CN114658763A - 一种复合材料滑动轴承 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种复合材料滑动轴承。本发明包括应用于不同场景下的复合材料推力轴承和/或复合材料径向轴承，复合材料推力轴承由多个扇形或圆形推力瓦基体、工程塑料层组成；复合材料径向轴承由多个径向瓦基体、复合塑料层组成，推力瓦基体上表面加工有连接工程塑料层的凹凸面，凹凸面设有多条纵向凹槽及多条横向凹槽；径向瓦基体内弧面加工有连接复合塑料层的凹凸面，凹凸面设有多条圆周方面的凹槽及沿宽度方向分布的凹槽。本发明表面交叉排布的凹槽排列均匀且紧密，倾斜的槽形使塑料层烧结固化后能够牢固地抓连在瓦基体上；凹槽成对称分布，进一步提高结合强度。结构简单，工艺性好，尺寸稳定性好，工程塑料面不易脱层或开裂。
Description
技术领域
本发明涉及滑动轴承制造技术领域，尤其涉及一种复合材料滑动轴承。
背景技术
风电作为现阶段发展最快的可再生能源之一，在全球电力生产结构中的占比正在逐年上升，拥有广阔的发展前景。作为风电设备核心零部件之一的风电主轴轴承，主要起到支撑主轴、承载轴向、径向载荷和力矩的作用。风电机组对主轴轴承的寿命、可靠性、强度和承载能力有很高的要求，需要无故障运行20年，可靠度达到95％以上，因此风电主轴轴承的技术含量较高。相比目前所采用的滚动轴承，滑动轴承具有承载能力大、加工难度低、制造及维护成本低等优势，因此，风电装备制造业迎来了滑动轴承替代滚动轴承的潮流。
复合材料轴承为滑动轴承的主流产品。它是由瓦基体与工程塑料层通过特殊的工艺牢固地结合为一体。现有技术(专利号为CN 105020267 B)中公开的滑动轴承主要为PPESK轴承，它的连接方式是将瓦基凹凸面与工程塑料层之间通过凹凸面的凹面和凸面，以及粗糙面和工程塑料层熔融后特有的粘结性相结合，形成物理连接为一体的复合材料推力轴承。瓦基上的凹凸面是由多条交叉的燕尾凹槽组成，凹槽的槽口宽度为4～12mm，凹槽之间的间距为6～10mm，槽底的宽度比槽口宽0.5～1.0mm，且凹槽深度为1～5mm。该技术中，凹槽的宽度及间距较大，且槽壁与槽底所形成的锐角角度过大，使其结合强度减弱，而类似燕尾槽形成的凹槽也增加了加工难度。同时由于沟槽较深，塑料复合层的厚度差别较大以至于塑料层的弹性不均匀。
发明内容
根据上述提出的技术问题，而提供一种复合材料滑动轴承。本发明采用的技术手段如下：
一种复合材料滑动轴承，包括应用于不同场景下的复合材料推力轴承和/或复合材料径向轴承，所述复合材料推力轴承由多个扇形或圆形推力瓦基体、工程塑料层组成；所述复合材料径向轴承由多个径向瓦基体、复合塑料层组成，推力瓦基体上表面加工有连接工程塑料层的凹凸面，凹凸面设有多条纵向凹槽及多条横向凹槽；径向瓦基体内弧面加工有连接复合塑料层的凹凸面，凹凸面设有多条圆周方面的凹槽及沿宽度方向分布的凹槽。
进一步地，凹槽横截面形状为直角梯形，直角梯形中的两条底边相距2～4mm，且与基体上表面或弧面切面呈40～60°或120～140°夹角，下底与腰的垂点距上表面或弧面切面1.5～3mm。
进一步地，推力瓦基体多条纵向凹槽，沿瓦基纵向中心线等距排列，相邻凹槽间距为2～4mm，以纵向中心线为界，凹槽倾斜方向分别向两侧镜向分布。
进一步地，推力瓦基体多条横向凹槽，沿瓦基横向中心线等距排列，相邻凹槽间距为2～4mm，以横向中心线为界，凹槽倾斜方向分别向两侧镜向分布。
进一步地，径向瓦基体多条圆周方向的凹槽，沿瓦基弧线等距排列，相邻凹槽间距为2～4mm，以瓦基宽度方向中心线为界，凹槽倾斜方向沿弧线分别向两端面镜向分布。
进一步地，径向瓦基体多条宽度方向的凹槽，沿瓦基轴线方向等距排列，相邻凹槽间距为2～4mm，以瓦块长度方向中心线为界，凹槽倾斜方向分别向两侧镜向分布。
进一步地，工程塑料层和复合塑料层所应用的材质包括聚芳醚酮、聚醚醚酮、聚醚砜酮，瓦基体以上部分的塑料层厚度为1～6mm。
进一步地，工程塑料层、复合塑料层与瓦基体上的凹凸面通过模压的方式复合成型，工程塑料层加热融化后，利用其流动性使材料填充至所有的瓦基凹槽内，经过加压冷却后形成可靠的机械连接结构。
本发明具有以下优点：
1、本发明中的复合材料滑动轴承，其表面交叉排布的凹槽排列均匀且紧密，且倾斜的槽形使工程材料烧结固化后能够牢固地抓连在瓦基体上；凹槽成对称分布，进一步提高结合强度。
2、本发明中的复合材料滑动轴承，其结构简单，克服了现有技术的复杂焊接工艺，将复合材料层直接与钢基体进行结合，提高了轴承可靠性。
3、工艺性好，凹槽可采用普通片铣刀加工，减少了生产成本。
4、工程塑料层厚度较薄，提高轴承承载能力。
5、尺寸稳定性好，工程塑料面不易脱层或开裂。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明凹槽截面形状示意图。
图2为本发明推力瓦沟槽排列示意图，其中(a)为主视图，(b)为(a)的B-B剖面图，(c)为(a)的C-C剖面图。
图3为本发明径向瓦沟槽排列示意图，其中(a)为主视图，(b)为(a)的B-B剖面图，(c)为俯视图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1～3所示，本发明实施例公开了一种复合材料滑动轴承，该轴承用于各种承受径向、轴向力的旋转机构支撑部位，适合于核主泵、水轮发电机、风电、齿轮箱、船舶等机械设备。根据不同设备对轴承的使用要求、轴承的应用部位，来选择使用其中一种或两种轴承。若轴承需要承受径向载荷就采用复合材料径向轴承，若需承受轴向载荷就采用复合材料推力轴承，若两种载荷都有，则两种轴承都可采用。
具体地，包括复合材料推力轴承和复合材料径向轴承，所述复合材料推力轴承由多个扇形或圆形推力瓦基体、工程塑料层组成；所述复合材料径向轴承由多个径向瓦基体、工程塑料层组成，推力瓦基体上表面加工有连接复合塑料层的凹凸面，凹凸面设有多条纵向凹槽及多条横向凹槽；径向瓦基体内弧面加工有连接复合塑料层的凹凸面，凹凸面设有多条圆周方面的凹槽及沿宽度方向分布的凹槽。
作为优选的实施方式，凹槽横截面形状为直角梯形，直角梯形中的两条底边相距2～4mm，且与基体上表面或弧面切面呈40～60°或120～140°夹角，下底与腰的垂点距上表面或弧面切面1.5～3mm。
作为优选的实施方式，推力瓦基体多条纵向凹槽，沿瓦基纵向中心线等距排列，相邻凹槽间距为2～4mm，以纵向中心线为界，凹槽倾斜方向分别向两侧镜向分布。
作为优选的实施方式，推力瓦基体多条横向凹槽，沿瓦基横向中心线等距排列，相邻凹槽间距为2～4mm，以横向中心线为界，凹槽倾斜方向分别向两侧镜向分布。
作为优选的实施方式，径向瓦基体多条圆周方向的凹槽，沿瓦基弧线等距排列，相邻凹槽间距为2～4mm，以瓦基宽度方向中心线为界，凹槽倾斜方向沿弧线分别向两端面镜向分布。
作为优选的实施方式，径向瓦基体多条宽度方向的凹槽，沿瓦基轴线方向等距排列，相邻凹槽间距为2～4mm，以瓦块长度方向中心线为界，凹槽倾斜方向分别向两侧镜向分布。
作为优选的实施方式，工程塑料层和复合塑料层所应用的材质包括聚芳醚酮、聚醚醚酮、聚醚砜酮，瓦基体以上部分的塑料层厚度为1～6mm。
作为优选的实施方式，工程塑料层、复合塑料层与瓦基体上的凹凸面通过模压的方式复合成型，塑料层加热融化后，利用其流动性使材料填充至所有的瓦基凹槽内，经过加压冷却后形成可靠的机械连接结构。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种复合材料滑动轴承，其特征在于，包括应用于不同场景下的复合材料推力轴承和/或复合材料径向轴承，所述复合材料推力轴承由多个扇形或圆形推力瓦基体、工程塑料层组成；所述复合材料径向轴承由多个径向瓦基体、复合塑料层组成，推力瓦基体上表面加工有连接工程塑料层的凹凸面，凹凸面设有多条纵向凹槽及多条横向凹槽；径向瓦基体内弧面加工有连接复合塑料层的凹凸面，凹凸面设有多条圆周方面的凹槽及沿宽度方向分布的凹槽。
2.根据权利要求1所述的复合材料滑动轴承，其特征在于，凹槽横截面形状为直角梯形，直角梯形中的两条底边相距2～4mm，且与基体上表面或弧面切面呈40～60°或120～140°夹角，下底与腰的垂点距上表面或弧面切面1.5～3mm。
3.根据权利要求2所述的复合材料滑动轴承，其特征在于，推力瓦基体多条纵向凹槽，沿瓦基纵向中心线等距排列，相邻凹槽间距为2～4mm，以纵向中心线为界，凹槽倾斜方向分别向两侧镜向分布。
4.根据权利要求1～3任一项所述的复合材料滑动轴承，其特征在于，推力瓦基体多条横向凹槽，沿瓦基横向中心线等距排列，相邻凹槽间距为2～4mm，以横向中心线为界，凹槽倾斜方向分别向两侧镜向分布。
5.根据权利要求2所述的复合材料滑动轴承，其特征在于，径向瓦基体多条圆周方向的凹槽，沿瓦基弧线等距排列，相邻凹槽间距为2～4mm，以瓦基宽度方向中心线为界，凹槽倾斜方向沿弧线分别向两端面镜向分布。
6.根据权利要求1或2或5所述的复合材料滑动轴承，其特征在于，径向瓦基体多条宽度方向的凹槽，沿瓦基轴线方向等距排列，相邻凹槽间距为2～4mm，以瓦块长度方向中心线为界，凹槽倾斜方向分别向两侧镜向分布。
7.根据权利要求1所述的复合材料滑动轴承，其特征在于，工程塑料层和复合塑料层所应用的材质包括聚芳醚酮、聚醚醚酮、聚醚砜酮，瓦基体以上部分的塑料层厚度为1～6mm。
8.根据权利要求1或7所述的复合材料滑动轴承，其特征在于，工程塑料层、复合塑料层与瓦基体上的凹凸面通过模压的方式复合成型，塑料层加热融化后，利用其流动性使材料填充至所有的瓦基凹槽内，经过加压冷却后形成可靠的机械连接结构。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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