁、碳化 矽中的任意一種或幾種材料。上推力片1和下推力片2的製備過程如下將氧化鋯、氮化矽、 碳化矽、氧化鋁粉體加入一定量燒結助劑，用酒精或水混合均勻、乾燥、噴霧造粒、金屬模具 幹壓成型、等靜壓成型、高溫燒結、再對上推力片1和下推力片2內外徑、兩平面進行粗磨、 細磨、精磨，最後在上推力片1和下推力片2任意平面經行溝槽進行粗磨、細磨、精磨、採用 自製溝道超精研機進行超精研。要求上推力片1和下推力片2的溝道精度達到國家同類型 鋼軸承的標準。將滾動體4裝到保持架3中，用於與軸相連，實現力的傳遞。所述保持架3的材料為高剛性工程塑料、氮化矽、氧化鋯、氧化鋁、碳化矽中的任 意一種。如圖2所示，所述保持架3的材料為高剛性工程塑料，其是外圓面帶凹槽301、圓面 周邊均勻分布通孔302的圓環結構。所述保持架外圓面帶凹槽301的深度大於滾動體4的直徑。保持架3的製備過程是採用棒料，在車床上車出相應型號軸承所裝滾動體4直徑 的五分之三厚度的圓環，然後在工程塑料圓環邊緣用有分度頭的鑽床或數控鑽床均勻鑽出 該型號保持架3要求的若干個符合滾動體直徑尺寸五分之四的孔，最後在車床上將鑽好孔 的工程塑料圓環外圓面車出一條凹槽301，凹槽的深度大於滾動體4的直徑。如圖3所示，所述保持架3為陶瓷材料的圓面周邊均勻分布上寬下窄錐形孔303 的圓環結構。所述保持架圓面周邊均勻分布上寬下窄的錐形孔303，該錐形孔303最小直徑 為滾動體4的五分之四，錐形孔303最大直徑稍大於滾動體4直徑。保持架3的製備過程是將氧化鋯、氮化矽、碳化矽、氧化鋁粉體加入一定量燒結助劑，用酒精或水混合均勻、乾燥、噴霧造粒、金屬模具幹壓成圓環形、等靜壓成型、高溫燒 結、對陶瓷圓環兩平面、內外徑進行粗磨、細磨、精磨，最後圓環的內徑大於上推力片1內 徑、外徑略小於上推力片1外徑尺寸，圓環的高度為所裝配的滾動體4直徑的五分之三。然 後採用數控鑽床用金剛石鑽頭在該圓環上外徑周圍均勻鑽出該型號保持架3要求的若干 個上寬下窄的錐形孔303，該錐形孔303最小直徑為滾動體4的五分之四，錐形孔303最大 直徑略大於滾動體4直徑。 本實用新型的全陶瓷軸承經過鹽霧試驗符合軸承標準，經過高溫測試，採用碳化 矽材料製成的軸承可在1200°C溫度正常使用，經過安裝在高真空設備上機測試，完全滿足 高真空條件使用要求。
權利要求1.一種全陶瓷軸承，該軸承由上推力片、下推力片、保持架和滾動體組成，上推力片和 下推力片之間有溝槽，滾動體裝在保持架的圓孔內，上推力片和下推力片的中心有孔，用於 與軸連接，其特徵在於所述上推力片、下推力片和滾動體均為陶瓷材料。
2.根據權利要求1所述的全陶瓷軸承，其特徵在於所述的上推力片、下推力片和滾動 體的材料為氮化矽、氧化鋯、氧化鋁、碳化矽中的任意一種。
3.根據權利要求1所述的全陶瓷軸承，其特徵在於所述保持架的材料為高剛性工程 塑料、氮化矽、氧化鋯、氧化鋁、碳化矽中的任意一種。
4.根據權利要求3所述的全陶瓷軸承，其特徵在於所述保持架的材料為高剛性工程 塑料，其是外圓面帶凹槽、圓面周邊均勻分布通孔的圓環結構。
5.根據權利要求4所述的全陶瓷軸承，其特徵在於所述保持架外圓面帶凹槽的深度 大於滾動體的直徑。
6.根據權利要求3所述的全陶瓷軸承，其特徵在於所述保持架為陶瓷材料的圓面周 邊均勻分布上寬下窄錐形孔的圓環結構。
7.根據權利要求6所述的全陶瓷軸承，其特徵在於所述保持架圓面周邊均勻分布上 寬下窄的錐形孔，該錐形孔最小直徑為滾動體的五分之四，錐形孔最大直徑稍大於滾動體直徑。
專利摘要本實用新型公開了一種全陶瓷軸承，由上推力片、下推力片、保持架和滾動體組成，上推力片和下推力片之間有溝槽，滾動體裝在保持架的圓孔內，上推力片和下推力片的中心有孔，用於與軸連接，上推力片、下推力片和滾動體均為陶瓷材料。本實用新型採用陶瓷材料替代傳統鋼材料製成的軸承，適用於更高的溫度，不需要添加任何潤滑脂，用於精密、超高真空、高溫設備工作室的轉盤主軸。
文檔編號F16C33/38GK201866090SQ20102062411
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月25日 優先權日2010年11月25日
發明者洪小林, 王惠忠, 許春芳, 趙振威, 陳家齊 申請人:上海泛聯科技股份有限公司