專利名稱：一種固體潤滑的滾動軸承的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及特種滾動軸承的技術領域，特別涉及一種由熱塑性聚合物保持固體潤滑材料進行潤滑的滾動軸承。
背景技術：
工作在低溫超低溫、高溫超高溫、輻射、強化學介質侵襲、真空及不允許對在制品有任何油劑污染下的滾動軸承，由于潤滑脂、潤滑油等流體潤滑劑難以適應這些エ況，采用固體潤滑材料進行固體潤滑往往成為最佳的甚至是唯一的選擇。固體潤滑滾動軸承需要選擇固體潤滑材料并將其引入軸承內部，但是，現行的固體潤滑滾動軸承在固體潤滑材料的選用上或將固體潤滑材料引入軸承內部的方式上存在 以下缺陷I、直接往軸承中加入石墨、ニ硫化鑰等固體潤滑粉末，因是一次性加入，加入的量勢必較多，這樣就會形成粉末的聚集，鍥入滾動體和滾道收斂間隙之間的粉末過多，消除軸承應有的工作游隙，妨礙阻滯滾動體和保持器的正常運行，甚至導致軸承卡死；若加入的粉末量過少，則會導致軸承發生欠潤滑，引起軸承的磨損失效，從而影響軸承的運行壽命；2、往軸承中每兩個滾動體之間插入石墨等固體潤滑材料制成的隔離棒或隔離塊，隔離棒或隔離塊因自由度過多，在軸承運轉過程中容易偏斜，進而妨礙阻滯軸承的正常運轉；再之，隔離棒塊只適合于無保持器軸承，但軸承一旦沒有保持器，各滾動體就得不到很好的隔離和運動引導；因此，這樣的引入方式只適合于極低速軸承；3、采用聚四氟こ烯、聚醚醚酮等有機自潤滑材料制成整體冠狀帶鎖ロ保持器插入軸承內腔，聚四氟こ烯、聚醚醚酮不屬于易切削材料，會帶來加工成本的升高；軸承運動過程中較難有固體潤滑材料脫落，會導致滾動體和滾道之間的貧油潤滑，從而影響軸承的運行壽命；4、采用碳石墨等無機自潤滑材料制成整體冠狀保持器插入軸承內腔，碳石墨等無機自潤滑材料，質硬且脆，很難加工，切削效率很低，這必然引起軸承成本的顯著升高，另夕卜，還要加裝防塵蓋或卡圈等，防止保持器在軸承運轉過程中沿軸向退出軸承。
實用新型內容本實用新型目的在于提供ー種固體潤滑的滾動軸承，以解決現有技術中現有的滾動軸承在潤滑時，直接往軸承中加入石墨、ニ硫化鑰等固體潤滑粉末，因是一次性加入，カロ入的量勢必較多，這樣就會形成粉末的聚集，鍥入滾動體和滾道收斂間隙之間的粉末過多，消除軸承應有的工作游隙，妨礙阻滯滾動體和保持器的正常運行，甚至導致軸承卡死；若加入的粉末量過少，則會導致軸承發生欠潤滑，引起軸承的磨損失效，從而影響軸承的運行壽命的技術性問題。本實用新型目的通過以下技術方案實現ー種固體潤滑的滾動軸承，包括外圈、內圏、嵌入外圈滾道和內圈滾道之間的滾動體和將滾動體沿圓周方向均勻分隔的保持器，還包括嵌設在所述外圈和所述內圈之間的塑化定型體，所述塑化定型體分別與所述滾動體和所述保持器接觸，所述塑化定型體包括熱塑性聚合物和固體潤滑材料。進ー步地,所述熱塑性聚合物包括聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯硫醚酮(PPSK)、聚酰亞胺(PI)、聚砜(PSU/PSF)、聚芳砜(PASU)、聚醚砜(PES/PESU)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚全氟こ丙烯(PFEP)、聚四氟こ烯(PTFE)的其中之一或其組合，以及它們的填充、增強、復合、改性產品。進ー步地，所述固體潤滑材料包括軟金屬固體潤滑材料、金屬化合物固體潤滑材料、無機物固體潤滑材料和有機物固體潤滑材料的其中之一或其組合。進ー步地，所述金屬化合物固體潤滑材料包括ニ硫化鑰。進ー步地，所述無機物固體潤滑材料包括石墨。進ー步地，所述固體潤滑材料的體積占所述塑化定型體總體積的1%_90%。與現有技術相比，本實用新型有以下優點I、本實用新型的固體潤滑材料可從塑化定型體上脫落，持續不斷地為軸承工作表面提供固體潤滑材料，實現了轉移膜潤滑，可終生潤滑免維護，從而降低了軸承的制造成本和維護成本，提高了軸承的運行可靠度，井延長了軸承的使用壽命；2、本實用新型的塑化定型體不會干擾軸承保持器和滾動體的正常運轉，且本實用新型的滾動軸承無需軸向限位裝置，是ー個非常具有工程實際意義的實用新型；3、本實用新型的滾動軸承在高溫、超高溫、低溫、超低溫、介質侵襲、忌諱油劑污染等場合具有廣闊的應用前景。
圖I為本實用新型的熱塑性聚合物聚醚醚酮(PEEK)保持石墨進行潤滑的滾動軸承的結構不意圖；圖2為本實用新型的熱塑性聚合物聚苯硫醚(PPS)保持ニ硫化鑰進行潤滑的滾動軸承的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，詳細說明本實用新型。實施例一在本實施例中，熱塑性聚合物采用聚醚醚酮(PEEK)，固體潤滑材料采用石墨制成雙面防塵蓋密封深溝球軸承，如圖I所示，該軸承制造過程及方法如下( I)將粒狀或粉狀聚醚醚酮和石墨混合勻化，制成混合材料；(2)外圈11、內圈12和滾動體13均采用軸承鋼制成，并根據軸承使用溫度范圍進行淬火回火，經磨削、超精等機械加工成型后進行化學熱處理，在本實例中，進行錳系磷化處理；(3)保持器14采用中碳鋼板制造，機械加工成型后進行錳系磷化處理；(4)按照現行深溝球軸承的裝配エ藝，對磷化過的軸承外圈11、內圈12和滾動體13進行清洗、烘干、分組合套，放置保持器14并鉚合成開式滾動軸承；[0029](5)將粒狀或粉狀聚醚醚酮和石墨混合材料加入軸承內腔，并用兩片金屬蓋板將混合材料保持在軸承內腔中，混合材料的體積可占據軸承內腔自由空間的15%-100%，這里選擇注入量為軸承內腔自由空間的100% ；(6)將已加入混合材料的深溝球軸承連同金屬蓋板一起放入烘箱，在聚醚醚酮的黏流化溫度之上、熱分解溫度之下進行加熱，聚醚醚酮呈黏流態充填軸承內部自由空間；[0031 ] (7)將軸承冷卻，包含石墨粉的聚醚醚酮從黏流狀態轉變成塑料狀態(塑化)，形成塑化定型體15，移除金屬蓋板；(8)按照現行深溝球軸承防塵蓋沖壓方法，沖壓經過磷化的雙面金屬防塵蓋16，即制成由熱塑性聚合物聚醚醚酮保持石墨進行潤滑的雙面防塵蓋密封深溝球滾動軸承。石墨是ー種非常好的固體潤滑材料，被熱塑性聚合物聚醚醚酮塑化保持在軸承內腔，形成與軸承內腔自由空間相吻合的塑化定型體15后，在軸承運轉過程中，保持器14與塑化定型體15、滾動體13與塑化定型體15之間的微觀接觸和碰撞，促使石墨從塑化定型體 15上脫落，從而在軸承內部各工作表面間形成石墨轉移潤滑膜。這種微觀接觸和碰撞是小幅的、持續的，因此，石墨從塑化定型體上的脫落也是少量的、持續的，軸承因此得到持續穩定的石墨轉移膜潤滑，保護軸承免于磨損，實現終生免潤滑維護。對外圈11、內圈12、滾動體13、保持器14和防塵蓋16進行錳系磷化處理，其磷化膜除使這些零件在無油情況下免于銹蝕外，還有利于提高固體潤滑材料石墨對軸承零件エ作表面的吸附，提高軸承的潤滑性能。此外，錳系磷化的處理方法也可用鹽浴滲氮處理方法或達克羅涂層的方法代替。雙面防塵蓋16密封，可以限制固體潤滑材料石墨從軸承內腔向軸承外部泄漏，也具有防止外部異物進入軸承內腔污染潤滑材料的功效。實施例ニ在本實施例中，熱塑性聚合物采用聚苯硫醚，固體潤滑材料采用ニ硫化鑰制成沖壓金屬保持器調心滾子軸承，如圖2所示，該軸承制造過程及方法如下(I)制作聚苯硫醚和ニ硫化鑰的粒狀或粉狀混合材料或復合材料，作為注塑成型エ藝的原料；(2)外圈21、內圈22、球面滾子23和中擋圈25均采用軸承鋼制成，并根據軸承使用溫度范圍進行淬火回火，經磨削、超精等機械加工成型后進行化學熱處理，在本實例中，進行錳系磷化處理；(3)保持器24采用中碳鋼板制造，機械加工成型后進行錳系磷化處理；(4)按照現行調心滾子軸承的裝配エ藝，清洗烘干軸承外圈21、內圈22、球面滾子23、保持器24和中擋圈25，然后分選合套，裝配成調心滾子軸承；(5)采用注塑機將準備好的原料在聚苯硫醚的黏流化溫度之上、熱分解溫度之下加熱，然后注塑機將包含ニ硫化鑰的熔融態聚苯硫醚注射入調心滾子軸承，這里選擇注射物體積占軸承內腔自由空間的90%，經冷卻，熱塑性聚合物聚苯硫醚包裹ニ硫化鑰塑化，形成塑化定型體26，保持在軸承內腔，即制成熱塑性聚合物聚苯硫醚保持固體潤滑材料ニ硫化鑰進行潤滑的帶沖壓金屬保持器調心滾子軸承。ニ硫化鑰是ー種非常好的固體潤滑材料，被熱塑性聚合物聚苯硫醚塑化保持在軸承內腔，形成與軸承內腔自由空間相吻合的塑化定型體26后，在軸承運轉過程中，保持器24與塑化定型體26、調心滾子23與塑化定型體26以及中擋圈25與塑化定型體26之間的微觀接觸和碰撞，促使ニ硫化鑰從塑化定型體26上脫落，從而在軸承內部各工作表面間形成ニ硫化鑰轉移潤滑膜。這種微觀接觸和碰撞是小幅的、持續的，因此，ニ硫化鑰從塑化定型體上的脫落也是少量的、持續的，軸承因此得到持續穩定的ニ硫化鑰轉移膜潤滑，保護軸承免于磨損，實現終生免潤滑維護。對外圈21、內圈22、調心滾子23、保持器24和中擋圈25進行錳系磷化處理，其磷化膜除使這些零件在無油情況下免于銹蝕外，還有利于提高固體潤滑材料ニ硫化鑰對軸承零件工作表面的吸附，提高軸承的潤滑性能。在本實用新型中，熱塑性聚合物還可采用不同熱塑性聚合物的混合物以及熱塑性聚合物的增強、復合、改性產品。在本實用新型中，固體潤滑材料也可采用其它的無機物固體潤滑材料和金屬化合物固體潤滑材料，或軟金屬固體潤滑材料和有機物固體潤滑材料。 再請參閱圖1，本實用新型的滾動軸承，包括外圈11、內圈12、嵌入外圈滾道和內圈滾道之間的滾動體13和將滾動體13沿圓周方向均勻分隔的保持器14，還包括嵌設在外圈和內圈之間的塑化定型體15，塑化定型體15分別與滾動體13和保持器14接觸，塑化定型體15包括熱塑性聚合物和固體潤滑材料。進ー步地，熱塑性聚合物包括聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯硫醚酮(PPSK)、聚酰亞胺(PI)、聚砜(PSU/PSF)、聚芳砜(PASU)、聚醚砜(PES/PESU)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚全氟こ丙烯(PFEP)、聚四氟こ烯(PTFE)的其中之一或其組合，以及它們的填充、增強、復合、改性產品。固體潤滑材料包括軟金屬固體潤滑材料、金屬化合物固體潤滑材料、無機物固體潤滑材料和有機物固體潤滑材料的其中之一或其組合。其中，金屬化合物固體潤滑材料中優選ニ硫化鑰，無機物固體潤滑材料中優選石墨。并且，固體潤滑材料的體積占塑化定型體總體積的1%_90%。需要說明的是，上述所說的滾動軸承(或軸承)涵蓋所有類型和結構的滾動軸承，包括球軸承、圓柱軸承、滾針軸承、圓錐軸承、調心滾子軸承、直線運動軸承、關節軸承以及它們的雙列和多列軸承、變形和組合軸承等。本實用新型的固體潤滑材料可從塑化定型體上脫落，持續不斷地為軸承工作表面提供固體潤滑材料，實現了轉移膜潤滑，可終生潤滑免維護，從而降低了軸承的制造成本和維護成本，提高了軸承的運行可靠度，井延長了軸承的使用壽命。并且，本實用新型的塑化定型體不會干擾軸承保持器和滾動體的正常運轉，本實用新型的滾動軸承也無需軸向限位裝置，是ー個非常具有工程實際意義的實用新型。此外，本實用新型的滾動軸承在低溫超低溫、高溫超高溫、介質侵襲、忌諱油劑污染等場合具有廣闊的應用前景。以上公開的僅為本申請的幾個具體實施例，但本申請并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化，都應落在本申請的保護范圍內。
權利要求1.一種固體潤滑的滾動軸承，包括外圈、內圈、嵌入外圈滾道和內圈滾道之間的滾動體和將滾動體沿圓周方向均 勻分隔的保持器，其特征在于，還包括嵌設在所述外圈和所述內圈之間的、起固體潤滑作用的塑化定型體，所述塑化定型體分別與所述滾動體和所述保持器接觸。
專利摘要本實用新型提供一種由熱塑性聚合物保持固體潤滑材料進行潤滑的滾動軸承。本實用新型的固體潤滑的滾動軸承，包括外圈、內圈、嵌入外圈滾道和內圈滾道之間的滾動體和將滾動體沿圓周方向均勻分隔的保持器，還包括嵌設在所述外圈和所述內圈之間的、起固體潤滑作用的塑化定型體，所述塑化定型體分別與所述滾動體和所述保持器接觸。軸承工作時，保持器和滾動體與塑化定型體的微觀接觸和碰撞使得固體潤滑材料脫落，從而在軸承零件的工作面形成固體轉移潤滑膜，實現軸承的終生免維護潤滑，從而降低了軸承的制造成本和維護成本，大幅度提高了軸承在低溫超低溫、高溫超高溫情況下的運行可靠度和運行壽命。
文檔編號F16C33/66GK202646396SQ20122011915
公開日2013年1月2日 申請日期2012年3月27日 優先權日2012年2月28日
發明者趙聯春, 陳淑英 申請人:上海斐賽軸承科技有限公司