水和諧軸承制造技術

本發明專利技術提供水和諧軸承，揭示出利用水與潤滑劑協作支持軸承綜合功能的方法和實施方案，打破了此前思路中軸承設計運行時的對水直接介入的排斥，通過采納與水和諧的潤滑劑將水的負面作用克服并將水的正面作用直接利用到軸承工作面，提升了軸承的功效。同時提供了水和諧軸承由的三大件組成：軸承硬件、水和諧潤滑劑、水；其中軸承硬件最少包括外(上)滾道、內(下)滾道、滾動體，還可以包括保持器和密封蓋；潤滑劑起碼直接接觸并保護了滾道與滾動體；水成為軸承的直接有用部件，起碼直接接觸潤滑劑并僅隔著潤滑膜接觸了滾道和滾動體。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種滾動軸承。
技術介紹
絕大多數軸承特別是滾動軸承，其內部支撐轉動部分與潤滑成份都是怕水的，都需要避免與水接觸。怕水的主要技術原理是，這位置所依靠的潤滑劑，在水的參與下會很快因為被乳化、溶解、被水滲透等作用而失去潤滑防護功能，其中水的滲透更通過銹蝕氫脆等機理快速破壞軸承支撐面，迅速導致軸承的磨損而報廢。因此，傳統的軸承技術，都是盡量設計好密封以防止水進入到支撐轉動部位、盡量設計成將軸承在無水環境中使用、或者選擇不怕水的軸承材料比如塑料陶瓷不銹鋼等制作軸承--但因為沒有合適的流體潤滑劑，仍然是以犧牲了軸承壽命為代價。也就是說，防水，是這類軸承的設計與使用的習慣思索方式。本技術通過在傳統軸承中采納特殊的水相容潤滑劑而組合成水和諧軸承，展示了另一種水與軸承的親密關系而不是相對抗的關系。
技術實現思路
專利技術要解決的問題。傳統軸承經常遇上主動或者被動遇上水的情況。被動的情況比如，軸承工作在室外、海河湖池等水域。比如水面或水內作業工具與交通工具中的軸承、水泵軸承、室外使用的電動工具軸承、交通工具軸承等等。主動遇水的情況，比如需要用水來對軸承或者軸承外圍設備進行冷卻等的操作。比如鋼廠連鑄機軸承、高溫爐用軸承。但是常規技術中，水與潤滑及軸承摩擦表面是水火不相容的，水對摩擦表面及潤滑劑有極大傷害作用。因此，面對遇水情況，此前的技術是盡量作好密封與隔離。密封與隔離，即帶來復雜的設計、成本，同時更有密封隔離失效的技術風險。另外，主動遇水，例如在高溫軸承的使用場合，會設計采納水的冷卻能力來對軸承進行冷卻，有時是在已經密封好的軸承外座澆淋式冷卻、有時可以設計成在軸承座內夾套式走水冷卻，夾套式冷卻避免了水接觸潤滑劑和軸承摩擦面的負面問題，但其冷卻效果是依靠軸承座與軸承外套圈(或內套圈，有時循環水在軸內夾套中流動)的金屬熱傳導完成的，水溫與軸承摩擦表面及潤滑劑間的溫度差仍然可以較大，甚至超出了設計預期，即間接的水冷效果仍然可能有不能滿足之處。而軸承運轉時的摩擦表面溫度，與磨損構成正比關系，溫度越高則磨損可能性更大，因此努力控制表面溫度是有利于軸承壽命的，這也是本專利技術要解決的問題之一。以下小結要解決的問題。問題之一，避免在正常設計與使用的情況下水意外滲入到軸承摩擦表面與潤滑劑內的時候，對軸承的過度破壞。問題之二，密封隔離的設計太復雜的，為避免水的進入而投入的技術經濟代價太大。問題之三，水冷卻能力或者水的其它能力沒用足，需要更大幅度、或者最大幅度地利用水的大的熱潛能對冷卻的貢獻用其它貢獻。用于解決問題的方案。本專利技術首要是打破水與摩擦表面及潤滑劑屬于敵對的、不相容、排斥的傳統觀念，而引入可以三者直接相容與和諧的設計理念。即，水可以作為有效成分或者不起負面作用的成分直接介入軸承潤滑劑中及軸承摩擦表面中。此為本專利技術方案之第一關鍵點。所說軸承潤滑劑及軸承摩擦表面，本專利技術中簡稱軸承工作面。方案延伸出的重點，就是主動往軸承內引入水，即本專利技術的最大特征是，本軸承由三類大件構成：一是傳統的軸承固態機械構件即內外套圈和滾動體和/或保持器(以下簡稱軸承硬件)、二是流體態的潤滑劑(潤滑脂)、三是水。傳統軸承理念，是不可以含水的，只有前二類大件。水是冷卻能力最強的流體之一，其熱容量與蒸發潛能都很大，蒸發前的溫升與蒸發時的吸熱，都可以吸納很多熱量，是最普遍采納的冷卻劑。同時在本專利技術中，相對于潤滑劑、金屬、能量，水是資源但是可再生、是被污染物而不是污染源、是高效低耗而非低效高耗。所以十分值得用于軸承潤滑控溫的因素。而軸承工作面的溫度又跟磨損正比性關聯。但此前技術，未考慮直接將水用于軸承工作面的降溫技術。比如鋼廠軸承，經常工作在高溫環境中，已經被采納過的降溫技術，包括在軸承座外面的水淋式降溫、軸承座內夾套水流式的降溫、潤滑油脂流動的降溫、潤滑霧氣的流動降溫等。但效果有限，仍然存在不滿意。結果導致大量消耗潤滑劑、冷卻水、軸承、電、停工維護。將水導入到軸承工作面，可以無懸念地將軸承工作面的溫度控制在100度以下，直至常見的循環水溫比如50度。相比于經常工作在近200度的情況下，在此溫度下的軸承壽命得到大幅度的提升。為了此設計理念，采納對水和諧的潤滑劑至關緊要，是解決本專利技術的問題的技術關鍵。此潤滑劑涉水時有兩大特征：一是本身不被水所破壞，在水環境中有足夠壽命的維持原潤滑劑狀態的能力；二是對金屬的保護作用在水環境中仍然有足夠的壽命與能力，主要是潤滑能力和防銹保護能力。關于軸承硬件。為了此設計理念，采納對水有抵抗能力的不銹鋼等金屬、或者陶瓷、或者塑料作為軸承的套圈、滾動體、保持器，這也是本專利技術的可選擇的技術輔助方案之一。本專利技術的重點不在硬件上的探討，硬件方面可以參照所有已知的軸承硬件技術來處理。本專利技術軸承的第二大件，是潤滑劑。選擇適合使用條件場合滿足潤滑功能需求的潤滑劑，是本專利技術實現具體的水和諧軸承的關鍵技術。以下敘述此潤滑劑。同樣的軸承硬件，沒有潤滑與有良好潤滑相比較，二者在使用壽命上可以發生數倍到高達數億倍的差距。傳統滾動軸承的潤滑以流體潤滑為綜合最佳，特別是用潤滑脂潤滑為綜合最佳。傳統的潤滑脂，考慮好了豐富的潤滑場合需要的種類，本專利技術同樣要考慮這些類的情況。以下分類敘述其中較重點的考慮。要考慮潤滑劑對磨損摩擦的作用。傳統流體潤滑劑通過控制粘度、對金屬的物理吸附性或表面張力、以及個別情況下的分子化學作用，來實現對磨損摩擦的控制。水的參與，會以不同的原理干擾直至完全破壞傳統的作用。例如，水會稀釋潤滑劑從而降低潤滑油膜厚度或者分解掉本應連續存在的潤滑膜；水會與添加劑競爭金屬表面促使分子膜潤滑失效或者發生銹蝕磨損。但是，本專利通過選擇化學性質與水相互惰性的潤滑劑成份組成的水相容的潤滑劑，改變潤滑劑與金屬的表面張力存在狀態，而強化潤滑油膜的強度。即原先金屬-潤滑劑-空氣形成的表面潤濕狀態，被金屬-潤滑劑-水所替代，水代替了此前空氣的位置，導致表面張力發生變化。對本專利技術有益的變化，是通過合理選擇金屬表面與潤滑劑，使得水對空氣的替代反而強化了潤滑劑在金屬表面的吸附鋪展，形成更加致密的潤滑劑膜。同時，水能消解潤滑劑的剪切阻力、因此可以預先選擇粘度與程度更大的潤滑劑，以此增加潤滑承載能力而不帶來阻力負作用。要考慮潤滑劑在各種工作狀態下維持本身原有良好狀態的能力。比如溫度會導致潤滑劑的物理性質改變比如粘度與稠度的改變。水的參與，能將溫度自動控制在0本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種滾動軸承的設計與運用的方法，其特征是將水對軸承摩擦表面及潤滑劑直接接觸，將水運用為軸承的有效因素，比如利用水的熱潛能控制軸承潤滑表面溫度、或者改善軸承的潤滑承載能力、或者延長特殊工況下潤滑劑的耐用壽命、或者允許水進入軸承摩擦潤滑工作面以減少對密封隔離的依賴。

【技術特征摘要】
1.一種滾動軸承的設計與運用的方法，其特征是將水對軸承摩擦表面及潤滑劑直接接觸，
將水運用為軸承的有效因素，比如利用水的熱潛能控制軸承潤滑表面溫度、或者改善軸承的
潤滑承載能力、或者延長特殊工況下潤滑劑的耐用壽命、或者允許水進入軸承摩擦潤滑工作
面以減少對密封隔離的依賴。
2.根據權利要求1所述的軸承，其特征是軸承由軸承硬件、水和諧潤滑劑、水構成；加
工有滾道的外(上)套圈、加工有滾道的內(下)套圈、夾于內外套圈滾道間的滾動體、可
以含有或者也可以沒有的隔離滾動體的保持器、可以含有密封蓋或者不含有密封蓋，組成了
軸承硬件；潤滑劑存在于套圈和滾動體和保持器表面以及其表面所構成的空腔中的，數量占
該空腔體積的1％到99％；水存在于套圈滾動體保持器潤滑劑表面及其所構筑的空...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周東海，
申請(專利權)人：道儒伯潤滑科技南京有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32