专利名称：由uhmwpe保持润滑油进行润滑的滚动轴承制作方法及滚动轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及特种滚动轴承技术领域，特别涉及一种润滑油(lubrication oil)由 超高分子量聚乙烯(UHMWPE)所保持进行润滑的滚动轴承制作方法及滚动轴承。
背景技术：
目前，滚动轴承越来越多地采用脂润滑即用润滑脂(grease)作为润滑剂，密封轴 承几乎全部采用脂润滑。润滑脂是由基础油(lubrication oil)、稠化剂(soap)和添加剂 (additives)组成的胶体，并分别占润滑脂总重量的80 85%、10 15%和5 10%，其 中的基础油由稠化剂所保持并在滚动轴承运转时释放而履行润滑功能。用润滑脂作润滑剂的滚动轴承存在如下不足或缺陷(1)振动、冲击工况下，润滑脂很容易从轴承中泄露，一旦泄露，不仅影响轴承的润 滑性能和寿命，还会污染设备和在制产品；(2)因润滑脂初次加注量受到轴承温升和漏脂的限制，很多情况，难以做到终生润 滑，需要再加注，特殊位置安装的滚动轴承，再加注往往还比较困难，因此，在一些轴承中， 润滑脂的初次加注量直接关系到轴承的寿命；(3)在不是很洁净的环境，润滑脂很容易黏附灰尘及杂质，影响轴承性能；(4)低温下润滑脂变稠变硬，直接影响润滑性能。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种由UHMWPE保持润滑油进行润滑的滚动轴承制作 方法，以解决现有脂润滑轴承中，润滑油由稠化剂所保持存在的往轴承内腔加注量有限、容 易泄露、低温变稠变硬以及难以做到终生润滑等缺陷。本发明的第二目的在于提供一种由UHMWPE保持润滑油进行润滑的滚动轴承，以 解决现有由稠化剂保持基础油进行润滑的滚动轴承所存在的油脂泄露、不耐振动冲击、不 耐低温、需要再加注、因润滑不良导致轴承提前失效等缺陷。一种由UHMWPE保持润滑油进行润滑的滚动轴承制作方法，包括以下步骤制作至少包含UHMWPE和润滑油进行混合的混合物，所述混合物在常温下呈半流 体状，UHMWPE的分子量为100万至1000万，润滑油可以是矿物油、半合成油和全合成油，润 滑油在摄氏40度时的黏度为5至5000厘斯(est)，UHMWPE和润滑油分别占混合物总重量 的 10% _50%、50%至 90% ；将半流体状的混合物注入轴承内腔，在高于UHMWPE的凝胶点和低于润滑油的滴 点这样一个温度范围内加热，所述混合物即呈UHMWPE多微孔含油固体状并与轴承的保持 器粘固在一起，在轴承工作时随保持器一起旋转轴承非工作态，润滑油通过表面张力就被 保持在微孔之内，轴承工作态，润滑油从固体微孔中逸出进行润滑。本发明还提供第二种由UHMWPE保持润滑油进行润滑的滚动轴承制作方法，包括以下步骤制作至少包含UHMWPE和润滑油进行混合的混合物，所述混合物在常温下呈半流 体状，UHMWPE的分子量为100万至1000万，润滑油可以是矿物油、半合成油和全合成油，润 滑油在摄氏40度时的黏度为5至5000厘斯(est)，UHMWPE和润滑油分别占混合物总重量 的 10%至 50%、50%至 90% ；将半流体状的混合物注入内腔形状与轴承承载滚动体形状相同但直径略小的模 具，在高于UHMWPE的凝胶点和低于润滑油的滴点这样一个温度范围内加热，冷却后得到 UHMWPE多微孔含油固态润滑滚动体，润滑滚动体的形状与承载滚动体相同但直径略小于承 载滚动体的直径；用至少一个润滑滚动体替代一个承载滚动体设置在轴承中；较佳地，放入轴承中的润滑滚动体，其数目应少于一套轴承内所装滚动体总数目 的1/2，且应尽量沿圆周分散布置；润滑滚动体在轴承工作时随保持器一起公转轴承非工作态，润滑油通过表面张 力就被保持在微孔之内，轴承工作态，润滑油从固体微孔中逸出进行润滑。本发明还提供一种轴承，包括内圈、外圈、滚动体和保持器，还包括能够保持大量 润滑油的UHMWPE多微孔固体，所述UHMWPE的分子量为100万至1000万，润滑油可以是矿 物油、半合成油和全合成油，润滑油在摄氏40度时的黏度为5至5000厘斯(est)，UHMWPE 和润滑油分别占UHMWPE多微孔含油固体总重量的10%至50%、50%至90%。一种方式为用至少包含UHMWPE和润滑油的半流体状混合物注入轴承内腔后加 热呈UHMWPE多微孔含油固体状，该UHMWPE多微孔含油固体与保持器粘附在一起。另一种方式为用至少包含UHMWPE和润滑油的半流体状混合物，借助内腔形状与 承载滚动体相同但直径略小的模具，加热制成UHMWPE多微孔含油固态润滑滚动体，并用一 个或一小部分润滑滚动体替代一个或一小部分承载滚动体装配在轴承中。与现有技术相比，本发明中，润滑油由UHMWPE保持进行润滑的滚动轴承，克服了 润滑油由稠化剂保持进行润滑的滚动轴承的诸多不足和缺陷，在很多工况下具有无可替代 的优势(1)振动冲击工况，不会发生脂润滑滚动轴承所发生的漏脂以及进而引起的轴承 性能降低和在制品被污染现象；O)比脂润滑滚动轴承供油充分，其抗磨损寿命更长；(3) 不存在润滑脂容易吸附周边尘埃并将其带入接触工作区，引起轴承磨损的弊端；(4)低温 环境不变硬，基本照常润滑；(5)无需再加注，实现滚动轴承的免维护终生润滑。
图1为不含润滑剂的开式滚动轴承的示意图；图2为UHMWPE多微孔含油固体粘固在保持器上的开式滚动轴承的示意图；图3为UHMWPE多微孔含油固体粘固在保持器上的密封滚动轴承的示意图；图4为包含UHMWPE多微孔含油固体润滑滚动体的密封滚动轴承的示意图。
具体实施例方式本发明的核心在于润滑油由UHMWPE保持进行润滑的滚动轴承来说，由于保持润 滑油的UHMWPE为多微孔固体，所以不存在脂润滑轴承所存在的当注脂量过多时轴承温升过高和润滑脂容易泄露的问题，因此，可以将呈半流体状的UHMWPE和润滑油的混合物注满 轴承内部自由空间(100%)。又由于润滑油重量占混合物总重量平均70%以上，所以，保持 在轴承内腔的润滑油总量可达轴承内部自由空间的70%，这样的润滑油储备，可以实现对 滚动轴承的终生润滑。另外不存在脂润滑轴承低温下润滑脂变硬及必须进行密封等问题。另外，在本发明中，润滑油由UHMWPE所保持的滚动轴承，实施方法除上述将 UHMWPE和润滑油的混合物直接注入滚动轴承内腔并加热使UHMWPE固化在保持器上并随保 持器一起运转外，还可直接装入轴承若干个UHMWPE多微孔含油固态状润滑滚动体，其形状 可以与轴承内正常承载滚动体完全一样，但直径略小，这些润滑滚动体由保持器带动公转， 基础油从润滑滚动体微孔中逸出进行润滑。也就是说，本发明提供的一种轴承，包括内圈、外圈、滚动体和保持器，其特征在 于，还包括能够保持大量润滑油的UHMWPE多微孔固体，所述UHMWPE的分子量为100万至 1000万，润滑油可以是矿物油、半合成油和全合成油，润滑油在摄氏40度时的黏度为5至 5000厘斯(est)，UHMWPE和润滑油分别占UHMWPE多微孔含油固体总重量的10%至50%、 50%至90%。一种方式为用至少包含UHMWPE和润滑油的半流体状混合物注入轴承内腔 后加热呈UHMWPE多微孔含油固体状，该UHMWPE多微孔含油固体与保持器粘附在一起；另一 种方式为用至少包含UHMWPE和润滑油的半流体状混合物，借助内腔形状与承载滚动体相 同但直径略小的模具，加热制成UHMWPE多微孔含油固态润滑滚动体，并用一个或一小部分 润滑滚动体替代一个或一小部分承载滚动体装配在轴承中。即润滑油由UHMWPE保持并进行润滑的滚动轴承，总体可分为固化在保持器上和 制成润滑滚动体两种实施方法，以下结合附图分述之。实施例一1、多微孔含油UHMWPE被固化在保持器上首先，提供装配合套并经过清洗、烘干的正常滚动轴承，包括外圈1、内圈2、承载 滚动体3和保持器4，如图1。接着，提供至少包含UHMWPE和润滑油组成的半流体状混合物，UHMWPE的分子量为 100万至1000万，其分子式为(CH2-CH2)n或(C2H4)n,润滑油可以是矿物油、半合成油、全合成 油，润滑油中可以加入各种功能添加剂。将半流体状混合物注入如图1所示滚动轴承的内腔，这里选择注入量为轴承内部 自由空间的100%，并主要覆盖在保持器4上，对注入半流体状混合物后的滚动轴承进行加 热，加热温度高于UHMWPE的凝胶点，低于润滑油的滴点，混合物变为含油多微孔固体5并与 保持器4固化在一起，即制成润滑油由UHMWPE保持并进行润滑的滚动轴承，这时，轴承是开 式的，如图2。如想进一步增加密封效果，在上述开式轴承的基础上加装密封件6，即制成润滑油 由UHMWPE保持润滑的密封滚动轴承，如图3。UHMWPE和润滑油的混合物在常温下呈半流体状态，将其注入滚动轴承内腔，在高 于UHMWPE的凝胶点和低于润滑油的滴点这样一个温度范围内加热，UHMWPE凝胶为多微孔 结构的固体并依附在轴承保持器上，微孔直径如此之小，以至于润滑油通过表面张力就被 保持在微孔之内。当轴承运转时，产生摩擦热并使轴承温度升高，因为润滑油的热膨胀系数 比UHMWPE的热膨胀系数大，导致润滑油从固体微孔中逸出，从而实现对轴承工作表面的润4/4页
滑。除摩擦热之外的轴承运转动态效应也同样会使润滑油从固体微孔中逸出进行润滑。当 轴承运转时，游离在固体外的润滑油和仍保持在固体微孔内的润滑油达到动态平衡；当轴 承减速乃至静止时，轴承从动态过度到静态，轴承温度逐步回归常温，游离在固体微孔之外 的润滑油又会被部分或全部重新吸附回固体微孔内，游离在固体外的润滑油和仍保持在固 体微孔内的润滑油达到静态平衡。对润滑油由稠化剂保持的脂润滑滚动轴承来说，如果填脂量过多，则会出现轴承 运转时，滚动体和保持器搅拌剪切阻力过大并进而引起轴承温升过高、润滑脂更加容易泄 露等问题，所以，一般情况下的填脂量仅为轴承内部自由空间的25 % 35 %，对高速运转 的滚动轴承，填脂量还要进一步降低。因为润滑油占润滑脂总重量的比例一般为80 85%，所以，保持在轴承内腔的润滑油总量一般不足轴承内腔的30% ( = 35% X85%)，这 样的润滑油储备，难以做到对轴承的终生润滑。实施例二2、采用多微孔含油UHMWPE润滑滚动体一种由UHMWPE所保持进行润滑的滚动轴承的制作方法，其特征在于，包括以下步 骤首先，制作润滑滚动体，其具体步骤是制作至少包含UHMWPE和润滑油进行混合 的混合物，所述混合物在常温下呈半流体状，UHMWPE的分子量为100万至1000万，润滑油 可以是矿物油、半合成油和全合成油，润滑油在摄氏40度时的黏度为5至5000厘斯(est)， UHMWPE和润滑油分别占混合物总重量的10 %至50 %、50 %至90 %。将半流体状的混合物注 入内腔形状为轴承承载滚动体3形状但直径略小的模具，在高于UHMWPE的凝胶点和低于润 滑油的滴点这样一个温度范围内加热，冷却后得到UHMWPE多微孔含油固态润滑滚动体7。接着，将至少一个润滑滚动体7替代一个承载滚动体3设置在轴承中。这里选择 将2个润滑滚动体7替代正常承载滚动体3，并使两个润滑滚动体7沿圆周分隔得尽可能 远，然后按照滚动轴承的正常装配工艺进行合套装配，即制成润滑油由UHMWPE多微孔固态 滚动体即润滑滚动体7保持并进行润滑的开式滚动轴承，在其上加装密封件6，即制成其密 封滚动轴承。最后，润滑滚动体7在轴承工作时随保持器4 一起公转轴承非工作态，润滑油通 过表面张力就被保持在微孔之内，轴承工作态，润滑油从固体微孔中逸出进行润滑。需要说明的是，上述所说的滚动轴承(或轴承)涵盖所有类型和结构的滚动轴承， 包括单列、双列和多列球轴承、圆柱轴承、滚针轴承、圆锥轴承、调心滚子轴承等。以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域 的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
权利要求
1.一种由UHMWPE保持润滑油进行润滑的滚动轴承制作方法，其特征在于，包括以下步骤制作至少包含UHMWPE和润滑油进行混合的混合物，所述混合物在常温下呈半流体状， UHMWPE的分子量为100万至1000万，润滑油是矿物油、半合成油和全合成油的至少其中之 一，润滑油在摄氏40度时的黏度为5至5000厘斯est，UHMWPE和润滑油分别占混合物总重 量的 10% -50%,50% -90% ；将半流体状的混合物注入轴承内腔，在高于UHMWPE的凝胶点和低于润滑油的滴点这 样一个温度范围内加热，所述混合物呈UHMWPE多微孔含油固体状；UHMWPE多微孔含油固体与轴承的保持器粘固在一起，并在轴承工作时随保持器一起旋 转轴承非工作态，润滑油通过表面张力就被保持在微孔之内，轴承工作态，润滑油从固体 微孔中逸出进行润滑。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，UHMWPE多微孔含油固体占轴承内部自由空 间的比例为10% -100%。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述轴承上加装密封件，即制成由UHMWPE 保持润滑油进行润滑的密封滚动轴承。
4.一种由UHMWPE保持润滑油进行润滑的滚动轴承制作方法，其特征在于，包括以下步骤制作至少包含UHMWPE和润滑油进行混合的混合物，所述混合物在常温下呈半流体状， UHMWPE的分子量为100万至1000万，润滑油是矿物油、半合成油和全合成油的至少其中之 一，润滑油在摄氏40度时的黏度为5至5000厘斯est，UHMWPE和润滑油分别占混合物总重 量的 10%至 50%、50% -90% ；将半流体状的混合物注入内腔形状为轴承承载滚动体形状但直径略小的模具，在高于 UHMWPE的凝胶点和低于润滑油的滴点这样一个温度范围内加热，冷却后得到UHMWPE多微 孔含油固态润滑滚动体；用至少一个润滑滚动体替代一个承载滚动体设置在轴承中；润滑滚动体在轴承工作时随保持器一起公转轴承非工作态，润滑油通过表面张力就 被保持在微孔之内，轴承工作态，润滑油从固体微孔中逸出进行润滑。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述润滑滚动体的形状与承载滚动体相同 但直径略小于承载滚动体的直径。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，放入轴承中的润滑滚动体，其数目应少于一 套轴承内所装滚动体总数目的1/2，且应尽量沿圆周分散布置。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述轴承上加装密封件，即制成由UHMWPE 保持润滑油进行润滑的密封滚动轴承。
8.一种轴承，包括内圈、外圈、滚动体和保持器，其特征在于，还包括能够保持大量润滑 油的UHMWPE多微孔固体，所述UHMWPE的分子量为100万至1000万，润滑油是矿物油、半合 成油和全合成油的其中之一，润滑油在摄氏40度时的黏度为5至5000厘斯cst，UHMWPE和 润滑油分别占UHMWPE多微孔含油固体总重量的10%至50%、50% -90%。
9.如权利要求8所述的轴承，其特征在于，用至少包含UHMWPE和润滑油的半流体状混 合物注入轴承内腔后加热呈UHMWPE多微孔含油固体状，该UHMWPE多微孔含油固体与保持器粘附在一起。
10.如权利要求8或9所述的轴承，其特征在于，用至少包含UHMWPE和润滑油的半流体 状混合物，借助内腔形状与承载滚动体相同但直径略小的模具，加热制成UHMWPE多微孔含 油固态润滑滚动体，并用一个或一小部分润滑滚动体替代一个或一小部分承载滚动体装配 在轴承中。
11.如权利要求8所述的轴承，其特征在于，当UHMWPE多微孔含油固体占轴承内部自由 空间的比例不足100%时，选择加注与UHMWPE和润滑油相兼容的润滑脂作为补充。
12.如权利要求8所述的轴承，其特征在于，涵盖滚动体形状为球、圆柱滚子、滚针、圆 锥滚子、球面滚子所有结构、材料和尺寸的滚动轴承。
全文摘要
一种由UHMWPE保持润滑油进行润滑的滚动轴承制作方法及滚动轴承，与现行脂润滑轴承所不同的是，起润滑作用的润滑油不再由稠化剂进行保持，而是由UHMWPE多微孔固体进行保持。将常温下至少包含UHMWPE和润滑油的半流体状混合物注入滚动轴承内腔，并在UHMWPE的凝胶点以上温度对轴承进行加热，UHMWPE即转变为多微孔含油固体并与保持器粘附在一起，也可以制作若干UHMWPE多微孔含油固态润滑滚动体，与承载滚动体一同装配入轴承中。在轴承运转时，润滑油从UHMWPE固体微孔中逸出实现对轴承工作表面的润滑。相比润滑油由稠化剂保持的脂润滑轴承，本发明克服了脂润滑轴承内腔润滑油储量较少、振动冲击工况下容易泄露、低温硬化和不能终生润滑等不足。
文档编号C10M143/02GK102072257SQ201010543009
公开日2011年5月25日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者赵联春, 陈淑英 申请人:上海斐赛轴承科技有限公司