專利名稱：特別適用于船甲板艙口蓋的滑動軸承的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在軸承配合之間的在很小和緩慢相對運動下傳遞大的支承力的滑動軸承，這種軸承特別適用于船甲板艙口蓋的支座，并由一個大致為平面的支承面的軸承座和一個其支承面與軸承座的支承面大致保持面接觸的支座組成。
如所周知，在軸承配合之間以緩慢的相對運動傳遞大的支承力時，控制這種支承力是特別困難的，這種情況例如在艙口圍板上的艙口蓋支承處出現。尤其是運輸集裝箱的現代貨船有許多大的艙口，這些艙口孔通過甲板削弱船體的剛性，從而使船體的抗扭剛度明顯下降。由于剛度的原因，跨越艙口孔的艙口蓋的剛度一般都設計得很大，以至與船體的變形不匹配，艙口蓋應相對于甲板(即圍板)運動；亦即在海浪引起甲板變形時，在一定程度上甲板可在艙口蓋下方來回運動。
這種移動的距離不大，而且在艙口蓋和圍板之間產生的相對運動的速度也不大。同時布置在艙口蓋和甲板之間并可產生相對運動的支座必須傳遞相當大的垂直力(垂直作用到支承面上)，因為這類貨船通常在艙口蓋的甲板上運貨(例如集裝箱)。
根據現有技術，在艙口蓋的范圍內分布許多滑動軸承，這些滑動軸承分別由一個固定在艙口圍板上的軸承座和一個固定在艙口蓋上的支座組成，并且平的、水平伸展的支承面相互貼靠在一起。為了減小支承面之間的摩擦系數，軸承座和支座一般都采用不同的材料，或用這種材料作成的板。但實際上，支承面之間仍然產生較大的摩擦力，特別是在艙口跨度較大時尤其如此，因為由于種種原因，有效摩擦系數比滑動軸承材料配合所預期的摩擦系數大。作為水平力傳入艙口蓋和艙口圍板上的摩擦力往往引起艙口蓋和/或圍板區產生裂紋。
本發明的目的是解決由于大的艙口蓋荷載而在船甲板和艙口蓋之間產生高的摩擦系數并由此在相對運動時產生大的水平力的問題即在軸承座或支座中嵌入的棒用摩擦小的材料制造，而且這些棒大致與支承面垂直并至少伸展到支承面。業已證明，滑動材料的這種配置令人驚奇的是，在軸承座和/或支座上不象現有技術滑動材料的面積涂層(板、涂層等形式)那樣觀察到嚴重磨損和磨削的缺點。
業已證明，棒用的材料為玻璃纖維加強的或摻入玻璃粉的聚四氟乙烯是特別適合的。聚四氟乙烯中可按體積比摻入25％左右的玻璃。
一種目前為最佳的結構是用摩擦小的材料制成的棒橫截面為圓形，并在具有支承面的軸承座或支座外側面上設有插入棒的孔。
在支承面開孔范圍內，這些孔最好倒棱或將其外側面的直徑擴大成倒圓的邊緣。這樣，在產生摩擦力時，棒在這個部位上就不產生過大的剪切應力，從而大大減少棒由于這種剪切應力造成的損壞危險，至少可大大限制這種危險。此外，不但由兩個軸承配合之間的摩擦力可引起這種剪切應力，而且當兩個軸承配合的支承面之間不小心掉入異物時也會產生這種剪切應力。在這種情況下，異物的干擾影響只局限在異物接觸支承面的部位。
上述的孔最好做成盲孔。
在本發明另一個最佳結構中，棒稍微伸出具有支承面的有關軸承配合的外側面。這樣就保證了相應的軸承配合總是在摩擦小的棒材料上與另一個軸承配合接觸。棒最好象這樣伸出在滑動軸承第一次荷載后，伸出部分的棒材料被壓到側邊，摩擦小的棒材料基本上完全覆蓋外側面并構成支承面。上述后一個措施的優點在于在支承面上配置了盡可能大面積的摩擦小的材料，這種大面積的摩擦小的材料通過嵌入軸承座或支座的棒而牢固保持在它自己的位置上。
此外，還證明了軸承座或支座具有支承面的外側面最好大致被伸出的邊緣包圍住。這樣的伸出邊緣例如可將外側面適當加深(例如通過銑削)來形成。這樣形成的邊框可以擋住軸承在荷載時摩擦小的棒材料可能從相應軸承配合的支承面擠走。這對棒伸出外側面的結構亦即對軸承第一次荷載后、外側面基本上完全被棒的材料覆蓋的情況特別重要。在這種情況中，突出的邊緣為摩擦小的材料構成一個邊框。在第一次荷載之前棒伸出外側面一定的距離并在必要時高出突出的邊緣，即不但使突出的邊緣構成的邊框填滿棒的材料，而且棒還稍微高出突出的邊緣，這種情況甚至顯得更好。
最好另一個軸承配合具有合金鋼構成的支承面，而合有棒的軸承配合則用青銅合金。由合金鋼構成的支承面可以研摩和/或淬火。當然亦可考慮用別的材料。
棒最好垂直于(優先的)運動方向布置成排，而且鄰排的棒相互錯開半個間隔距離。
下面結合附圖來詳細說明與一個圖中未示出的一般支座共同作用的軸承座的最佳實施例。附圖是
圖1表示軸承座第一種結構的平面圖；圖2表示沿圖1剖面線II-II剖開的軸承座第一種結構的橫截面；圖3表示沿圖1剖面線II-II剖開的軸承座第二種結構的橫截面；圖4表示軸承座第三種結構的平面圖；圖5表示沿圖4剖面線V-V剖開的軸承座第三種結構的橫截面；圖6表示沿圖4剖面線VI-VI剖開的軸承座第三種結構的橫截面；圖7表示圖5的詳圖；圖8表示沿圖4剖面線V-V剖開的、在第一次荷載之前嵌入棒的軸承座第三種結構的橫截面；圖9表示沿圖4剖面線V-V剖開的、在第一次荷載之后有嵌入棒的軸承座第三種結構的橫截面。
圖中所示的軸承座可用于固定在船艙口蓋上并作為圍板上的艙口蓋的支座使用。亦可將這種軸承座固定在艙口圍板上，這樣就作為艙口蓋的支座用。這里要強調的是，圖中所示的軸承座作為滑動軸承的一部分還可用于其他使用場合。
圖1和圖2表示軸承座1的第一種最佳結構。
大致呈長方體的軸承座1有許多孔2，這些孔相隔一定距離以三個孔或兩個孔2交替成排平行布置，而且鄰排的孔相互錯開半個間隔距離。在此例中，每排孔2中心點的距離為13mm，鄰排的距離為12.5mm，孔2的直徑為8mm，軸承座1的長度為90mm，其寬度為40mm，總共有七排孔。
圖2表示沿圖1剖面線II-II剖開的軸承座1的截面。在此例中，孔2作成盲孔，并從軸承座1的上邊4向下邊6延伸的深度在本實施例中為9mm。在本實施例中，軸承座6的高度為14.5mm，孔2在軸承座1的上邊4倒角擴孔，倒角8相對于軸承座1的上邊4為45°，深度約為1.5mm，孔2的下界面為平面。
圖3表示第二種結構1′，它與前述的第一種結構的區別在于，與第一種結構的孔2比較，孔12在上邊4的擴大直徑有倒圓的邊緣18。如圖3所示，倒圓邊緣18在本例中為 圓，且半徑最好約為2.5mm。
圖4～圖7所示第三種結構1″與第二種結構1′的區別在于，上邊4的四周有一個伸出的邊緣20。在加工軸承座1″時，例如可在軸承座1″的上邊4根據伸出邊緣20的高度銑削一定的深度而成伸出邊緣20。伸出邊緣的高度最好為1～2mm。其余尺寸與第一和第二種結構大致相同。
在前述結構1、1′和1″的孔2和孔12中嵌入用摩擦小的材料作成的棒，棒的軸線根據孔的位置與上邊4和支承面垂直延伸。例如圖8所示的第三種結構1″的孔12中就嵌有這種棒30。
這些棒用玻璃纖維加強的或摻入玻璃粉的聚四氟乙烯作成，其中玻璃含量按體積比最好約為25％。棒的形狀與孔2或12一致。這樣，孔被棒完全填滿而不留空隙。棒和孔最好為圓形橫截面。
裝入孔2或12中的棒至少應稍微超出軸承座的上邊4，這樣就能保證構成滑動軸承另一個軸承配合的支座總是保持與構成支承面的棒的端面接觸。棒的這種布置特別適用于前述的結構1和1′。在這兩種結構中，棒高出軸承座1或1′的上邊4至少1.5～2mm。
但是，這樣選擇棒超過上邊4的高度已證明是特別合適的即在滑動軸承第一次荷載后，棒伸出部分的材料被壓向四周并大致完全覆蓋上邊4。在這種情況中，支承面由覆蓋著上邊4的棒材料的上表面構成。這種支承面結構雖然亦適用于結構1和結構1′，但特別適用于結構1″，即在這種結構1″中，伸出的邊緣20擋住了棒30被壓縮的材料可能從上邊4向四周轉移。圖8表示結構1″在第一次荷載之前就已嵌入棒30，而圖9則表示在第一次荷載以后和棒30伸出的部分被壓縮后的情況。在圖9中，棒30先前伸出部分的被壓縮材料完全填滿上邊4由伸出邊緣20構成的環槽中并用它構成支承面的上表面32覆蓋甚至還稍微超過伸出的邊緣20。這樣，就避免了伸出邊緣20與另一個軸承配合接觸。但超過的距離，即伸出邊緣20的上邊和上表面32之間的距離在這種結構中相當小；這個距離最好至少為0.5mm，也可根據荷載大小對裝配完畢的結構最好選用1～2mm。為了實現圖9所示的結構，按圖8第一次荷載之前的棒30的伸出高度最好至少為5mm。
與軸承座1、1′或1″對應的另一個軸承配合(支座或軸承座)具有用合金鋼構成的支承面，這種支承面最好經過研磨。為此，選用的合金鋼應為不銹鋼合金和/或進行淬火。另一個軸承配合例如可用普通強度的船用鋼材制成。軸承座1、1′或1″最好用青銅，亦可用鋼制造。為了防止塑料和金屬的嵌縫，在孔2或12中可埋入塑料制成的滑動附加材料。滑動附加材料在第一次荷載時牢固壓入孔2或12中，因此，不會自動脫落。
權利要求
1.在軸承配合之間有小的和慢的相對運動時傳遞大的支承力用的滑動軸承，特別是作為船甲板艙口蓋的支座用的滑動軸承由一個具有大致為平面的支承面的軸承座(1；1′；1″)和一個其支承面與軸承座(1；1′；1″)的支承面大致保持面接觸的支座組成，其特征是，在軸承座(1；1′；1″)或支座中嵌入用摩擦小的材料制成的棒(30)，棒(30)大致與支承面垂直并至少伸到支承面。
2.按權利要求1的滑動軸承，其特征是，棒(30)用玻璃纖維加強的聚四氟乙烯作成。
3.按權利要求1的滑動軸承，其特征是，棒(30)用摻入玻璃粉的聚四氟乙烯制成。
4.按權利要求2或3的滑動軸承，其特征是，聚四氟乙烯中按體積比摻入大約25％的玻璃。
5.按權利要求1～4的至少一項所述的滑動軸承，其特征是，棒(30)為圓形橫截面，在軸承座(1；1′；1″)或支座具有支承面的外側面(4)上有孔(2；12)，棒(30)嵌入這些孔中。
6.按權利要求5的滑動軸承，其特征是，孔(2)在外側面(4)擴孔倒角。
7.按權利要求5的滑動軸承，其特征是，在外側面(4)直徑擴大的孔(12)帶倒圓的邊緣(18)。
8.按權利要求5～7至少一項所述的滑動軸承，其特征是，孔(2)做成盲孔。
9.按以上權利要求至少一項所述的滑動軸承，其特征是，棒(30)伸出軸承座(1；1′；1″)或支座具有支承面的外側面(4)。
10.按權利要求1～8至少一項所述的滑動軸承，其特征是，軸承座(1″)或支座具有支承面的外側面(4)四周有一個突出的邊緣(20)。
11.按權利要求10的滑動軸承，其特征是，棒(30)是這樣高出軸承座(1″)或支座具有支承面的外側面(4)的在滑動軸承第一次荷載后外側面(4)包括突出的邊緣(20)基本上完全被棒(30)的材料覆蓋，所以由該材料構成支承面。
12.按以上權利要求至少一項所述的滑動軸承，其特征是，另一個軸承配合(支座或軸承座)具有由合金鋼構成的支承面，而含有棒(30)的軸承配合(軸承座或支座)則由青銅合金制成。
13.按權利要求12的滑動軸承，其特征是，由合金鋼制成的支承面經過研磨。
14.按權利要求12或13的滑動軸承，其特征是，合金鋼是一種硬質合金鋼。
15.按權利要求12～14至少一項所述的滑動軸承，其特征是，合金鋼是一種不銹的合金鋼。
16.按以上權利要求至少一項所述的滑動軸承，其特征是，棒(30)與(優先的)運動方向垂直成排布置，其中鄰排的棒(30)相互錯開半個間隔距離。
全文摘要
特別適用于在軸承配合之間在很小和緩慢相對運動情況下傳遞大的支承力的滑動軸承具有一個軸承座(1)或支座，在該軸承座或支座中嵌入大致與支承面垂直的棒(30)，這些棒用摩擦小的材料特別是用玻璃加強的聚四氟乙烯制成，而且軸承配合平放在棒(30)的自由端面上。
文檔編號F16C33/24GK1126975SQ94192711
公開日1996年7月17日 申請日期1994年6月22日 優先權日1993年7月7日
發明者E·阿爾伯斯 申請人:梅卡海事系統國際股份有限公司