专利名称：卧式径向水润滑金属塑料轴承的制作方法
技术领域：
卧式向心水润滑金属塑料轴承属于机械类滑动轴承分类。
背景技术：
水润滑的轴承具有很多令人向往的优点。如水的来源广泛而廉价，随地可取而不存在采购、运输、储存的费用和麻烦；不仅工作场所清洁，而且对环境没用任何污染危害；不燃烧又无毒。安全性好，维护保养也方便；特别是水润滑的摩擦功率损耗仅是油润滑功率损耗的1/6！水润滑膜的最高温度仅是油润滑膜的1/2。但是，水的低粘度使水膜生成不易；腐蚀和汽蚀严重，摩擦磨损较大又限制了其应用范围。早在20世纪40年代，前苏联对水润滑的流体静力学和动力学进行了深入的研究，并且首先在水轮机导轴承中实现了水润滑的橡胶轴承运行。直到现在我国的昭平、拓溪、上犹江等水电站仍在使用。水润滑的橡胶轴承已经推广到深水泵、潜水泵、泥浆泵、船舶尾轴、洗衣机等领域。橡胶轴瓦的最大缺点是几何尺寸性差、易烧瓦、磨损大。日本在60年代研制成功了水润滑的陶瓷轴承应用在水泵上。陶瓷抗汽蚀、抗腐蚀性好，耐磨损。但其硬脆性又限制了应用。与此同时，水润滑的塑料轴承由英国海沃德泰勒公司研制成功应用在水泵上。后来又发展到轧钢机的水润滑酚醛塑料轴瓦。适于水润滑的塑料如高分子聚乙烯、聚甲醛、尼龙等相继问世，扩大了其应用范围。但是塑料的热变形较大，耐热性差，尺寸稳定性差的缺点难以克服。八十年代，加拿大汤姆逊一戈尔登公司在不锈钢轴瓦上复合一层塑料的水润滑金属塑料轴承应用在船舶艉轴结构中获得良好效果。现在辽源市科研所已经大规模的生产这种以不锈钢为基体，复合塑料摩擦层的水润滑轴承用于各种低速的水工机械中。这种轴承即具有金属的高强度和尺寸稳定性，又具有塑料的水润滑性能。但美中不足的是复合强度底，这是由于金属和塑料的热膨胀系数相差10余倍的原因。所以在高转速、大负荷下，塑料易脱落而造成事故。同时由于塑料层很薄，不能做出排除杂质的沟道，也是其缺点。
发明内容
本新型要解决的技术问题是水润滑的金属塑料轴承的金属与塑料复合间的热膨胀系数差能得以缓冲，以增加其强度。同时又能防腐和排除杂质。
实施方案本新型引进弹性金属塑料轴瓦技术。水润滑的金属塑料轴承的轴瓦是由上、下两半轴瓦装置在轴承座里。作为摩擦表面的塑料层镶嵌在弹性金属丝层内0.5～1.5毫米，金属丝层钎焊在钢瓦基的内表面。复合轴承的上轴瓦有进水口，下轴瓦或端盖有出水口，流动的清水填满轴与塑料面之间的空隙。在塑料面上有排杂质的沟道。弹性金属丝层采用黄铜合金属绕制成螺旋叠加后压实的结构。或采用不锈钢丝绕制成螺旋叠加后压实的结构。塑料表面特别是下轴瓦表面开有排除杂质的水沟。水沟可以是轴向平行的沟，也可以是螺旋的，或人字型的。下瓦中心有高压水顶起结构。
本新型比现有技术的有益效果由于引入了弹性金属丝层，它的弹性丝层缓解了金属和塑料的热膨胀差所引起的应力。因此塑料和钢瓦基的复合强度很高。现有的弹性金属塑料轴瓦技术用的弹性金属丝层是用磷青铜丝制成的，它不耐水的腐蚀。本新型改用不锈钢丝或黄铜合金丝绕制，因而防腐能力大大提高，也提高了使用寿命。使之进入水润滑的实用阶段。由于本新型结构的塑料复合层可以做到2～3毫米，塑料面有足够的厚度做出排出杂物的水沟，可以使污质杂粒从水沟中排出而不必嵌在塑料层中。本新型设置了轴向平行、螺旋形和人字形三种水沟可适合不同的转速，扩大了应用范围。高压水顶起可以在启停机时将轴顶起，避免摩擦损耗。
本附图1是座式球面水润滑的金属塑料轴承的侧向剖视图。图2是图1A-A处的轴向半面剖视图。
具体实施方式
最优的实施方式是如附图1和附图2所示的座式球面水润滑的金属塑料轴承。结合附图详述如下该轴承是由上轴瓦、下轴瓦和轴承座组成。轴承座是铸件，由上轴承座11和下轴承座1组成，用销栓和螺栓紧固成一体。轴承座内表面成球面形状。上轴承座11的上面有吊运的吊勾13和固定轴瓦的销栓孔。上瓦10和下瓦2由销螺栓紧固成轴瓦体。其外表是球面形与轴承座动配合，销栓16使其固定。金属丝层厚3～5毫米，是由不锈钢丝绕制成螺旋叠加起来，再压实成片状。其一面用锡铅合金将其钎焊在瓦体2和10的内表面，另一面与塑料层7和4镶嵌0.5～1.5毫米，组成弹性金属塑料复合轴瓦。上轴瓦的两端有复合层6和7，中间不复合的空间作为水流储池。进水管9安装在上轴瓦进水孔上，呈45度角。端盖也分为上、下两半3和8，用螺栓14固定在轴瓦体的两端，其下部有出水孔。塑料层表面经加工后，粗糙度在1.6微米以下，与轴的间隙按公差与配合标准选择。这样水流便充满了轴与塑料面间的空隙，形成水润滑。由于水膜极薄，一般只有10～20微米，水中有杂质时，不容易排除而被阻挡在轴的一侧，形成阻坝，使水流不能进入，因此应该设置排污水沟。根据转速和水质状态，本例设置成螺旋状如15所示。这样，当轴高速旋转时，水中杂质被流动的水冲入水沟15内，沿沟被快速排除轴瓦外，从出水口流出。高压水顶起孔17注入高压水，在启停机时将转轴顶起，减少了摩擦损耗。
权利要求1.卧式径向水润滑金属塑料轴承属于机械类滑动轴承分类，它是由上、下两半轴瓦装置在轴承座中的结构，其技术特征是作为摩擦表面的塑料层镶嵌在金属丝层内0.5～1.5毫米，金属丝层钎焊在钢轴瓦体内表面，可流动的清水填满轴与塑料面之间的空隙。
2.如权利要求1所述的卧式径向水润滑金属塑料轴承，其技术特征是金属丝层是由不锈钢丝绕制成螺旋叠加后压实的片状结构。
3.如权利要求1所述的卧式径向水润滑金属塑料轴承，其技术特征是金属丝层是由黄铜合金丝绕制成螺旋叠加后压实的片状结构。
4.如权利要求1所述的卧式径向水润滑金属塑料轴承，其技术特征是塑料层表面有螺旋形的沟槽。
5.如权利要求1所述的卧式径向水润滑金属塑料轴承，其技术特征是塑料层表面有轴向平行的沟槽。
6.如权利要求1所述的卧式径向水润滑金属塑料轴承，其技术特征是塑料层表面有人字形沟槽。
7.如权利要求1所述的卧式径向水润滑金属塑料轴承，其技术特征是下轴瓦中心有高压水顶起孔。
专利摘要卧式径向水润滑金属塑料轴承属于机械类滑动轴承分类。它解决了金属与塑料复合强度和抗腐、排污问题。它的技术特征是上、下两半轴瓦装置在轴承座内，摩擦表面的塑料层镶嵌在金属丝层内0.5～1.5毫米，金属丝层钎焊在钢轴瓦体内表面，可流动的清水填满轴与塑料面之间的空隙。金属丝层是由黄铜合金或不锈钢丝绕制成螺旋叠加后压实的片状结构。塑料层表面有螺旋形、人字形或平行轴形的沟槽。下轴瓦中心有高压水顶起孔，它用于卧式旋转设备之中。
文档编号F16C33/04GK2594529SQ02254809
公开日2003年12月24日 申请日期2002年9月17日 优先权日2002年9月17日
发明者孙守驯, 孙晶, 邹高万, 孙守连 申请人:孙守连, 孙守驯