[发明专利]混合复合轴颈轴承的制造方法

说明书

本申请是申请日为2004年5月17日、申请号为200480018844.3的中国专利申请“混合复合轴颈轴承及其制造方法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及轴颈轴承，特别涉及混合复合轴颈轴承(hybrid compositejournal bearing)的制造方法。

背景技术

图1是一个装配有使用油作为润滑剂的轴颈轴承的轴承系统的示意图。如图1所示，该轴承系统包括轴颈130和固定部分120。轴颈130的功能是传输动力，由轴承110支撑。轴承110固定在金属制造的固定部分120之上。这样，轴承110产生的热量就通过轴承110传输给固定部分120。当轴承110里面的润滑油温度升高，从而油的粘性降低，因此会导致润滑薄膜破裂。所以，为了防止油膜破裂，每一轴承110的导热能力是轴承的一个重要指标。

更进一步，当轴颈130开始或者停止转动时，没有足够的压力产生来保证润滑油膜支撑轴颈130，这样，产生边界润滑环境，也就是说，每一轴承110的一部分直接和轴颈130接触。当由于在边界润滑环境下，轴颈130和轴承直接接触而导致轴承110破裂或者被损坏时，轴颈130和轴承110之间的摩擦系数和相对硬度就作为轴承性能的一个重要因素而被考虑。当轴颈130在边界润滑环境下被驱动时，轴颈130的表面可能会由于轴颈130和轴承110之间的直接接触而被破坏。而且，润滑油的粘度由于轴颈130与每个轴承110之间的接触产生的热量而降低，每个轴承110的承载能力降低，这样每个轴承110就不同程度的黏附在轴颈130上，导致轴承110卡住轴颈130。同时，当每个轴承110承受过多的负载或者润滑油的粘度降低，油膜变薄，上面的问题就会产生。

这样，为了保护转动的轴颈130和减少由于轴颈130与每个轴承110之间摩擦产生的热量，每个轴承110必须使用相对与轴颈130硬度较低的材料，同时摩擦系数要低，高的热导效率。

目前，白合金作为轴承的衬垫材料被广泛使用。衬垫被碾压在有圆形截面的金属壳体内表面上。白合金是一种合金材料，包括锡、铅、锑、铜，以满足上面提到的轴承材料要求。但是，白合金存在下面的问题。首先，由于白合金是一种金属，白合金不容易黏附在金属造的轴颈上，因为轴颈轴承的白合金直接和轴颈接触，而温度升高。同时，当轴颈用非金属材料做成，例如复合材料，轴颈可能由于与白合金的相对硬度高，在轴颈与轴颈轴承摩擦时破裂或者损坏。

轴颈轴承也可以使用摩擦系数比较低和相对硬度也比较低的苯酚加固的玻璃纤维苯酚一体制造。但是，这样只使用复合材料制造的轴颈轴承会导致轴颈轴承的厚度增加。由于厚度的增加，在复合物加工过程中物理特性就会恶化，当轴颈轴承运转时，复合物会吸收润滑油，使得尺寸精度降低，从而导致轴颈轴承驱动不稳定。这样，轴颈轴承可能破裂或者损坏。更进一步的，在轴颈轴承运转过程中，复合物吸收润滑油，润滑油膜在轴承运转过程中被破坏或者变薄，这样轴颈轴承会被更严重的破坏。

发明内容

因此，本发明针对在现有技术中发生的上述问题，旨在提供一种制造混合复合轴颈轴承的方法，在具有圆形截面的金属壳体内表面上放置一层薄的具有低摩擦系数的复合衬垫，从而减少由于轴颈轴承与轴颈之间的摩擦而导致轴颈的破坏。

为了实现上述目的，本发明提供一种制造具有金属壳体的混合复合轴颈轴承的方法，该方法包括：将具有各种碾压角度的复合预浸料坯缠绕在可热膨胀的心轴上；将具有复合预浸料坯的心轴插入金属壳体，并将塞有心轴的金属壳体放入高压锅来热膨胀该心轴，使得复合预浸料坯硬化的同时与金属壳体的内表面紧密接触；以及，将从高压锅中取出的金属壳体内的心轴移除。

本发明的上述方法还包括：在将缠绕复合预浸料坯的心轴上覆盖一层脱模剂。

本发明采用相对简单的同步制造方法，与传统的采用在金属壳体上浇铸白和金或者使用厚的玻璃纤维增强苯酚复合物干涉配合相比，简化了制造工艺，从而降低制造成本。通过本发明制造混合复合轴颈轴承的方法使复合衬垫采用相对较薄的厚度碾压在金属壳体的内表面，使衬垫具有防止轴颈抓紧轴颈轴承的功能。由于复合衬垫比较薄，减少了昂贵的碳素纤维增强苯酚复合物的使用，从而降低了碳素纤维增强苯酚复合物的成本。进一步的，薄复合衬垫防止了不必要的润滑油吸收，降低了尺寸变化。

附图说明

为了更清楚的理解本发明的目的、特性以及相关优点，通过以下附图进行更详细的说明，其中：

图1是配有传统轴颈轴承的轴承系统的示意图；