一种陶瓷平面轴承
阅读：395发布：2020-05-11
专利汇可以提供一种陶瓷平面轴承专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开一种陶瓷平面 轴承 ，包括呈环形设置的、用于 支撑 运动部件的上轴圈和下轴圈，所述上轴圈和下轴圈之间还设置有环形的 保持架 ，所述保持架内设置有若干个滚珠，所述位于保持架内的滚珠由外至内分别设置有两圈，所述上轴圈和下轴圈上皆设有由外至内的、并与滚珠相互对应的、用于滚珠滚动的环形 滚道 ；该陶瓷 平面轴承 可应用于高温、 腐蚀 、润滑条件差的恶劣环境下，使用寿命长。，下面是一种陶瓷平面轴承专利的具体信息内容。
1.一种陶瓷平面轴承，包括呈环形设置的、用于支撑运动部件的上轴圈和下轴圈，所述上轴圈和下轴圈之间还设置有环形的保持架，所述保持架内设置有若干个滚珠，其特征在于：所述位于保持架内的滚珠由外至内分别设置有两圈，所述上轴圈和下轴圈上皆设有由外至内的、并与滚珠相互对应的、用于滚珠滚动的环形滚道。
2.如权利要求1所述的一种陶瓷平面轴承，其特征在于：所述滚珠在保持架上呈等距均匀分布，且位于保持架外圈和内圈上相邻的滚珠在一条圆心线上。
3.如权利要求2所述的一种陶瓷平面轴承，其特征在于：所述保持架为一体成型的聚四氟乙烯保持架。
4.如权利要求1所述的一种陶瓷平面轴承，其特征在于：所述上轴圈、下轴圈和滚珠由以下重量份配比的材料制成：氧化锆50-76份、氮化硅20-32份、石墨10-12份、氧化镧3-5份、碳化硅18-27份、氧化钇3-5份、氮化硼15-22份、铝粉5-8份、地开石粉4-9份、硅藻土12-14份、助烧剂6-10份、硼化钽10-18份、锂云母2-3份、氧化铝11-16份和碳化钛7-14份。
5.如权利要求4所述的一种陶瓷平面轴承，其特征在于：所述上轴圈、下轴圈和滚珠由以下重量份配比的材料制成：氧化锆76份、氮化硅20份、石墨10份、氧化镧3份、碳化硅18份、氧化钇3份、氮化硼15份、铝粉5份、地开石粉4份、硅藻土12份、助烧剂6份、硼化钽10份、锂云母2份、氧化铝11份和碳化钛7份。
6.如权利要求4所述的一种陶瓷平面轴承，其特征在于：所述上轴圈、下轴圈和滚珠由以下重量份配比的材料制成：氧化锆50份、氮化硅32份、石墨12份、氧化镧5份、碳化硅27份、氧化钇5份、氮化硼22份、铝粉8份、地开石粉9份、硅藻土14份、助烧剂10份、硼化钽18份、锂云母3份、氧化铝16份和碳化钛14份。
7.如权利要求4所述的一种陶瓷平面轴承，其特征在于：所述上轴圈、下轴圈和滚珠由以下重量份配比的材料制成：氧化锆63份、氮化硅26份、石墨11份、氧化镧4份、碳化硅22.5份、氧化钇4份、氮化硼18.5份、铝粉6.5份、地开石粉6.5份、硅藻土13份、助烧剂8份、硼化钽
14份、锂云母2.5份、氧化铝13.5份和碳化钛10.5份。
一种陶瓷平面轴承
技术领域
背景技术
[0002] 轴承是当代机械设备中一种重要的需部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。轴承泛应用于航空、航天、航海、石油、化工、汽车、电子设备，冶金、电力、纺织、泵类、医疗器械、科研和国防军事等领域；其中平面轴承也叫做轴向压力轴承，用来承受轴向力，平面轴承分为带滚柱的平面轴承和带球的平面轴承，现有常见的平面轴承多由钢制，但是平面轴承的使用环境各种各样，尤其在高温、润滑条件差和具有腐蚀性的恶劣环境下，将会极大的缩短平面轴承的使用寿命。
发明内容
[0003] 有鉴于此，本发明目的是提供一种可应用于高温、腐蚀、润滑条件差的恶劣环境下的，使用寿命长的陶瓷平面轴承。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
[0005] 一种陶瓷平面轴承，包括呈环形设置的、用于支撑运动部件的上轴圈和下轴圈，所述上轴圈和下轴圈之间还设置有环形的保持架，所述保持架内设置有若干个滚珠，所述位于保持架内的滚珠由外至内分别设置有两圈，所述上轴圈和下轴圈上皆设有由外至内的、并与滚珠相互对应的、用于滚珠滚动的环形滚道。
[0007] 作为优选，所述保持架为一体成型的聚四氟乙烯保持架。
[0008] 作为优选，所述上轴圈、下轴圈和滚珠由以下重量份配比的材料制成：氧化锆50-76份、氮化硅20-32份、石墨10-12份、氧化镧3-5份、碳化硅18-27份、氧化钇3-5份、氮化硼
15-22份、铝粉5-8份、地开石粉4-9份、硅藻土12-14份、助烧剂6-10份、硼化钽10-18份、锂云母2-3份、氧化铝11-16份和碳化钛7-14份。
15-22份、铝粉5-8份、地开石粉4-9份、硅藻土12-14份、助烧剂6-10份、硼化钽10-18份、锂云母2-3份、氧化铝11-16份和碳化钛7-14份。
[0009] 作为优选，所述上轴圈、下轴圈和滚珠由以下重量份配比的材料制成：氧化锆76份、氮化硅20份、石墨10份、氧化镧3份、碳化硅18份、氧化钇3份、氮化硼15份、铝粉5份、地开石粉4份、硅藻土12份、助烧剂6份、硼化钽10份、锂云母2份、氧化铝11份和碳化钛7份。
[0010] 作为优选，所述上轴圈、下轴圈和滚珠由以下重量份配比的材料制成：氧化锆50份、氮化硅32份、石墨12份、氧化镧5份、碳化硅27份、氧化钇5份、氮化硼22份、铝粉8份、地开石粉9份、硅藻土14份、助烧剂10份、硼化钽18份、锂云母3份、氧化铝16份和碳化钛14份。
[0011] 作为优选，所述上轴圈、下轴圈和滚珠由以下重量份配比的材料制成：氧化锆63份、氮化硅26份、石墨11份、氧化镧4份、碳化硅22.5份、氧化钇4份、氮化硼18.5份、铝粉6.5份、地开石粉6.5份、硅藻土13份、助烧剂8份、硼化钽14份、锂云母2.5份、氧化铝13.5份和碳化钛10.5份。
[0012] 本发明要解决的另一技术问题为提供上轴圈、下轴圈和滚珠的制造方法，包括以下步骤：
[0013] 1)取氧化锆50-76份、氮化硅20-32份、地开石粉4-9份、氧化铝11-16份、碳化硅18-27份、锂云母2-3份、碳化钛7-14份和铝粉5-8份放入球磨机内，以1200-1500r/min的速度高速球磨30-40min，得到球磨混合物，备用；
[0014] 2)将步骤1)得到的球磨混合物与石墨10-12份、氧化镧3-5份、氧化钇3-5份、氮化硼15-22份、硅藻土12-14份、助烧剂6-10份和硼化钽10-18份过200-230目筛，得到精细粉末混合物，备用；
[0015] 3)将步骤2)得到的精细粉末混合物，投入搅拌机中搅拌50min，得到均匀混合料，备用；
[0017] 5)将步骤4)压制成的上轴圈、下轴圈和滚珠坯料放入烧结炉内，设定炉温1400-1600℃，炉内保护气体为氩气，烧制时间为1.5-2h，保温自然冷却至常温，即得到烧结完成的上轴圈、下轴圈和滚珠，备用；
[0018] 6)将步骤5)得到的上轴圈、下轴圈送入轴承滚道加工机对上轴圈和下轴圈的滚道进行精细研磨抛光，将步骤5)得到滚珠的送入精磨机进行精细研磨抛光，上轴圈和下轴圈的滚道与滚珠的表面粗糙度不大于0.03μm时，即可得到成品的上轴圈、下轴圈和滚珠。
[0019] 本发明技术效果主要体现在以下方面：由于在上轴圈和下轴圈上设置了双滚道，以及两圈滚珠，因此增强了轴承在运行时的抗冲击性能，也提高了轴承的使用寿命，由于上轴圈、下轴圈和滚珠由氧化锆、氮化硅、石墨、氧化镧、碳化硅、氧化钇、氮化硼、铝粉、地开石粉、硅藻土、助烧剂、硼化钽、锂云母、氧化铝、碳化钛通过本申请的方法制成，其中氧化锆、氮化硅、碳化硅、氧化铝、碳化钛和氮化硼提高了轴承的硬度和耐磨性能，同时使轴承具备一定的自润滑性能，通过热等静压机挤压成型有助于提高轴承的成品率，使烧制完成的轴承更加紧实，提高力学性能，从而可以使轴承可在高温、润滑条件差和腐蚀性的环境下工作，提高轴承的耐用性。附图说明
[0020] 图1为本发明一种陶瓷平面轴承的剖视图。
具体实施方式
[0021] 以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。
[0022] 在实施例中，需要理解的是，术语“中间”、“上”、“下”、“顶部”、“右侧”、“左端”、“上方”、“背面”、“中部”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0024] 实施例1
[0025] 参阅附图1所示，一种陶瓷平面轴承，包括呈环形设置的、用于支撑运动部件的上轴圈1和下轴圈2，所述上轴圈1和下轴圈2之间还设置有环形的、用于间隔滚珠4的保持架3，所述保持架3内设置有若干个滚珠4，所述保持架3将滚珠4包裹在其中，使之与保持架3成为一体，所述位于保持架3内的滚珠4由外至内分别设置有两圈，所述上轴圈1和下轴圈2上皆设有由外至内的、并与滚珠4相互对应的、用于滚珠4滚动的环形滚道5。所述滚珠4在保持架3上呈等距均匀分布，且位于保持架3外圈和内圈上相邻的滚珠4在一条圆心线上。所述保持架3为一体成型的聚四氟乙烯保持架。
[0026] 所述上轴圈1、下轴圈2和滚珠4由以下重量份配比的材料制成：氧化锆76份、氮化硅20份、石墨10份、氧化镧3份、碳化硅18份、氧化钇3份、氮化硼15份、铝粉5份、地开石粉4份、硅藻土12份、助烧剂6份、硼化钽10份、锂云母2份、氧化铝11份和碳化钛7份。
[0027] 一种上轴圈、下轴圈和滚珠的制作方法，包括以下步骤：
[0028] 1)取氧化锆76份、氮化硅20份、地开石粉4份、氧化铝11份、碳化硅18份、锂云母2份、碳化钛7份和铝粉5份放入球磨机内，以1500r/min的速度高速球磨30min，得到球磨混合物，备用；
[0029] 2)将步骤1)得到的球磨混合物与石墨10份、氧化镧3份、氧化钇3份、氮化硼15份、硅藻土12份、助烧剂6份和硼化钽10份过230目筛，得到精细粉末混合物，备用；
[0030] 3)将步骤2)得到的精细粉末混合物，投入搅拌机中搅拌50min，得到均匀混合料，备用；
[0031] 4)将步骤3)得到的均匀混合料装入热等静压机内，设定热等静压机的温度为500℃，压力100Mpa，然后将均匀混合料分别压制成上轴圈、下轴圈和滚珠坯料，备用；
[0032] 5)将步骤4)压制成的上轴圈、下轴圈和滚珠坯料放入烧结炉内，设定炉温1400℃，炉内保护气体为氩气，烧制时间为1.5h，保温自然冷却至常温，即得到烧结完成的上轴圈、下轴圈和滚珠，备用；
[0033] 6)将步骤5)得到的上轴圈、下轴圈的送入轴承滚道加工机对上轴圈和下轴圈的滚道进行精细研磨抛光，将步骤5)得到滚珠的送入精磨机进行精细研磨抛光，上轴圈和下轴圈的滚道与滚珠的表面粗糙度为0.01μm时，即可得到成品的上轴圈、下轴圈和滚珠。
[0034] 实施例2
[0035] 参阅附图1所示，一种陶瓷平面轴承，包括呈环形设置的、用于支撑运动部件的上轴圈1和下轴圈2，所述上轴圈1和下轴圈2之间还设置有环形的、用于间隔滚珠4的保持架3，所述保持架3内设置有若干个滚珠4，所述保持架3将滚珠4包裹在其中，使之与保持架3成为一体，所述位于保持架3内的滚珠4由外至内分别设置有两圈，所述上轴圈1和下轴圈2上皆设有由外至内的、并与滚珠4相互对应的、用于滚珠4滚动的环形滚道5。所述滚珠4在保持架3上呈等距均匀分布，且位于保持架3外圈和内圈上相邻的滚珠4在一条圆心线上。所述保持架3为一体成型的聚四氟乙烯保持架。
[0036] 所述上轴圈1、下轴圈2和滚珠4由以下重量份配比的材料制成：氧化锆50份、氮化硅32份、石墨12份、氧化镧5份、碳化硅27份、氧化钇5份、氮化硼22份、铝粉8份、地开石粉9份、硅藻土14份、助烧剂10份、硼化钽18份、锂云母3份、氧化铝16份和碳化钛14份。
[0037] 一种上轴圈、下轴圈和滚珠的制作方法，包括以下步骤：
[0038] 1)取氧化锆50份、氮化硅32份、地开石粉9份、氧化铝16份、碳化硅27份、锂云母3份、碳化钛14份和铝粉8份放入球磨机内，以1200r/min的速度高速球磨40min，得到球磨混合物，备用；
[0039] 2)将步骤1)得到的球磨混合物与石墨12份、氧化镧5份、氧化钇5份、氮化硼22份、硅藻土14份、助烧剂10份和硼化钽18份过200目筛，得到精细粉末混合物，备用；
[0040] 3)将步骤2)得到的精细粉末混合物，投入搅拌机中搅拌50min，得到均匀混合料，备用；
[0041] 4)将步骤3)得到的均匀混合料装入热等静压机内，设定热等静压机的温度为650℃，压力130Mpa，然后将均匀混合料分别压制成上轴圈、下轴圈和滚珠坯料，备用；
[0042] 5)将步骤4)压制成的上轴圈、下轴圈和滚珠坯料放入烧结炉内，设定炉温1600℃，炉内保护气体为氩气，烧制时间为2h，保温自然冷却至常温，即得到烧结完成的上轴圈、下轴圈和滚珠，备用；
[0043] 6)将步骤5)得到的上轴圈、下轴圈的送入轴承滚道加工机对上轴圈和下轴圈的滚道进行精细研磨抛光，将步骤5)得到滚珠的送入精磨机进行精细研磨抛光，上轴圈和下轴圈的滚道与滚珠的表面粗糙度为0.01μm时，即可得到成品的上轴圈、下轴圈和滚珠。
[0044] 实施例3
[0045] 参阅附图1所示，一种陶瓷平面轴承，包括呈环形设置的、用于支撑运动部件的上轴圈1和下轴圈2，所述上轴圈1和下轴圈2之间还设置有环形的、用于间隔滚珠4的保持架3，所述保持架3内设置有若干个滚珠4，所述保持架3将滚珠4包裹在其中，使之与保持架3成为一体，所述位于保持架3内的滚珠4由外至内分别设置有两圈，所述上轴圈1和下轴圈2上皆设有由外至内的、并与滚珠4相互对应的、用于滚珠4滚动的环形滚道5。所述滚珠4在保持架3上呈等距均匀分布，且位于保持架3外圈和内圈上相邻的滚珠4在一条圆心线上。所述保持架3为一体成型的聚四氟乙烯保持架。
[0046] 所述上轴圈1、下轴圈2和滚珠4由以下重量份配比的材料制成：氧化锆63份、氮化硅26份、石墨11份、氧化镧4份、碳化硅22.5份、氧化钇4份、氮化硼18.5份、铝粉6.5份、地开石粉6.5份、硅藻土13份、助烧剂8份、硼化钽14份、锂云母2.5份、氧化铝13.5份和碳化钛10.5份。
[0047] 一种上轴圈、下轴圈和滚珠的制作方法，包括以下步骤：
[0048] 1)取氧化锆63份、氮化硅26份、地开石粉6.5份、氧化铝13.5份、碳化硅22.5份、锂云母2.5份、碳化钛10.5份和铝粉6.5份放入球磨机内，以1350r/min的速度高速球磨35min，得到球磨混合物，备用；
[0049] 2)将步骤1)得到的球磨混合物与石墨11份、氧化镧4份、氧化钇4份、氮化硼18.5份、硅藻土13份、助烧剂8份和硼化钽14份过215目筛，得到精细粉末混合物，备用；
[0050] 3)将步骤2)得到的精细粉末混合物，投入搅拌机中搅拌50min，得到均匀混合料，备用；
[0051] 4)将步骤3)得到的均匀混合料装入热等静压机内，设定热等静压机的温度为575℃，压力115Mpa，然后将均匀混合料分别压制成上轴圈、下轴圈和滚珠坯料，备用；
[0052] 5)将步骤4)压制成的上轴圈、下轴圈和滚珠坯料放入烧结炉内，设定炉温1500℃，炉内保护气体为氩气，烧制时间为1.5h，保温自然冷却至常温，即得到烧结完成的上轴圈、下轴圈和滚珠，备用；
[0053] 6)将步骤5)得到的上轴圈、下轴圈的送入轴承滚道加工机对上轴圈和下轴圈的滚道进行精细研磨抛光，将步骤5)得到滚珠的送入精磨机进行精细研磨抛光，上轴圈和下轴圈的滚道与滚珠的表面粗糙度为0.01μm时，即可得到成品的上轴圈、下轴圈和滚珠。
[0054] 实验例
[0055] 实验对象：将普通的平面轴承作为对照组，本发明的配方三个实施例制成的三个陶瓷平面轴承分别为实验组一、实验组二和实验组三。
[0056] 实验要求：上述对照组与本申请的陶瓷平面轴承的实验组一、实验组二和实验组三的型号一致。
[0057] 实验方法：通过对对照组的普通钢制平面轴承与本申请的陶瓷平面轴承进行测试对比，并将实验数据记录在下表中。
[0058]
[0059] 结合表中记录的实验数据，可以得知本发明中的陶瓷平面轴承的硬度和弹性模量要远高于对照组的普通钢制平面轴承，膨胀系数要低于对照组的普通钢制平面轴承。
[0060] 本发明技术效果主要体现在以下方面：由于在上轴圈和下轴圈上设置了双滚道，以及两圈滚珠，因此增强了轴承在运行时的抗冲击性能，也提高了轴承的使用寿命，由于上轴圈、下轴圈和滚珠由氧化锆、氮化硅、石墨、氧化镧、碳化硅、氧化钇、氮化硼、铝粉、地开石粉、硅藻土、助烧剂、硼化钽、锂云母、氧化铝、碳化钛通过本申请的方法制成，其中氧化锆、氮化硅、碳化硅、氧化铝、碳化钛和氮化硼提高了轴承的硬度和耐磨性能，同时使轴承具备一定的自润滑性能，通过热等静压机挤压成型有助于提高轴承的成品率，使烧制完成的轴承更加紧实，提高力学性能，从而可以使轴承可在高温、润滑条件差和腐蚀性的环境下工作，提高轴承的耐用性。
[0061] 当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
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