用于滚子轴承的润滑剂、滚子轴承以及滚子轴承的制造和修理方法与流程

本发明涉及用于滚动元件轴承的润滑剂、包括润滑剂的滚动元件轴承以及滚动元件轴承的制造和修理方法。

背景技术：

轴承使得能够在保持旋转自由度的同时连接两个物体，结果是物体可以相对于彼此进行枢转或旋转。在滚动元件轴承中，该功能通过可旋转地保持在两个滚道之间的滚动元件来确保。

存在轴向以及径向构造的滚动元件轴承。轴向滚动元件轴承包括具有第一滚道的第一轴承壳和具有第二滚道的第二轴承壳，其中轴承壳可围绕公共旋转轴线相对于彼此旋转，该公共旋转轴线基本上对应于轴承壳的表面法线，并且其中第一滚道设置成与第二滚道相对。径向滚动元件轴承包括内轴承环和外轴承环，内轴承环包括径向面向外的第一滚道，外轴承环包括径向向内朝向内轴承环的第二滚道。轴承的旋转轴线延伸穿过两个轴承环的中心点。为了避免由于摩擦造成的损失以及延长滚动元件轴承的使用寿命，如果滚道以及滚动元件的表面具有尽可能低的粗糙度，则是有利的。

为了制造轴承部件，例如包括用于滚动元件的滚道的滚动元件轴承的轴承环，原材料(例如由100Cr6制成的管状或棒状原材料)首先通过机械加工(例如车削或精车)或者通过诸如锻造、深冲或轧制的成形过程，然后进行热处理，将其加工成环形坯料。普通的热处理是三阶段的，并且包括例如在约850℃的奥氏体化，在约40℃的表面硬化，以及在约170℃的淬火和回火。在接下来的工作区域中，轴承环或轴承盘的表面被磨削并且可选地通过精磨、珩磨和/或抛光进一步平滑。

用于制造轴承环或轴承盘的标准方法的缺点是为了实现低的表面粗糙度，产生非常高的制造成本以及很长的制造时间，因为用于精磨、珩磨和/或抛光所需的加工步骤涉及特殊的制造费用。

根据使用类型，滚动元件轴承经受或多或少强烈的磨损，因为它们使得涉及两个物体的摩擦的相对运动成为可能。特别是对于偏心或冲击负载以及使用太少的润滑剂或者硬的异物进入滚动元件轴承中，在滚动元件轴承上出现增加的磨损。由于磨损，例如滚道和滚动元件的表面的颗粒被去除，因此这些表面的粗糙度增加。这导致滚道与滚动元件之间的滚动元件轴承内增大的摩擦、增加的摩擦阻力，并且导致增加的加热以及滚动元件轴承的增加的磨损。从一定程度的磨损开始，必须修理滚动元件轴承，或者在滚动元件轴承不可修复损坏的情况下进行更换。

根据用于修理磨损或损坏的轴承的常规方法，通常首先拆卸滚动元件轴承，移除润滑剂，并且例如通过抛光对滚道或滚动元件的表面进行机械再加工，以便实现期望的表面粗糙度。随后使用新鲜润滑剂再次组装滚动元件轴承。

用于修复磨损或损坏的滚动元件轴承的已知方法具有缺点，特别是表面的机械加工是非常耗时或高成本的。

技术实现要素：

本发明的目的是改进用于制造或修理滚动元件轴承的方法，使得不需要用于实现滚道表面和滚动元件表面的相应粗糙度的机械制造方法例如珩磨，因此降低了制造成本。

该目的通过根据权利要求1所述的用于滚动轴承的润滑剂、根据权利要求3所述的滚动元件轴承和根据权利要求5所述的用于制造滚动元件轴承的方法、以及用于根据权利要求9所述的滚动轴承的修理来实现。

因此，本发明的目的通过一种用于滚动元件轴承的润滑剂来实现，该润滑剂包括作为基础润滑剂的常规润滑剂和至少一种第一添加剂，其中第一添加剂包括白云母，并且润滑剂具有的白云母比例在3％和5％之间。

白云母是来自矿物类硅酸盐的矿物，具有以下化学结构式：

KAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH,F)₂

与常规润滑剂相比，包括白云母的润滑剂可具有以下优点：在轴承的操作期间，白云母渗透到轴承例如轴承环、轴承盘或滚动元件的凹槽和脊中，并且在轴承的操作中产生的操作力的影响下在这些点处实现与轴承的结合，并且因此密封凹槽和脊。以这种方式，使用本发明的润滑剂，轴承中的表面粗糙度是可补偿的，因此可实现具有这样的低粗糙度的表面，否则这些表面只能通过研磨或珩磨过程实现。因此，通过使用这种润滑剂，可以消除这种研磨或珩磨过程，从而可以显著减少制造时间以及制造成本。

换句话说，在添加润滑剂之前，滚动元件轴承可以包括具有平均粗糙度Ra的滚道和/或滚动元件，这可以通过常规铣削或车削方法实现，并且其中由于使用润滑剂，实现平均粗糙度的显著降低至例如通过研磨或珩磨可实现的值。

润滑剂的示例性实施例的特征在于特别有利的EP性质(极压)以及AW性质(抗磨损)。润滑剂在滚动元件轴承中的金属表面上形成化学保护层，该化学保护层在极压(EP)下剪切，由此防止金属表面的熔化，否则可能在高压下发生熔化。此外，润滑剂在金属表面上形成物理保护层，该物理保护层确保滚动元件和滚道的配对的低摩擦系数，并因此减少滚动元件轴承的磨损(AW)。

润滑剂包括的白云母比例在3％和5％之间。这种润滑剂可以具有这样的效果：一方面，足够的白云母可用于使滚道和滚动元件的表面粗糙度平滑，另一方面，白云母以这样的浓度存在于润滑剂中，使得润滑剂通过白云母的润滑功能不会或仅仅受到轻微的影响。白云母的不足剂量可能导致滚道或滚动元件的待密封的凹槽或脊的一部分由于白云母的缺乏而保持未被密封。过量可能导致轴承中的摩擦增加，因为白云母可以以类似的方式作用于小的松散的污垢颗粒。

除其他外，润滑剂可用于食品工业中的服务。滚动元件轴承可用于食品工业的许多地方。因为不能完全排除导致例如由于轴承泄漏造成的润滑剂对食品的污染的故障，用于滚动元件轴承的润滑剂应当是食品相容的。此外，在食品工业中使用的滚动元件轴承通常必须具有终生润滑，即滚动元件轴承必须具有确保滚动元件轴承的适当操作的润滑，直到更换滚动元件轴承为止，使得同时不需要润滑剂更换或不需要再润滑。因此，所使用的润滑剂应当具有长的使用寿命。由于食品相容性，在食品工业中使用的常规润滑剂几乎不添加，因此具有低的磨损保护。润滑剂中的白云母用作食品相容的高压添加剂，从而与常规食品润滑剂相比可以获得更高的磨损保护，从而延长轴承的使用寿命。

此外，根据一些示例性实施例，该目的通过一种滚动轴承实现，该滚动轴承包括第一滚道、第二滚道以及设置在第一滚道和第二滚道之间的至少一个滚动元件、以及润滑剂，其中润滑剂是润滑剂的示例性实施例，因此包括作为添加剂的白云母。

此外，该目的通过一种用于制造滚动元件轴承的方法来实现，包括以下步骤：制造包括滚道和滚动元件的轴承环或轴承壳，其中滚道和/或滚动元件具有的表面所具有的平均粗糙度值Ra在1μm和12.5μm之间，组装轴承环或轴承壳与滚动元件，以及将第一润滑剂引入到滚动元件轴承中，其中第一润滑剂是本发明的润滑剂，并且包括作为添加剂的白云母。这里，第一润滑剂的引入可以在滚动轴承的组装之前或之后进行。

与用于制造滚动元件轴承的常规方法相比，这种方法具有的优点是仅需要通过机械加工制造的具有在1μm和12.5μm之间的平均粗糙度值Ra的表面。这样的表面可以例如使用常规车削过程实现。为此不需要研磨过程。由于使用润滑剂，这些表面粗糙度例如在滚动轴承的操作期间得以平滑，使得由此实现的表面粗糙度大致对应于在研磨或珩磨过程之后的表面粗糙度，并且因此具有约0.01和0.4μm之间的平均粗糙度。以这种方式，减少了制造时间和制造成本。

特别优选地，在引入第一润滑剂之后，实现轴承的进入操作以激活第一润滑剂。在本发明的意义上，“第一润滑剂的激活”是指第一润滑剂暴露于导致白云母与滚动元件的滚道或滚动元件表面的相应凹槽或脊的化学和物理结合的条件，例如通过轴承的旋转。

随后，第一润滑剂可以任选地基本上被第二润滑剂替代。通过用第二润滑剂代替第一润滑剂，实现了滚动元件轴承在润滑剂中包含足够的白云母，以渗透到在滚动元件轴承内部出现的表面的任何损坏并且通过化学和物理结合平滑。

此外，该目的通过一种用于修理具有滚道和/或滚动元件的磨损表面的滚动元件轴承的方法来实现，包括以下步骤：将第一润滑剂引入待修理的滚动元件轴承中，其中第一润滑剂是本发明的润滑剂，因此包括白云母作为添加剂。与常规方法相比，这种用于修理滚动元件轴承的方法具有的优点是省略机械后处理步骤(例如抛光)，并且因此大大减少了修理所需的时间以及修理成本。

优选地，在引入第一润滑剂之前拆卸和清洁待修理的滚动元件轴承。因此确保在引入第一润滑剂之前，将旧润滑剂以及存在于轴承中的灰尘和其它异物从滚动元件轴承中移除。因此进一步提高了修理轴承的质量。根据本发明，第一润滑剂的引入可以在滚动轴承的组装之前和/或之后进行。

附图说明

在下文中，将参照附图更详细地描述本发明的方法。在附图中：

图1示出了用于制造滚动元件轴承的本发明方法的实施例的流程图；

图2示出了用于修理滚动元件轴承的本发明方法的实施例的流程图；以及

图3示出了作为滚动元件轴承的润滑剂的添加剂的白云母的工作原理的示意图。

具体实施方式

图1示出了本发明的滚动元件轴承的制造方法的实施例的流程图。在第一步骤制造过程10中，制造或提供滚动轴承的各个部件，例如包括滚道2以及滚动元件6的轴承环1或轴承壳。滚道2和/或滚动元件6的表面具有约1至12.5μm的最大平均粗糙度。在具体应用情况下，最大平均粗糙度也可以稍微更高。

在第二步骤组装过程20中，滚动元件轴承的部件被组装。包括白云母5作为添加剂的第一润滑剂4可以在滚道2之间的区域中引入到轴承中，其中滚动元件6设置在组装过程中，因此也在润滑过程中。

在可选的第四步骤进入操作过程60中，滚动元件轴承设置在操作状态中，即轴承环或壳被设定为相对于彼此旋转。如果需要，将另外的载荷引入到滚动轴承中，以便增加轴承的载荷。进入操作过程60的目的是实现滚动元件轴承中的操作状态，其中设置在凹部3中的润滑剂4中的白云母5，例如滚道2或滚动元件6的表面的凹槽和脊被激活并且在这些点处与凹部进入接合并且因此使它们平滑。

在可选的第五步骤交换过程70中，第一润滑剂4从滚动元件轴承中移除并且由也包含白云母5作为添加剂的第二润滑剂4代替。在一个示例性实施例中，第二润滑剂的白云母比例低于第一润滑剂的白云母比例。

图2示出了用于修理滚动轴承的本发明方法的实施例的流程图。首先在拆卸过程40中拆卸滚动元件轴承。拆卸的滚动元件轴承的各个部件随后被清洁50。在随后的组装过程20中，再次组装清洁的部件。在该方法的优选实施例中，包括白云母5的第一润滑剂4在同时运行的润滑过程30中在组装过程20中引入到滚动元件轴承中。可替代地，在组装过程20之后，在润滑过程30中将第一润滑剂4引入到滚动元件轴承中。在可选的进入操作过程60中，修理的滚动元件轴承设置为如已经参照图1所解释的操作状态。根据本发明，图2中未示出的可选交换过程可以如上面参考图1所解释的那样提供。

在图3中示意性地示出了在滚动元件轴承的操作或进入操作60期间作为润滑剂的添加剂的白云母的操作原理。图3示意性地示出了滚动元件轴承的轴承环1的截面。轴承环1包括滚道2，滚道2包括多个凹部3，凹部3配置为例如凹槽、脊或孔。滚道2包括包含白云母5作为添加剂的润滑剂4。在滚动元件轴承的操作或进入操作60期间，白云母5通过例如配置为球的滚动元件6压入凹部3中。由于操作中产生的操作力，白云母5在凹部3中与轴承环1的滚道2起作用并且被激活。白云母5由此与轴承环1的滚道2结合，结果是凹部3被白云母5平滑。

附图标记列表

1 轴承环

2 滚道

3 凹部

4 润滑剂

5 白云母

6 滚动元件

10 制造过程

20 组装过程

30 润滑过程

40 拆卸过程

50 清洁过程

60 进入操作过程

70 交换过程