一种自润滑轴承的生产方法与流程

    专利查询2025-11-27  3


    本发明涉及轴承,具体的,涉及一种自润滑轴承的生产方法。


    背景技术:

    1、为了满足对低磨损、高负荷自润滑轴承的需求,工程人员开发了强化纤维系列轴承。与其他类型的自润滑轴承相比,纤维缠绕轴承具有不可替代的优点,如极低的摩擦系数、更高的承载量、更好的耐腐蚀性、优异的尺寸稳定性、较高的工作温度、较低的热胀系数以及轻量化等。随着应用场景的不断丰富,对纤维缠绕轴承的综合性能提出了更高的要求。

    2、目前在制备自润滑轴承的过程中,工程技术人员通常使用湿法缠绕,固化炉固化成型的方法,这种方法虽然工艺简单,对设备要求不高,但生产效率低,生产环境恶劣且产品空隙含量高、强度低,质量均一性不好保证。


    技术实现思路

    1、本发明提出一种自润滑轴承的生产方法,解决了相关技术中的自润滑轴承生产效率低及产品的空隙含量高、强度低、质量不均一问题。

    2、本发明的技术方案如下:

    3、一种自润滑轴承的生产方法,包括以下步骤:将预浸纱固化,得到自润滑轴承,所述固化的压力为0.15mpa~1.2mpa。

    4、作为进一步的技术方案,所述固化的压力为0.8mpa。

    5、作为进一步的技术方案,所述固化的温度为180℃~200℃。

    6、作为进一步的技术方案,所述固化时进行加压,所述加压时,树脂的粘度为10pa·s~40pa·s。

    7、作为进一步的技术方案,所述固化在热压罐设备抽真空打压固化,选用“有孔隔离膜+吸胶毡+无孔隔离膜+导气毡+真空袋”的形式进行封装,其中,吸胶毡的用量根据计算得出,计算公式如下:

    8、

    9、其中:n—需放置的吸胶毡层数;

    10、ρf—干纱的线密度,g/m;

    11、ρm—预浸纱片的线密度,g/m;

    12、wf—制品中纤维的设计质量分数,%;

    13、d—芯模直径,mm;

    14、d—制品缠绕结束后外径,mm;

    15、ms—吸胶毡单层理论吸胶量(试验测出),g/cm2;

    16、ξ—校正系数(0.6~1,经验得出)。

    17、本发明使用热压罐抽真空打压的方式进行制品固化成型,吸胶方案的设计能够更精准地控制制品的纤维体积含量为60%±5%,并采用整体做袋的方式提高了封装效率,根据设计与计算结果放置一定数量的吸胶层,得到树脂含量可控,高质量,低空隙含量的产品。

    18、作为进一步的技术方案,所述预浸纱的制备方法包括以下步骤:在浸胶后的纤维束表面沉积填料,于70℃~90℃烘烤5min~20min,得到预浸纱。

    19、相较于传统的湿法缠绕工艺,本发明采用了“半干法”制备预浸纱,纱片中的胶经70℃~90℃烘烤5min~20min后可去除纱片中的挥发组分并使树脂达到一定程度凝胶,随后可进行收纱与储存。在缠绕环节保证了操作环境的整洁度,并可选用更高的缠绕速度,显著提高生产效率,同时还进一步降低了自润滑轴承的空隙含量,并进一步提高了强度。

    20、作为进一步的技术方案,所述沉积填料前,还包括挤胶、刮胶,通过挤胶与刮胶控制含胶量,使预浸纱中的纤维体积含量为45%~60%。

    21、作为进一步的技术方案,所述沉积填料具体为:在浸胶后的纤维束牵引过程中采用静电喷粉工艺沉积填料,所述静电喷粉时的静电电压为30kv~70kv,供粉气压为0.15mpa~0.3mpa,喷涂距离为200mm~500mm;所述牵引的速度为0.1~1m/s。

    22、本发明中静电喷粉工艺带有粉末回收装置,回收率≥80%。

    23、本发明使用静电喷粉法将填料均匀地沉降在纱片表面的树脂中,保证了填料的理想分布状态,解决了填料在树脂中因沉降问题而导致的分散不均匀与团聚的问题,并通过控制静电电压为30kv~70kv,供粉气压为0.15mpa~0.3mpa,喷涂距离为200mm~500mm;牵引的速度为0.1~1m/s,来控制预浸纱中填料的填充量为树脂基体质量含量的5%~25%,保证质量均一性,进一步降低了自润滑轴承的空隙含量,并进一步提高了强度。

    24、本发明中树脂基体指环氧树脂、固化剂、促进剂、偶联剂和稀释剂的总和。

    25、作为进一步的技术方案,所述浸胶的胶液包括以下质量份的原料:环氧树脂60~120份、固化剂40~105份、促进剂1~5份、助剂5~30份。

    26、作为进一步的技术方案,所述助剂包括偶联剂2~10份、稀释剂1~10份、溶剂2~10份。

    27、作为进一步的技术方案,所述胶液的制备方法包括以下步骤:将环氧树脂、稀释剂和溶剂混合后,加入其余组分混合均匀,得到胶液。

    28、作为进一步的技术方案,混合均匀后抽真空进行除泡,所述抽真空的时间为10~30min。

    29、作为进一步的技术方案,所述固化剂为酸酐类潜伏性固化剂。

    30、作为进一步的技术方案,所述酸酐类潜伏性固化剂包括甲基六氢苯酐和/或甲基纳迪克酸酐。

    31、作为进一步的技术方案,所述促进剂包括叔胺盐络合物、路易斯酸络合物、咪唑类促进剂中的一种或多种。

    32、作为进一步的技术方案,所述偶联剂为硅烷偶联剂,例如可以是kh550、kh560、kh570中的一种或多种,优选为kh550。

    33、作为进一步的技术方案,所述稀释剂包括乙二醇二缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、二缩水甘油醚中的一种或多种。

    34、作为进一步的技术方案,所述溶剂包括丙酮和/或乙醇。

    35、作为进一步的技术方案,所述预浸纱由内至外依次包括内衬层预浸纱和支撑层预浸纱,所述内衬层预浸纱的原料包括聚酯纤维和ptfe纤维,所述支撑层预浸纱的原料包括无碱玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、高硅氧玻纤布中的一种或几种。

    36、作为进一步的技术方案,所述聚酯纤维和ptfe纤维的质量比为30~70:20~50。

    37、作为进一步的技术方案,所述内衬层预浸纱中的纤维纤度为400d~1000d,支撑层预浸纱中的纤维纤度为1500tex~3000tex。

    38、作为进一步的技术方案,所述内衬层预浸纱的原料还包括芳纶纤维0~30份、超高分子量聚乙烯纤维0~30份。

    39、作为进一步的技术方案,当所述内衬层预浸纱的原料包括芳纶纤维时,所述芳纶纤维的纤度为200tex。

    40、本发明中内衬层预浸纱中的纤维可为连续纤维复丝,也可以采用纺织工艺将多种纤维做成编织带。

    41、作为进一步的技术方案,所述环氧树脂包括双酚a型环氧树脂60~100份,双酚f型环氧树脂0~60份,酚醛环氧树脂0~20份。

    42、作为进一步的技术方案,所述双酚a型环氧树脂包括陶氏der332型环氧树脂、128型环氧树脂、e51型环氧树脂中的一种或多种。

    43、作为进一步的技术方案,所述双酚f型环氧树脂包括npef170型环氧树脂、npef-164x型环氧树脂中的一种或两种。

    44、作为进一步的技术方案,所述酚醛环氧树脂包括酚醛环氧树脂638s和/或酚醛环氧树脂f51。

    45、作为进一步的技术方案,所述填料包括ptfe粉、石墨粉、bn粉末、mos2、炭黑中的一种或多种。

    46、作为进一步的技术方案,所述填料的粒径为10μm~100μm。

    47、作为进一步的技术方案,所述一种自润滑轴承的生产方法,包括以下步骤:依次在芯模上缠绕内衬层预浸纱和支撑层预浸纱,固化,得到自润滑轴承,所述固化的压力为0.3mpa~1.2mpa。

    48、本发明中采用四维缠绕机进行制品缠绕,缠绕张力的选定遵循“等力矩”法,即缠绕张力根据缠绕的直径增大逐级减小,且乘积为定值。

    49、作为进一步的技术方案,所述缠绕过程中内衬层预浸纱和支撑层预浸纱的分纱张力各自独立地为5n~20n,合股张力各自独立地为30n~200n,出纱速度各自独立地0.2m/s~2m/s。

    50、作为进一步的技术方案,所述内衬层预浸纱的缠绕厚度为0.5~1mm,支撑层预浸纱的缠绕厚度为3~5mm。

    51、作为进一步的技术方案,所述固化后还包括脱模和机械加工,具体为:外径加工、脱模和截断加工。

    52、作为进一步的技术方案,所述外径加工使用磨削方式加工,冷却液选用水性冷却液,单次进给量≤1mm,最后2mm余量单次进给量≤0.5mm;所述截断加工使用线绳切割设备进行轴向加工,冷却液选用水性冷却液。

    53、本发明中使用“磨削+水性冷却液”的机械加工方式,控制进给量,减少了材料加工过程中的损伤。

    54、本发明的工作原理及有益效果为:

    55、本发明中提供了一种自润滑轴承的生产方法,包括:将预浸纱固化后,即得自润滑轴承,通过控制固化过程中的压力为0.3mpa~1.2mpa,降低了自润滑轴承的空隙含量,并提高了强度。


    技术特征:

    1.一种自润滑轴承的生产方法,其特征在于,包括以下步骤:将预浸纱固化,得到自润滑轴承,所述固化的压力为0.3mpa~1.2mpa。

    2.根据权利要求1所述的一种自润滑轴承的生产方法,其特征在于,所述固化的温度为180℃~200℃。

    3.根据权利要求1所述的一种自润滑轴承的生产方法,其特征在于,所述预浸纱的制备方法包括以下步骤:在浸胶后的纤维束表面沉积填料,于70℃~90℃烘烤5min~20min,得到预浸纱。

    4.根据权利要求3所述的一种自润滑轴承的生产方法,其特征在于,所述沉积填料具体为:在浸胶后的纤维束牵引过程中采用静电喷粉工艺沉积填料,所述静电喷粉时的静电电压为30kv~70kv,供粉气压为0.15mpa~0.3mpa,喷涂距离为200mm~500mm;所述牵引的速度为0.1~1m/s。

    5.根据权利要求3所述的一种自润滑轴承的生产方法,其特征在于,所述浸胶的胶液包括以下质量份的原料:环氧树脂60~120份、固化剂40~105份、促进剂1~5份、助剂5~30份。

    6.根据权利要求5所述的一种自润滑轴承的生产方法,其特征在于,所述助剂包括偶联剂2~10份、稀释剂1~10份、溶剂2~10份。

    7.根据权利要求6所述的一种自润滑轴承的生产方法,其特征在于,所述胶液的制备方法包括以下步骤:将环氧树脂、稀释剂和溶剂混合后,加入其余组分混合均匀,得到胶液。

    8.根据权利要求1所述的一种自润滑轴承的生产方法,其特征在于,所述预浸纱由内至外依次包括内衬层预浸纱和支撑层预浸纱,所述内衬层预浸纱的原料包括聚酯纤维和ptfe纤维,所述支撑层预浸纱的原料包括无碱玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、高硅氧玻纤布中的一种或几种。

    9.根据权利要求7所述的一种自润滑轴承的生产方法,其特征在于,所述环氧树脂包括双酚a型环氧树脂60~100份,双酚f型环氧树脂0~60份,酚醛环氧树脂0~20份;

    10.根据权利要求8所述的一种自润滑轴承的生产方法,其特征在于,所述聚酯纤维和ptfe纤维的质量比为30~70:20~50;


    技术总结
    本发明涉及轴承技术领域,提出了一种自润滑轴承的生产方法,包括以下步骤:S1、制备内衬层与支撑层预浸纱片;S2、缠绕成型;S3、将预浸纱固化,得到自润滑轴承坯料;S4、将自润滑轴承坯料进行机械加工,得到自润滑轴承,固化的压力为0.3MPa~1.2MPa。通过上述技术方案,解决了相关技术中的自润滑轴承生产效率低及产品的空隙含量高、强度低、质量不均一问题。

    技术研发人员:张东洋,李志超,孙铭阳,张喆,菅立川
    受保护的技术使用者:河北华密新材科技股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
    转载请注明原文地址:https://tc.8miu.com/read-32231.html

    最新回复(0)