[發明專利]高溫滾動軸承氣相和氣/固相原位聚合固體潤滑系統

有效

• 申請號: 202010004802.5
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111173841B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 郭強;畢宸洋;劉海彬;陳嘉彬;金葉
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: F16C33/66
• 分類號: F16C33/66;F16N15/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

本發明設計了一種高溫滾動軸承氣相和氣/固相原位聚合固體潤滑系統，包括軸承內圈、外圈、滾動體、進氣接口、出氣接口，根據不同工作溫度選擇是否帶有獨立加熱裝置的軸承座。通過軸承工作環境高溫或軸承座上外部加熱裝置將分別放置的兩種固體單體氣化，氣化后的氣相單體進入軸承之中，接觸后將原位聚合形成固體潤滑膜，從而為高溫軸承提供減磨耐磨作用。也可將氣化溫度較高的固體單體或催化劑預置于軸承內外圈表面，使其誘導進入軸承的氣相單體在摩擦表面高溫聚合，提高聚合轉化率和潤滑效果。本發明設計的軸承可以實現高溫下的長效潤滑，且可以通過補充固體單體來保證摩擦表面的潤滑膜不斷生成，解決了高溫軸承表面潤滑膜消耗后難以迅速補充的難題。

技術領域

本發明涉及一種工作在高溫(500℃以上)環境下的軸承，特別涉及一種高溫滾動軸承氣相和氣/固相原位聚合固體潤滑系統，通過氣相單體在高溫下原位聚合反應生成固體潤滑膜從而提供軸承的減磨耐磨作用。

背景技術

由于科技的發展和進步，航空飛行器、煉鋼等特殊行業的要求，機械的工作溫度越來越高，機械器件中支撐元件—軸承和傳動元件—齒輪的高溫潤滑難題也就越來越突出。通常使用的潤滑油脂只能在150℃下使用，無法應對更高溫度下的潤滑難題。更高溫度下一般采用自潤滑預置材料，可以保證部件具有較高的機械強度，且其制備工藝簡便，可適用于各種尺寸的部件，因而是實現高溫固體潤滑的一種有效途徑。

預置的自潤滑涂層在高溫下的摩擦過程中將會很快被消耗，導致潤滑效果下降甚至消失，起不到對部件的減磨耐磨作用。預置涂層在被消耗后的后續補充是難題，一般需要將部件拆解涂覆涂層后再重裝。為了解決潤滑涂層消耗后補充的難題，有人提出氣相沉積潤滑材料，氣體材料便于輸送和補充，通常采用的氣相沉積潤滑材料有烴類氣相沉積潤滑材料和磷酸鹽類氣相沉積潤滑材料，這些氣相沉積潤滑膜的優點在于氣體材料可以不斷補充，潤滑效果可以持續。而其缺點在于沉積膜的分子量不高，減磨耐磨效果不明顯，同時當溫度較高時沉積膜分解迅速，發揮固體潤滑功效的時間短暫，包括沉積碳在內的分解產物的分子量更低，其潤滑功效更加有限。所以，研發一種在高溫環境下使用的軸承，以及與其配套的可以持續補充的高效潤滑方式從而提供減磨耐磨作用是有必要的。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述問題，提供一種高溫滾動軸承氣相和氣/固相原位聚合固體潤滑系統，在高溫環境下使用，采用兩種不同組分的氣相單體作為可補充的氣相潤滑材料，通過環境高溫或另配加熱裝置將分別放置的兩種單體氣化，氣化后的氣相單體進入軸承之中，兩種單體接觸后會在軸承摩擦表面發生原位聚合形成固體潤滑膜，從而為軸承提供減磨耐磨作用。

為了實現上述目的，本發明涉及的軸承具體技術方案如下：

一種高溫滾動軸承氣相和氣/固相原位聚合固體潤滑系統，包括：軸承內圈、軸承外圈、滾動體、保持架、軸承蓋(4)和軸承座(5)，其特征在于：在軸承兩側的軸承內圈與軸承外圈之間分別各有一片密封蓋與軸承外圈固定連接，使軸承摩擦部位處于封閉狀態；左側密封蓋上部有排氣接口，左右兩側密封蓋的下部分別有一個進氣接口；所述排氣接口和進氣接口分別匹配軸承座中的排氣接口和進氣接口，接通排氣管道和進氣管道。所述進氣管道分別連通軸承座兩側外安裝的兩個由相互獨立加熱裝置加熱的獨立氣化室，或固定加料口。進氣接口和排氣接口內部均有內螺紋供后續管道安裝，具體的開孔位置包括但不僅限于以下幾種：

①在軸承的左側密封蓋的0°和180°位置分別開孔設置排氣接口和進氣接口。在軸承的右側密封蓋的180°位置開孔設置進氣接口，具體開孔位置見圖1。

②在軸承的左側密封蓋的0°位置開孔設置排氣接口。在軸承的左側密封蓋的180°位置開孔設置進氣接口，后期在這個進氣接口上同時安裝兩根進氣管道。具體開孔位置見圖6。

③在軸承的左側密封蓋的0°位置開孔設置排氣接口。在軸承的左側密封蓋的170°和190°位置分別開孔設置兩個獨立進氣接口。