[发明专利]具有功能梯度仿生织构的轴瓦及制备方法、和水润滑轴承

权利要求书

1.具有功能梯度仿生织构的轴瓦，其特征在于：表面设有能够实现功能梯度化的仿生织构，所述仿生织构包括仿猪笼草唇部的径向脊形亲水性表面织构和蜡质区的月牙形疏水性表面织构。

2.根据权利要求1所述的具有功能梯度仿生织构的轴瓦，其特征在于：所述月牙形疏水性表面织构布置于所述轴瓦的两个端部，实现润滑剂由端部向中部的定向输运；所述径向脊形亲水性表面织构布置于所述轴瓦的中部。

3.根据权利要求2所述的具有功能梯度仿生织构的轴瓦，其特征在于：所述径向脊形亲水性表面织构分为两级，所述仿生织构的布置形式为：月牙形—第一级径向脊形—第二级径向脊形—第一级径向脊形—月牙形；第一级为双层径向脊形织构，布置在所述轴瓦的中部外侧；第二级为带楔形盲孔的双层径向脊形复合织构，布置在所述轴瓦的中心。

4.根据权利要求3所述的具有功能梯度仿生织构的轴瓦，其特征在于：所述月牙形疏水性表面织构的参数设置为：CC1006；第一级径向脊形亲水性表面织构的参数设置为：DR0102；第二级带楔形盲孔的双层径向脊形复合织构的参数设置为：CR0202。

5.根据权利要求3所述的具有功能梯度仿生织构的轴瓦，其特征在于：所述第二级的带楔形盲孔的双层径向脊形复合织构的亲水性好于第一级的双层径向脊形织构的亲水性。

6.根据权利要求3所述的具有功能梯度仿生织构的轴瓦，其特征在于：所述第二级的带楔形盲孔的双层径向脊形复合织构的基体材料为经过卤化改性的UHMWPE。

7.具有功能梯度仿生织构轴瓦的水润滑轴承，其特征在于：包括从外到内的外圈轴套、滚动体和保持架、内圈轴瓦；所述的内圈轴瓦为权利要求1-6任一项所述的具有功能梯度仿生织构的轴瓦。

8.权利要求3-6任一项所述的具有功能梯度仿生织构的轴瓦制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)基体材料UHMWPE的制备及表面处理：获得形状为半圆环形、宽度为1/5轴承实际宽度的工件；

(2)仿生织构的微纳加工：在工件的内曲面上加工出形状、尺寸参数符合要求的表面织构，分别为月牙形疏水性织构、第一级双层径向脊形亲水性织构和第二级带楔形盲孔的双层径向脊形亲水性复合织构；

(3)带楔形盲孔的双层径向脊形亲水性复合织构基体材料的卤化改性：将第二级亲水性复合织构浸泡入15％的溴化钾溶液中，持续30h；

(4)内圈轴瓦的组合安装：先将相同的两个半圆环形工件组合成为一个形状为圆环形、宽度为1/5轴承实际宽度的工件，再按照“月牙形—第一级径向脊形—第二级径向脊形—第一级径向脊形—月牙形”的顺序组合完成整个轴瓦并安装至轴承内圈，完成内圈轴瓦的制备。

9.根据权利要求8所述的具有功能梯度仿生织构的轴瓦制备方法，其特征在于，步骤(1)中，使用实验室用小型注塑机，将UHMWPE粉体材料经加热、压缩、塑化、注射、冷却步骤，得到UHMWPE的块状工件，再经过切件、打磨、抛光步骤，得到形状为半圆环形、宽度为1/5轴承实际宽度的工件。