專利名稱：一種自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承及其制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承，如采用銅合金作為潤(rùn)滑襯墊之軸承，該銅合金具有強(qiáng)度高、 潤(rùn)滑效果好之優(yōu)點(diǎn)，下面以銅合金為例進(jìn)行說明?，F(xiàn)有采用鑲嵌將潤(rùn)滑襯墊固定在關(guān)節(jié)軸承之內(nèi)球面，其結(jié)構(gòu)形式和制造方法基本上有以下幾種一種是采用鑄造的方法鑄出整體為銅合金的關(guān)節(jié)軸承外圈或內(nèi)圈，經(jīng)機(jī)加工后， 在球面上均勻布孔，將固體自潤(rùn)滑材料鑲嵌于孔中，再經(jīng)精加工而成。它存在有如下缺點(diǎn) 因外圈或內(nèi)圈整體均為銅合金，浪費(fèi)大量有色金屬、成本高，承載能力小、抗沖性能差。另一種是將銅合金通過燒結(jié)在鋼板上，形成雙金屬板材，經(jīng)過多次軋制及消應(yīng)力處理，制成孔隙很小的復(fù)合板材，再卷制安裝在摩擦球面上。它存在有如下缺點(diǎn)裝配可靠性差、使用時(shí)易產(chǎn)生滑位、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝繁鎖、成本高，不適合制造大型向心關(guān)節(jié)軸承。針對(duì)上訴缺點(diǎn)，現(xiàn)出現(xiàn)以下兩種解決方案采用電弧噴涂的方法在軸承外圈內(nèi)球面上噴涂一層銅合金層，它存在有如下不足電弧噴涂產(chǎn)生的銅合金層孔隙大，強(qiáng)度低，需在孔隙中填充石墨乳，需經(jīng)碾壓或真空浸漬填充孔隙。用堆焊方法將外圈內(nèi)球面堆焊一層銅合金層，它存在有如下不足在電弧噴涂的過程中，是局部受熱的，受熱較不均勻，容易產(chǎn)生應(yīng)力，因此在加工的后道工藝中要進(jìn)行應(yīng)力處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承及其制造方法，其克服了背景技術(shù)中自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承及其制造方法所存在的不足。本發(fā)明解決其技術(shù)問題的所采用的技術(shù)方案之一是一種自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承，它包括一外圈(100)，它包括二半外圈(110)，所述半外圈(110)具有外回轉(zhuǎn)面和內(nèi)回轉(zhuǎn)面，所述內(nèi)回轉(zhuǎn)面至少具有一球面部分(111)和一位于球面部分(111)大直徑端部的凸起環(huán)(112)，所述二半外圈(110)面對(duì)固接在一起以使二半外圈(110)凸起環(huán)(11 軸端面靠接在一起形成擋圈位；所述二半外圈(110)球面部分(111)都固襯有襯墊(120)；從所述襯墊(120)摩擦面凹設(shè)多個(gè)裝配槽(121)，所述裝配槽(121)內(nèi)鑲嵌固體自潤(rùn)滑材料件 (122)，且所述凸起環(huán)(112)高度不少于襯墊(120)厚度；及一內(nèi)圈Q00)，它裝設(shè)在外圈(100)內(nèi)，且配合襯墊(120)摩擦面和自潤(rùn)滑材料件 (122)。一較佳實(shí)施例之中所述裝配槽(121)為盲孔。一較佳實(shí)施例之中所述自潤(rùn)滑材料件(122)為自潤(rùn)滑材料柱。
一較佳實(shí)施例之中所述多個(gè)裝配槽(121)規(guī)則排列布置。一較佳實(shí)施例之中所述裝配槽(121)包括一貫穿襯墊(120)的貫穿槽和一凹設(shè)半外圈(110)球面部分(111)的凹槽，所述貫穿槽端口和凹槽端口適配。本發(fā)明解決其技術(shù)問題的所采用的技術(shù)方案之二是一種自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承制造方法，其特征在于它包括步驟1，用于預(yù)備二半外圈(110)，所述半外圈(110)具有外回轉(zhuǎn)面和內(nèi)回轉(zhuǎn)面， 所述內(nèi)回轉(zhuǎn)面至少具有一球面部分(111)和一位于球面部分(111)大直徑端部的凸起環(huán) (112)，再將二半外圈(110)面對(duì)固接在一起以使二半外圈(110)凸起環(huán)(11 軸端面靠接在一起形成擋圈位；步驟2，用于通過離心鑄造方法在二半外圈(110)球面部分(111)鑄造出襯墊部分 (120’)，所述襯墊部分(120’ )淹沒擋圈位；步驟3，用于加工襯墊部分(120’ )內(nèi)回轉(zhuǎn)面以將襯墊部分(120’ )加工分為二分別被擋圈位隔開在二側(cè)的襯墊(120)，所述二襯墊(120)摩擦面被加工為球面部分，所述襯墊(120)厚度不大于凸起環(huán)(11 高度，再拆分二外圈(110)；步驟4，用于自襯墊(120)摩擦面凹設(shè)加工裝配槽(121)；步驟5，用于在裝配槽(121)上鑲嵌固定自潤(rùn)滑材料件(122)；步驟6，用于將內(nèi)圈(200)裝配進(jìn)二半外圈(110)內(nèi)，再將二半外圈(110)面對(duì)固接在一起。一較佳實(shí)施例之中所述步驟5包括步驟51，用于在裝配槽(121)上鑲嵌固定自潤(rùn)滑材料件(122)；步驟52，用于將二半外圈(110)面對(duì)固接在一起，再精加工半外圈(110)至成品尺寸，然后進(jìn)行減摩涂層處理；步驟53，拆分二半外圈(110)。一較佳實(shí)施例之中所述步驟4包括步驟41，用于在襯墊(120)摩擦面加工裝配槽(121)；步驟42，用于熱處理外圈(110)。一較佳實(shí)施例之中所述步驟41之前還包括步驟40，用于精加工襯墊(120)內(nèi)回轉(zhuǎn)面。本技術(shù)方案與背景技術(shù)相比，它具有如下優(yōu)點(diǎn)1、將半外圈內(nèi)凸起環(huán)之結(jié)構(gòu)及尺寸和襯墊離心鑄造加工方式配合，則能克服背景技術(shù)所存在的不足，且能產(chǎn)生如下技術(shù)效果a、由于凸起環(huán)之存在，因此能將襯墊部分機(jī)加工為兩分離的襯墊，二外圈拆分方便快速，拆分后產(chǎn)品合格率高；b、節(jié)省大量的襯墊金屬， 節(jié)省大量的稀有金屬，降低成本，提高產(chǎn)品的性價(jià)比；C、結(jié)構(gòu)性強(qiáng)度高、承載力大、抗沖擊力強(qiáng)、低摩擦、自潤(rùn)滑、耐磨損；d、適合制造大型和特大型自潤(rùn)滑向心關(guān)節(jié)軸承；2、裝配槽包括一貫穿襯墊的貫穿槽和一凹設(shè)半外圈球面部分的凹槽，貫穿槽端口和凹槽端口適配，則裝配后穩(wěn)定性高；3、在軸承的外圈的內(nèi)球面離心澆鑄一層自潤(rùn)滑材料襯墊，再進(jìn)行機(jī)械加工，澆鑄層與外圈表面呈熔融狀態(tài)，接觸牢固；襯墊內(nèi)球面最后還可再加工，表面精度較好，且節(jié)省銅合金材料使用量，加工出的稀有金屬能再利用。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖1為本發(fā)明自潤(rùn)滑向心關(guān)節(jié)軸承的結(jié)構(gòu)剖視圖。圖2為本發(fā)明自潤(rùn)滑向心關(guān)節(jié)軸承外圈襯墊離心澆鑄前示意圖。圖3為本發(fā)明自潤(rùn)滑向心關(guān)節(jié)軸承襯墊離心澆鑄后示意圖。圖4為本發(fā)明自潤(rùn)滑向心關(guān)節(jié)軸承襯墊離心澆鑄后內(nèi)球面粗加工后示意圖。圖5為本發(fā)明自潤(rùn)滑向心關(guān)節(jié)軸承外圖固體自潤(rùn)滑材料件盲孔鉆好后，固體自潤(rùn)滑材料填充前示意圖。圖6為本發(fā)明自潤(rùn)滑向心關(guān)節(jié)軸承外圈固體自潤(rùn)滑材料填充后示意圖。圖7為本發(fā)明自潤(rùn)滑向心關(guān)節(jié)軸承外圈加工完整后剖視圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)查閱圖1，本發(fā)明之自潤(rùn)滑向心關(guān)節(jié)軸承包括一外圈100和一內(nèi)圈200。所述外圈100，它包括二半外圈110，所述半外圈110具有一外回轉(zhuǎn)面和一內(nèi)回轉(zhuǎn)面，所述外回轉(zhuǎn)面至少包括一柱面，所述內(nèi)回轉(zhuǎn)面至少具有一球面部分111和一位于球面部分111大直徑端部的凸起環(huán)112。所述二半外圈110面對(duì)固接在一起以使二半外圈110 凸起環(huán)112軸端面靠接在一起形成擋圈位，以使二半外圈110軸端面面對(duì)靠接在一起，本實(shí)施例之中，所述固接例如采用在半外圈Iio開設(shè)固定孔，配設(shè)螺釘130穿過二固定孔將二半外圈110面對(duì)固接在一起，但并不以此為限，根據(jù)需要也可采用其它結(jié)構(gòu)方式。所述二半外圈110球面部分111都固襯有襯墊120，自所述襯墊120摩擦面鉆設(shè)多個(gè)裝配槽121，所述裝配槽121內(nèi)鑲嵌固體自潤(rùn)滑材料件122，且所述凸起環(huán)112高度不少于襯墊120厚度。 本實(shí)施例之中，所述裝配槽121包括一貫穿襯墊120的貫穿槽和一凹設(shè)半外圈110球面部分111的凹槽，所述貫穿槽端口和凹槽端口適配，所述貫穿槽和凹槽配合形成為盲孔。本實(shí)施例之中，所述多個(gè)裝配槽121規(guī)則排列布置，所述自潤(rùn)滑材料件122為自潤(rùn)滑材料柱，所述固體自潤(rùn)滑材料柱的面積占軸承摩擦面積的15% 25%。所述內(nèi)圈200，它裝設(shè)在外圈100內(nèi)，使所述內(nèi)圈200外回轉(zhuǎn)面配合襯墊120摩擦面和自潤(rùn)滑材料件122。本實(shí)施例之中，所述外圈、內(nèi)圈都選用鋼制材料，所述襯墊選用銅合金，所述銅合金與鋼之間形成的摩擦副能實(shí)現(xiàn)自潤(rùn)滑免維護(hù)功能。本實(shí)施例之中，所述內(nèi)圈材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼或軸承鋼，再經(jīng)淬火，球面可鍍硬鉻。本發(fā)明既有外圈鋼基材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、承載力大、抗沖擊力強(qiáng)的特性外，又有作為摩擦副的銅合金材料的低摩擦特點(diǎn)，而鑲嵌有固體自潤(rùn)滑材料具有自潤(rùn)滑、耐磨的優(yōu)點(diǎn)。上述的自潤(rùn)滑向心關(guān)節(jié)軸承具體加工工藝過程如下步驟1，如圈2所示，按所需規(guī)格選用相應(yīng)的碳素結(jié)構(gòu)鋼或軸承鋼或相應(yīng)性能的鋼材料制造軸承外圈鍛坯，每個(gè)外圈用兩個(gè)鍛坯，粗制鍛坯成外徑、內(nèi)球徑和高度可以達(dá)到要求的尺寸和精度的半外圈110 ；所述半外圈110具有一外回轉(zhuǎn)面和一內(nèi)回轉(zhuǎn)面，所述內(nèi)回轉(zhuǎn)面至少具有一球面部分111和一位于球面部分111大直徑端部的凸起環(huán)112，通過螺釘130 將二半外圈110面對(duì)固接在一起以使二半外圈110軸端面面對(duì)固靠在一起，使二凸起環(huán)112軸端面靠接在一起形成擋圈位；步驟2，如圖3所示，選用耐磨材料為Cuai24A16Mn3Fe3的銅合金，通過離心鑄造方法將熔融狀態(tài)的銅合金澆鑄到預(yù)熱后二半外圈110球面部分111，澆鑄后的液態(tài)銅合金和外圈接觸旋轉(zhuǎn)，兩種金屬充分?jǐn)U散形成過渡層，接合面呈熔融狀態(tài)，然后自然冷卻，以鑄造出襯墊部分120’，所述襯墊部分120’淹沒擋圈位，也即是銅合金厚度不低于擋圈位高度；步驟3，如圖4所示，用于車加工襯墊部分120’內(nèi)回轉(zhuǎn)面以將多余的銅合金層車掉，車至外圈寬度中心位置的擋圈位112內(nèi)回轉(zhuǎn)面端面(本實(shí)施例之中，也即是車加工至鋼材料)，以將襯墊部分120’加工為二被擋圈位112隔開在二側(cè)的的襯墊120，所述二襯墊 120摩擦面為球面部分，所述襯墊120厚度不大于凸起環(huán)112高度，再拆下螺釘130，以拆分二外圈110 ；步驟4，用于自襯墊120摩擦面凹設(shè)加工裝配槽121，具體包括步驟40，用于精加工襯墊120內(nèi)回轉(zhuǎn)面；步驟41，如圈5所示，用于在襯墊120摩擦面凹設(shè)裝配槽121 ；具體來說，在襯墊 120內(nèi)球面(摩擦面)上加工規(guī)則排布的盲孔121，孔深根據(jù)設(shè)計(jì)需要而定，孔的面積之和要占整個(gè)外圈內(nèi)球面面積的15% 25%，然后進(jìn)行回火穩(wěn)定處理；步驟42，用于熱處理外圈110 ；步驟5，用于在裝配槽121上鑲嵌固定自潤(rùn)滑材料件122 ；具體來說可包括步驟51，用于在裝配槽121上鑲嵌固定自潤(rùn)滑材料件122 ；步驟52，用于通過螺釘130將二半外圈110面對(duì)固接在一起，再半精加工、精加工半外圈110至成品尺寸，然后進(jìn)行減摩涂層處理；步驟53，拆分二半外圈110。步驟6，用于將內(nèi)圈200裝配進(jìn)二半外圈11)內(nèi)，再通過螺釘130將二半外圈110 面對(duì)固接在一起，完成本發(fā)明軸承的加工。本發(fā)明之中外圈內(nèi)球面的襯墊是采用離心澆鑄的方法將銅合金澆鑄在外圈內(nèi)球面上，再對(duì)外圈內(nèi)球面進(jìn)行機(jī)械加工，達(dá)到所要求的尺寸，澆鑄層與外圈外圈表面接觸牢固，內(nèi)球面最后有再加工，表面精度好，可節(jié)省銅合金使用量，可節(jié)省大量的稀有金屬，降低成本，提高產(chǎn)品的性價(jià)比；本發(fā)明產(chǎn)品適用于在各種重載、低速以及難以形成潤(rùn)滑油膜工況下，如工程機(jī)械、礦山冶金機(jī)械、起重機(jī)械和大型水工工程等。本發(fā)明之中按上述方案制造的產(chǎn)品，外圈和銅合金的結(jié)合強(qiáng)度高達(dá)IOOMPa以上，在通常情況下結(jié)合強(qiáng)度> 50MI^就可以滿足使用要求；銅合金厚度可根據(jù)設(shè)計(jì)需要而定，與整體為銅合金的關(guān)節(jié)軸承外圈或內(nèi)圈相比，可以節(jié)省70%以上的有色金屬材料。以上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承，其特征在于它包括一外圈(100)，它包括二半外圈(110)，所述半外圈(110)具有外回轉(zhuǎn)面和內(nèi)回轉(zhuǎn)面， 所述內(nèi)回轉(zhuǎn)面至少具有一球面部分(111)和一位于球面部分(111)大直徑端部的凸起環(huán) (112)，所述二半外圈(110)面對(duì)固接在一起以使二半外圈(110)凸起環(huán)(11 軸端面靠接在一起形成擋圈位；所述二半外圈(110)球面部分(111)都固襯有襯墊(120)；從所述襯墊 (120)摩擦面凹設(shè)多個(gè)裝配槽(121)，所述裝配槽(121)內(nèi)鑲嵌固體自潤(rùn)滑材料件(122)，且所述凸起環(huán)(11 高度不多于襯墊(120)厚度；及一內(nèi)圈000)，它裝設(shè)在外圈(100)內(nèi)，且配合襯墊(120)摩擦面和自潤(rùn)滑材料件 (122)。
2.根據(jù)權(quán)利要1所述的一種自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承，其特征在于所述裝配槽(121)為盲孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承，其特征在于所述自潤(rùn)滑材料件(122) 為自潤(rùn)滑材料柱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承，其特征在于所述多個(gè)裝配槽(121) 規(guī)則排列布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承，其特征在于所述裝配槽(121)包括一貫穿襯墊(120)的貫穿槽和一凹設(shè)半外圈(110)球面部分(111)的凹槽，所述貫穿槽端口和凹槽端口適配。
6.一種自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承制造方法，其特征在于它包括步驟1，用于預(yù)備二半外圈(110)，所述半外圈(110)具有外回轉(zhuǎn)面和內(nèi)回轉(zhuǎn)面，所述內(nèi)回轉(zhuǎn)面至少具有一球面部分(111)和一位于球面部分(111)大直徑端部的凸起環(huán)(112)，再將二半外圈(110)面對(duì)固接在一起以使二半外圈(110)凸起環(huán)(11 軸端面靠接在一起形成擋圈位；步驟2，用于通過離心鑄造方法在二半外圈(110)球面部分(111)鑄造出襯墊部分 (120’)，所述襯墊部分(120’ )淹沒擋圈位；步驟3，用于加工襯墊部分(120’ )內(nèi)回轉(zhuǎn)面以將襯墊部分(120’ )加工分為二分別被擋圈位隔開在二側(cè)的襯墊(120)，所述二襯墊(120)摩擦面被加工為球面部分，所述襯墊 (120)厚度不大于凸起環(huán)(11 高度，再拆分二外圈(110)； 步驟4，用于自襯墊(120)摩擦面凹設(shè)加工裝配槽(121)； 步驟5，用于在裝配槽(121)上鑲嵌固定自潤(rùn)滑材料件(122)； 步驟6，用于將內(nèi)圈(200)裝配進(jìn)二半外圈(110)內(nèi)，再將二半外圈(110)面對(duì)固接在一起。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承制造方法，其特征在于所述步驟5包括步驟51，用于在裝配槽(121)上鑲嵌固定自潤(rùn)滑材料件(122)； 步驟52，用于將二半外圈(110)面對(duì)固接在一起，再精加工半外圈(110)至成品尺寸， 然后進(jìn)行減摩涂層處理；步驟53，拆分二半外圈(110)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承制造方法，其特征在于所述步驟4包括步驟41，用于在襯墊(120)摩擦面加工裝配槽(121)； 步驟42，用于熱處理外圈(110)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承制造方法，其特征在于所述步驟41之前還包括步驟40，用于精加工襯墊(120)內(nèi)回轉(zhuǎn)面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承及其制造方法。所述方法包括用于預(yù)備二半外圈，半外圈內(nèi)回轉(zhuǎn)面具有球面部分和凸起環(huán)，再將二半外圈面對(duì)固接在一起以使二凸起環(huán)軸端面靠接在一起形成擋圈位；用于通過離心鑄造方法在二半外圈球面部分鑄造出襯墊部分，襯墊部分淹沒擋圈位；用于加工襯墊部分內(nèi)回轉(zhuǎn)面以將襯墊部分加工分為二分別位于擋圈位二側(cè)的襯墊，再拆分二外圈；用于自襯墊摩擦面凹設(shè)加工裝配槽；用于在裝配槽上鑲嵌固定自潤(rùn)滑材料件；用于將內(nèi)圈裝配進(jìn)二半外圈內(nèi)，再將二半外圈面對(duì)固接在一起。
文檔編號(hào)F16C43/02GK102367835SQ20111022887
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者曾志彬, 許鋼, 陳志雄 申請(qǐng)人:福建龍溪軸承(集團(tuán))股份有限公司