[发明专利]一种基于仿生微织构的自润滑轴承和自润滑复合材料填充方法

说明书

本发明公开了一种基于仿生微织构的自润滑轴承和自润滑复合材料填充方法，包括轴承内圈，轴承内圈设有微织构组，微织构组包括多个间隔一定距离均匀排布的微织构，微织构包括盾鳞形凹槽和储存孔，盾鳞形凹槽包括第一面、第二面和第三面，第一面的顶部、第二面的顶部和第三面的顶部依次相连，形成第一三角形开口，第一面的底部、第二面的底部和第三面的底部依次相连，形成第二三角形开口，储存孔设在第二三角形开口的底部，盾鳞形凹槽和储存孔用于填充固体自润滑复合材料和储存摩擦过程中产生的碎屑，本发明的目的是提供一种基于仿生微织构的自润滑轴承和自润滑复合材料填充方法，能显著提高其在摩擦表面的覆盖度和附着性，实现超低润滑。

技术领域

本发明涉及自润滑轴承技术领域，具体涉及一种基于仿生微织构的自润滑轴承和自润滑复合材料填充方法。

背景技术

随着现代高端技术的快速发展，回转零件所处的工况愈发极端，传统液体润滑及自润滑轴承产品难以满足新型工况环境要求。以双馈风力发电机轴承的工况为例，发电机在正常运转时速度为1200r/min，轴与润滑脂将会产生高速的相对运动，造成轴承的发热。

由于机组振动及装备自身重量等客观因素，轴承的载荷较大，易造成润滑膜的破裂，导致摩擦力增大，温度升高，甚至损坏轴承。因此，新型轴承对低摩擦、长寿命、低能耗等优异性能提出了更高的要求。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于仿生微织构的自润滑轴承和自润滑复合材料填充方法，能显著提高其在摩擦表面的覆盖度和附着性，实现超低润滑。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于仿生微织构的自润滑轴承，包括轴承内侧，所述轴承内侧设有微织构组，所述微织构组包括多个间隔一定距离均匀排布的微织构，所述微织构包括盾鳞形凹槽和储存孔；

所述盾鳞形凹槽包括第一面、第二面和第三面，所述第一面、所述第二面和所述第三面均呈弧面三角形，所述第一面的顶部、所述第二面的顶部和所述第三面的顶部依次相连，形成第一三角形开口，所述第二面的底部设有第二开口；

所述储存孔设在所述第二开口的底部；

其中，所述盾鳞形凹槽和所述储存孔用于填充固体自润滑复合材料和储存摩擦过程中产生的碎屑，在所述轴承内侧运转达到一定速度时，会在所述盾鳞形凹槽底部产生负压气穴，从而会对所述储存孔产生推举力，自发将固体自润滑复合材料带入润滑膜层中。

进一步地，所述微织构组占所述轴承内侧内表面面积的15％到20％。

进一步地，相邻所述微织构间距0.4mm到0.6mm。

进一步地，所述储存孔的深度为0.8mm到1.2mm，所述储存孔的直径为0.2mm到0.4mm。

进一步地，所述第一面、所述第二面和所述第三面的边长为0.8mm到1.2mm。

进一步地，所述第一面和所述第二面均包括第一边、第二边和第三边，所述第一边和所述第二边垂直。

一种基于仿生微织构的自润滑轴承的自润滑复合材料填充方法，包括；

步骤S1、在轴承内侧表面加入纳米MoS₂粉末；

步骤S2、用麂皮绒布料包裹的圆棍对轴承内侧表面进行循环压嵌，将纳米MoS₂粉末初步压入微织构之中；

步骤S3、将轴承内侧置于烧杯中，倒入固体含量40％的PTFE乳液至液面没于轴承内侧上表面；

步骤S4、压力浸渍，将烧杯放入压力浸渍炉，向炉内充氮气且维持0.3MPa压强50到70分钟，使得PTFE乳液填入微织构中疏松的纳米MoS₂粉末的空隙中；