涡轮增压器混合球轴承的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及车辆配件【技术领域】，尤其是一种涡轮增压器混合球轴承。其包括外圈、内圈、球和保持架，球通过保持架套在内圈的两端，外圈套在球上，内圈由短内圈和长内圈组成，短内圈和长内圈分别位于外圈内部的两端，外圈为轴承钢材质，短内圈和长内圈为氧化锆陶瓷材质，球为氮化硅陶瓷材质，保持架为聚醚醚酮材质。根据轴承各部件的使用工况条件，分别选用对应的材料，充分发挥各自的优越性，并通过结构组合实现整合效应，综合提高轴承的整体性能。
【专利说明】涡轮增压器混合球轴承
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及车辆配件【技术领域】，尤其是一种涡轮增压器混合球轴承。
【背景技术】
[0002]在汽车发动机上装有涡轮增压器，通过压缩更多的空气进入气缸来增加燃料量，提高燃烧做功能力，是一种发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置，同时具有改善发动机排放、提供高原补偿、降低油耗的功能。汽车上涡轮增压器包括压气机壳、涡轮壳、轴承体、密封套、涡轮转子、转子轴。涡轮增压器工作时，轴承在转子轴与轴承座之间作高速转动，要达到高转速及长寿命关键在于轴承体的性能，轴承体的结构与材料直接关系到涡轮工作的耐用度与可靠性。
[0003]目前，涡轮增压器采用的球轴承结构，按轴承零件材料主要分为两类，一类全钢材料，即外圈、短内圈、长内圈、滚动体均用轴承钢材制作；另一类为混合陶瓷球轴承，即外圈、短内圈、长内圈用轴承钢材，滚动体用氮化硅陶瓷材料；保持架材料均采用酚醛棉布层压管。全钢型球轴承和混合陶瓷球轴承存在的共同问题是:涡轮增压器工作寿命缩短，首先失效部位是轴承体；全钢球轴承与混合陶瓷球轴承失效部位的不同处是:全钢型球轴承失效主要是在球的磨损上，混合陶瓷球轴承失效主要是在内圈沟道的磨损上。轴承保持架材料采用酚醛棉布层压管是由棉布浸以酚醛树脂，是经过热卷烘焙而成的管状层压制品，具有较高径向抗张强度。虽可作高速轴承的保持架用，但该材料不宜做成较复杂的结构(切削将破坏纤维组织降低强度)，即不能做成同时保证旋转稳定和冷却空间的塔形结构。
实用新型内容
[0004]为了克服现有的涡轮增压器轴承部件成分单调，磨损严重，影响涡轮增压器的使用寿命的不足，本实用新型提供了一种涡轮增压器混合球轴承。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种涡轮增压器混合球轴承，包括外圈、内圈、球和保持架，球通过保持架套在内圈的两端，外圈套在球上，内圈由短内圈和长内圈组成,短内圈和长内圈分别位于外圈内部的两端,外圈为轴承钢材质，短内圈和长内圈为氧化锆陶瓷材质，球为氮化硅陶瓷材质，保持架为聚醚醚酮材质。
[0006]本实用新型的有益效果是，根据轴承各部件的使用环境，分别选用对应的材料，充分发挥各自的优越性，并通过结构组合实现整合效应，综合提高轴承的整体性能。其中，短内圈和长内圈采用氧化锆陶瓷材料。在常用的制作陶瓷工程材料中，氧化锆的韧性最高，并且氧化锆的线膨胀系数与钢接近，故减少了与轴配合时因热膨胀系数不一造成套圈开裂的可能性；氧化锆的硬度是钢的1.4倍，上限温度是钢的1.5倍，在轴承的高速高温中具有高耐磨性，同时氧化锆陶瓷具有自润滑性，可以解决润滑介质造成的污染和添加不便的问题，在高速高温的工况下，使内圈套圈具有更高的耐磨性。保持架采用聚醚醚酮材料，其负载热变型温度高达316°C，连续使用温度为260°C，适合于高温状态下的涡轮增压器轴承的使用工况；聚醚醚铜的化学稳定性及热塑性性能优良，热膨胀系数比钢材低，耐循环疲劳性高于其它的现有的热塑性塑料。在涡轮增压器轴承的运行前后和工作状态，保持架与引导挡边的间隙在温度变化时保持稳定性。噪声低，可在无润滑、高速高载下或在液体、固体粉尘污染等恶劣环境下使用。聚醚醚酮树脂是一种线性芳香高分子化合物，其大分子主链上含有大量的芳环和极性酮基，赋予聚合物以耐热性和力学强度，有着易加工特性，通过切削加工的塔形结构满足制造高精度、耐热、耐磨损、抗疲劳和抗冲击的轴承高速保持架。另外，大分子中含有大量的醚键，又赋予聚合物以韧性，耐冲击。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0008]图1是本实用新型的结构示意图。
[0009]图中1.外圈，2.短内圈，3.长内圈，4.球，5.保持架，6.内圈。
【具体实施方式】
[0010]如图1是本实用新型的结构示意图，一种涡轮增压器混合球轴承，包括外圈1、内圈6、球4和保持架5，球4通过保持架5套在内圈6的两端，外圈I套在球4上，内圈6由短内圈2和长内圈3组成，短内圈2和长内圈3分别位于外圈I内部的两端，外圈I为轴承钢材质，短内圈2和长内圈3为氧化锆陶瓷材质，球4为氮化硅陶瓷材质，保持架5为聚醚醚酮材质。
[0011]根据轴承各部件的使用环境，分别选用对应的材料，充分发挥各自的优越性，并通过结构组合实现整合效应，综合提高轴承的整体性能。其中，短内圈2和长内圈3采用氧化锆陶瓷材料。在常用的制作陶瓷工程材料中，氧化锆的韧性最高，并且线膨胀系数与钢接近，故减少了与轴配合时因热膨胀系数不一造成套圈开裂的可能性；氧化锆的硬度是钢的1.4倍，上限温度是钢的1.5倍，在轴承的高速高温中具有高耐磨性，同时氧化锆陶瓷具有自润滑性，可以解决润滑介质造成的污染和添加不便的问题，在高速高温的工况下，使内圈套圈具有更高的耐磨性。保持架采用聚醚醚酮材料，其负载热变型温度高达316°C，连续使用温度为260°C，适合于高温状态下的涡轮增压器轴承的使用工况；聚醚醚铜的化学稳定性及热塑性性能优良，热膨胀系数比钢材低，耐循环疲劳性高于其它的现有的热塑性塑料。在涡轮增压器轴承的运行前后和工作状态，保持架与引导挡边的间隙在温度变化时保持稳定性。噪声低，可在无润滑、高速高载下或在液体、固体粉尘污染等恶劣环境下使用。聚醚醚酮树脂是一种线性芳香高分子化合物，其大分子主链上含有大量的芳环和极性酮基，赋予聚合物以耐热性和力学强度，有着易加工特性，通过切削加工的塔形结构满足制造高精度、耐热、耐磨损、抗疲劳和抗冲击的轴承高速保持架。另外，大分子中含有大量的醚键，又赋予聚合物以韧性，耐冲击。
【权利要求】
1.一种涡轮增压器混合球轴承，包括外圈(1)、内圈(6 )、球(4 )和保持架(5 )，球(4 )通过保持架(5)套在内圈(6)的两端，外圈(1)套在球(4)上，其特征是，内圈(6)由短内圈(2)和长内圈(3)组成，短内圈(2)和长内圈(3)分别位于外圈(1)内部的两端，外圈(1)为轴承钢材质，短内圈(2 )和长内圈(3 )为氧化锆陶瓷材质，球(4 )为氮化硅陶瓷材质,保持架(5 )为聚醚醚酮材质。
【文档编号】F16C33/44GK204082917SQ201420397413
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年7月18日 优先权日:2014年7月18日
【发明者】杜向峰 申请人:常州新瑞汽车配件制造有限公司