[發明專利]一體式復合材料自潤滑滑動軸承及其制造方法

有效

• 申請號: 200810046121.4
• 申請日: 2008-09-22
• 公開（公告）號: CN101363474A
• 公開（公告）日: 2009-02-11
• 發明（設計）人: 成海濤;黃宗祥;羅喜澤;滕建明;李衛紅;宋麗君;牟德富
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團成都鋼鐵有限責任公司;四川大學
• 主分類號: F16C33/20
• 分類號: F16C33/20;F16C37/00;B21B31/07
• 代理公司: 成都立信專利事務所有限公司
• 代理人: 游蘭

技術領域

本發明涉及一種滑動軸承及其制造方法，特別是涉及一種用于無縫鋼管軋機的一體式復合材料自潤滑滑動軸承及其制造方法

背景技術

軋制無縫鋼管使用的周期軋機，其軋輥的旋轉方向與鋼管的送進方向相反，軋制鋼坯的過程相當于既鍛造又碾軋的過程，軋管時軋輥與軸承均受到強烈的交變沖擊力，同時受高溫及水腐蝕，工況環境苛刻。在該生產環境中不宜使用潤滑液。目前，使用環氧樹脂玻纖布層壓板加工的軋輥軸瓦基本能滿足生產要求，但該種軸承缺乏自潤滑，增強纖維也難按定向方向布置，使用壽命短，消耗量大，更換軸承頻繁，從而影響產品產量。同時，在生產過程中，由于軋輥的軸頸與軸瓦之間的間隙增大，鋼管的壁厚不易準確控制，鋼材的消耗增加，影響產品質量。除此之外，也有采用玻璃纖維增強塑料軸承座鑲嵌銅瓦或金屬軸承座鑲嵌具有潤滑性能的材料；但此類結構在沖擊負荷下工作的可靠性較差，軸瓦部分容易發生斷裂或脫落。

發明內容

本發明的目的在于克服上述缺點，提供一種軸承座與軸瓦為一整體結構，抗沖擊及耐磨性能高，具有自潤滑性能，維護及更換方便，且制造工藝簡單，生產效率高的一體式復合材料自潤滑滑動軸承及其制造方法。

本發明一體式復合材料自潤滑滑動軸承是軸承座與軸瓦一次成型的整體結構，軸承座與軸瓦之間無明顯界面。其中，軸承中50％以上的纖維排布方向與軸承徑向夾角小于30°，從而增加軸承的耐磨性能和抗沖擊性能。軸承內設置有冷卻水道，冷卻水道的入口設置在軸承側面，其出口設置在軸承上表面，通過冷卻水循環冷卻，達到降低軸承表面溫度的目的。軸承材料按重量％計，由以下組分組成：

玻璃纖維????45～65，

碳纖維??????3～10，

潤滑劑??????2～10，

熱固性樹脂????30～45。

其中，玻璃纖維是厚度為0.1～0.4mm的玻璃纖維方格布或方格布及工業用長纖維；碳纖維是厚度為0.1～0.4mm的碳纖維單向布或單向布及長纖維；潤滑劑是二硫化鉬、石墨、硬脂酸鹽中的一種或兩種；熱固性樹脂是環氧樹脂、酚醛樹脂中的一種或二種。其中，環氧樹脂可以是一般環氧樹脂(雙酚A型)，也可以是改性環氧樹脂，如有機硅改性環氧樹脂、二氨基二苯砜改性環氧樹脂，當同時使用二種樹脂時，環氧樹脂與酚醛樹脂的配合比例按重量份計是2∶1；也可單獨使用間苯型不飽和聚酯樹脂。

本發明一體式復合材料自潤滑滑動軸承的制造方法包括以下步驟：

1)按上述材料組分的比例稱取各組分。

2)纖維樹脂浸漬物的制備：

a)、采用酚醛樹脂、環氧樹脂或二者混合物時，首先將乙醇與甲苯按體積份1∶2的比例混合，配制成溶劑，或用甲苯作溶劑，再將環氧樹脂、酚醛樹脂或二者混合物與溶劑按重量份10∶1～3的比例溶解于溶劑中(當采用環氧樹脂時則只需甲苯作溶劑)，同時加入潤滑劑，配制成樹脂浸漬液，再分別將玻璃纖維及碳纖維浸漬于該樹脂浸漬液中，最后，于120℃～180℃溫度下烘干20～30分鐘，得纖維樹脂浸漬物。其中，烘干溫度區域以初始段及末段溫度為120℃，中段溫度為180℃為好。

b)、采用間苯型不飽和聚酯樹脂時，不需使用溶劑，分別將玻璃纖維及碳纖維直接浸漬于不飽和聚酯樹脂中，得纖維樹脂浸漬物，因未使用溶劑，故不需烘干處理。

3)軸承模壓成型：

a)首先將步驟2)所得纖維樹脂浸漬物按纖維的定向排布進行裁剪，制作成與模具型腔一致的片狀物，再將片狀物疊合成厚度2～6mm的纖維疊合本，其中纖維疊合本是碳纖維疊合本、玻璃纖維疊合本或碳纖維、玻璃纖維混合的混合纖維疊合本；。

b)將纖維疊合本按垂直于軸承軸軸線方向放入模具中，在接近軸承工作面區域內可適當多放入碳纖維疊合本，以增加軸承表面的耐磨性，并于溫度130～190℃、壓力5～15Mpa的條件下按常規方式壓制成型3～8小時，冷卻，脫模，得本發明軸承坯體。

4)、在步驟3)所得的軸承坯體上加工冷卻水道。

本發明一體式復合材料自潤滑滑動軸承及其制造方法的優點在于利用金屬模具壓制成型，生產效率高，軸承尺寸準確；采用長纖維或纖維布作定向排布，使較多纖維的長度方向與軸承的徑向方向一致，從而提高軸承承載能力，增強耐磨性，能經受來自軋機周期交變負荷的沖擊，潤滑劑的加入使軸承具有自潤滑功能，在高溫、潮濕環境下運行可靠性高。主要用于軋制無縫鋼管使用的軋機。

附圖說明

圖1：本發明結構示意圖

圖2：本發明俯視圖

圖3：圖2中A-A剖視的纖維排布示意圖