[实用新型]一种无油自润滑陶瓷球轴承及增压器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种轴承，尤其涉及一种无油自润滑陶瓷球轴承及包含无油自润滑陶瓷球轴承的增压器。

背景技术

目前市场上的涡轮增压器普遍采用全浮动轴承，并由发动机润滑系统进行压力润滑。在转子高速转动时，自发动机主油道来的机油充满轴承与转子轴之间的间隙及轴承与壳体之间的间隙，使轴承在内外层油膜间随转子轴同向旋转，随后经回油管回到油底壳，当发动机熄火时，部分机油残留在这些间隙里。也有部分涡轮增压器采用半浮动轴承，轴承与转子轴之间依然存在间隙，并由润滑油提供压力润滑，为转子提供转动支撑；但是轴承与壳体之间无间隙，即半浮轴承不能随转子轴转动而转动。

现有增压器技术采用的全浮或者半浮轴承，均需要来自外部驱动的润滑系统为其提供润滑，防止轴承与转子轴或者壳体之间产生干摩擦。同时，润滑油也为轴承系统提供冷却效果，减少涡端高温向轴承系统传递温度，提高轴承系统的寿命。然而，现有增压器技术的中间壳设计，润滑油道设计结构复杂，生产成本高；由于密封效果的缺陷，中间壳体内的润滑油存在向两端泄露的风险，容易形成结焦、积碳等问题，进而造成轴承系统、转子系统损坏；一旦润滑系统出现故障，轴承系统会与转子系统产生干摩擦，对增压器造成无法挽救的损伤。

陶瓷球轴承是近三十年来兴起、发展并逐步走向工程应用的一种高性能产品。分为全陶瓷球轴承(套圈、滚动体均为陶瓷)和混合陶瓷球轴承(仅滚动体为陶瓷，套圈为金属)两种。目前开发研究及应用最多的混合陶瓷球轴承。陶瓷球轴承具有质量轻、耐高温、耐腐蚀、无磁、绝缘、刚性高、高速使用离心力小、运转温升低等优良特性，在化工、冶金、机械、石油、交通、航空航天、电子、家用电器、真空等行业中有着广泛的应用前景，具有极大的开发应用价值。

陶瓷球轴承的具体特点如下：

(1)由于陶瓷耐腐蚀，所以陶瓷球轴承适宜用于在带腐蚀性介质的恶劣环境，例如中等酸、中等碱、海水等。

(2)由于陶瓷的密度比钢低，重量轻，可减少因离心力产生的动体载荷的增加和打滑，进而使用寿命大大延长。

(3)陶瓷硬度是钢轴承的2倍，耐磨性高，可减少因高速旋转产生的沟道表面损伤。

(4)陶瓷的弹性模量高于钢轴承1.5倍，受力弹性小，可减少因载荷大所产生的变形，因此有利于提高工作速度，并达到较高的精度。

(5)陶瓷的摩擦系数小于钢轴承30％，可减少因摩擦产生的热量，可减少因高温引起的轴承提前剥落失效。

(6)热膨胀系数小于钢轴承20％。陶瓷受热胀冷缩的影响比钢小，因而在轴承的间隙一定时，可允许轴承在温差变化较为剧烈的环境中工作。

自润滑轴承分为复合材料自润滑轴承、固体镶嵌自润滑轴承、双金属材料自润滑轴承、特殊材料自润滑轴承，按照不同用途和工况，选用不同的自润滑轴承。其中固体镶嵌自润滑轴承(简称JDB)是一种兼有金属轴承特点和无油润滑轴承特点的新颖润滑轴承，由金属基体承受载荷，特殊配方的固体润滑材料起润滑作用。它具有承载能力高，耐冲击，耐高温，自润滑能力强等特点，特别适用于重载，低速，往复或摆动等难以润滑和形成油膜的场合，也不怕水冲和其它酸液的浸蚀和冲刷。产品已广泛应用在冶金连铸机、轧刚设备、矿山机械、模具、起重机械、纺织机械、风电发电、船舶、汽轮机、水轮机、注塑机及设备生产流水线中。耐磨性是普通轴套的一倍。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种结构优化、成本低、减少增压器的损坏的无油自润滑陶瓷球轴承，该无油自润滑陶瓷球轴承结合了陶瓷球轴承和自润滑金属复合轴承的优点，无需额外配套冷却润滑系统，避免了中间壳内的润滑油向两端泄露，造成结焦、积碳，以及润滑不足时轴承系统与转子系统产生摩擦损伤等问题，优化了增压器结构，降低了增压器成本。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是在不改变润滑效果的前提下如何优化增压器结构，避免漏油或者干摩擦对增压器造成损伤，同时降低生产成本。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种无油自润滑陶瓷球轴承，包括轴承外圈、轴承内圈、滚珠，所述滚珠由陶瓷材料制成，并位于轴承外圈和轴承内圈之间，所述轴承外圈和所述轴承内圈与所述滚珠配合的表面包括滑动层，所述滑动层是所述轴承外圈和所述轴承内圈与所述滚珠直接接触的一层。陶瓷材料的优良性能，使得滚珠具备质量小、硬度高、外表面摩擦系数低、耐磨损性能好等优点，可以满足转子的高速转动对滚珠轴承的要求。

在本实用新型的较佳实施方式中，还包括滚珠支撑套，所述滚珠支撑套为滚珠提供位置支撑，使得各滚珠之间的间距相同。