[發明專利]一種金屬基鑲嵌式彈性自潤滑滑動軸承

有效

• 申請號: 201010194738.8
• 申請日: 2010-06-08
• 公開（公告）號: CN101858385A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 陳匯龍;彭正東;林厚強
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F16C33/20
• 分類號: F16C33/20
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及高分子材料和滑動軸承技術領域，是一種金屬軸承基體上沿內表面周向嵌入一定數量橡膠片和高分子軸承條的彈性自潤滑滑動軸承。

背景技術

滑動軸承是機械系統中十分常見的部件，同時也是直接關系到機械設備或系統能否正常運行的關鍵部件。隨著科學技術的快速發展，對軸承性能的要求越來越高，特別是在軸長度較大易產生彎曲、振動且存在嚴重磨損等場合，對軸承的彈性、耐磨和潤滑等性能提出了嚴格的要求。目前，對于滑動軸承的研究主要是提高潤滑油膜承載力，保持流體潤滑狀態，減少磨損，達到提高壽命目的，并取得了明顯的成效。如：①中國專利號200820013387.4提出一種固體潤滑劑鑲嵌軸承，該軸承包括軸承基體和鑲嵌在基體盲孔內的固體潤滑劑組成，固體潤滑劑充分填充了盲孔的空間，避免了潤滑劑下端的氣體弊端，使機械運動更加平衡，延長軸承壽命；②中國專利號99224781.0提出的一種含固體潤滑劑的雙金屬鑲嵌軸承，用于水力發電設備等機械的軸承，軸承壁具有規律分布的通孔，孔內鑲嵌固體潤滑劑，襯套內表面具有相交叉的網狀溝槽為排沙槽或油槽，內襯套表面為一層燒結含固體潤滑劑的銅粉金屬潤滑層，增強自潤滑性，延長軸承的壽命。③美國專利號US7703983提出一種滑動軸承由具有滑動材料和潤滑油組成。這種滑動材料由樹脂和潤滑油組成，樹脂是表面通孔材料面積不少于總面積百分之三十的可滲透材料，潤滑油滲透到孔中。可見，上述金屬基鑲嵌式固體自潤滑軸承及新型材料軸承，雖然在“防止孔內氣體弊端”和“增強自潤滑”等方面取得了明顯的進展，但是在適應轉軸彎曲、振動等方面沒有得到解決。橡膠軸承具有一定彈性，能夠滿足軸的柔性要求，但耐磨性差，極易因磨損而失效。金屬或高分子材料軸承，耐磨性好，但彈性差，易因軸彎曲變形或振動而使軸承損壞。兼顧幾方面性能要求的滑動軸承還沒有。

發明內容

本發明的目的是彌補上述現有技術的不足而提出的一種能有效滿足彈性、耐磨、潤滑性能要求的新型滑動軸承結構。它主要是利用橡膠片的彈性、高分子軸承條的耐磨和自潤滑性能，達到克服橡膠軸承易磨損而金屬軸承彈性不足等缺陷且具有良好潤滑性能的效果，獲得運行穩定性好、使用壽命得到有效延長的更為理想的滑動軸承。

本發明為了實現上述目的，主要涉及結構改進和材料組合問題，金屬軸承基體上沿內表面周向開設6個以上橫斷面為環扇狀近似梯形的軸向溝槽，各溝槽沿周向均布并且形狀大小一致，在溝槽底部放置一層橡膠片，再嵌入常溫下與溝槽形狀一致的高分子軸承條，由高出基體內圓柱面的高分子軸承條表面構成軸承摩擦面。軸承金屬基體內徑略大于軸或軸套的外徑，高分子軸承摩擦面面積占金屬基體內表面積的比例為60％-80％，溝槽的深度均為a＝(D₃-D₂)/2，其中，D₂為金屬基體內徑，D₃為金屬基體溝槽直徑，橡膠片的厚度為0.3a-0.5a，軸承條高出金屬基體內表面的高度b的大小與常規軸承冷卻潤滑槽深度一致。高分子軸承條選優采用聚乙烯等材料。

本發明設計的主要效果是：(1)各環扇狀溝槽底部放置的橡膠片具有一定的彈性，這一性能信號將因環扇狀槽的特點而傳遞給高分子軸承條，使其適應軸的彎曲變形或振動，避免軸承破裂損壞；(2)高分子軸承條具有較強的耐磨性和自潤滑性能，利用其環扇狀的短邊與軸的弧度一致，高分子軸承的內表面作為軸承摩擦面，滿足了耐磨和潤滑要求，無須另外提供潤滑介質及其系統；(3)高出金屬基體內圓柱面的相鄰高分子軸承條之間構成了間隙槽，可以滿足潤滑、冷卻要求特別高時加入冷卻液或潤滑液，進一步提高潤滑性能，滿足冷卻要求。

附圖說明

圖1為本新型金屬基鑲嵌式彈性自潤滑滑動軸承結構示意圖。

圖中，1、橡膠墊層；2、高分子軸承條；3、金屬基體。

具體實施方式

本發明的金屬基體溝槽形式為環扇狀近似梯形斷面溝槽，首先在金屬基體內表面加工出均勻分布的溝槽，再向槽底填充橡膠墊層，然后采用低溫方法使高分子軸承條收縮嵌入，恢復常溫后軸承條膨脹壓緊橡膠片并高出金屬基體內圓柱面，由于環扇狀近似梯形斷面的自鎖作用，把高分子軸承條和橡膠片固定在溝槽中。為保證軸承條構成的軸承接觸面具有與軸(或軸套)一致的圓度，可將鑲嵌完畢的軸承內孔略作圓孔加工。