CN105889327A - 一种复合轴承瓦条 - Google Patents
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Abstract
本发明一种复合承轴瓦条，属于机械制造轴承领域，包括金属板条骨架、橡胶层、耐磨层，所述金属板条骨架至少在上、下表面包裹有橡胶层，金属板条骨架上表面橡胶层上面附有耐磨层，所述金属板条骨架下表面橡胶层为安装固定面。本发明充分结合了塑料板条优异的水润滑性能和橡胶板条良好的减振缓冲性能，同时又克服橡胶板条与轴之间处于干摩擦状态容易出现黏轴、啸声等现象，也克服了塑料板条减振缓冲效果欠佳的缺点；同时本发明是在橡胶层成型同时与耐磨层（材料）热压粘接而成，生产工艺简单、生产效率高，产品质量稳定，产品可广泛应用在船舶、水泵、水轮机组、军工等领域。
Description
技术领域
本发明属于机械制造轴承领域，特别涉及一种复合式轴承瓦条。
技术背景
艉轴承是船舶推进***的重要组成部分，其作用是支承螺旋桨轴。随着船舶吨位的增加和航速的提高，使得艉轴承处在严峻工作状态（润滑状态），从而产生严重的摩擦、磨损，致使密封失效在低速、重载、启动、停机等一些特殊工况下，恶劣的润滑状态会导致轴颈和轴承摩擦副产生振动噪声，严重影响水下航行器的安全性、隐蔽性及生存能力。艉轴承的摩擦、磨损、噪声已成为威胁船舶可靠运行的关键因素。
现有水润滑轴承，多采用两种模式，一种是塑料圆筒式，典型如赛龙和威高尔，虽水润滑性能很好，但是塑料的减振缓冲性能一般；另一种是耐磨橡胶板条，虽减振缓冲效果好，但是在启停瞬间，轴与板条之间处于干摩擦状态容易出现黏轴、啸声等现象，严重影响安全问题。
现有水润滑轴承，由于舰船、水轮发电机等运行启动的一瞬间，轴与轴承之间处于干摩擦状态，常规轴承内表面为橡胶或玻璃纤维。橡胶虽能提供较好的柔性支撑，对轴系起到保护作用，但因其摩擦系数较大、耐磨性能不好，则容易出现黏轴、啸声等现象，使其使用寿命大大降低；玻璃纤维虽具有低摩擦系数和良好的磨特性，但因其强度较高不能提供较好的柔性支撑，长期以往会对轴系造成致命的破坏，则严重影响安全问题。
发明内容
本专利目的是为了弥补传统水润滑轴承在启动时干摩擦状态下存在黏轴、啸声等技术缺陷，提供一种复合式水润滑轴承，保证舰船、水轮发电机等轴系在安全运行的基础上能有效降低或消除黏轴、啸声等现象，从而能改善工作环境。
根据本发明的目的本发明的技术方案如下：一种复合承轴瓦条，包括金属板条骨架，橡橡胶层，耐磨层，所述金属板条骨架至少在上下表面包裹有橡胶层，所述金属板条骨架上表面橡胶层上面附有耐磨层，所述金属板条骨架下表面橡胶层为安装固定面。
进一步，金属板条骨架及下表面橡胶层上设有固定孔。轴瓦条截面采用梯形结构，上、下表面均采用圆柱面弧形结构，上圆柱面的轴线与下圆柱面的轴线相平行，上面柱面圆的直径小于或等于下面柱面圆的直径。耐磨层为高分子/非金属耐磨层材料，选用聚芳醚酮、聚四氟乙烯、超高分子聚乙烯等材料中一种或几种。耐磨层材料为聚芳醚酮+碳纳米，其厚度为5~8mm；邵氏硬度80~95°，在60~80r时摩擦系数≤0.018。
橡胶层材料采改性丁腈橡胶、改性氢化丁腈橡胶、改性硅橡胶、改性氟橡胶、改性丙烯酸橡胶等胶种中一种或几种。橡胶层材料采用改性氢化丁腈橡胶，厚度为15~20mm；邵氏硬度75~80°。进一步，橡胶层需要进行二段硫化，二段硫化时间控制在3~7小时，温度控制在140~210℃之间。
使用时，将数根轴瓦条通过固定孔螺栓固定在圆形轴套内表面，组成一个圆形结构复合式水润滑轴承，其中轴瓦条截面为梯形或凸字型结构，这样相邻轴瓦条之间形成一定空隙，便于水流及水中杂质沿着空隙进入或排出。复合式水润滑轴承由里到外的详细结构组成分别为耐磨层、橡胶体、金属嵌条及轴套。该结构充分发挥了耐磨层和承载层各自材料自身具备的优异特性，能有效弥补传统水润滑轴承在启动时干摩擦状态下存在黏轴、啸声等技术缺陷。
该发明将橡胶材料和耐磨材料的优点结合起来用于艉轴轴承轴瓦条，使其具有优异的耐磨性能和良好的力学性能，同时该复合结构是在橡胶层成型同时与耐磨层（材料）热压粘接而成，生产工艺简单、生产效率高，产品质量稳定，产品可广泛应用在船舶、水泵、水轮机组、军工等领域。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图；
图2为本发明轴瓦条侧面剖切结构示意图；
图中：1－轴套；2－橡胶层；3－金属板条骨架；4－耐磨层；5-固定孔。
具体实施方式
附图1和附图2给出了本发明的一个实施例，下面将结合附图对本发明作进一步描述。
从附图1可以看出，本发明一种复合承轴瓦条，包括轴套1、金属板条骨架3、橡胶层2和耐磨层4，所述金属板条骨架3至少在上下表面包裹有橡胶层2，所述金属板条骨架3上表面橡胶层2上面附有耐磨层4，所述金属板条骨架3下表面橡胶层2为安装固定面。轴瓦条截面采用梯形结构，金属板条骨架3上、下表面均采用圆柱面弧形结构，上圆柱面的轴线与下圆柱面的轴线相平行，上面柱面圆的直径等于下面柱面圆的直径。
由数根轴瓦条和通过螺栓通过固定孔5装配在轴套1上，其中轴瓦条是由橡胶层2、金属板条骨架3和耐磨层4硫化而成，同时轴瓦条截面采用梯形结构，这样相邻轴瓦条之间会形成空隙，便于水流及水中杂质沿着空隙进入或排出；橡胶层2为氢化丁腈改性橡胶，由于该配方的特殊性，在一段硫化后产品仍需进行二段硫化，二段硫化时间控制在3~7小时，温度控制在140℃~210℃之间，这样可确保配方具有良好的耐酸碱盐腐蚀、抗老化、耐疲劳等特性；金属板条骨架3为铜或钢，该材料具有良好的耐腐蚀和高强度特性；耐磨层4采用基础树脂、耐磨材料、增强材料经共混改性、注塑而成，该材料具有良好耐腐蚀、耐海水、低摩擦系数、无吸水膨胀等特性，可实现降低或消除黏轴、啸声等现象的技术要求，本发明提到的耐磨层厚度为5~8mm，在60~80r时摩擦系数≤0.018；轴套1采用45#钢制备，确保整个轴承具有足够的支撑强度。
Claims (8)
1.一种复合承轴瓦条，包括金属板条骨架（3）、橡胶层（2）、耐磨层（4），所述金属板条骨架（3）至少在上、下表面包裹有橡胶层（2），所述金属板条骨架（3）上表面橡胶层（2）上面附有耐磨层（4），所述金属板条骨架（3）下表面橡胶层（2）为安装固定面。
2.根据权利要求1所述的一种复合轴承瓦条，其特征在于，所述金属板条骨架（3）及下表面橡胶层（2）上设有固定孔（5）。
3.根据权利要求1所述的一种复合轴承瓦条，其特征在于，所述轴瓦条截面采用梯形结构，上、下表面均采用圆柱面弧形结构，上圆柱面的轴线与下圆柱面的轴线相平行，上面柱面圆的直径小于或等于下面柱面圆的直径。
4.根据权利要求1所述的一种复合轴承瓦条，其特征在于，所述耐磨层（4）为高分子/非金属耐磨层材料，选用聚芳醚酮、聚四氟乙烯、超高分子聚乙烯等材料中一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种复合轴承瓦条，其特征在于，耐磨层（4）材料为聚芳醚酮+碳纳米，其厚度为5~8mm；邵氏硬度80~95°，在60~80r时摩擦系数≤0.018。
6.根据权利要求1所述的一种复合轴承瓦条，其特征在于，所述橡胶层（2）材料采改性丁腈橡胶、改性氢化丁腈橡胶、改性硅橡胶、改性氟橡胶、改性丙烯酸橡胶等胶种中一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种复合轴承瓦条，其特征在于，所述橡胶层（2）材料采用改性氢化丁腈橡胶，厚度为15~20mm；邵氏硬度75~80°。
8.根据权利要求7所述的一种复合轴承瓦条，其特征在于，所述橡胶层（2）需要进行二段硫化，二段硫化时间控制在3~7小时，温度控制在140~210℃之间。
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