滑动构件制造技术

本发明专利技术是在轴承装置停止时不易发生滑动层内部裂纹等损伤及与里衬金属层的剪切的推力轴承用滑动构件。滑动层具有以10～35体积％分散在合成树脂中的纤维状粒子，滑动层由滑动面侧区域和界面侧区域构成，界面侧区域的厚度是滑动层厚度的15～50％。对于纤维状粒子，当将第一截面组织的滑动面侧区域中的平均粒径记为d

【技术实现步骤摘要】
滑动构件
本专利技术涉及推力轴承用的滑动构件，详细而言，涉及具备里衬金属(日文：裏金)层、以及由合成树脂和纤维状粒子构成的滑动层的部分圆环形状的滑动构件。本专利技术还涉及具备该滑动构件的推力轴承。
技术介绍
作为乏汽汽轮机或大型发电机等的旋转轴用的推力轴承，使用将多个具有部分圆环形状的轴承垫形状的滑动构件相对于旋转轴的推力环面沿周向配置的推力轴承(例如参照专利文献1)。在这样的可倾瓦块式推力轴承中，部分圆环形状的滑动构件以相对于轴构件的推力环面能自枢轴稍微摆动的方式受到支承。作为这样的推力轴承的滑动构件，已知在金属制的里衬金属层上覆盖由树脂组合物形成的滑动层而成的滑动构件，作为树脂组合物，专利文献2及专利文献3中记载了使玻璃纤维粒子、碳纤维粒子、金属间化合物纤维粒子等纤维状粒子分散在合成树脂中以提高滑动层的强度的树脂组合物。此外，专利文献4中记载了为了避免纤维强化树脂组合物具有强度的各向异性而在树脂基体中无取向、即各向同性地分散纤维状粒子的内容。此外，专利文献5中，通过使滑动层的表面侧和界面侧区域的纤维状粒子朝着与滑动层大致平行的方向分散、使中间区域内的纤维状粒子朝着与滑动层大致垂直的方向分散，防止起动时在滑动层的表面产生裂纹等损伤。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2015-94373号公报专利文献2：日本专利特开平10-204282号公报专利文献3：日本专利特开2016-079391号公报专利文献4：日本专利特开2013-194204号公报专利文献5：日本专利特开2018-146059号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题乏汽汽轮机及大型发电机等在正常运转时，在轴构件的表面和滑动构件的滑动面之间形成油等的流体润滑膜，因此防止轴构件和滑动构件的表面之间直接接触。但是，在其停止时，油等的供给也停止，所以到旋转完全停止为止，轴在油等流体润滑膜耗尽的状态下继续旋转一定时间。因此，发生在轴构件表面和滑动构件的滑动面直接接触的状态下的滑动。若在这样的状态下发生滑动，则与轴构件接触的滑动面附近的树脂组合物被轴构件拖走，发生轴构件朝旋转方向的弹性变形。在该情况下，如专利文献4那样，在滑动层中无取向、即各向同性地分散纤维状粒子的情况下，滑动面附近的树脂组合物的变形量变大，在滑动层的内部产生裂纹造成的损伤的可能性增大。这与使纤维状粒子的长轴方向以朝向与滑动面垂直的方向的比例增大的方式分散的情况同样。另一方面，在使纤维状粒子以其长轴方向在与滑动面大致平行取向的纤维状粒子的比例大的方式分散在滑动层中的情况下，与滑动面平行的方向上的强度在滑动层整体中较大，所以施加于滑动层表面的负荷传递到与里衬金属层的界面。当负荷传递至界面时，由于在金属制的里衬金属层和合成树脂的滑动层之间的弹性变形量的不同而产生剪切力，以此为起点，剪切扩展，并造成剥离。此外，如专利文献5所述，在使滑动层的表面侧和界面侧区域的纤维状粒子朝着与滑动层大致平行、使中间区域内的纤维状粒子朝着与滑动层大致垂直的方向分散的情况下，在停止时油等流体润滑膜耗尽的状态下、对与直接轴的接触的状态下的滑动层施加的负荷大(大型的轴承装置的轴构件的重量大)，所以相对于与滑动面平行的方向上的负荷的变形阻力小，中间区域的滑动层过度变形，判明发生新的问题，即、在中间区域内容易发生由沿着纤维状粒子的纵向的裂纹引起的损伤。因此，本专利技术的目的是克服现有技术的上述缺点，提供轴承装置停止时在滑动层的内部不易发生裂纹造成的损伤、且不易发生滑动层和里衬金属层的剪切的滑动构件。解决技术问题所采用的技术方案根据本专利技术的一个方面，提供包括里衬金属层和该里衬金属层上的滑动层的推力轴承用的滑动构件。该滑动构件具有部分圆环形状，滑动层包含合成树脂和分散在该合成树脂中的纤维状粒子。纤维状粒子具有滑动层的10～35％的体积比率。滑动层由包含滑动层的滑动面的滑动面侧区域、和包含滑动层和里衬金属层的界面的界面侧区域构成，界面侧区域的厚度(从滑动层的与里衬金属层的界面朝向滑动面侧)是滑动层的厚度的15～50％。滑动层具有第一截面和与该第一截面垂直的第二截面，上述第一截面和上述第二截面分别具有满足以下的(a)～(d)的关系的第一截面组织和第二截面组织。第一截面和第二截面分别与滑动面垂直。(a)在滑动面侧区域中，第一截面组织中的纤维状粒子的平均粒径为5～30μm，第二截面组织中的纤维状粒子的平均粒径为第一截面组织中的纤维状粒子的平均粒径的5～20％，(b)在界面侧区域中，第二截面组织中的纤维状粒子的平均粒径为5～30μm，第一截面组织中的纤维状粒子的平均粒径是第二截面组织中的纤维状粒子的平均粒径的5～20％，(c)在第一截面组织中，滑动面侧区域以相对于全部纤维状粒子为10％以上的体积比率包含长轴长度在20μm以上的纤维状粒子，长轴长度在20μm以上的纤维状粒子的分散指数在5以上，(d)在第二截面组织中，界面侧区域以相对于全部纤维状粒子为10％以上的体积比率包含长轴长度在20μm以上的纤维状粒子，长轴长度在20μm以上的纤维状粒子的分散指数在5以上，其中，分散指数由各纤维状粒子的比X1/Y1的平均值表示，X1是截面组织中的纤维状粒子在与上述滑动面平行的方向上的长度，Y1是截面组织中的纤维状粒子在与滑动面垂直的方向上的长度。根据本专利技术的一个具体例，第一截面优选与上述滑动构件的部分圆环形状的中心轴线平行。根据本专利技术的一个具体例，第二截面优选与上述滑动构件的部分圆环形状的中心轴线平行。根据本专利技术的一个具体例，第一截面组织中的滑动面侧区域内的长轴长度在20μm以上的纤维状粒子的平均长宽比优选为1.5～10，更优选平均长宽比为5～10。此外，第二截面组织中的界面侧区域内的长轴长度在20μm以上的纤维状粒子的平均长宽比优选为1.5～10，更优选平均长宽比为5～10。根据本专利技术的一个具体例，在第一截面组织的滑动面侧区域中，长轴长度在20μm以上的纤维状粒子相对于全部纤维状粒子的体积比率优选在30％以上。此外，在第二截面组织的界面侧区域中，长轴长度在20μm以上的纤维状粒子相对于全部纤维状粒子的体积比率优选在30％以上。根据本专利技术的一个具体例，纤维状粒子优选包含选自玻璃纤维粒子、陶瓷纤维粒子、碳纤维粒子、芳族聚酰胺纤维粒子、丙烯酸纤维粒子和聚乙烯醇纤维粒子的1种以上。根据本专利技术的一个具体例，合成树脂优选包含选自聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚砜、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、尼龙、酚醛树脂、环氧树脂、聚缩醛、聚苯硫醚、聚乙烯和聚醚酰亚胺的1种以上。根据本专利技术的一个具体例，滑动层优选进一步包含选自石墨、二硫化钼、二硫化钨、氮化硼和聚四氟乙烯的1种以上的固体润滑剂。根据本专利技术的一个具体例，滑动层优选进一步以1～10体积％包含选自CaF2、CaCo3、滑石、云母、莫来石、氧化铁、磷酸钙、钛酸钾和Mo2C(碳化钼)的1种或2种以上的填充材料。根据本专利技术的一个具体例，里衬金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滑动构件，其为包括里衬金属层、和在该里衬金属层上的滑动层的推力轴承用的滑动构件，其特征在于，该滑动构件具有部分圆环形状，/n所述滑动层包括合成树脂和分散在该合成树脂中的纤维状粒子，该纤维状粒子具有所述滑动层的10～35％的体积比率，/n所述滑动层由包含所述滑动层的滑动面的滑动面侧区域、和包含所述滑动层与所述里衬金属层的界面的界面侧区域构成，所述界面侧区域的厚度为所述滑动层的厚度的15～50％，/n所述滑动层具有第一截面和与该第一截面垂直的第二截面，所述第一截面和所述第二截面分别具有满足以下的(a)～(d)的关系的第一截面组织和第二截面组织，所述第一截面和所述第二截面分别与所述滑动面垂直，/n(a)在所述滑动面侧区域中，所述第一截面组织中的所述纤维状粒子的平均粒径为5～30μm，所述第二截面组织中的所述纤维状粒子的平均粒径为所述第一截面组织中的所述纤维状粒子的所述平均粒径的5～20％，/n(b)在所述界面侧区域中，所述第二截面组织中的所述纤维状粒子的平均粒径为5～30μm，所述第一截面组织中的所述纤维状粒子的平均粒径为所述第二截面组织中的所述纤维状粒子的所述平均粒径的5～20％，/n(c)在所述第一截面组织中，所述滑动面侧区域以相对于全部纤维状粒子为10％以上的体积比率包含长轴长度在20μm以上的纤维状粒子，所述长轴长度在20μm以上的纤维状粒子的分散指数在5以上，/n(d)在所述第二截面组织中，所述界面侧区域以相对于全部纤维状粒子为10％以上的体积比率包含长轴长度在20μm以上的纤维状粒子，所述长轴长度在20μm以上的纤维状粒子的分散指数在5以上，/n其中，分散指数由各纤维状粒子的比X1/Y1的平均值表示，X1是截面组织中的所述纤维状粒子在与所述滑动面平行的方向上的长度，Y1是所述截面组织中的所述纤维状粒子在与所述滑动面垂直的方向上的长度。/n...

【技术特征摘要】
20190328 JP 2019-0621281.一种滑动构件，其为包括里衬金属层、和在该里衬金属层上的滑动层的推力轴承用的滑动构件，其特征在于，该滑动构件具有部分圆环形状，
所述滑动层包括合成树脂和分散在该合成树脂中的纤维状粒子，该纤维状粒子具有所述滑动层的10～35％的体积比率，
所述滑动层由包含所述滑动层的滑动面的滑动面侧区域、和包含所述滑动层与所述里衬金属层的界面的界面侧区域构成，所述界面侧区域的厚度为所述滑动层的厚度的15～50％，
所述滑动层具有第一截面和与该第一截面垂直的第二截面，所述第一截面和所述第二截面分别具有满足以下的(a)～(d)的关系的第一截面组织和第二截面组织，所述第一截面和所述第二截面分别与所述滑动面垂直，
(a)在所述滑动面侧区域中，所述第一截面组织中的所述纤维状粒子的平均粒径为5～30μm，所述第二截面组织中的所述纤维状粒子的平均粒径为所述第一截面组织中的所述纤维状粒子的所述平均粒径的5～20％，
(b)在所述界面侧区域中，所述第二截面组织中的所述纤维状粒子的平均粒径为5～30μm，所述第一截面组织中的所述纤维状粒子的平均粒径为所述第二截面组织中的所述纤维状粒子的所述平均粒径的5～20％，
(c)在所述第一截面组织中，所述滑动面侧区域以相对于全部纤维状粒子为10％以上的体积比率包含长轴长度在20μm以上的纤维状粒子，所述长轴长度在20μm以上的纤维状粒子的分散指数在5以上，
(d)在所述第二截面组织中，所述界面侧区域以相对于全部纤维状粒子为10％以上的体积比率包含长轴长度在20μm以上的纤维状粒子，所述长轴长度在20μm以上的纤维状粒子的分散指数在5以上，
其中，分散指数由各纤维状粒子的比X1/Y1的平均值表示，X1是截面组织中的所述纤维状粒子在与所述滑动面平行的方向上的长度，Y1是所述截面组织中的所述纤维状粒子在与所述滑动面垂直的方向上的长度。


2.如权利要求1所述的滑动构件，其特征在于，所述第一截面与所述滑动构件的部分圆环形状的中心轴线平行。


3.如权利要求1所述的滑动构件，其特征在于，所述第二截面与所述滑动构件的部分圆环形状的中心轴线平行。

【专利技术属性】
技术研发人员：山内贵文，
申请(专利权)人：大同金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP