專利名稱：滑動軸承組件及滑動軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滑動軸承組件及滑動軸承，具體而言，涉及一種即使在極低速、輕微搖動的環(huán)境下也能夠在自潤滑的狀態(tài)下延長可滑動的時間的滑動軸承組件及滑動軸承。
背景技術(shù)：
在建筑機(jī)械等的挖掘機(jī)械中，為了使驅(qū)動裝置運轉(zhuǎn)而將構(gòu)成該驅(qū)動裝置的各部件連接為能夠相對轉(zhuǎn)動或者搖動，并構(gòu)成為利用液壓缸或其他促動缸進(jìn)行驅(qū)動。例如，油壓挖掘機(jī)的工作裝置中，在動臂的前端連接有斗桿，而在斗桿的前端連接有鏟斗，在進(jìn)行挖掘作業(yè)時，分別驅(qū)動斗桿液壓缸和鏟斗液壓缸，使斗桿以與動臂的連接部為中心轉(zhuǎn)動或搖動、再使鏟斗以與斗桿的連接部為中心轉(zhuǎn)動或搖動以挖掘土沙等。上述連接部通過具有軸和襯套的滑動軸承組件連接。
作為上述滑動軸承組件的現(xiàn)有技術(shù)，有在由鐵類燒結(jié)合金形成的多孔襯套中含浸潤滑油的技術(shù)(例如，參見專利第2832800號公報)。在該滑動軸承組件中，軸和襯套滑動時產(chǎn)生的摩擦熱使襯套中含浸的潤滑油滲出到滑動面而形成較薄的油膜。由此，不需要介于軸和襯套間的潤滑劑，并且，由于含浸在襯套中的潤滑油的流動性極低因而可以抑制潤滑油的流失，其結(jié)果為，即使在低速·高表面壓力的環(huán)境下也能在自潤滑狀態(tài)下滑動較長時間。
但是上述現(xiàn)有技術(shù)存在以下問題。
即，上述現(xiàn)有技術(shù)中，由于是利用軸和襯套的滑動產(chǎn)生的摩擦熱使襯套中含浸的潤滑油滲出，因此在例如軸和襯套發(fā)生僅數(shù)毫米左右滑動的輕微搖動時、或者以極低的速度滑動時，則不能充分發(fā)揮潤滑效果，從而產(chǎn)生局部的表面壓力，可能在軸表面或者襯套內(nèi)周表面產(chǎn)生“擦傷”等局部磨耗·損傷、以及隨之而產(chǎn)生異常噪音。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問題而完成的，其目的在于提供一種即使在極低速、輕微搖動環(huán)境下也能夠在自潤滑狀態(tài)下延長可滑動時間的滑動軸承組件和滑動軸承。
(1)為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明中的滑動軸承組件至少具有軸和襯套、所述襯套由具有多個氣孔的多孔燒結(jié)材料形成，其特征為，上述襯套中含浸有含2.0～30wt％固體潤滑性微粒的潤滑油，所述固體潤滑性微粒由MoS2、WS2以及六方晶型BN中的至少一種構(gòu)成，上述軸和襯套在6Kgf/mm2或6Kgf/mm2以上的表面壓力、以及2～5cm/秒范圍內(nèi)的滑動速度下使用。
本發(fā)明中軸和襯套相對滑動時，其摩擦熱使襯套氣孔內(nèi)含浸的潤滑油露出在襯套的內(nèi)周表面而形成較薄的油膜。此時，潤滑油中含有的固體潤滑性微粒也露出在襯套的內(nèi)周表面。由此固體潤滑性微粒隨著潤滑油一起進(jìn)入襯套和軸之間的滑動面，使固體潤滑性微粒構(gòu)成的微細(xì)層在層方向上滑動而發(fā)揮潤滑效果。并且，當(dāng)軸和襯套的滑動停止時，在滑動面上形成油膜的潤滑油與固體潤滑性微粒一同因毛細(xì)管現(xiàn)象而被吸入襯套具有的多個氣孔中。由于該襯套的氣孔中含浸的潤滑油流動性極低，因而即使讓軸和襯套反復(fù)滑動，潤滑油的流失也極少。其結(jié)果為，能夠長期穩(wěn)定供給加入了固體潤滑性微粒的潤滑油。
此處，例如在潤滑油中不含固體潤滑性微粒的上述現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的滑動軸承組件中，由于當(dāng)軸和襯套發(fā)生僅數(shù)毫米左右的滑動的輕微搖動時、或者極低速滑動時不產(chǎn)生充分的摩擦熱，因而不能發(fā)揮充分的潤滑效果，產(chǎn)生局部的表面壓力，從而可能使軸表面或者襯套內(nèi)周面出現(xiàn)“擦傷”等局部磨耗·損傷、以及隨之產(chǎn)生的異常噪音。
對比之下，本發(fā)明的滑動軸承組件利用如上所述的潤滑油中含有的固體潤滑性微粒的潤滑效果，從而能得到更加優(yōu)良的摩擦潤滑學(xué)特性，并通過進(jìn)一步使該固體潤滑性微粒的含量在2.0～30wt％的范圍內(nèi)，可得到良好的提高耐荷重特性的效果。因此，即使在極低速、輕微搖動的環(huán)境中也能夠抑制上述擦傷等引起的軸表面及襯套內(nèi)周面的磨耗·損傷、以及隨之產(chǎn)生的異常噪音，從而可在自潤滑的狀態(tài)下延長可滑動的時間。
(2)為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明另外的滑動軸承組件至少具有軸和襯套，上述襯套由具有多個氣孔的多孔燒結(jié)材料形成，其特征為，上述襯套中含浸有含3.0～5.0wt％由石墨構(gòu)成的固體潤滑性微粒的潤滑油，上述軸和襯套在6Kgf/mm2或6Kgf/mm2以上的表面壓力、以及2～5cm/秒范圍內(nèi)的滑動速度下使用。
(3)上述(1)或者(2)中，所述含有固體潤滑性微粒的潤滑油的粘度優(yōu)選在56～1500cSt(25.5℃下)的范圍內(nèi)。
一般而言，當(dāng)潤滑油的粘度超過1500cSt時，則流動性降低，難以發(fā)生使?jié)櫥突氐揭r套氣孔內(nèi)的毛細(xì)管現(xiàn)象。其結(jié)果使?jié)櫥碗y以含浸在多孔燒結(jié)合金(即襯套)中。
由于本發(fā)明使含有固體潤滑性微粒的潤滑油的粘度為1500cSt或1500cSt以內(nèi)，因此能夠防止上述情況發(fā)生，從而能夠長期維持穩(wěn)定的滑動特性。
(4)上述(1)或者(2)中，所述襯套優(yōu)選由孔隙率為5～30vol％的復(fù)合燒結(jié)合金形成，所述多個氣孔相互連通，并且，采用滲碳、滲氮以及流氮共滲處理法中的至少一種方法對所述襯套進(jìn)行了表面改性處理。
由此例如通過在襯套與軸的滑動面上形成厚1mm～3mm(優(yōu)選為2mm)左右的滲碳固化層，則可以提高襯套的耐磨耗性。
(5)上述(1)或者(2)中，所述固體潤滑性微粒的粒徑大小優(yōu)選為不阻塞所述襯套的氣孔的尺寸。
(6)上述(1)或者(2)中，對所述軸實施滲碳、高頻淬火、激光淬火、及滲氮中的至少一種處理之后，采用化學(xué)轉(zhuǎn)換處理法或者滲硫處理法進(jìn)行表面改性處理。
通過上述處理可以提高軸的耐磨耗性，同時軸的表面經(jīng)例如Zn(鋅)、Mn(錳)、S(硫)等特壓添加劑進(jìn)行滲碳、高頻淬火、激光淬火、及滲氮處理之后，采用化學(xué)轉(zhuǎn)化處理法或者滲硫處理法實施表面改性處理，由此可以改善其與襯套內(nèi)含浸的潤滑油的“潤濕性”，從而能夠進(jìn)一步提高潤滑效果以及摩擦潤滑學(xué)特性。
(7)為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明中的滑動軸承由具有多個氣孔的多孔燒結(jié)材料形成，其中含浸有含2.0～30wt％固體潤滑性微粒的潤滑油，所述固體潤滑性微粒由MoS2、WS2以及六方晶型BN中的至少1種或1種以上構(gòu)成，上述軸承在6Kgf/mm2或6Kgf/mm2以上的表面壓力、以及2～5cm/秒范圍內(nèi)的滑動速度下使用。
(8)為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的軸承由具有多個氣孔的多孔燒結(jié)材料形成，其中含浸有含3.0～5.0wt％由石墨構(gòu)成的固體潤滑性微粒的潤滑油，且在6Kgf/mm2或6Kgf/mm2以上的表面壓力、以及2～5cm/秒范圍內(nèi)的滑動速度下使用。
(9)上述(7)或者(8)中，所述含有固體潤滑性微粒的潤滑油的粘度優(yōu)選在56cSt～1500cSt(25.5℃下)的范圍內(nèi)。
(10)上述(7)或者(8)中，所述軸承優(yōu)選由孔隙率為5～30vol％的復(fù)合燒結(jié)合金形成，所述多個氣孔相互連通，并且，所述軸承經(jīng)滲碳、滲氮以及流氮共滲處理法中的至少一種方法進(jìn)行表面改性處理。
(11)上述(7)或者(8)中，優(yōu)選使所述固體潤滑性微粒具有不阻塞所述氣孔的粒徑尺寸。
(12)上述(7)或者(8)中，優(yōu)選使所述軸承與實施了滲碳、高頻淬火、激光淬火、及滲氮中的至少一種處理之后，經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)化處理法或者滲硫處理法實施了表面改性處理的軸一同使用。
(13)上述(7)或者(8)優(yōu)選作為挖掘機(jī)械的前部部件用軸承進(jìn)行使用。
(14)上述(7)或者(8)優(yōu)選作為吊車斗桿用軸承進(jìn)行使用。


為示出具有本發(fā)明的滑動軸承組件實施方案之一的油壓挖掘機(jī)的整體結(jié)構(gòu)側(cè)面圖。
為示出本發(fā)明的滑動軸承組件實施方案之一的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面圖。
示出本發(fā)明的滑動軸承組件實施方案之一中使用的潤滑油內(nèi)，以各種濃度含有固體潤滑性微粒時的襯套耐荷重特性圖。
示出本發(fā)明的滑動軸承組件實施方案之一中MoS2含量和含該MoS2的潤滑油粘度的關(guān)系圖。
為模式地示出構(gòu)成本發(fā)明的滑動軸承組件實施方案之一的襯套和軸的滑動面的部分放大剖面圖。
示出本發(fā)明的滑動軸承組件的其它實施方案中使用的潤滑油內(nèi)，以各種濃度含有固體潤滑性微粒時襯套的耐荷重特性圖。
附圖標(biāo)記12軸承組件16襯套(滑動軸承)22軸24潤滑油25氣孔26固體潤滑性微粒26’固體潤滑性微粒具體實施方式
下面參照

本發(fā)明的滑動軸承組件及滑動軸承的實施方案。
首先，參照圖1至圖5說明本發(fā)明滑動軸承組件及滑動軸承的一種實施方案。
圖1為示出具有本發(fā)明滑動軸承組件實施方案之一的油壓挖掘機(jī)的整體結(jié)構(gòu)側(cè)面圖。
在該圖中，1為行走裝置，2為可旋轉(zhuǎn)地搭載在上述行走裝置1上的旋轉(zhuǎn)裝置，3為設(shè)置在上述旋轉(zhuǎn)裝置2上一側(cè)(圖1中左側(cè))的駕駛艙，4為設(shè)置在上述旋轉(zhuǎn)裝置2上另一側(cè)(圖1中右側(cè))的發(fā)動機(jī)艙，5為設(shè)置在上述旋轉(zhuǎn)裝置2上的駕駛艙3側(cè)的工作裝置，油壓挖掘機(jī)大致由上述行走裝置1、旋轉(zhuǎn)裝置2、駕駛艙3、發(fā)動機(jī)艙4、以及工作裝置5構(gòu)成。
另外，6為設(shè)置在上述旋轉(zhuǎn)裝置2上能夠俯仰轉(zhuǎn)動的動臂，7為用于驅(qū)動上述動臂6的動臂用油壓缸，8為設(shè)置在動臂6前端的可轉(zhuǎn)動斗桿，9為用于驅(qū)動上述斗桿8的斗桿用油壓缸，10為設(shè)置在斗桿8前端的可轉(zhuǎn)動鏟斗，11為用于驅(qū)動上述鏟斗10的鏟斗用油壓缸，上述工作裝置5由上述動臂6、斗桿8、鏟斗10、以及各油壓缸7、9、11構(gòu)成。
作為構(gòu)成上述工作裝置5的部件的動臂6、斗桿8、鏟斗10、以及各油壓缸7、9、11，通過滑動軸承組件12被可相互轉(zhuǎn)動或搖動地連接。需要說明的是，實際上工作裝置5中使用的各滑動軸承組件根據(jù)其設(shè)置部位不同而大小、形狀等各異，但此處將操縱裝置5中使用的滑動軸承組件視為相同，并統(tǒng)稱為滑動軸承組件12。
圖2為示出該滑動軸承組件12的內(nèi)部構(gòu)造的剖面圖。
圖2中，15為軸套；16為例如通過熱壓配合或者冷縮配合等收縮配合方法嵌入固定在上述軸套15內(nèi)部的襯套；17、17為配設(shè)在上述襯套16側(cè)面的遮油部件；18、18為壓入軸套15內(nèi)的襯套16兩側(cè)的防塵密封件，其使上述遮油部件17、17與襯套16相接觸；19、19為設(shè)置在軸套15兩側(cè)的軸承架；20、20為分別設(shè)置在上述軸承架19、19和軸套15的間隙內(nèi)的墊片；21、21為分別安裝在軸承架19、19和軸套15間隙的外周側(cè)的O形環(huán)。另外，22為貫穿插入軸承架19、19以及襯套16內(nèi)、并且可與襯套16相對滑動的軸；23為貫穿上述軸22以及軸承架19地設(shè)置的防轉(zhuǎn)螺栓，該防轉(zhuǎn)螺栓23使軸22與軸承架19之間不能相互轉(zhuǎn)動。
上述襯套16由例如銅粉和鐵粉組成的多孔復(fù)合燒結(jié)合金形成，具有用于含浸潤滑油24(參照后述圖5)的多個相互連通的氣孔25(參照后述圖5)。本實施方案中，襯套16的孔隙率例如為20vol％左右。需要說明的是，該襯套的孔隙率優(yōu)選為5～30vol％左右。即，當(dāng)孔隙率不足5vol％時，則潤滑油的含浸量變得不充分(其結(jié)果使后述的固體潤滑性微粒在氣孔內(nèi)的含浸量也不充分)，存在不能充分發(fā)揮自潤滑軸承性能的可能性。另一方面，當(dāng)孔隙率超過30vol％時，則襯套16自身的機(jī)械強(qiáng)度降低。另外，構(gòu)成襯套16的復(fù)合燒結(jié)合金，也可以由銅粉和鐵粉之外的其它材料形成。
本實施方案中，在上述襯套16中含浸例如粘度為460cSt(25.5℃下)的潤滑油24。應(yīng)予說明，該含浸的潤滑油粘度(準(zhǔn)確而言，為含有后述固體潤滑性微粒狀態(tài)下的粘度)優(yōu)選在56～1500cSt(25.5℃下)的范圍內(nèi)。即，當(dāng)粘度超過1500cSt時，則潤滑油的流動性降低，因而難以發(fā)生使在摩擦熱作用下滲出至滑動部的潤滑油再次回到襯套16的氣孔內(nèi)的毛細(xì)管現(xiàn)象，存在難以長期維持穩(wěn)定的滑動特性的可能性。另外，該潤滑油24可以使用礦物油或者合成油等所有普通市售組成的潤滑油，只要粘度在上述范圍內(nèi)即可，組成本身沒有特別的限制。但是，潤滑脂除外，因為其含有纖維而不能含浸在襯套16中。
本實施方案中使上述襯套16中含浸的潤滑油24中含有例如20％的固體潤滑性微粒26(參照后述圖5)，所述固體潤滑性微粒26由MoS2(二硫化鉬)、WS2(二硫化鎢)以及六方晶型BN(氮化硼)中的至少1種或1種以上組成。由于上述固體潤滑性微粒26為層狀結(jié)構(gòu)，因此通過其在層方向上滑動而能夠發(fā)揮優(yōu)良的潤滑效果。該固體潤滑性微粒26的含量優(yōu)選在2.0～30wt％的范圍內(nèi)。利用圖3、圖4如下說明其理由。
圖3示出在潤滑油(此處為粘度為460cSt的潤滑油)中含有各種濃度(重量％)的固體潤滑性微粒(此處為MoS2)時襯套16的耐荷重特性圖。
如圖3所示，當(dāng)使用含有1.5％MoS2的潤滑油時，與僅使用潤滑油時相比，耐荷重特性有所下降，而當(dāng)MoS2含量為2.0％時，與僅使用潤滑油時相比，耐荷重特性有所提高。并且當(dāng)MoS2含量增加至3.0～5.0％，則耐荷重特性進(jìn)一步提高，當(dāng)增加至10％或者10％以上時，即使壓力增加至60MPa，摩擦系數(shù)也基本不變，可顯著提高耐荷重特性。因此MoS2含量的下限優(yōu)選為能夠獲得提高耐荷重特性效果的2.0％。
圖4為示出MoS2含量與含該MoS2的潤滑油的粘度關(guān)系圖。
如圖4所示，當(dāng)MoS2含量為20％時，潤滑油的粘度增至約1500cSt(25.5℃下)，當(dāng)MoS2含量超過30％時，潤滑油的粘度大于1500cSt。一般而言，當(dāng)潤滑油的粘度超過1500cSt時，則因流動性降低而不僅難以使其含浸至多孔燒結(jié)合金中，而且也不易發(fā)生毛細(xì)管現(xiàn)象，該毛細(xì)管現(xiàn)象如前所述可使在摩擦熱作用下滲出至滑動部的潤滑油再次回到襯套16的氣孔內(nèi)，因考慮到軸承性能降低，所以MoS2含量的上限優(yōu)選為30％，使含有該MoS2的潤滑油的粘度為1500cSt或者1500cSt以下。
如上所述，潤滑油24的MoS2含量優(yōu)選在2.0～30wt％的范圍內(nèi)。另外，潤滑油24中含有的固體潤滑性微粒(MoS2，WS2、以及六方晶型BN)26的粒徑充分小至不堵塞氣孔25的程度(例如0.1μm～100μm左右)，以使其能夠在襯套16的氣孔25與滑動部間順利地進(jìn)出。
上述含有固體潤滑性微粒26的潤滑油24通常如下所述地含浸在襯套16中。
首先將固體潤滑性微粒26和潤滑油24充分?jǐn)嚢枋构腆w潤滑性微粒26均勻分散在潤滑油24中之后，加熱潤滑油24使其粘度降低成為液狀。然后將襯套16浸漬在上述含有固體潤滑性微粒26的潤滑油24中，并在真空環(huán)境下中靜置。
通過上述過程吸出襯套16的氣孔25內(nèi)的空氣，并代之以將含有固體潤滑性微粒26的潤滑油24吸引至氣孔25內(nèi)。由此將在氣孔25內(nèi)含浸有潤滑油24的襯套16取至空氣中并放冷至室溫后，含有固體潤滑性微粒26的潤滑油24在襯套16的氣孔25中再次恢復(fù)到原來的粘度而失去流動性。由此能夠使含有固體潤滑性微粒26的潤滑油24保留在襯套16的氣孔25內(nèi)。
上述含有固體潤滑性微粒26的潤滑油24的加熱溫度沒有特別的限定，需要根據(jù)使用的潤滑油24的粘度而變化，只要加熱至使?jié)櫥?4變?yōu)橐籂罴纯伞５钱?dāng)固體潤滑性微粒26中使用聚乙烯、聚酰亞胺、聚縮醛、PTFE(聚四氟乙烯)等樹脂類材料時，加熱溫度必須低于上述樹脂的耐熱溫度。另外，襯套16在含有固體潤滑性微粒26的潤滑油24中的浸漬時間以及真空度也無特別的限制，可根據(jù)使用的潤滑油24的粘度而變化，但需要浸漬至襯套16的氣孔25中含有固體潤滑性微粒26的潤滑油24的含量達(dá)到飽和為止。舉例而言，當(dāng)粘度為460cSt的含有固體潤滑性微粒的潤滑油被加熱至60℃～80℃左右，在2×10-2mmHg真空化條件下將襯套浸漬在潤滑油中時，使襯套的氣孔中含有固體潤滑性微粒的潤滑油的含量達(dá)到飽和需要約1小時。
軸22由鋼鐵材料構(gòu)成，其表面(外周表面)經(jīng)滲碳、高頻淬火、激光淬火、及滲氮中的至少一種處理之后，通過化學(xué)轉(zhuǎn)化處理法(例如，磷酸鋅、磷酸錳等)或者滲硫處理法實施表面改性處理。如上所述通過使用Zn(鋅)、Mn(錳)、S(硫)等特壓添加劑對軸22實施表面改性處理，也可以改善和襯套16內(nèi)含浸的潤滑油24的“潤濕性”，從而能夠提高潤滑效果以及摩擦潤滑學(xué)特性。
另外，襯套16與軸22之間的滑動面(即內(nèi)周表面)也可與軸22的表面同樣利用滲碳、淬火、滲氮、及滲硫處理法等進(jìn)行表面改質(zhì)處理。例如，通過在襯套16的滑動面形成厚1mm～3mm(優(yōu)選為2mm)左右的滲碳固化層，從而可以提高襯套16的耐磨損性。
上述襯套16構(gòu)成權(quán)利要求書中權(quán)利要求7至權(quán)利要求14所述的滑動軸承，同時也構(gòu)成權(quán)利要求13所述的挖掘機(jī)的前部部件用軸承。
以下，利用圖5說明上述構(gòu)成的本發(fā)明的滑動軸承組件以及滑動軸承實施方案之一的運轉(zhuǎn)及作用。圖5模式地示出襯套16和軸22的滑動面的部分放大剖面圖如圖5所示，當(dāng)軸22與襯套16相對滑動時，其摩擦熱使得襯套16的氣孔25內(nèi)含浸的潤滑油24露出在襯套16的內(nèi)周表面而形成薄油膜M。此時，潤滑油24中含有的固體潤滑性微粒26也露出于襯套16的內(nèi)周表面。由此，固體潤滑性微粒26與潤滑油24一同到達(dá)軸22和襯套16之間的滑動面上，固體潤滑性微粒26構(gòu)成的微細(xì)層在層方向上滑動而發(fā)揮優(yōu)良的潤滑效果。當(dāng)軸22與襯套16的滑動停止時，在滑動面上形成油膜M的潤滑油24與固體潤滑性微粒26一同由于毛細(xì)管現(xiàn)象而被吸入襯套16具有的多個氣孔25內(nèi)。由于上述氣孔5內(nèi)含浸的潤滑油24的流動性極低，因而即使軸22與襯套16反復(fù)滑動，潤滑油24及固體潤滑性微粒26的流失也極少。其結(jié)果能夠使穩(wěn)定供給含有固體潤滑性微粒26的潤滑油24的時間變得較長(例如5年左右)。
此時，對于例如上述現(xiàn)有技術(shù)的滑動軸承組件而言，其潤滑油24中不含有固體潤滑性微粒26，由于當(dāng)軸和襯套僅發(fā)生數(shù)毫米左右滑動的輕微搖動、或極低速滑動時僅產(chǎn)生微量摩擦熱，因而不能發(fā)揮充分的潤滑效果而產(chǎn)生局部的表面壓力，從而可能在軸22的表面或者襯套16的內(nèi)周表面產(chǎn)生“擦傷”等局部的磨耗·損傷、以及隨之而產(chǎn)生的異常噪音。
與此相反，本實施方案的滑動軸承組件12如上所述，利用在潤滑油24中含有的固體潤滑性微粒26產(chǎn)生的潤滑效果而獲得了優(yōu)良的摩擦潤滑學(xué)特性，并且通過進(jìn)一步使上述固體潤滑性微粒26的含量在2.0～30wt％的范圍內(nèi)而能夠獲得如上述圖3所示的優(yōu)良的耐荷重特性提高效果。因此即使在極低速、輕微搖動的環(huán)境下，也能夠抑制上述擦傷等導(dǎo)致的軸22表面及襯套16內(nèi)周表面的磨耗·損傷、以及隨之而產(chǎn)生的異常噪音，從而能夠延長自潤滑狀態(tài)下的可滑動時間。
根據(jù)本實施方案，潤滑油24的粘度隨溫度而變化，其潤滑效果的溫度依賴性較高，但是，固體潤滑性微粒26的潤滑效果的溫度依賴性較低，因此，即使當(dāng)例如在寒冷環(huán)境中使用油壓挖掘機(jī)時，滑動軸承組件12也能夠充分發(fā)揮潤滑效果。
下面參照圖6說明本發(fā)明的滑動軸承組件以及滑動軸承的其它實施方案。上述的一種實施方案中使?jié)櫥?4中含有20％由MoS2，WS2、以及六方晶型BN中的至少1種或者1種以上物質(zhì)構(gòu)成的固體潤滑性微粒26，與之相對，本實施方案使?jié)櫥?4中含有例如3.0％由石墨形成的固體潤滑性微粒26’。
本實施方案中，如上所述在潤滑油24中含有例如3.0％由石墨構(gòu)成的固體潤滑性微粒26’，該固體潤滑性微粒26’的含量優(yōu)選在3.0～5.0wt％的范圍內(nèi)。其理由利用圖6進(jìn)行如下說明。
圖6為示出潤滑油(此處指粘度為460cSt的潤滑油)中以各種濃度(重量％)含有固體潤滑性微粒(此處指由石墨(碳)構(gòu)成的固體潤滑性微粒)時襯套16的耐荷重特性圖。
如圖6所示，使用含1.0％或10％石墨(碳)的潤滑油時，與僅使用潤滑油的情況相比，其耐荷重特性基本不發(fā)生變化。然而，當(dāng)石墨含量達(dá)到3.0％時，即使壓力增加至45Mpa，摩擦系數(shù)也基本不變，可顯著提高耐荷重特性。另外，石墨含量達(dá)到5.0％后與僅為潤滑油的情況相比，耐荷重特性也提高。因此，石墨含量優(yōu)選在3.0～5.0wt％的范圍內(nèi)。
另外，潤滑油24中含有的固體潤滑性微粒26’的粒徑與上述的一種實施方案同樣地為充分小至不阻塞氣孔25的程度(例如為0.1μm～100μm左右)，從而使其能夠在襯套16的氣孔25與滑動部之間順利地進(jìn)出。
本實施方案的滑動軸承組件12也因潤滑油24中含有的固體潤滑性微粒26’的潤滑效果而能夠獲得優(yōu)良的摩擦潤滑學(xué)特性，并通過進(jìn)一步使上述固體潤滑性微粒26’的含量在3.0～5.0wt％的范圍內(nèi)而獲得上述圖6所示的優(yōu)良的耐荷重提高效果。因此即使在極低速、輕微搖動的環(huán)境下也能抑制上述擦傷等導(dǎo)致的軸22的表面及襯套16的內(nèi)周表面的磨耗·損傷、以及隨之而產(chǎn)生的異常噪音，從而能夠延長在自潤滑狀態(tài)下的可滑動時間。另外，與上述實施方案之一相同，由于固體潤滑性微粒26’的潤滑效果受溫度影響小，因而即使是例如在寒冷環(huán)境中使用油壓挖掘機(jī)時，滑動軸承組件12也能夠充分發(fā)揮潤滑效果。
上述2種實施方案的滑動軸承組件12適合于在6kgf/mm2或6kgf/mm2以上的高表面壓力以及1.0kgf·m/mm2·s或1.0kgf·m/mm2·s以上的高PV值條件下使用。因此不限于上述油壓挖掘機(jī)的工作裝置5中使用的軸承組件12之類挖掘機(jī)械的前部部件用軸承，也適合用作例如，吊車斗桿用軸承、筑壩閘門的卷閘軸承、沖壓模具的上下滑動凸輪軸承、水力發(fā)電機(jī)組的導(dǎo)向葉片軸承、海上吊車的卸載栓軸承等在低速、高表面壓力條件下使用的軸承。
產(chǎn)業(yè)實用性根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，在由多孔的燒結(jié)材料構(gòu)成的襯套中含浸含有2.0～30wt％由MoS2、WS2以及六方晶型BN中至少1種或1種以上構(gòu)成的固體潤滑性微粒的潤滑油。由此可以抑制潤滑油的粘度增高，同時能夠獲得良好的耐荷重特性提高效果。因此，即使在極低速、輕微搖動的環(huán)境中也能夠抑制擦傷等引起的軸表面及襯套內(nèi)周表面的磨耗·損傷，以及隨之產(chǎn)生的異常噪音，從而能夠延長在自潤滑狀態(tài)下的可滑動時間。
根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)明，在由多孔的燒結(jié)材料構(gòu)成的襯套中含浸含有3.0～5.0wt％由石墨構(gòu)成的固體潤滑性微粒的潤滑油。由此可以抑制潤滑油的粘度增高，同時能夠獲得良好的耐荷重特性提高效果。因此，即使在極低速、輕微搖動的環(huán)境中也能夠抑制擦傷等引起的軸表面及襯套內(nèi)周表面的磨耗·損傷、以及隨之產(chǎn)生的異常噪音，從而能夠延長在自潤滑狀態(tài)下的可滑動時間。
權(quán)利要求
1.一種滑動軸承組件，是至少具有軸(22)和襯套(16)，所述襯套(16)由具有多個氣孔(25)的多孔燒結(jié)材料形成的滑動軸承組件(12)，其特征為，所述襯套(16)中含浸有含2.0～30wt％固體潤滑性微粒(26)的潤滑油(24)，所述固體潤滑性微粒(26)由MoS2、WS2以及六方晶型BN中的至少1種或1種以上構(gòu)成，所述軸(22)和襯套(16)在6Kgf/mm2或6Kgf/mm2以上的表面壓力、以及2～5cm/秒范圍內(nèi)的滑動速度下使用。
2.一種滑動軸承組件，是至少具有軸(22)和襯套(16)，所述襯套(16)由具有多個氣孔(25)的多孔燒結(jié)材料形成的滑動軸承組件(12)，其特征為，所述襯套(16)中含浸有含3.0～5.0wt％由石墨構(gòu)成的固體潤滑性微粒(26)的潤滑油(24)，所述軸(22)和襯套(16)在6Kgf/mm2或6Kgf/mm2以上的表面壓力、以及2～5cm/秒范圍內(nèi)的滑動速度下使用。
3.如權(quán)利要求1或2所述的滑動軸承組件，其特征為，所述含有固體潤滑性微粒(26)的潤滑油(24)的粘度在56～1500cSt(25.5℃下)的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的滑動軸承組件，其特征為，所述襯套(16)由孔隙率為5～30vol％的復(fù)合燒結(jié)合金形成，所述多個氣孔(25)相互連通，并且，所述襯套(16)采用滲碳、滲氮以及流氮共滲處理法中的至少一種方法進(jìn)行表面改性處理。
5.如權(quán)利要求1或2所述的滑動軸承組件，其特征為，所述固體潤滑性微粒(26)具有不阻塞所述襯套(16)的氣孔(25)的粒徑尺寸。
6.如權(quán)利要求1或2所述的滑動軸承組件，其特征為，對所述軸(22)實施滲碳、高頻淬火、激光淬火、及滲氮中的至少一種處理之后，通過化學(xué)轉(zhuǎn)化處理法或者滲硫處理法進(jìn)行表面改性處理。
7.一種滑動軸承，由具有多個氣孔(25)的多孔燒結(jié)材料形成，且其中含浸有含2.0～30wt％固體潤滑性微粒(26)的潤滑油，所述固體潤滑性微粒(26)由MoS2、WS2以及六方晶型BN中的至少1種或者1種以上物質(zhì)構(gòu)成，所述軸承在6Kgf/mm2或6Kgf/mm2以上的表面壓力、以及2～5cm/秒范圍內(nèi)的滑動速度下使用。
8.一種滑動軸承，由具有多個氣孔(25)的多孔燒結(jié)材料形成，且其中含浸有含3.0～5.0wt％由石墨構(gòu)成的固體潤滑性微粒(26)的潤滑油，所述軸承在6Kgf/mm2或6Kgf/mm2以上的表面壓力、以及2～5cm/秒范圍內(nèi)的滑動速度下使用。
9.如權(quán)利要求7或8所述的滑動軸承，其特征為，所述含有固體潤滑性微粒(26)的潤滑油(24)的粘度在56～1500cSt(25.5℃下)的范圍內(nèi)。
10.如權(quán)利要求7或8所述的滑動軸承，其特征為，所述軸承由孔隙率為5～30vol％的復(fù)合燒結(jié)合金形成，所述多個氣孔(25)相互連通，并且，所述軸承經(jīng)滲碳、滲氮以及流氮共滲處理法中的至少一種方法進(jìn)行表面改性處理。
11.如權(quán)利要求7或8所述的滑動軸承，其特征為，所述固體潤滑性微粒(26)具有不阻塞所述氣孔(25)的粒徑尺寸。
12.如權(quán)利要求7或8所述的滑動軸承，其特征為，所述軸承與軸(22)一同使用，該軸(22)經(jīng)滲碳、高頻淬火、激光淬火、及滲氮中的至少一種處理后，采用化學(xué)轉(zhuǎn)化處理法或者滲硫處理法實施了表面改性處理。
13.作為挖掘機(jī)械的前部部件用軸承使用的權(quán)利要求7或8所述的滑動軸承。
14.作為吊車斗桿用軸承使用的權(quán)利要求7或8所述的滑動軸承。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種滑動軸承組件(12)，其至少具有軸(22)和襯套(16)，所述襯套(16)由具有多個氣孔(25)的多孔燒結(jié)材料形成，其特征為，所述襯套(16)中含浸有含2.0～30wt％固體潤滑性微粒(26)的潤滑油(24)，所述固體潤滑性微粒(26)由MoS
文檔編號F16C33/10GK1705829SQ200480001280
公開日2005年12月7日 申請日期2004年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月25日
發(fā)明者秋田秀樹, 五木田修, 磯貝透 申請人:日立建機(jī)株式會社