水和谐轴承制造技术

本发明专利技术提供水和谐轴承，揭示出利用水与润滑剂协作支持轴承综合功能的方法和实施方案，打破了此前思路中轴承设计运行时的对水直接介入的排斥，通过采纳与水和谐的润滑剂将水的负面作用克服并将水的正面作用直接利用到轴承工作面，提升了轴承的功效。同时提供了水和谐轴承由的三大件组成：轴承硬件、水和谐润滑剂、水；其中轴承硬件最少包括外(上)滚道、内(下)滚道、滚动体，还可以包括保持器和密封盖；润滑剂起码直接接触并保护了滚道与滚动体；水成为轴承的直接有用部件，起码直接接触润滑剂并仅隔着润滑膜接触了滚道和滚动体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种滚动轴承。
技术介绍
绝大多数轴承特别是滚动轴承，其内部支撑转动部分与润滑成份都是怕水的，都需要避免与水接触。怕水的主要技术原理是，这位置所依靠的润滑剂，在水的参与下会很快因为被乳化、溶解、被水渗透等作用而失去润滑防护功能，其中水的渗透更通过锈蚀氢脆等机理快速破坏轴承支撑面，迅速导致轴承的磨损而报废。因此，传统的轴承技术，都是尽量设计好密封以防止水进入到支撑转动部位、尽量设计成将轴承在无水环境中使用、或者选择不怕水的轴承材料比如塑料陶瓷不锈钢等制作轴承--但因为没有合适的流体润滑剂，仍然是以牺牲了轴承寿命为代价。也就是说，防水，是这类轴承的设计与使用的习惯思索方式。本技术通过在传统轴承中采纳特殊的水相容润滑剂而组合成水和谐轴承，展示了另一种水与轴承的亲密关系而不是相对抗的关系。
技术实现思路
专利技术要解决的问题。传统轴承经常遇上主动或者被动遇上水的情况。被动的情况比如，轴承工作在室外、海河湖池等水域。比如水面或水内作业工具与交通工具中的轴承、水泵轴承、室外使用的电动工具轴承、交通工具轴承等等。主动遇水的情况，比如需要用水来对轴承或者轴承外围设备进行冷却等的操作。比如钢厂连铸机轴承、高温炉用轴承。但是常规技术中，水与润滑及轴承摩擦表面是水火不相容的，水对摩擦表面及润滑剂有极大伤害作用。因此，面对遇水情况，此前的技术是尽量作好密封与隔离。密封与隔离，即带来复杂的设计、成本，同时更有密封隔离失效的技术风险。另外，主动遇水，例如在高温轴承的使用场合，会设计采纳水的冷却能力来对轴承进行冷却，有时是在已经密封好的轴承外座浇淋式冷却、有时可以设计成在轴承座内夹套式走水冷却，夹套式冷却避免了水接触润滑剂和轴承摩擦面的负面问题，但其冷却效果是依靠轴承座与轴承外套圈(或内套圈，有时循环水在轴内夹套中流动)的金属热传导完成的，水温与轴承摩擦表面及润滑剂间的温度差仍然可以较大，甚至超出了设计预期，即间接的水冷效果仍然可能有不能满足之处。而轴承运转时的摩擦表面温度，与磨损构成正比关系，温度越高则磨损可能性更大，因此努力控制表面温度是有利于轴承寿命的，这也是本专利技术要解决的问题之一。以下小结要解决的问题。问题之一，避免在正常设计与使用的情况下水意外渗入到轴承摩擦表面与润滑剂内的时候，对轴承的过度破坏。问题之二，密封隔离的设计太复杂的，为避免水的进入而投入的技术经济代价太大。问题之三，水冷却能力或者水的其它能力没用足，需要更大幅度、或者最大幅度地利用水的大的热潜能对冷却的贡献用其它贡献。用于解决问题的方案。本专利技术首要是打破水与摩擦表面及润滑剂属于敌对的、不相容、排斥的传统观念，而引入可以三者直接相容与和谐的设计理念。即，水可以作为有效成分或者不起负面作用的成分直接介入轴承润滑剂中及轴承摩擦表面中。此为本专利技术方案之第一关键点。所说轴承润滑剂及轴承摩擦表面，本专利技术中简称轴承工作面。方案延伸出的重点，就是主动往轴承内引入水，即本专利技术的最大特征是，本轴承由三类大件构成：一是传统的轴承固态机械构件即内外套圈和滚动体和/或保持器(以下简称轴承硬件)、二是流体态的润滑剂(润滑脂)、三是水。传统轴承理念，是不可以含水的，只有前二类大件。水是冷却能力最强的流体之一，其热容量与蒸发潜能都很大，蒸发前的温升与蒸发时的吸热，都可以吸纳很多热量，是最普遍采纳的冷却剂。同时在本专利技术中，相对于润滑剂、金属、能量，水是资源但是可再生、是被污染物而不是污染源、是高效低耗而非低效高耗。所以十分值得用于轴承润滑控温的因素。而轴承工作面的温度又跟磨损正比性关联。但此前技术，未考虑直接将水用于轴承工作面的降温技术。比如钢厂轴承，经常工作在高温环境中，已经被采纳过的降温技术，包括在轴承座外面的水淋式降温、轴承座内夹套水流式的降温、润滑油脂流动的降温、润滑雾气的流动降温等。但效果有限，仍然存在不满意。结果导致大量消耗润滑剂、冷却水、轴承、电、停工维护。将水导入到轴承工作面，可以无悬念地将轴承工作面的温度控制在100度以下，直至常见的循环水温比如50度。相比于经常工作在近200度的情况下，在此温度下的轴承寿命得到大幅度的提升。为了此设计理念，采纳对水和谐的润滑剂至关紧要，是解决本专利技术的问题的技术关键。此润滑剂涉水时有两大特征：一是本身不被水所破坏，在水环境中有足够寿命的维持原润滑剂状态的能力；二是对金属的保护作用在水环境中仍然有足够的寿命与能力，主要是润滑能力和防锈保护能力。关于轴承硬件。为了此设计理念，采纳对水有抵抗能力的不锈钢等金属、或者陶瓷、或者塑料作为轴承的套圈、滚动体、保持器，这也是本专利技术的可选择的技术辅助方案之一。本专利技术的重点不在硬件上的探讨，硬件方面可以参照所有已知的轴承硬件技术来处理。本专利技术轴承的第二大件，是润滑剂。选择适合使用条件场合满足润滑功能需求的润滑剂，是本专利技术实现具体的水和谐轴承的关键技术。以下叙述此润滑剂。同样的轴承硬件，没有润滑与有良好润滑相比较，二者在使用寿命上可以发生数倍到高达数亿倍的差距。传统滚动轴承的润滑以流体润滑为综合最佳，特别是用润滑脂润滑为综合最佳。传统的润滑脂，考虑好了丰富的润滑场合需要的种类，本专利技术同样要考虑这些类的情况。以下分类叙述其中较重点的考虑。要考虑润滑剂对磨损摩擦的作用。传统流体润滑剂通过控制粘度、对金属的物理吸附性或表面张力、以及个别情况下的分子化学作用，来实现对磨损摩擦的控制。水的参与，会以不同的原理干扰直至完全破坏传统的作用。例如，水会稀释润滑剂从而降低润滑油膜厚度或者分解掉本应连续存在的润滑膜；水会与添加剂竞争金属表面促使分子膜润滑失效或者发生锈蚀磨损。但是，本专利通过选择化学性质与水相互惰性的润滑剂成份组成的水相容的润滑剂，改变润滑剂与金属的表面张力存在状态，而强化润滑油膜的强度。即原先金属-润滑剂-空气形成的表面润湿状态，被金属-润滑剂-水所替代，水代替了此前空气的位置，导致表面张力发生变化。对本专利技术有益的变化，是通过合理选择金属表面与润滑剂，使得水对空气的替代反而强化了润滑剂在金属表面的吸附铺展，形成更加致密的润滑剂膜。同时，水能消解润滑剂的剪切阻力、因此可以预先选择粘度与程度更大的润滑剂，以此增加润滑承载能力而不带来阻力负作用。要考虑润滑剂在各种工作状态下维持本身原有良好状态的能力。比如温度会导致润滑剂的物理性质改变比如粘度与稠度的改变。水的参与，能将温度自动控制在0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滚动轴承的设计与运用的方法，其特征是将水对轴承摩擦表面及润滑剂直接接触，将水运用为轴承的有效因素，比如利用水的热潜能控制轴承润滑表面温度、或者改善轴承的润滑承载能力、或者延长特殊工况下润滑剂的耐用寿命、或者允许水进入轴承摩擦润滑工作面以减少对密封隔离的依赖。

【技术特征摘要】
1.一种滚动轴承的设计与运用的方法，其特征是将水对轴承摩擦表面及润滑剂直接接触，
将水运用为轴承的有效因素，比如利用水的热潜能控制轴承润滑表面温度、或者改善轴承的
润滑承载能力、或者延长特殊工况下润滑剂的耐用寿命、或者允许水进入轴承摩擦润滑工作
面以减少对密封隔离的依赖。
2.根据权利要求1所述的轴承，其特征是轴承由轴承硬件、水和谐润滑剂、水构成；加
工有滚道的外(上)套圈、加工有滚道的内(下)套圈、夹于内外套圈滚道间的滚动体、可
以含有或者也可以没有的隔离滚动体的保持器、可以含有密封盖或者不含有密封盖，组成了
轴承硬件；润滑剂存在于套圈和滚动体和保持器表面以及其表面所构成的空腔中的，数量占
该空腔体积的1％到99％；水存在于套圈滚动体保持器润滑剂表面及其所构筑的空...

【专利技术属性】
技术研发人员：周东海，
申请(专利权)人：道儒伯润滑科技南京有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32