專利名稱：一種用于水工鋼閘門的自潤(rùn)滑軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸承結(jié)構(gòu)，具體的說(shuō)，是涉及一種和潤(rùn)滑有關(guān)的軸承結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)一些高壩的興建，其底孔的工作閘門和檢修閘門所承受的水壓力越來(lái)越大，而作為將這些水壓力傳遞給壩體的結(jié)構(gòu)，平面鋼閘門的行走支撐和弧形鋼閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)鉸等回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要工作在低速重載的條件下，這一工況形式?jīng)Q定了這些回轉(zhuǎn)件的滑動(dòng)軸承不可能形成完整致密的油膜。如果應(yīng)用傳統(tǒng)的油脂潤(rùn)滑，將使滑動(dòng)軸承工作在邊界摩擦的情況下，這將引起軸頸和軸承之間產(chǎn)生迅速磨損，甚至是卡死現(xiàn)象。由于普通液體潤(rùn)滑軸承不能勝任這種特殊工況的要求，因此鑲嵌型自潤(rùn)滑軸承和粉末冶金整體燒結(jié)型自潤(rùn)滑軸承應(yīng)運(yùn)而生。傳統(tǒng)的鑲嵌型自潤(rùn)滑軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理為如圖I和圖2所示，在金屬基體上預(yù)先設(shè)計(jì)、加工好一定面積比例的孔，并在這些預(yù)設(shè)的孔中鑲嵌入固體潤(rùn)滑劑，通過粘結(jié)處理，使金屬基體和固體潤(rùn)滑劑這兩種結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體，并將其加工成軸承、軸瓦或襯板。如圖3所示，所有鑲嵌孔沿回轉(zhuǎn)方向交錯(cuò)設(shè)置，在軸向或徑向各鑲嵌孔之間應(yīng)有一定的重疊度α，以保證固體潤(rùn)滑劑覆蓋到整個(gè)滑動(dòng)方向，形成完整的固體潤(rùn)滑膜。自潤(rùn)滑軸承在運(yùn)動(dòng)時(shí)由于熱作用以及軸頸和自身的摩擦作用，使固體潤(rùn)滑劑不斷滲出轉(zhuǎn)移，同時(shí)隨著金屬基體的不斷磨損，使固體潤(rùn)滑劑逐漸裸露出來(lái)，從而起到潤(rùn)滑和減摩作用。傳統(tǒng)的粉末冶金整體燒結(jié)型自潤(rùn)滑軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理為如圖4和圖5所示，粉末冶金整體燒結(jié)固體自潤(rùn)滑軸承是將固體潤(rùn)滑劑粉末和金屬基體原料相互混合在一起，并通過硬脂酸鋅作為粘結(jié)劑將其壓制成形、燒結(jié)，形成具有很多空隙的自潤(rùn)滑基體復(fù)合材料，將其加工成軸承、軸瓦或襯板。由于材料本身添加了一定的固體潤(rùn)滑劑以及軸承在工作中將產(chǎn)生熱作用，使自身的固體潤(rùn)滑劑在其表面上將形成一層較為穩(wěn)定的潤(rùn)滑層，并且依靠自身的磨損不斷補(bǔ)充固體潤(rùn)滑劑，來(lái)修復(fù)被撕裂的潤(rùn)滑膜，從而達(dá)到潤(rùn)滑和減摩作用。可見，上述兩種傳統(tǒng)的自潤(rùn)滑軸承都是是采用“自我損耗”來(lái)不斷提供潤(rùn)滑劑，這種潤(rùn)滑方式造成了軸頸和軸承磨損嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的是鑲嵌在基體上的固體潤(rùn)滑劑不能“主動(dòng)磨損”來(lái)不斷提供潤(rùn)滑劑的技術(shù)問題，提供一種用于水工鋼閘門的自潤(rùn)滑軸承，可以使自潤(rùn)滑軸承自身的基體材料不磨損或者磨損的很少，而是讓固體潤(rùn)滑劑自身“主動(dòng)磨損”來(lái)達(dá)到不斷提供潤(rùn)滑劑，滿足潤(rùn)滑需要。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種用于水工鋼閘門的自潤(rùn)滑軸承，包括用于套接安裝在軸頸上的管狀基體，所述管狀基體上分布有多個(gè)預(yù)開孔，所述預(yù)開孔中由內(nèi)到外依次安裝有固體潤(rùn)滑劑和推力彈、簧，所述固體潤(rùn)滑劑與所述預(yù)開孔間隙配合，所述管狀基體外部套接安裝有通過沉頭螺釘固定在所述管狀基體上的軸瓦式固定殼，所述軸瓦式固定殼的內(nèi)壁抵頂于所述推力彈簧外端。所述軸瓦式固定殼由兩個(gè)同樣的軸瓦式固定殼組件拼合而成，兩個(gè)所述軸瓦式固定殼組件相互之間的定位線為階梯形。所述管狀基體兩端分別設(shè)置有密封圈，所述密封圈外部設(shè)置有通過螺釘固定在所述管狀基體上的密封圈固定端蓋。所述固體潤(rùn)滑劑與所述預(yù)開孔的間隙距離為O. 00005m O. 00015m。所述管狀基體的內(nèi)徑為d2,單位為m ;d2 =屯+⑴.00005m O. 00015m);式中屯為
所述軸頸的直徑，單位為m。所述管狀基體的壁厚為13，單位為m ；13 ^ I^l2 ;式中=I1為所述推力彈簧被壓縮后的最小長(zhǎng)度，單位為m ；12為所述固體潤(rùn)滑劑的高度，單位為m。所述預(yù)開孔的數(shù)量# = ^，式中S為所述預(yù)開孔的面積，單位為m2 ；d3為所述預(yù)
開孔的直徑，單位為m。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的用于水工鋼閘門的自潤(rùn)滑軸承所提供的潤(rùn)滑方式是主動(dòng)潤(rùn)滑，即固體潤(rùn)滑劑不像傳統(tǒng)自潤(rùn)滑軸承那樣和基體固結(jié)或者混合在一起，而是與管狀基體的預(yù)開孔間隙配合，固體潤(rùn)滑劑在預(yù)開孔中能夠自由移動(dòng)。這樣固體潤(rùn)滑劑就能夠在推力彈簧的作用下逐漸露出預(yù)開孔，并與軸頸很好地接觸，以使固體潤(rùn)滑劑自身“主動(dòng)磨損”來(lái)持續(xù)不斷地提供潤(rùn)滑劑，從而降低基體磨損，提高軸承使用壽命；另外當(dāng)作為固體潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑塊耗盡時(shí)，只需更換潤(rùn)滑塊便可以繼續(xù)使用，降低了維護(hù)成本。


圖I是傳統(tǒng)的鑲嵌型自潤(rùn)滑軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I的Al-Al剖視圖；圖3是鑲嵌孔之間的重疊度示意圖；圖4是傳統(tǒng)的粉末冶金整體燒結(jié)型自潤(rùn)滑軸承的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4的A2-A2剖視圖；圖6是一種用于水工鋼閘門的鑲嵌型自潤(rùn)滑軸承的主視圖；圖7是圖6的B-B剖視圖；圖8是圖7中I的局部放大圖；圖9是本發(fā)明的軸瓦式固定殼的主視圖；
圖10是圖9的C-C剖視圖；圖11是本發(fā)明的軸瓦式固定殼組件的主視圖；圖12是圖11的端面視圖；圖13是本發(fā)明的管狀基體的主視圖；圖14是圖13的D-D剖視圖；圖15是用于水工鋼閘門的鑲嵌型自潤(rùn)滑軸承的裝配圖16是一種用于水工鋼閘門的粉末冶金整體燒結(jié)型自潤(rùn)滑軸承的主視圖；圖17是圖16的E-E剖視圖18是密封圈固定端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；圖19是圖18的F-F剖視圖；圖20是用于水工鋼閘門的粉末冶金整體燒結(jié)型自潤(rùn)滑軸承的裝配圖；圖中1、滾輪；2、軸瓦式固定殼；3、管狀基體；4、軸頸；5、固體潤(rùn)滑劑；6、推力彈黃;7、定位線；8、預(yù)開孔；9、沉頭螺釘；10、沉孔；11、軸瓦式固定殼組件；12 封圈;13 ￥ 封圈固定端蓋；14 :密封圈安放槽。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I如圖6和圖7所示，本實(shí)施例披露了一種用于水工鋼閘門的鑲嵌型自潤(rùn)滑軸承，主要由管狀基體3、固體潤(rùn)滑劑5、推力彈簧6和軸瓦式固定殼2構(gòu)成。如圖13和圖14所示，管狀基體3用于套接安裝在軸頸4上，管狀基體3上分布多個(gè)預(yù)開孔8。同樣的，所有預(yù)開孔8沿回轉(zhuǎn)方向交錯(cuò)設(shè)置，在軸向或徑向各預(yù)開孔8之間應(yīng)有一定的重疊度α，以保證固體潤(rùn)滑劑5覆蓋到整個(gè)滑動(dòng)方向，形成完整的固體潤(rùn)滑膜。鑲嵌型自潤(rùn)滑軸承的管狀基體3可選擇的材料范圍比較廣泛，主要包括鑄鐵類、錫青銅類、高強(qiáng)度黃銅、不銹鋼類、錫銻合金類等金屬材料。選擇哪種金屬材料作為基體材料應(yīng)根據(jù)具體的承載情況而定，參考表I所示。表I固體自潤(rùn)滑軸承常用的金屬基體材料
力學(xué)件能
金屬基體材料-^————^-使用工況特征
抗拉強(qiáng)度/MPa 延伸率/%硬度/HB^
低速、高溫
鑄鐵類>150——120-170
_____>250 °Cm中載、高溫 >350 錫青銅類 >200 >15 60-80 c
高強(qiáng)度黃銅__>770__>12__>210__承載性好
不銹鋼類__450~550__30-50__120-180__耐腐蝕
錫銻合金類__50-80__5-8__15-25__耐藥性其中，管狀基體3參數(shù)確定如下(I)軸承平均壓強(qiáng)P p = l^s￡[p]式中F為軸承徑向載荷，N ；14為軸承長(zhǎng)度，m ；S為預(yù)開孔的面積，m2 ；d2為管型基體的內(nèi)徑，m; [p]為許用壓強(qiáng)，Pa。⑵軸承的pv值軸承的發(fā)熱量與pv值成正比,其中V是軸頸的圓周速度，m/s,即工作表面間的相對(duì)滑動(dòng)速度。
FNr —20_(/4-蛘)刺
式中N為軸轉(zhuǎn)速，r/s ；d3預(yù)開孔的直徑，m ； [pv]為許用pv值，Pa · m/s。(3)滑動(dòng)速度V
權(quán)利要求
1.一種用于水工鋼閘門的自潤(rùn)滑軸承，其特征在于，包括用于套接安裝在軸頸上的管狀基體，所述管狀基體上分布有多個(gè)預(yù)開孔，所述預(yù)開孔中由內(nèi)到外依次安裝有固體潤(rùn)滑劑和推力彈簧，所述固體潤(rùn)滑劑與所述預(yù)開孔間隙配合，所述管狀基體外部套接安裝有通過沉頭螺釘固定在所述管狀基體上的軸瓦式固定殼，所述軸瓦式固定殼的內(nèi)壁抵頂于所述推力彈簧外端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于水工鋼閘門的自潤(rùn)滑軸承，其特征在于，所述軸瓦式固定殼由兩個(gè)同樣的軸瓦式固定殼組件拼合而成，兩個(gè)所述軸瓦式固定殼組件相互之間的定位線為階梯形。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于水工鋼閘門的自潤(rùn)滑軸承，其特征在于，所述管狀基體兩端分別設(shè)置有密封圈，所述密封圈外部設(shè)置有通過沉頭螺釘固定在所述管狀基體上的密封圈固定端蓋。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于水工鋼閘門的自潤(rùn)滑軸承，其特征在于，所述固體潤(rùn)滑劑與所述預(yù)開孔的間隙距離為0. 00005m 0. 00015m。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于水工鋼閘門的自潤(rùn)滑軸承，其特征在于，所述管狀基體的內(nèi)徑為d2，單位為m ；d2 = Cl1+(0. 00005m 0. 00015m);式中噸為所述軸頸的直徑，單位為m。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于水工鋼閘門的自潤(rùn)滑軸承，其特征在于，所述管狀基體的壁厚為I3，單位為Iii5I3SlAl2;式中=I1為所述推力彈簧被壓縮后的最小長(zhǎng)度，單位為m ；12為所述固體潤(rùn)滑劑的高度,單位為m。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于水工鋼閘門的自潤(rùn)滑軸承，其特征在于，所述預(yù)開孔的數(shù)量# = }，式中s為所述預(yù)開孔的面積，單位為m2 ;d3為所述預(yù)開孔的直徑，單位為mD
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于水工鋼閘門的自潤(rùn)滑軸承，包括用于套接安裝在軸頸上的管狀基體，管狀基體上分布有多個(gè)預(yù)開孔，預(yù)開孔中由內(nèi)到外依次安裝有固體潤(rùn)滑劑和推力彈簧，固體潤(rùn)滑劑與預(yù)開孔間隙配合，管狀基體外部套接安裝有通過沉頭螺釘固定在管狀基體上的軸瓦式固定殼，軸瓦式固定殼的內(nèi)壁抵頂于推力彈簧外端。本發(fā)明所提供的潤(rùn)滑方式是主動(dòng)潤(rùn)滑，即固體潤(rùn)滑劑與管狀基體的預(yù)開孔間隙配合，能夠在推力彈簧的作用下逐漸露出預(yù)開孔，并與軸頸很好地接觸，以使固體潤(rùn)滑劑自身“主動(dòng)磨損”來(lái)持續(xù)不斷地提供潤(rùn)滑劑，從而降低基體磨損，提高軸承使用壽命；另外當(dāng)作為固體潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑塊耗盡時(shí)，只需更換潤(rùn)滑塊便可以繼續(xù)使用，降低了維護(hù)成本。
文檔編號(hào)F16C17/00GK102635630SQ20121011879
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者周富滿, 徐國(guó)賓, 高仕趙 申請(qǐng)人:天津大學(xué)