专利名称：自润滑合金轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轴承，尤其涉及一种自润滑合金轴承。
背景技术：
轴承是用以支承轴颈或轴上回转件的常用的机械零件，根据轴承的工作原理可分为滚动摩擦轴承(滚动轴承)和滑动摩擦轴承(滑动轴承)。滚动轴承主要是滚珠轴承，滚珠轴承为通用零件，优势是寿命长，但劣势是噪音相对大，同时轴承越小，加工难度越大，成本越高。滑动轴承在微电机领域应用广泛，这种轴承普遍采用粉末冶金工艺制造，优势是成本低，精度高，劣势是寿命相对短，在高温条件下寿命更短，对声音要求苛刻以及有长寿命要求的马达(如应用于散热风扇中的马达)表现差，这些优缺点主要由其结构与润滑原理决定的。含油轴承通过粉末压铸烧结并含浸润滑油构成，主体内部有很多微孔以含浸润滑油，轴孔内表面有很多能够渗漏润滑油的微孔，在使用中，含浸的润滑油在轴孔内表面形成一薄层油膜以实现润滑。这种含油滑动轴承初始噪音比滚动轴承低得多，但其缺点是寿命不足，原因是润滑油会从轴承的孔隙中流失与挥发。另外如果油量较多，会出现“甩油”现象，特别是微小马达(如电脑散热风扇中的马达)，甩油会造成污染，以及灰尘堆积会卡死轴承。由于含油轴承是一种边界润滑的轴承，会不可避免的产生金属轴与轴承的直接接触， 由此产生的噪音不可避免，因此难以满足对噪音控制要求高的马达的使用要求。目前市场上还出现了采用自润滑材料制造的工程塑料轴承，其通常是单独作为内衬部件出售，多用于低速、重载的轴套应用，工程塑料轴承有很多优点，比如装配简单，能满足各种苛刻的环境，金属与塑料摩擦声音低，甚至静音，承受外界污染(如灰尘污染)的能力强。但现有工程塑料轴承的缺点是这种工程塑料轴套在装配及组装时会产生收缩，导致丧失轴孔的精度，难以满足电机的使用要求。特别是在微电机领域，轴与轴承的配合间隙要求非常严格，可达到7 8微米，对于批量产品轴孔的公差要求在8微米 15微米(即 0. 008 0. 015mm)以内，甚至在8微米以内，才能满足微电机的设计和使用要求。如果轴承公差过大，短期运行就会产生摆动磨损，使工件不能正常运转，导致轴承过早失效，寿命短， 甚至根本无法装配马达使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术上的不足，提供一种精度高、静音、寿命长、成本低的自润滑合金轴承。本发明所采用的第一种技术方案是本发明包括轴承内衬、轴承外套，所述轴承内衬为轴心设有轴孔的柱体，所述轴承外套的轴心设有通孔，所述通孔的形状及尺寸与所述轴承内衬的外部的形状及尺寸相适配，所述轴承内衬采用自润滑工程塑料制成，所述轴承外套采用金属材料制成，所述轴承外套位于所述轴承内衬的侧壁外围且与所述轴承内衬复合成为一体，所述轴孔通过精密机械加工最终成型。
所述轴承内衬通过过盈紧配合压入所述通孔内，与所述轴承外套装配复合成为一体。所述轴孔的公差精度为8 15微米以内。所述轴承外套采用铜或铁或轴承钢或粉末冶金材料制成。所述轴承内衬采用改性聚酰亚胺或改性聚醚醚酮或改性聚甲醛或改性尼龙66制成。所述通孔及所述轴承内衬的外形均呈圆柱状或呈椭圆柱状或呈多面柱状。所述轴承外套呈圆柱状或呈鼓状或呈阶梯状。本发明所采用的第二种技术方案是本发明包括轴承内衬、轴承外套，所述轴承内衬为轴心设有轴孔的柱体，所述轴承外套的轴心设有通孔，所述通孔的形状及尺寸与所述轴承内衬的外部的形状及尺寸相适配，所述轴承内衬采用自润滑工程塑料制成，所述轴承外套采用金属材料制成，所述轴承外套位于所述轴承内衬的侧壁外围且与所述轴承内衬复合成为一体，所述轴孔通过精密机械加工最终成型。所述轴承内衬通过注塑成型于所述通孔内，与所述轴承外套复合成为一体。所述轴孔的公差精度为8 15微米以内。所述轴承外套采用铜或铁或轴承钢或粉末冶金材料制成。所述轴承内衬采用改性聚酰亚胺或改性聚醚醚酮或改性聚甲醛或改性尼龙66制成。所述通孔及所述轴承内衬的外形均呈圆柱状或呈椭圆柱状或呈多面柱状。所述轴承外套呈圆柱状或呈鼓状或呈阶梯状。本发明所采用的第三种技术方案是本发明包括轴承内衬、轴承外套，所述轴承内衬为轴心设有轴孔的柱体，所述轴承外套的轴心设有通孔，所述通孔的形状及尺寸与所述轴承内衬的外部的形状及尺寸相适配，所述轴承内衬采用自润滑工程塑料制成，所述轴承外套采用金属材料制成，所述轴承外套位于所述轴承内衬的侧壁外围且与所述轴承内衬复合成为一体，所述轴孔通过精密机械加工最终成型。所述轴承内衬通过模压成型工艺直接与所述轴承外套复合成为一体。所述轴孔的公差精度为8 15微米以内。所述轴承外套采用铜或铁或轴承钢或粉末冶金材料制成。所述轴承内衬采用改性聚酰亚胺或改性聚醚醚酮或改性聚甲醛或改性尼龙66制成。所述通孔及所述轴承内衬的外形均呈圆柱状或呈椭圆柱状或呈多面柱状。所述轴承外套呈圆柱状或呈鼓状或呈阶梯状。本发明的有益效果是由于本发明包括轴承内衬、轴承外套，所述轴承内衬为轴心设有轴孔的柱体，所述轴承外套的轴心设有通孔，所述通孔的形状及尺寸与所述轴承内衬的外部的形状及尺寸相适配，所述轴承内衬采用自润滑工程塑料制成，所述轴承外套采用金属材料制成，所述轴承外套位于所述轴承内衬的侧壁外围且与所述轴承内衬复合成为一体，所述轴孔通过精密机械加工最终成型；本发明中，所述轴承外套由金属材料制成，可通过机械加工成型或由粉末冶金工艺成型，作为保证轴承整体结构强度与结构形状的外套， 所述轴承外套的结构形状设计灵活，外部形状可根据与之配合马达结构做相应设计，如柱状、鼓状、阶梯状等结构形状，以及其他可能的复杂形状；所述轴承内衬由自润滑工程塑料制成，作为与金属轴配合的摩擦副的内芯体，能充分发挥自润滑材料的特性，其运转时噪音极低，能应用在高温环境中的自润滑，可做到长寿命，根据材料的选择不同可做到耐溶剂， 避免腐蚀；另外本发明不需要含浸润滑油，也不需要额外添加润滑油，因此避免了出现“甩油”现象，也避免了采用润滑油带来的润滑剂流失；所述轴承外套与所述轴承内衬复合成为一体，二者之间复合的方式有多种，包括过盈配合、注塑成型、模压成型工艺等复合方式；所述轴孔的公差精度可控制在8 15微米以内，这样就能满足微电机对轴承精度的要求；本发明的加工制造不复杂，易于保证精度，同时加工成本低，通过位于外部的由金属材料制成的所述轴承外套限制位于内部的由自润滑工程塑料制成的所述轴承内衬的尺寸变化，在轴承生产时，能够保证所述轴孔的加工精度，在轴承装配于马达上时，能够保证轴承的结构强度，尤其是保证所述轴孔不产生变形，保证所述轴孔的尺寸精度不发生变化；经试验，本发明完全能够保证轴承的精度，噪音低，满足了设计和使用的要求，避免了公差过大带来的摆动磨损和轴承过早失效以及寿命缩短，可广泛用于要求静音、长寿命的散热风扇马达或使用在高温环境下的马达如H级罩级电机以及应用在有溶剂环境中的马达如汽车油泵电机等场所，故本发明精度高、静音、寿命长、成本比滚珠轴承低。
图1是本发明实施例一自润滑合金轴承的断面结构示意图；图2是本发明实施例一轴承外套的断面结构示意图；图3是本发明实施例二自润滑合金轴承的断面结构示意图；图4是本发明实施例二轴承外套的断面结构示意图；图5是本发明实施例三自润滑合金轴承的断面结构示意图；图6是本发明实施例三轴承外套的断面结构示意图。
具体实施例方式实施例一如图1、图2所示，本实施例的自润滑合金轴承包括轴承内衬1、轴承外套2，所述轴承内衬1为轴心设有轴孔3的柱体，所述轴承外套2的轴心设有通孔4，所述轴承外套2 的轴心设有通孔4，所述通孔4的形状及尺寸与所述轴承内衬1的外部的形状及尺寸相适配，本实施例中，所述通孔4及所述轴承内衬1的外形均呈圆柱状，当然，所述通孔4及所述轴承内衬1的外形也可以呈椭圆柱状呈多面柱状或其他柱状，所述轴承内衬1采用改性聚酰亚胺(PI)制成，当然所述述轴承内衬1也可以采用改性聚醚醚酮(PEEK)或改性聚甲醛 (POM)或改性尼龙66(PA66)等其他自润滑工程塑料制成，材料改性通常为上述主体材料通过添加其他增强材料如碳纤或玻纤，同时添加自润滑材料如聚四氟乙烯或石墨或二硫化钼等或者添加润滑剂改性而成，所述轴承外套2采用粉末冶金材料制成，当然所述轴承外套2 也可以采用铜或铁或轴承钢等其他金属材料制成，所述轴承外套2呈圆柱状，所述轴承外套2位于所述轴承内衬1的侧壁外围且与所述轴承内衬1复合成为一体，具体来说，所述轴承内衬1通过过盈紧配合压入所述通孔4内，与所述轴承外套2装配复合成为一体，复合成整体结构的轴承再采用精密机械加工工艺把所述轴孔3的尺寸加工到所需要的公差范围
5最终成型，所述轴孔3的公差精度可控制在8 15微米以内，这样就能满足微电机对轴承精度的要求。实施例二 如图3、图4所示，本实施例与实施例一的区别之处在于本实施例中，所述轴承外套2呈鼓状。本实施例的其余特征同实施例一。实施例三如图5、图6所示，本实施例与实施例一的区别之处在于本实施例中，所述轴承外套2呈阶梯状。本实施例的其余特征同实施例一。实施例四本实施例与实施例一的区别之处在于所述轴承外套2与所述轴承内衬1之间的复合方式，本实施例中，所述轴承内衬1通过注塑成型于所述通孔4内，与所述轴承外套2 复合成为一体，复合成整体结构的轴承再采用精密机械加工工艺把所述轴孔3的尺寸加工到所需要的公差范围最终成型，所述轴孔3的公差精度可控制在8 15微米以内。本实施例的其余特征同实施例一。实施例五本实施例与实施例四的区别之处在于所述轴承外套2与所述轴承内衬1之间的复合方式，本实施例中，所述轴承内衬1通过模压成型工艺直接与所述轴承外套2复合成为一体，复合成整体结构的轴承再采用精密机械加工工艺把所述轴孔3的尺寸加工到所需要的公差范围最终成型，所述轴孔3的公差精度可控制在8 15微米以内。本实施例的其余特征同实施例四。本发明中，所述轴承外套2通过金属机加工成型或由粉末冶金成型，起到保持结构强度与结构形状的作用，所述轴承内衬1由自润滑工程塑料制成，是主要摩擦部件，其运转时噪音低，材料耐磨、耐高温，在高温环境下有长寿命、静音的特点。本发明的加工制造不复杂，易于保证精度，同时加工成本低。通过位于外部的由金属材料制成的所述轴承外套 2限制位于内部的由自润滑工程塑料制成的所述轴承内衬1的尺寸变化，在生产时，能够保证所述轴孔3的加工精度，在装配时，能够保证所述轴孔3不产生变形，保证精度不发生变化。经试验，本发明完全能够保证轴承的精度，噪音低，长寿命，满足了设计和使用的要求， 避免了公差过大带来的摆动磨损和轴承过早失效以及寿命缩短，是一种精密度高、静音、寿命长、成本低的自润滑无油轴承，可广泛用于要求静音、长寿命的散热风扇马达或使用在高温环境下的马达如H级罩级电机以及应用在有溶剂环境中的马达如汽车油泵电机等场所。 另外，本发明的可设计性强，所述轴承外套2可制成多种形状，满足不同的使用要求。本发明可广泛应用于轴承领域。在不脱离本发明思想的情况下，凡应用本发明说明书及附图内容及所做的各种等效变化，均理同包含于本发明的权利要求范围内。
权利要求
1.一种自润滑合金轴承，其特征在于包括轴承内衬(1)、轴承外套O)，所述轴承内衬(1)为轴心设有轴孔(3)的柱体，所述轴承外套O)的轴心设有通孔G)，所述通孔的形状及尺寸与所述轴承内衬(1)的外部的形状及尺寸相适配，所述轴承内衬(1)采用自润滑工程塑料制成，所述轴承外套( 采用金属材料制成，所述轴承外套( 位于所述轴承内衬(1)的侧壁外围且与所述轴承内衬(1)复合成为一体，所述轴孔C3)通过精密机械加工最终成型。
2.根据权利要求1所述的自润滑合金轴承，其特征在于所述轴承内衬(1)通过过盈紧配合压入所述通孔内，与所述轴承外套( 装配复合成为一体。
3.根据权利要求1所述的自润滑合金轴承，其特征在于所述轴承内衬(1)通过注塑成型于所述通孔内，与所述轴承外套O)复合成为一体。
4.根据权利要求1所述的自润滑合金轴承，其特征在于所述轴承内衬(1)通过模压成型工艺直接与所述轴承外套O)复合成为一体。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的自润滑合金轴承，其特征在于所述轴孔(3)的公差精度为8 15微米以内。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的自润滑合金轴承，其特征在于所述轴承外套(2)采用铜或铁或轴承钢或粉末冶金材料制成。
7.根据权利要求1至4任意一项所述的自润滑合金轴承，其特征在于所述轴承内衬(1)采用改性聚酰亚胺或改性聚醚醚酮或改性聚甲醛或改性尼龙66制成。
8.根据权利要求1至4任意一项所述的自润滑合金轴承，其特征在于所述通孔(4)及所述轴承内衬(1)的外形均呈圆柱状或呈椭圆柱状或呈多面柱状。
9.根据权利要求1至4任意一项所述的自润滑合金轴承，其特征在于所述轴承外套(2)呈圆柱状或呈鼓状或呈阶梯状。
全文摘要
本发明公开了一种自润滑合金轴承，旨在提供一种精度高、静音、寿命长、成本低的自润滑合金轴承，该自润滑合金轴承的轴孔的公差精度可控制在8～15微米内，能满足微电机对轴承精度的要求。本发明包括轴承内衬(1)、轴承外套(2)，所述轴承内衬(1)为轴心设有轴孔(3)的柱体，所述轴承外套(2)的轴心设有通孔(4)，所述通孔(4)的形状及尺寸与所述轴承内衬(1)的外部的形状及尺寸相适配，所述轴承内衬(1)采用自润滑工程塑料制成，所述轴承外套(2)采用金属材料制成，所述轴承外套(2)位于所述轴承内衬(1)的侧壁外围且与所述轴承内衬(1)复合成为一体，所述轴孔(3)通过精密机械加工最终成型。本发明可广泛应用于轴承领域。
文档编号F16C33/20GK102345679SQ20111019632
公开日2012年2月8日 申请日期2011年8月19日 优先权日2011年8月19日
发明者张攻坚 申请人:张攻坚