專利名稱：自潤滑合金軸承的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種軸承，尤其涉及一種自潤滑合金軸承。
背景技術：
軸承是用以支承軸頸或軸上回轉件的常用的機械零件，根據軸承的工作原理可分為滾動摩擦軸承(滾動軸承)和滑動摩擦軸承(滑動軸承)。滾動軸承主要是滾珠軸承，滾珠軸承為通用零件，優勢是壽命長，但劣勢是噪音相對大，同時軸承越小，加工難度越大，成本越高。滑動軸承在微電機領域應用廣泛，這種軸承普遍采用粉末冶金工藝制造，優勢是成本低，精度高，劣勢是壽命相對短，在高溫條件下壽命更短，對聲音要求苛刻以及有長壽命要求的馬達(如應用于散熱風扇中的馬達)表現差，這些優缺點主要由其結構與潤滑原理決定的。含油軸承通過粉末壓鑄燒結并含浸潤滑油構成，主體內部有很多微孔以含浸潤滑油，軸孔內表面有很多能夠滲漏潤滑油的微孔，在使用中，含浸的潤滑油在軸孔內表面形成一薄層油膜以實現潤滑。這種含油滑動軸承初始噪音比滾動軸承低得多，但其缺點是壽命不足，原因是潤滑油會從軸承的孔隙中流失與揮發。另外如果油量較多，會出現“甩油”現象，特別是微小馬達(如電腦散熱風扇中的馬達)，甩油會造成污染，以及灰塵堆積會卡死軸承。由于含油軸承是一種邊界潤滑的軸承，會不可避免的產生金屬軸與軸承的直接接觸， 由此產生的噪音不可避免，因此難以滿足對噪音控制要求高的馬達的使用要求。目前市場上還出現了采用自潤滑材料制造的工程塑料軸承，其通常是單獨作為內襯部件出售，多用于低速、重載的軸套應用，工程塑料軸承有很多優點，比如裝配簡單，能滿足各種苛刻的環境，金屬與塑料摩擦聲音低，甚至靜音，承受外界污染(如灰塵污染)的能力強。但現有工程塑料軸承的缺點是這種工程塑料軸套在裝配及組裝時會產生收縮，導致喪失軸孔的精度，難以滿足電機的使用要求。特別是在微電機領域，軸與軸承的配合間隙要求非常嚴格，可達到7 8微米，對于批量產品軸孔的公差要求在8微米 15微米(即 0. 008 0. 015mm)以內，甚至在8微米以內，才能滿足微電機的設計和使用要求。如果軸承公差過大，短期運行就會產生擺動磨損，使工件不能正常運轉，導致軸承過早失效，壽命短， 甚至根本無法裝配馬達使用。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術上的不足，提供一種精度高、靜音、壽命長、成本低的自潤滑合金軸承。本發明所采用的第一種技術方案是本發明包括軸承內襯、軸承外套，所述軸承內襯為軸心設有軸孔的柱體，所述軸承外套的軸心設有通孔，所述通孔的形狀及尺寸與所述軸承內襯的外部的形狀及尺寸相適配，所述軸承內襯采用自潤滑工程塑料制成，所述軸承外套采用金屬材料制成，所述軸承外套位于所述軸承內襯的側壁外圍且與所述軸承內襯復合成為一體，所述軸孔通過精密機械加工最終成型。
所述軸承內襯通過過盈緊配合壓入所述通孔內，與所述軸承外套裝配復合成為一體。所述軸孔的公差精度為8 15微米以內。所述軸承外套采用銅或鐵或軸承鋼或粉末冶金材料制成。所述軸承內襯采用改性聚酰亞胺或改性聚醚醚酮或改性聚甲醛或改性尼龍66制成。所述通孔及所述軸承內襯的外形均呈圓柱狀或呈橢圓柱狀或呈多面柱狀。所述軸承外套呈圓柱狀或呈鼓狀或呈階梯狀。本發明所采用的第二種技術方案是本發明包括軸承內襯、軸承外套，所述軸承內襯為軸心設有軸孔的柱體，所述軸承外套的軸心設有通孔，所述通孔的形狀及尺寸與所述軸承內襯的外部的形狀及尺寸相適配，所述軸承內襯采用自潤滑工程塑料制成，所述軸承外套采用金屬材料制成，所述軸承外套位于所述軸承內襯的側壁外圍且與所述軸承內襯復合成為一體，所述軸孔通過精密機械加工最終成型。所述軸承內襯通過注塑成型于所述通孔內，與所述軸承外套復合成為一體。所述軸孔的公差精度為8 15微米以內。所述軸承外套采用銅或鐵或軸承鋼或粉末冶金材料制成。所述軸承內襯采用改性聚酰亞胺或改性聚醚醚酮或改性聚甲醛或改性尼龍66制成。所述通孔及所述軸承內襯的外形均呈圓柱狀或呈橢圓柱狀或呈多面柱狀。所述軸承外套呈圓柱狀或呈鼓狀或呈階梯狀。本發明所采用的第三種技術方案是本發明包括軸承內襯、軸承外套，所述軸承內襯為軸心設有軸孔的柱體，所述軸承外套的軸心設有通孔，所述通孔的形狀及尺寸與所述軸承內襯的外部的形狀及尺寸相適配，所述軸承內襯采用自潤滑工程塑料制成，所述軸承外套采用金屬材料制成，所述軸承外套位于所述軸承內襯的側壁外圍且與所述軸承內襯復合成為一體，所述軸孔通過精密機械加工最終成型。所述軸承內襯通過模壓成型工藝直接與所述軸承外套復合成為一體。所述軸孔的公差精度為8 15微米以內。所述軸承外套采用銅或鐵或軸承鋼或粉末冶金材料制成。所述軸承內襯采用改性聚酰亞胺或改性聚醚醚酮或改性聚甲醛或改性尼龍66制成。所述通孔及所述軸承內襯的外形均呈圓柱狀或呈橢圓柱狀或呈多面柱狀。所述軸承外套呈圓柱狀或呈鼓狀或呈階梯狀。本發明的有益效果是由于本發明包括軸承內襯、軸承外套，所述軸承內襯為軸心設有軸孔的柱體，所述軸承外套的軸心設有通孔，所述通孔的形狀及尺寸與所述軸承內襯的外部的形狀及尺寸相適配，所述軸承內襯采用自潤滑工程塑料制成，所述軸承外套采用金屬材料制成，所述軸承外套位于所述軸承內襯的側壁外圍且與所述軸承內襯復合成為一體，所述軸孔通過精密機械加工最終成型；本發明中，所述軸承外套由金屬材料制成，可通過機械加工成型或由粉末冶金工藝成型，作為保證軸承整體結構強度與結構形狀的外套， 所述軸承外套的結構形狀設計靈活，外部形狀可根據與之配合馬達結構做相應設計，如柱狀、鼓狀、階梯狀等結構形狀，以及其他可能的復雜形狀；所述軸承內襯由自潤滑工程塑料制成，作為與金屬軸配合的摩擦副的內芯體，能充分發揮自潤滑材料的特性，其運轉時噪音極低，能應用在高溫環境中的自潤滑，可做到長壽命，根據材料的選擇不同可做到耐溶劑， 避免腐蝕；另外本發明不需要含浸潤滑油，也不需要額外添加潤滑油，因此避免了出現“甩油”現象，也避免了采用潤滑油帶來的潤滑劑流失；所述軸承外套與所述軸承內襯復合成為一體，二者之間復合的方式有多種，包括過盈配合、注塑成型、模壓成型工藝等復合方式；所述軸孔的公差精度可控制在8 15微米以內，這樣就能滿足微電機對軸承精度的要求；本發明的加工制造不復雜，易于保證精度，同時加工成本低，通過位于外部的由金屬材料制成的所述軸承外套限制位于內部的由自潤滑工程塑料制成的所述軸承內襯的尺寸變化，在軸承生產時，能夠保證所述軸孔的加工精度，在軸承裝配于馬達上時，能夠保證軸承的結構強度，尤其是保證所述軸孔不產生變形，保證所述軸孔的尺寸精度不發生變化；經試驗，本發明完全能夠保證軸承的精度，噪音低，滿足了設計和使用的要求，避免了公差過大帶來的擺動磨損和軸承過早失效以及壽命縮短，可廣泛用于要求靜音、長壽命的散熱風扇馬達或使用在高溫環境下的馬達如H級罩級電機以及應用在有溶劑環境中的馬達如汽車油泵電機等場所，故本發明精度高、靜音、壽命長、成本比滾珠軸承低。
圖1是本發明實施例一自潤滑合金軸承的斷面結構示意圖；圖2是本發明實施例一軸承外套的斷面結構示意圖；圖3是本發明實施例二自潤滑合金軸承的斷面結構示意圖；圖4是本發明實施例二軸承外套的斷面結構示意圖；圖5是本發明實施例三自潤滑合金軸承的斷面結構示意圖；圖6是本發明實施例三軸承外套的斷面結構示意圖。
具體實施例方式實施例一如圖1、圖2所示，本實施例的自潤滑合金軸承包括軸承內襯1、軸承外套2，所述軸承內襯1為軸心設有軸孔3的柱體，所述軸承外套2的軸心設有通孔4，所述軸承外套2 的軸心設有通孔4，所述通孔4的形狀及尺寸與所述軸承內襯1的外部的形狀及尺寸相適配，本實施例中，所述通孔4及所述軸承內襯1的外形均呈圓柱狀，當然，所述通孔4及所述軸承內襯1的外形也可以呈橢圓柱狀呈多面柱狀或其他柱狀，所述軸承內襯1采用改性聚酰亞胺(PI)制成，當然所述述軸承內襯1也可以采用改性聚醚醚酮(PEEK)或改性聚甲醛 (POM)或改性尼龍66(PA66)等其他自潤滑工程塑料制成，材料改性通常為上述主體材料通過添加其他增強材料如碳纖或玻纖，同時添加自潤滑材料如聚四氟乙烯或石墨或二硫化鉬等或者添加潤滑劑改性而成，所述軸承外套2采用粉末冶金材料制成，當然所述軸承外套2 也可以采用銅或鐵或軸承鋼等其他金屬材料制成，所述軸承外套2呈圓柱狀，所述軸承外套2位于所述軸承內襯1的側壁外圍且與所述軸承內襯1復合成為一體，具體來說，所述軸承內襯1通過過盈緊配合壓入所述通孔4內，與所述軸承外套2裝配復合成為一體，復合成整體結構的軸承再采用精密機械加工工藝把所述軸孔3的尺寸加工到所需要的公差范圍
5最終成型，所述軸孔3的公差精度可控制在8 15微米以內，這樣就能滿足微電機對軸承精度的要求。實施例二 如圖3、圖4所示，本實施例與實施例一的區別之處在于本實施例中，所述軸承外套2呈鼓狀。本實施例的其余特征同實施例一。實施例三如圖5、圖6所示，本實施例與實施例一的區別之處在于本實施例中，所述軸承外套2呈階梯狀。本實施例的其余特征同實施例一。實施例四本實施例與實施例一的區別之處在于所述軸承外套2與所述軸承內襯1之間的復合方式，本實施例中，所述軸承內襯1通過注塑成型于所述通孔4內，與所述軸承外套2 復合成為一體，復合成整體結構的軸承再采用精密機械加工工藝把所述軸孔3的尺寸加工到所需要的公差范圍最終成型，所述軸孔3的公差精度可控制在8 15微米以內。本實施例的其余特征同實施例一。實施例五本實施例與實施例四的區別之處在于所述軸承外套2與所述軸承內襯1之間的復合方式，本實施例中，所述軸承內襯1通過模壓成型工藝直接與所述軸承外套2復合成為一體，復合成整體結構的軸承再采用精密機械加工工藝把所述軸孔3的尺寸加工到所需要的公差范圍最終成型，所述軸孔3的公差精度可控制在8 15微米以內。本實施例的其余特征同實施例四。本發明中，所述軸承外套2通過金屬機加工成型或由粉末冶金成型，起到保持結構強度與結構形狀的作用，所述軸承內襯1由自潤滑工程塑料制成，是主要摩擦部件，其運轉時噪音低，材料耐磨、耐高溫，在高溫環境下有長壽命、靜音的特點。本發明的加工制造不復雜，易于保證精度，同時加工成本低。通過位于外部的由金屬材料制成的所述軸承外套 2限制位于內部的由自潤滑工程塑料制成的所述軸承內襯1的尺寸變化，在生產時，能夠保證所述軸孔3的加工精度，在裝配時，能夠保證所述軸孔3不產生變形，保證精度不發生變化。經試驗，本發明完全能夠保證軸承的精度，噪音低，長壽命，滿足了設計和使用的要求， 避免了公差過大帶來的擺動磨損和軸承過早失效以及壽命縮短，是一種精密度高、靜音、壽命長、成本低的自潤滑無油軸承，可廣泛用于要求靜音、長壽命的散熱風扇馬達或使用在高溫環境下的馬達如H級罩級電機以及應用在有溶劑環境中的馬達如汽車油泵電機等場所。 另外，本發明的可設計性強，所述軸承外套2可制成多種形狀，滿足不同的使用要求。本發明可廣泛應用于軸承領域。在不脫離本發明思想的情況下，凡應用本發明說明書及附圖內容及所做的各種等效變化，均理同包含于本發明的權利要求范圍內。
權利要求
1.一種自潤滑合金軸承，其特征在于包括軸承內襯(1)、軸承外套O)，所述軸承內襯(1)為軸心設有軸孔(3)的柱體，所述軸承外套O)的軸心設有通孔G)，所述通孔的形狀及尺寸與所述軸承內襯(1)的外部的形狀及尺寸相適配，所述軸承內襯(1)采用自潤滑工程塑料制成，所述軸承外套( 采用金屬材料制成，所述軸承外套( 位于所述軸承內襯(1)的側壁外圍且與所述軸承內襯(1)復合成為一體，所述軸孔C3)通過精密機械加工最終成型。
2.根據權利要求1所述的自潤滑合金軸承，其特征在于所述軸承內襯(1)通過過盈緊配合壓入所述通孔內，與所述軸承外套( 裝配復合成為一體。
3.根據權利要求1所述的自潤滑合金軸承，其特征在于所述軸承內襯(1)通過注塑成型于所述通孔內，與所述軸承外套O)復合成為一體。
4.根據權利要求1所述的自潤滑合金軸承，其特征在于所述軸承內襯(1)通過模壓成型工藝直接與所述軸承外套O)復合成為一體。
5.根據權利要求1至4任意一項所述的自潤滑合金軸承，其特征在于所述軸孔(3)的公差精度為8 15微米以內。
6.根據權利要求1至4任意一項所述的自潤滑合金軸承，其特征在于所述軸承外套(2)采用銅或鐵或軸承鋼或粉末冶金材料制成。
7.根據權利要求1至4任意一項所述的自潤滑合金軸承，其特征在于所述軸承內襯(1)采用改性聚酰亞胺或改性聚醚醚酮或改性聚甲醛或改性尼龍66制成。
8.根據權利要求1至4任意一項所述的自潤滑合金軸承，其特征在于所述通孔(4)及所述軸承內襯(1)的外形均呈圓柱狀或呈橢圓柱狀或呈多面柱狀。
9.根據權利要求1至4任意一項所述的自潤滑合金軸承，其特征在于所述軸承外套(2)呈圓柱狀或呈鼓狀或呈階梯狀。
全文摘要
本發明公開了一種自潤滑合金軸承，旨在提供一種精度高、靜音、壽命長、成本低的自潤滑合金軸承，該自潤滑合金軸承的軸孔的公差精度可控制在8～15微米內，能滿足微電機對軸承精度的要求。本發明包括軸承內襯(1)、軸承外套(2)，所述軸承內襯(1)為軸心設有軸孔(3)的柱體，所述軸承外套(2)的軸心設有通孔(4)，所述通孔(4)的形狀及尺寸與所述軸承內襯(1)的外部的形狀及尺寸相適配，所述軸承內襯(1)采用自潤滑工程塑料制成，所述軸承外套(2)采用金屬材料制成，所述軸承外套(2)位于所述軸承內襯(1)的側壁外圍且與所述軸承內襯(1)復合成為一體，所述軸孔(3)通過精密機械加工最終成型。本發明可廣泛應用于軸承領域。
文檔編號F16C33/20GK102345679SQ20111019632
公開日2012年2月8日 申請日期2011年8月19日 優先權日2011年8月19日
發明者張攻堅 申請人:張攻堅