CN102720758A - 一种复合材料背衬水润滑橡胶轴承及其制备方法 - Google Patents

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郇彦
刘佳
王杰
杨小牛
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Abstract

一种复合材料背衬水润滑橡胶轴承及其制备方法，属于水润滑轴承技术领域。解决现有技术难以同时制备大尺寸和精度高的水润滑轴承，且产品成本高的问题。该轴承是由轴承外套（10）和橡胶面层（2）组成，轴承外套（10）是通过将预浸过环氧树脂（7）的玻璃纤维（5）缠绕到橡胶面层（2）上，固化成型后制得的。本发明以复合材料代替黄铜作为水润滑轴承外套，节省了大量的贵重金属材料，降低了水润滑轴承产品的成本；本发明的复合材料背衬水润滑橡胶轴承采用了固化成型，工艺简单，因此轴承具有尺寸大、精度高、易于加工的优点。

Description

一种复合材料背衬水润滑橡胶轴承及其制备方法
技术领域
本发明属于水润滑轴承技术领域，具体涉及一种复合材料背衬水润滑橡胶轴承及其制备方法。
背景技术
水润滑橡胶轴承以水作为润滑剂，与传统的油润滑轴承相比具有无污染、耗能小、摩擦系数低、价格低廉等优势，因此被广泛地应用在舰船领域。水润滑橡胶轴承一般由轴承外套和轴承面层组成。为保证轴承的耐腐蚀性，通常轴承外套采用昂贵的金属黄铜，轴承面层多采用橡胶材料。水润滑轴承的结构主要有整体式和板条式两种结构，整体结构将橡胶直接硫化于铜套内表面，尺寸精度高，但对于直径大于300mm的水润滑轴承，由于工艺的问题难以加工。板条式水润滑轴承，通过板条组合镶嵌于铜套内部，可制备大尺寸水润滑轴承，但轴承的尺寸精度差。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术难以同时制备大尺寸和精度高的水润滑轴承，且产品成本高的问题，而提供一种复合材料背衬水润滑橡胶轴承。
一种复合材料背衬水润滑橡胶轴承，由轴承外套和轴承面层组成，所述的轴承外套采用复合材料制造，轴承面层为橡胶材料，所述的复合材料为玻璃纤维增强环氧树脂。
所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂。
所述的橡胶材料选自丁腈橡胶、聚氨酯橡胶或丁苯橡胶中的一种。
上述一种复合材料背衬水润滑橡胶轴承的制备方法，将橡胶材料放入模具中硫化成轴承面层，然后将轴承面层围绕在多面体模芯上，将线轮上的玻璃纤维或碳纤维，通过浸胶轮，使环氧树脂完全浸润玻璃纤维或碳纤维，将浸润后的玻璃纤维或碳纤维通过牵引轮缠绕于轴承面层的外表面，形成复合材料轴承外套，将产品于60～90℃下固化12～48h，取出模芯，即得到本发明的复合材料背衬水润滑橡胶轴承。
本发明的有益效果
本发明一种复合材料背衬水润滑橡胶轴承，是以复合材料代替黄铜作为水润滑轴承外套，节省了大量的贵重金属，降低了水润滑轴承产品的成本；本发明采用纤维缠绕成型法进行复合材料背衬水润滑橡胶轴承的制备，采用了固化成型，工艺简单，因此轴承具有尺寸大、精度高、易于加工的优点，本方法可以制备直接大于300mm的大尺寸水润滑轴承，轴承内径尺寸误差在0.1～0.2mm之内。
附图说明
图1为本发明一种复合材料背衬水润滑橡胶轴承的轴承面层结构示意图；
图2为本发明一种复合材料背衬水润滑橡胶轴承的制备过程示意图；
图3为本发明一种复合材料背衬水润滑橡胶轴承的结构示意图。
图中，1、橡胶材料，2、轴承面层，3、水槽，4、多面体模芯，5、玻璃纤维，6、线轮，7、环氧树脂，8、浸胶轮，9、牵引轮，10、轴承外套。
具体实施方式
下面结合图1至图3对本发明作进一步详细的说明。
一种复合材料背衬水润滑橡胶轴承，如图3所示，由轴承外套10和轴承面层2组成，所述的轴承外套采用复合材料制造，轴承面层为橡胶材料。所述的复合材料为玻璃纤维增强环氧树脂，所述的玻璃纤维为高强玻璃纤维，其拉伸强度大于2000MPａ，模量高于80GPａ。
所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂。
所述的橡胶材料选自丁腈橡胶、聚氨酯橡胶或丁苯橡胶中的一种，优选为丁腈橡胶，尤其是丙烯腈含量在30％-42％之间的丁腈橡胶。
上述一种复合材料背衬水润滑橡胶轴承的制备方法，如图2所示，将橡胶材料1放入模具中硫化成轴承面层2，然后将轴承面层2围绕在多面体模芯4上成圆筒状，将线轮6上的玻璃纤维5，通过浸胶轮8，使环氧树脂7完全浸润玻璃纤维5，将浸润后的玻璃纤维5通过牵引轮9缠绕于轴承面层2的外表面，形成复合材料轴承外套10，当纤维层的厚度达到所需厚度时，停止缠绕，将产品于60℃下固化24h，取出多面体模芯4，即得到本发明的复合材料背衬水润滑橡胶轴承。
如图1所示，所述的轴承面层2还包括水槽3，水槽的作用是以保证工作过程中水能够及时到达橡胶表面，产生润滑，并带走摩擦产生的热量。
实施例1
将丁苯橡胶1放入模具中硫化成轴承面层2，然后将轴承面层2围绕在多面体模芯4上成圆筒状，将线轮6上的玻璃纤维5，通过浸胶轮8，使环氧树脂7完全浸润玻璃纤维5，将浸润后的玻璃纤维5通过牵引轮9缠绕于轴承面层2的外表面，形成复合材料轴承外套10，当纤维层的厚度达到所需厚度时，停止缠绕，将产品于60℃下固化24h，取出多面体模芯4，即得到本发明的复合材料背衬水润滑橡胶轴承。所得的轴承尺寸为内径尺寸误差±0.15mm。
实施例2
按照实施例1的方法，但用丁腈橡胶代替丁苯橡胶制备橡胶面层，然后制备本发明的复合材料背衬水润滑橡胶轴承。所得的轴承尺寸为内径尺寸误差±0.1mm。
实施例3
按照实施例1的方法，但用聚氨酯橡胶代替丁苯橡胶制备橡胶面层，然后制备本发明的复合材料背衬水润滑橡胶轴承。所得的轴承尺寸为
Figure BDA00001703085700033
内径尺寸误差±0.2mm。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种复合材料背衬水润滑橡胶轴承，由轴承外套（10）和轴承面层（2）组成，其特征在于，所述的轴承外套（10）采用复合材料制造，轴承面层（2）为橡胶材料，所述的复合材料为玻璃纤维增强环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料背衬水润滑橡胶轴承的制备方法，其特征在于，所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的一种复合材料背衬水润滑橡胶轴承，其特征在于，所述的橡胶材料选自丁腈橡胶、聚氨酯橡胶或丁苯橡胶中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种复合材料背衬水润滑橡胶轴承，其特征在于，所述的橡胶材料为丁腈橡胶。
5.权利要求1-4任何一项所述的一种复合材料背衬水润滑橡胶轴承的制备方法，其特征在于，将橡胶材料（1）放入模具中硫化成轴承面层（2），然后将轴承面层（2）围绕在多面体模芯（4）上，将线轮（6）上的玻璃纤维（5），通过浸胶轮(8)，使环氧树脂（7）完全浸润玻璃纤维（5），将浸润后的玻璃纤维（5）通过牵引轮(9)缠绕于轴承面层（2）的外表面，形成复合材料轴承外套（10），将产品于60℃下固化24h，取出多面体模芯（4），即得到本发明的复合材料背衬水润滑橡胶轴承。
6.根据权利要求5所述的一种复合材料背衬水润滑橡胶轴承的制备方法，其特征在于，所述的轴承面层（2）还包括水槽（3）。
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