一种基于仿生微织构的自润滑轴承和自润滑复合材料填充方法技术

本发明专利技术公开了一种基于仿生微织构的自润滑轴承和自润滑复合材料填充方法，包括轴承内圈，轴承内圈设有微织构组，微织构组包括多个间隔一定距离均匀排布的微织构，微织构包括盾鳞形凹槽和储存孔，盾鳞形凹槽包括第一面、第二面和第三面，第一面的顶部、第二面的顶部和第三面的顶部依次相连，形成第一三角形开口，第一面的底部、第二面的底部和第三面的底部依次相连，形成第二三角形开口，储存孔设在第二三角形开口的底部，盾鳞形凹槽和储存孔用于填充固体自润滑复合材料和储存摩擦过程中产生的碎屑，本发明专利技术的目的是提供一种基于仿生微织构的自润滑轴承和自润滑复合材料填充方法，能显著提高其在摩擦表面的覆盖度和附着性，实现超低润滑。超低润滑。超低润滑。

【技术实现步骤摘要】
一种基于仿生微织构的自润滑轴承和自润滑复合材料填充方法


[0001]本专利技术涉及自润滑轴承
，具体涉及一种基于仿生微织构的自润滑轴承和自润滑复合材料填充方法。

技术介绍

[0002]随着现代高端技术的快速发展，回转零件所处的工况愈发极端，传统液体润滑及自润滑轴承产品难以满足新型工况环境要求。以双馈风力发电机轴承的工况为例，发电机在正常运转时速度为1200r/min，轴与润滑脂将会产生高速的相对运动，造成轴承的发热。
[0003]由于机组振动及装备自身重量等客观因素，轴承的载荷较大，易造成润滑膜的破裂，导致摩擦力增大，温度升高，甚至损坏轴承。因此，新型轴承对低摩擦、长寿命、低能耗等优异性能提出了更高的要求。

技术实现思路

[0004]根据现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种基于仿生微织构的自润滑轴承和自润滑复合材料填充方法，能显著提高其在摩擦表面的覆盖度和附着性，实现超低润滑。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种基于仿生微织构的自润滑轴承，包括轴承内圈，所述轴承内圈设有微织构组，所述微织构组包括多个间隔一定距离均匀排布的微织构，所述微织构包括盾鳞形凹槽和储存孔；
[0007]所述盾鳞形凹槽包括第一面、第二面和第三面，所述第一面、所述第二面和所述第三面均呈弧面三角形，所述第一面的顶部、所述第二面的顶部和所述第三面的顶部依次相连，形成第一三角形开口，所述第一面的底部、所述第二面的底部和所述第三面的底部依次相连，形成第二三角形开口；
[0008]所述储存孔设在所述第二三角形开口的底部；
[0009]其中，所述盾鳞形凹槽和所述储存孔用于填充固体自润滑复合材料和储存摩擦过程中产生的碎屑，在所述轴承内圈运转达到一定速度时，会在所述盾鳞形凹槽底部产生负压气穴，从而会对所述储存孔产生推举力，自发将固体自润滑复合材料带入润滑膜层中。
[0010]进一步地，所述微织构组占所述轴承内圈内表面面积的15％到20％。
[0011]进一步地，相邻所述微织构间距0.4mm到0.6mm。
[0012]进一步地，所述储存孔的深度为0.8mm到1.2mm，所述储存孔的直径为0.2mm到0.4mm。
[0013]进一步地，所述第一面、所述第二面和所述第三面的边长为0.8mm到1.2mm。
[0014]进一步地，所述第一面和所述第二面均包括第一边、第二边和第三边，所述第一边和所述第二边垂直。
[0015]一种基于仿生微织构的自润滑轴承的自润滑复合材料填充方法，包括；
[0016]步骤S1、在轴承内圈表面加入纳米MoS2粉末；
[0017]步骤S2、用麂皮绒布料包裹的圆棍对轴承内圈表面进行循环压嵌，将纳米MoS2粉末初步压入微织构之中；
[0018]步骤S3、将轴承内圈置于烧杯中，倒入固体含量40％的PTFE乳液至液面没于轴承内圈上表面；
[0019]步骤S4、压力浸渍，将烧杯放入压力浸渍炉，向炉内充氮气且维持0.3MPa压强50到70分钟，使得PTFE乳液填入微织构中疏松的纳米MoS2粉末的空隙中；
[0020]步骤S5、取出轴承内圈并刮除表面多余材料；
[0021]步骤S6、让轴承内圈自然晾干，使PTFE自然收缩并将纳米MoS2粉末与轴承内圈固结；
[0022]步骤S7、在轴承内圈表面压嵌纳米MoS2粉末，填平整个微织构；
[0023]步骤S8、将轴承内圈表面多余物质刮去，从而同时实现复合固体润滑材料的制备与轴承内圈微织构的结合填充。
[0024]进一步地，所述纳米MoS2粉末的直径为90nm到100nm。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：
[0026]1.本专利技术所述的一种基于仿生微织构的自润滑轴承和自润滑复合材料填充方法，轴承内圈上设有包括盾鳞形凹槽和储存孔的微织构，盾鳞形凹槽仿生鱼鳞结构，且多个微织构间隔一定距离均匀排布的，形成留有空隙的周期性排布，减阻能力强。
[0027]2.本专利技术所述的一种基于仿生微织构的自润滑轴承和自润滑复合材料填充方法，在轴承内圈表面加工出多个密布的盾鳞形凹槽和储存孔结合的微织构，形成多个收敛楔，促进油膜的铺展，提升润滑膜的承载能力。同时在工作时，盾鳞形凹槽和储存孔起着容纳磨屑的作用，避免磨屑破坏润滑膜，减少磨屑产生的剪切磨损。
[0028]3.本专利技术所述的一种基于仿生微织构的自润滑轴承和自润滑复合材料填充方法，将储存孔设于盾鳞形凹槽所在的下方，在轴承内圈运转达到一定速度时，会在盾鳞形凹槽底部产生负压气穴，从而会对储存孔产生推举力，自发将固体自润滑复合材料带入润滑膜层中。
[0029]4.本专利技术所述的一种基于仿生微织构的自润滑轴承和自润滑复合材料填充方法，为尽可能保留纳米MoS2独特的优越性质以及贴合本项目的微织构设计，采用压嵌纳米MoS2粉末与压力浸渍PTFE乳液的工艺进行制作复合固体润滑材料。
附图说明
[0030]图1为基于仿生微织构的自润滑轴承的整体结构示意图。
[0031]图2为微织构的整体结构示意图。
[0032]图3为轴承内圈的内部结构示意图。
[0033]图4为微织构横截面为底的压力分布等高线图。
[0034]图5为上表面中线沿周期面法向的油膜压力曲线。
[0035]图6为压力分布曲线。
[0036]图7为本专利技术一个实施例中摩擦因数实验曲线图。
[0037]图8a为M50钢圆盘的磨痕微观形貌图。
[0038]图8b为带有织构并填满PTFE的M50钢推力轴承的磨痕微观形貌图。
[0039]图8c为基于仿生微织构的自润滑轴承的磨痕微观形貌图。
[0040]其中：1、轴承内圈；2、微织构组；21、微织构；211、盾鳞形凹槽；2111、第一面；21111、第一边；21112、第二边；21113、第三边；2112、第二面；2113、第三面；212、储存孔。
具体实施方式
[0041]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0042]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0043]本专利技术提供一种基于仿生微织构的自润滑轴承本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于仿生微织构的自润滑轴承，其特征在于：包括轴承内圈，所述轴承内圈设有微织构组，所述微织构组包括多个间隔一定距离均匀排布的微织构，所述微织构包括盾鳞形凹槽和储存孔；所述盾鳞形凹槽包括第一面、第二面和第三面，所述第一面、所述第二面和所述第三面均呈弧面三角形，所述第一面的顶部、所述第二面的顶部和所述第三面的顶部依次相连，形成第一三角形开口，所述第一面的底部、所述第二面的底部和所述第三面的底部依次相连，形成第二三角形开口；所述储存孔设在所述第二三角形开口的底部；其中，所述盾鳞形凹槽和所述储存孔用于填充固体自润滑复合材料和储存摩擦过程中产生的碎屑，在所述轴承内圈运转达到一定速度时，会在所述盾鳞形凹槽底部产生负压气穴，从而会对所述储存孔产生推举力，自发将固体自润滑复合材料带入润滑膜层中。2.根据权利要求1所述的基于仿生微织构的自润滑轴承，其特征在于：所述微织构组占所述轴承内圈内表面面积的15％到20％。3.根据权利要求1所述的基于仿生微织构的自润滑轴承，其特征在于：相邻所述微织构间距0.4mm到0.6mm。4.根据权利要求1所述的基于仿生微织构的自润滑轴承，其特征在于：所述储存孔的深度为0.8mm到1.2mm，所述储存孔的直径为0.2mm到0.4mm。5.根据权利要求1所述的基于仿生微织构的自润滑轴承，其特征在于：所述第一面、所述第二面和所述第三面...

【专利技术属性】
技术研发人员：燕松山，田朝正，陈昱合，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：