[发明专利]一种船用柴油机滑动轴承内表面织构加工装置及加工方法

说明书

本发明公开一种船用柴油机滑动轴承内表面织构加工装置及加工方法，包括在机架上依次设置的顶推组件、胀压组件、轴瓦组件和液压动力组件，各组件相互配合可在轴瓦内环面上加工出深度为0.3 mm、半径均为5 mm的鱼鳞状织构，水平方向两排鱼鳞交错5 mm排布，织构围成的弧所对应的圆心角为120º。在轴瓦上加工出鱼鳞状织构结构后能够提高滑动轴承的动压润滑性能，尤其在启动时，可加快油膜的形成速度，当滑动轴承顺着鱼鳞转动时，润滑油进入鱼鳞状的微凹坑织构内，形成多级收敛型油楔，建立一定的油压支撑外载荷，形成油膜，保护工作面，减小摩擦系数，从而降低磨损延长使用寿命。

技术领域

本发明涉及轴承加工技术领域，具体涉及一种滑动轴承内表面织构加工装置及加工方法，特别是一种适用于船用柴油机滑动轴承内表面织构加工装置及加工方法。

背景技术

轴承是各类机械装备的重要基础零部件，它的精度、性能、寿命和可靠性对主机的精度、性能、寿命和可靠性起着决定性的作用。滑动轴承是在滑动摩擦下工作的轴承，它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。滑动轴承接触面大、结构简单、体积小、承载能力强、抗振性好、适用于低速重载。但启动时油膜的形成速度慢、摩擦阻力大、易发热，使得轴承发生磨损，从而导致轴承的精度降低，进一步影响机器的加工精度，缩短机器的使用寿命，造成一定的经济损失。

当前，强化滑动轴承的方法主要有表面薄膜沉积、采用轴承新材料、抛光以及改善热处理工艺等，但是都存在一定的缺点。表面薄膜沉积法虽然能提高滑动轴承的强度，但不能保证滑动轴承工作过程中的磨损降低。采用轴承新材料很可能造成轴承加工成本的提高。抛光工艺受到材料性质和加工精度的影响，加工后轴承表面粗糙度始终受到限制。

在滑动轴承内表面进行织构加工可在一定程度上解决上述问题，但是现有技术中主要是通过激光加工或刻蚀加工形成织构，对于加工大尺寸曲面零件，这两种方案存在加工难度大、效率低和成本高的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种船用柴油机滑动轴承内表面织构加工装置及加工方法，通过在滑动轴承轴瓦的表面设置鱼鳞状织构，形成多级收敛型油楔，加快启动时油膜的形成速度，增加油膜厚度，保护工作面，减小滑动轴承工作时的摩擦力，提高动压润滑性能，从而提高滑动轴承的使用寿命。

本发明的技术方案为：一种船用柴油机滑动轴承内表面织构加工装置，包括在机架上依次设置的顶推组件、胀压组件、轴瓦组件和液压动力组件，胀压组件包括胀压环、锥轴和锥轴定位套，锥轴定位套与机架固定连接，锥轴设在锥轴定位套内侧，胀压环与锥轴远离液压动力组件的一端相接，锥轴定位套的内侧环面顶撑在胀压环的一侧壁面上；轴瓦组件包括轴瓦和轴瓦夹具，轴瓦通过轴瓦夹具固定在胀压环外部，轴瓦夹具与机架固定连接；顶推组件包括推环和螺杆，螺杆一端通过锁紧螺母与推环的闭合面连接，另一端穿过机架纵梁上对应的螺孔并在端部设有旋拧把手，推环的开口面顶撑在胀压环的另一侧壁面上；液压动力组件包括液压缸和液压缸水平联结座，液压缸的活塞杆端部与锥轴连接，液压缸水平联结座与机架固定连接。

锥轴与胀压环相接的轴肩一端锥度为30°，胀压环为一端锥度为30°的圆环，带有锥度的胀压环端与锥轴锥度适配的一端相接，在胀压环外周表面加工有鱼鳞状凸模结构。

加工胀压环时，利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解原理以及线切割工艺将工件加工成外环面上具有鱼鳞纹路的胀压环，胀压环的具体加工步骤为：

1）将金属环毛坯料加工成一端锥度为30º的圆环，使之与锥轴的锥度相匹配；

2）将工具阴极设计成两排鱼鳞的形状，对金属环进行电解加工；

3）转动金属环至未加工表面，继续进行电解加工；

4）重复步骤3，直至已加工表面所对的圆心角为120º；

5）在金属环非电解部分进行外圆磨削，深度为0.5 mm，使电解部分形成鱼鳞状凸模结构；