[发明专利]一种用于水基环境中的高分子滚动轴承

说明书

本发明涉及一种用于水基环境中的高分子滚动轴承，包括轴承内圈；位于所述轴承内圈外的轴承外圈；位于所述轴承内圈与轴承外圈之间的保持架以及若干沿周向通过保持架间隔分布的滚动体；所述滚动体包括基体和包覆于基体外周的涂层，涂层与所述轴承内圈以及轴承外圈接触，所述基体采用陶瓷材料或者金属材料、所述涂层采用高分子复合材料，所述轴承内圈以及轴承外圈采用陶瓷材料，所述保持架采用高分子材料或者陶瓷材料。

技术领域

本发明涉及一种高分子滚动轴承，具体涉及一种用于水基环境中的高分子复合材料轴承，属于机械传动设备技术领域。

背景技术

水基介质中或者海工设备中，高速传动时需要使用滚动轴承，要求滚动轴承具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。

现有技术中的滚动轴承，滚动部件材料一般是高强度合金，内外圈为合金或者陶瓷材料，由于合金材料和陶瓷弹性模量较大，滚动部件和内外圈接触时变形较小，赫兹接触应力较大；而且水的浸润性较差；基于于以上的各种原因，现有的轴承在水中使用，在摩擦作用下加剧了滚动部件和内外圈的磨损，导致轴承短时间内失效。

在公开号为CN103328838B的中国发明专利文献中公开了一种滚动轴承，该滚动轴承保持架具有多个布置成至少一列的滚动体凹兜，其用于容纳至少一列滚动体，其中，该滚动轴承保持架由两个侧环和多个连接侧环的横向接片构成，在这些接片之间形成滚动体凹兜，并且该滚动轴承保持架具有至少一个空凹兜。为了实现低成本地制造相对于完全装备有滚动体的滚动轴承保持架具有尽可能小的改变的该滚动轴承保持架，根据本发明设置的是，该滚动轴承保持架在一列中装备有比该滚动体凹兜的数量更少的滚动体，并且由此该滚动轴承保持架在至少一列滚动体凹兜中具有不带有滚动体的空凹兜。该空凹兜可以以简单的方式通过取走一个或多个滚动体来实现，由此创造了用于润滑介质的储存空间。此外，该空凹兜可以通过有针对性的成型以如下方式构造，即，至少在一个转动方向上产生运输作用或者抽吸作用。

该滚动轴承在水基环境中运行时，由于滚动体与内外圈之间无法形成弹流润滑，甚至无法形成吸附膜，类似干摩擦，磨损严重；在水中长期使用时，尤其是海水或者污水中，即使使用耐腐蚀合金也会导致严重的腐蚀；影响使用寿命。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于水基环境中的高分子滚动轴承，本发明能够解决现有轴承在水基条件下高速传动中使用时，由于材料和结构的限制，加剧了磨损，导致轴承短时间内失效的问题。

本发明的技术方案如下：

一种用于水基环境中的高分子滚动轴承，包括轴承内圈；位于所述轴承内圈外的轴承外圈；位于所述轴承内圈与轴承外圈之间的保持架以及若干沿周向通过保持架间隔分布的滚动体；所述滚动体包括基体和包覆于基体外周的涂层，涂层与所述轴承内圈以及轴承外圈接触，所述基体采用陶瓷材料或者金属材料、所述涂层采用高分子材料，所述所述轴承内圈以及轴承外圈采用陶瓷材料，所述保持架采用高分子材料或者陶瓷材料。

其中，所述基体采用不锈钢材料，所述涂层采用聚醚醚酮复合材料或者聚酰亚胺复合材料。

其中，所述基体采用17-4PH不锈钢；所述涂层采用含有石墨或者聚四氟乙烯等自润滑的聚醚醚酮或者聚酰亚胺复合材料。

其中，所述涂层厚度为0.5mm-9mm。

其中，所述最佳涂层厚度为1.5mm或者2mm。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明的滚动部件使用高强度合金作为基体、高分子复合材料作为涂层，由于高分子材料弹性模量较金属材料小，与内外圈接触面积变大，接触应力变小，同时PEEK材料或者PI材料具有高强度、高耐磨性和耐腐蚀等特点；也可以发挥基体高强度的作用，增强滚动部件的承载能力；内外圈使用陶瓷材料，保持架使用高分子材料或者陶瓷，增强耐腐蚀性。