专利名称：滑动轴承用润滑脂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于由气孔中含浸有润滑油的多孔烧结合金衬套构成的滑动轴承的润滑脂。
背景技术：
目前，在以建筑机械、土木机械、运输机械、起重机、机床、汽车等为代表的各种机械中，有时使用滑动轴承组件，该组件具有滑动轴承和插入该轴承中并被其支撑、且能沿圆周方向旋转滑动的轴。例如，作为建筑机械代表例的液压挖掘机的挖掘装置，具有与行走体上的上部旋转体相连的起重臂(boom)、与该起重臂前端连接的斗杆(arm)，还有与该斗杆的前端连接的铲斗(bucket)。在上述起重臂、斗杆、铲斗的铰接部分，一般都使用滑动轴承组件，该组件具有支撑成为转动支点的轴的滑动轴承。
此种滑动轴承组件中包括使用含油烧结合金衬套作为轴承的组件，所述含油烧结合金衬套是通过使由铁类烧结合金构成的多孔衬套含浸高粘度的润滑油而得到的。此含油烧结合金衬套通过轴在衬套中滑动时产生的摩擦热使含浸的润滑油膨胀，同时低粘度化，从而使润滑油渗出到滑动面形成薄油膜，发挥优异的自身润滑功能(参见专利文献1等)。
专利文献1特开平8-105444号公报发明内容例如，停止中的液压挖掘机的挖掘装置以铲斗离开地面的状态放置时，由于挖掘装置的自重，力矩作用于滑动轴承组件的轴的外周。挖掘装置欲通过驱动各铰接部的液压缸的保持力来维持姿势，但由于压油的微量漏泄，使得缸内压降低，随着时间的推移对抗挖掘装置下落力矩的力减小，轴及轴承之间发生滑动。
此时，由于含油烧结合金衬套的表面和作为相对应部件的轴的表面之间的接触面一般处于“跑合状态”，因此与使用一般的铁衬套的情况相比，轴及轴承之间的实际接触面积非常大。但是，由于相互接触面积增大时作用于两固体间的胶粘力变大，因此在非润滑时(即静止时)含油烧结合金衬套和轴之间的表观摩擦力具有增加的倾向。结果由于含油烧结合金衬套中发生滑动时释放的能量增加，因此，滑动轴承组件中产生的振动也增大，就上述例子而言，该振动与例如挖掘装置的其他部分发生共振产生的异常噪音也可能相应地变大。虽然此种异常噪音并不影响机械的可靠性，但可能会给附近的工作人员或市民造成不良的心理影响或不适感。
本发明的目的在于，提供一种能够抑制由于机械停止时轴及轴承滑动引起的异常噪音的滑动轴承用润滑脂。
(1)为实现上述目的，本发明提供一种滑动轴承用润滑脂，所述润滑脂供给至由气孔中含浸有润滑油的多孔烧结合金衬套构成的滑动轴承和插入所述滑动轴承之中并以能沿圆周方向旋转滑动的方式被支撑的轴之间，其特征为使用40℃下动粘度为10～70mm2/s、在所述轴的负荷作用下渗出并于所述滑动轴承和所述轴之间形成油膜的基础油。
(2)为实现上述目的，本发明还提供一种滑动轴承用润滑脂，所述润滑脂供给至由气孔中含浸了混有固体润滑剂的润滑油的多孔烧结合金衬套构成的滑动轴承和插入所述滑动轴承之中并以能沿圆周方向旋转滑动的方式被支撑的轴之间，其特征为使用40℃下动粘度为10～70mm2/s、在所述轴的负荷作用下渗出并在所述滑动轴承和所述轴之间形成油膜的基础油。
(3)为实现上述目的，本发明还提供一种滑动轴承用润滑脂，所述润滑脂供给至由气孔中含浸有润滑油的多孔烧结合金衬套构成的滑动轴承和插入所述滑动轴承之中并以能沿圆周方向旋转滑动的方式被支撑的轴之间，其特征为使用动粘度比所述润滑油低、在所述轴的负荷作用下渗出并在所述滑动轴承和所述轴之间形成油膜的基础油。
(4)为实现上述目的，本发明还提供一种滑动轴承用润滑脂，所述润滑脂供给至由气孔中含浸有润滑油的多孔烧结合金衬套构成的滑动轴承和插入所述滑动轴承之中并以能沿圆周方向旋转滑动的方式被支撑的轴之间，其特征为使用基础油，并至少添加固体润滑剂，所述基础油在40℃下动粘度为10～70mm2/s，在所述轴的负荷作用下渗出，于所述滑动轴承和所述轴之间形成油膜。
(5)为实现上述目的，本发明还提供一种滑动轴承用润滑脂，所述润滑脂供给至由气孔中含浸有润滑油的多孔烧结合金衬套构成的滑动轴承和插入所述滑动轴承之中并以能沿圆周方向旋转滑动的方式被支撑的轴之间，其特征为使用基础油，并至少添加固体润滑剂，所述基础油的动粘度比所述润滑油低，在所述轴的负荷作用下渗出，在所述滑动轴承和所述轴之间形成油膜。
(6)在上述(2)、(4)或(5)中，优选上述固体润滑剂含有有机钼、二硫化钼、二硫化钨、氮化硼、石墨、尼龙、聚乙烯、聚酰亚胺、聚缩醛、聚四氟乙烯、聚苯硫醚中的至少1种。
(7)在上述(1)～(5)的任一项中，还优选添加极压添加剂及油性剂。
根据本发明，即使在滑动轴承和轴相对停止时，也由于从滑动轴承用润滑脂中渗出的低粘度基础油在滑动轴承和轴之间形成油膜，因此，该油膜成为润滑膜，能够减小滑动轴承和轴之间的摩擦力，抑制异常噪音产生或降低产生的异常噪音。
为表示适用本发明滑动轴承用润滑脂的机械之一例的液压挖掘机的整体结构的侧面图。
为表示适用本发明第1实施方案的滑动轴承用润滑脂的滑动轴承组件的内部结构的截面图。
为模式化地放大表示滑动轴承和轴之间的界面附近的部分截面图，所述滑动轴承适用本发明第1实施方案的滑动轴承用润滑脂。
为模式化地表示从本发明滑动轴承用润滑脂中渗出的油膜的状态的滑动轴承和轴的截面图。
为表示适用本发明滑动轴承用润滑脂的机械之一例的液压挖掘机的整体结构的侧面图，是表示铲斗从地面悬起状态的图。
为模式化地放大表示滑动轴承和轴之间的界面附近的部分截面图，所述滑动轴承适用本发明第2实施方案的滑动轴承用润滑脂。
为表示本发明滑动轴承用润滑脂和市售润滑脂的组成及性能试验的比较结果的表。
为表示本发明滑动轴承用润滑脂和市售润滑脂的摩擦系数的测定结果的图。
符号说明16 滑动轴承22 轴24 滑动轴承用润滑脂30 气孔31 润滑油33 固体润滑剂35 油膜具体实施方式
下面，通过
本发明的实施方案。
图1为表示适用本发明滑动轴承用润滑脂的机械之一例的液压挖掘机的整体结构的侧面图。
图1表示的液压挖掘机配备有下部行走体1、和可旋转地搭载在此下部行走体1上的上部旋转体2、和设置在此上部旋转体2的一侧(图1中为左侧)的驾驶室3、和设置在上部旋转体2的另一侧(图1中为右侧)的发动机室4、和设置在上部旋转体2上的驾驶室3一侧的挖掘装置5。
上述挖掘装置5配备有设置在上述旋转体2上的能够俯仰运动的起重臂6、和用于使此起重臂6俯仰运动的起重臂用液压缸7、和设置在起重臂6前端能够转动的斗杆8、和用于使此斗杆8转动的斗杆用液压缸9、和设置在斗杆8前端能够转动的铲斗10、和用于使此铲斗10转动的铲斗用液压缸11。
作为上述工作装置5的构成部件的起重臂6、斗杆8、铲斗10、及各液压缸7、9、11通过滑动轴承组件12可相互转动地连接。实际上用于工作装置5的各滑动轴承组件根据设置场所其大小或形状等有所差异，但其结构分别大致相同。
图2为表示适用本发明第1实施方案的滑动轴承用润滑脂的滑动轴承组件的内部结构的截面图。
图2表示的滑动轴承组件12配备有轴套15，和由通过热压配合或冷缩配合等收缩配合而配合固定在此轴套15内部的由多孔烧结合金衬套构成的滑动轴承16、和插入此滑动轴承16中并以能沿圆周方向旋转滑动的方式被支撑的轴22。
在滑动轴承16的两侧，设置面向滑动轴承16两端面的防尘圈(dustseal)18、18，压入轴套15中。另外，在轴套15两侧配置支架19、19，该支架19、19与轴套15的两端表面之间分别夹持垫片(shim)20、20。支架19、19与轴套15的间隙通过装备在其外周侧的O形环21、21进行密封。上述轴22贯穿支架19、垫片20、防尘圈18、滑动轴承16，通过旋转卡定螺栓23卡定支架19。
在轴22上设置从装备有旋转卡定螺栓23一侧的相对侧向滑动轴承16的大致中间部供给滑动轴承用润滑脂24的润滑脂给脂孔25。在润滑脂给脂孔25的一端螺定密封栓26，通过密封栓26密封填充到润滑脂给脂孔25内的滑动轴承用润滑脂24。通过上述结构，将被填充到润滑脂给脂孔25内的滑动轴承用润滑脂24供给到滑动轴承16和轴22之间。
上述滑动轴承16例如由铜粉和铁粉构成的多孔复合烧结合金制成，具有多个气孔。这些气孔中含浸高粘性的润滑油，滑动轴承16与轴22相对滑动时，在自身润滑功能的作用下即使未供给滑动轴承用润滑脂24，也能充分发挥与轴22之间的润滑效果。滑动轴承16的气孔率例如优选约5～30[体积％]。气孔率低于5[体积％]时不能含浸足够量的润滑油，作为未给脂轴承的功能有可能不充分。另一方面，气孔率超过30[体积％]时，滑动轴承16的机械强度降低。此外，由除铜粉或铁粉之外的其他原料构成的复合烧结合金也可以作为滑动轴承16的材料使用。
滑动轴承16中含浸的润滑油中使用动粘度比较高的高粘性物质。通过轴22在滑动轴承16中滑动时产生的摩擦热，使润滑油膨胀，低粘度化，由此渗出到轴22和滑动轴承16之间的滑动面，形成薄的油膜。使用后，随着温度下降而收缩，在毛细管现象作用下再次回到滑动轴承16的气孔中。滑动轴承16，根据上述润滑油的特性发挥优异的自身润滑功能。含浸的润滑油的动粘度不特定限制，但符合下述要求的粘度范围是必要的，即，以能被滑动轴承16含浸为前提，含浸后，在一般状态下能够停留在气孔内部，并且使用时在与轴22间的摩擦热作用下渗出到滑动面后，随着温度降低能够再次回到滑动轴承16中。举例说明润滑油的动粘度范围，例如只要是25.5[℃]下动粘度值约为56～1500[mm2/s]的润滑脂，就确认能够具有上述特性。但是，例如25.5[℃]下动粘度的值为220[mm2/s]以下时，与建筑机械用轴承相关的标准表面压力70[Mpa]下降至40[Mpa]的情况下，有时可见滑动轴承16烧熔，因此，实施本发明时更优选使用25.5[℃]下动粘度的值约为220～1500[mm2/s]的润滑油。
此外，含浸在滑动轴承16中的润滑油，能够使用包括矿物油或合成油等通常市售的所有润滑油，只要能够显示上述特性即可，对其组成没有特殊的限制。但是，由于含有纤维质增稠剂等的润滑脂不能含浸在滑动轴承16中，因此被排除。
另外，在本实施方案中，含浸在滑动轴承16中的润滑油可以含有固体润滑剂。润滑剂中含有的固体润滑剂为层状结构，通过沿层方向滑动发挥优异的润滑效果。固体润滑剂中含有例如有机钼、二硫化钼、二硫化钨、氮化硼、石墨、尼龙、聚乙烯、聚酰亚胺、聚缩醛、聚四氟乙烯、聚苯硫醚中的至少一种。润滑油中固体润滑剂的含量例如为约2.0～30[质量％]，其固体润滑性微粒的粒径应充分小至不阻塞气孔的程度，使其能够顺利地出入滑动轴承16的气孔(例如约0.1μm～100μm)。
为了使含有固体润滑剂的润滑油含浸在滑动轴承16中，首先将微粒状的固体润滑剂和润滑油充分地搅拌，使固体润滑剂在润滑油中均匀地分散后，加热润滑油，使其粘度降低而液态化。然后在液态化的润滑油内浸渍滑动轴承16，在真空氛围下放置。由此，吸出滑动轴承16的气孔内的空气，含有固体润滑剂的润滑油代替空气被吸入气孔中。由此使气孔中含浸润滑油后，取出滑动轴承16置于空气中，冷却至室温，在滑动轴承16的气孔内润滑油再次恢复到原来的粘度，失去流动性。从而使含有固体润滑剂的润滑油含浸在滑动轴承16中，并停留在其气孔内。
使润滑油含浸在滑动轴承16中时的润滑油加热温度没有特殊的限定，可以根据所用润滑油的粘度而变化，可以升温至使润滑油液态化的温度。但是，固体润滑剂中使用聚乙烯、聚酰亚胺、聚缩醛、PTFE(聚四氟乙烯)等树脂类原料时，加热温度低于上述树脂的耐热温度是十分必要的。另外，滑动轴承16在润滑油中的浸渍时间及真空度也没有特殊的限定，可以根据使用的润滑油的粘度选用，浸渍至滑动轴承16的气孔被润滑油饱和。如果举例下述情况，即将动粘度为460[mm2/s]的润滑油加热至60～80[℃]，在2×10-2[mmHg]的真空中，将滑动轴承16浸渍到此润滑油中，则此种情况下通常经过约1小时，滑动轴承16的气孔能被润滑油饱和。
轴22由铁、钢材料等构成，优选在表面(外周面)进行渗碳、高频淬火、激光淬火、氮化等处理后，通过化学合成(例如磷酸锌、磷酸锰等)或渗硫处理法进行表面改性处理。如上所述，通过使用Zn(锌)、Mn(锰)、S(硫)等赋予极压物质进行轴22的表面改性处理，提高与含浸在滑动轴承16中的润滑油的“润湿性”，则加强润滑效果及摩擦润滑特性。此外，更优选，在此基础上，在滑动轴承16与轴22的滑动面(即内圆周表面)，与轴22表面相同，通过渗碳、淬火、氮化、渗硫处理法等进行表面改性处理。例如，在滑动轴承16与轴22的滑动面形成厚度约为1[mm]～3[mm]、优选约为2[mm]的渗碳硬化层，可进一步提高滑动轴承16的耐摩性。
图3为模式化地放大表示滑动轴承和轴之间的界面附近的部分截面图，所述滑动轴承适用本发明第1实施方案的滑动轴承用润滑脂。
如图3所示，滑动轴承16和轴22相对滑动时，在此时的摩擦热的作用下，含浸在滑动轴承16的气孔30内的高粘度润滑油31与微粒状的固体润滑剂33同时外露在滑动轴承16的内圆周表面，形成薄油膜32。由含有此固体润滑剂33的润滑油31构成的油膜32成为滑动轴承16和轴22之间的滑动界面，固体润滑剂33的微薄层沿层方向滑动发挥优异的润滑效果，得到优异的摩擦润滑特性。因为含浸在气孔30内的润滑油31流动性极其低，所以即使滑动轴承16和轴22反复地相对滑动也几乎不会流失。结果，润滑油膜32能够经极长时间持续稳定地供给。摇动驱动的轴22和滑动轴承16之间发生的所谓“卡住现象”是由两者之间的微观金属接触引起的，但通过附图所示的微观“油蓄积”(油膜32)的存在，能够防止其发生。
回到图2，上述润滑脂给脂孔25内的滑动轴承用润滑脂24，是动粘度比润滑油31低的基础油，具体而言，使用40[℃]下动粘度为10～70[mm2/s](优选30～70[mm2/s])的基础油，该基础油在轴22负荷的作用下渗出，在滑动轴承16和轴22之间形成油膜(后述)。此基础油例如为烃类合成油的低粘度基础油及低粘度矿物油等。另外，在此滑动轴承用润滑脂24中，能够添加与低粘度基础油混合在一起的物质作为增稠剂，例如金属皂、聚脲树脂、有机膨润土、二氧化硅、氟类树脂等中的至少一种，根据需要还可以添加其他常用的抗氧化剂或高压润滑油添加剂(极压剂)、作为润滑助剂的油性剂、还有增粘剂等。另外，也可以添加含浸在滑动轴承16中的润滑油中含有的固体润滑剂。
如上所述组成的滑动轴承用润滑脂24，通过使用40[℃]动粘度为10～70[mm2/s]的物质作为基础油，可以发挥确保在滑动轴承16和轴22之间的相对滑动停止一定时间以上的期间内两者间的润滑性的作用。滑动轴承用润滑脂24的基础油的动粘度范围的依据如下述所述。
以下，说明滑动轴承组件的作业及作用，该滑动轴承组件适用本发明一个实施方案的润滑脂。
首先，如图3说明所示，滑动轴承16和轴22相对滑动时，含浸在滑动轴承16的气孔30内的润滑油31与固体润滑剂33一同，外露在滑动轴承16的内圆周表面，形成薄的油膜。如上所述，固体润滑剂33与润滑油31一起侵入滑动轴承16和轴22之间的滑动面，在滑动轴承16和轴22之间的滑动面上形成由润滑油31及固体润滑剂33构成的微薄油膜32，无论其滑动速度如何，均可在相对滑动的滑动轴承16和轴22之间发挥优异的润滑效果。
另一方面，机械运动停止、即滑动轴承16和轴22之间的相对滑动停止时，在滑动面形成油膜32的润滑油31随着温度降低利用毛细管现象，与固体润滑剂33一起被吸入到滑动轴承16具有的多个气孔30内。此时，因为润滑油31返回滑动轴承16内，所以变成几乎不渗出到滑动轴承16和轴22间的状态，但如图4所示，在轴22负荷的作用下，从滑动轴承用润滑脂24中渗出的低粘度基础油在滑动轴承16和轴22间形成油膜35。这是因为滑动轴承用润滑脂24的基础油粘度低于10～70[mm2/s]，“润湿性”优异。图4为模式地表示油膜35的状态的滑动轴承16和轴22的截面图。
此外，通常情况下，为了提高在高表面压力下的性能，一般用于建筑机械的滑动轴承中的润滑脂将基础油粘度设定为比较高的值，因此，在停止状态下的轴及轴承之间，润滑膜处于截断状态。
此时，停止运行液压挖掘机一定时间时，如图1所示挖掘装置5的铲斗10一般处于与地面接触的状态，但如图5所示铲斗处于从地面悬起的状态下放置时，由于挖掘装置5的自重产生的力矩作用于滑动轴承组件12。挖掘装置5欲通过各液压缸7、9、11中压油的保持力维持目前的姿势，但由于液压驱动回路的压油的微小渗漏，使得缸内压降低，随着时间的推移对抗挖掘装置5的下落力矩的力减小。结果，无论是否完全处于停止状态，都存在使滑动轴承16和轴22相对滑动的力。
此时，假定在不供给滑动轴承用润滑脂24的情况下，相对静止一定时间以上状态下的滑动轴承16和轴22之间几乎不存在油膜。作为含油烧结合金衬套的滑动轴承16和轴22间的接触面处于称为“跑合状态”的相互凹凸较少的平滑状态，实际的接触面积与只使用铁衬套的轴承组件相比显著增大。一般情况下，如上所述2固体间实际接触面积越大，作用于两者间的胶粘力越大。即，然后两者相对滑动时截断胶粘部分所必需的能量增大，表观摩擦力也相应增大。
所以，作用于滑动轴承组件12的力矩超过作用于滑动轴承16和轴22间的最大静止摩擦力时，蓄积至此时的能量一并释放出来，两者相对地滑动规定距离。然后，由于上述相对滑动产生的微振磨损(fretting)现象，滑动轴承16产生的振动与挖掘装置5共振，则有时产生难以想象的巨大异常噪音。由上述微振磨损现象产生的异常噪音能够反复产生直至铲斗10落到地面。
针对于此，在本实施方案中，即使在滑动轴承16和轴22相对停止时，如图4中所说明的，通过从滑动轴承用润滑脂24中渗出的“润湿性”优异的低粘度基础油的作用，于滑动轴承16和轴22间形成油膜35，因此，该油膜成为润滑膜，能够降低滑动轴承16和轴22间的摩擦力，抑制异常噪音的发生或减小产生的异常噪音。
图6为模式地放大表示滑动轴承和轴的界面附近的部分截面图，所述滑动轴承适用本发明第2实施方案的滑动轴承用润滑脂。此图中与已经出现的附图相同的部分使用与已经出现的部分相同的符号，省略说明。
与上面的实施方案相同，本实施方案中的滑动轴承16也由多孔复合烧结合金形成，但在其气孔中含浸不含有固体润滑剂的高粘性润滑油。使滑动轴承16含浸润滑油时，用本实施方案的不含有固体润滑剂的润滑油代替上述实施方案的含有固体润滑剂的润滑油，与上述实施方案同样地实施即可。
如图6所示，在本实施方案中，滑动轴承16和轴22相对滑动时，在此时的摩擦热的作用下，含浸在滑动轴承16的气孔30内的高粘度的润滑油31外露在滑动轴承16的内圆周表面形成薄油膜32。此时的油膜32成为滑动轴承16和轴22之间的滑动界面，发挥润滑效果，得到优异的摩擦润滑特性。气孔30内含浸的润滑油31因为流动性极其低，所以即使滑动轴承16和轴22反复地相对滑动也几乎不会流失。结果，能够极长时间持续稳定地供给润滑油膜32。摇动驱动的轴22和滑动轴承16之间发生的所谓“卡住现象”是由两者间的微观金属接触引起的，但通过附图所示的微观“油蓄积”(油膜32)的存在，能够防止其发生。
此处，在本实施方案中，上述的润滑脂给脂孔25(参见图2)内的滑动轴承用润滑脂24在与第1实施方案相同的基础油中添加与第1实施方案相同的固体润滑剂。即，在第1实施方案中含浸在滑动轴承16中的润滑油31中含有固体润滑剂，而在本实施方案中润滑脂给脂孔25内的滑动轴承用润滑脂24中含有固体润滑剂。
如上所述组成的本实施方案的滑动轴承用润滑脂24能够发挥下述作用，即通过使用40[℃]时的动粘度为10～70[mm2/s]的物质作为基础油，可以在滑动轴承16和轴22之间相对滑动停止一定时间以上的期间内确保两者间的润滑性；通过进一步添加固体润滑剂，确保轴22相对于滑动轴承16发生微小摇动时两者间的润滑性。
在本实施方案中，滑动轴承16和轴22相对滑动时，含浸在滑动轴承16的气孔30内的润滑油31外露在滑动轴承16的内圆周表面，形成薄的油膜32。此时，在滑动轴承16和轴22之间，存在来自润滑脂给脂孔25的滑动轴承用润滑脂24，混入滑动轴承用润滑脂24的微粒状固体润滑剂进入滑动轴承16和轴22之间。由此固体润滑剂与润滑油31一起浸入滑动轴承16和轴22之间的滑动面，从而在滑动轴承16和轴22间的滑动面形成由含有润滑油31及固体润滑剂的滑动轴承用润滑脂24构成的微薄层，在相对滑动的滑动轴承16和轴22间发挥优异的润滑效果。
关于其他构成及作用，本实施方案与第1实施方案相同，能够得到与第1实施方案相同的作用效果。
另外，滑动轴承16和轴22进行仅细微滑动的微小摇动或极低速滑动之类的运动时，由于与停止时相比产生较高的表面压力，因此在由滑动轴承用润滑脂24的基础油所形成的油膜35不能得到足以润滑此滑动的膜厚。并且，有时由于在此状况下产生的摩擦热非常微量，使得润滑油31不能充分渗出。结果，产生局部的表面压力，在轴22的表面或滑动轴承16内圆周表面可能发生“卡住”等局部的磨耗·损伤及随其产生的异常噪音。
针对于此，在本实施方案中，由于在滑动轴承16和轴22之间迅速地浸入滑动轴承用润滑脂24中含有的固体润滑剂，因此即使在以比较低的速度驱动的情况下，也能够确保充分的润滑效果。当然，与其相比以高速驱动挖掘装置5时，由于能得到充分的摩擦热，因此渗出所需的足够量的润滑油31，能够发挥含油烧结合金衬套原来的优异的润滑效果。
此外，虽表面上滑动轴承16和轴22相互静止但发动机仍在工作时，此振动传到滑动轴承组件12，从而在滑动轴承16和轴22之间瞬间产生较高的表面压力，并且在滑动轴承16和轴22之间微观上发生细微的滑动。如上所述，即使挖掘装置5自身未工作，因在发动机驱动时滑动轴承16和轴22不处于相对静止状态，所以几乎不产生上述的胶粘力，此状态使挖掘装置5微小摇动时，难于发生微振磨损现象。另外，此时还包括滑动轴承16中含有的固体润滑剂的作用，滑动轴承组件12的滑动作业被润滑。即使发生微振磨损现象，也由于上述的胶粘力很小，因此产生的异常噪音变小，达到可混杂在发动机声音中的程度。
本发明的滑动轴承用润滑脂和市售润滑脂的组成及性能试验的比较结果如图7所示。
本申请人等，对微振磨损现象的发生机制和润滑脂与其的关系进行研究，实施了本试验，结果将本发明的滑动轴承用润滑脂的基础油的动粘度范围设定为上述范围。
在本试验中，根据与通常制造锂基润滑脂相同的方法制造基础润滑脂(base grease)，在制造得到的基础润滑脂中混合添加剂，通过三辊磨混炼处理后，将稠度调成NLGI(National Lubricating GreaseInstitute)No.2等级(稠度265～295)，制造本发明的滑动轴承用润滑脂的试样1～5。然后，将此试样1～5的性能与市售品1～3进行比较。
首先，试样1～5都以矿物油作为基础油，增稠剂使用锂、添加剂使用高压润滑油添加剂(极压剂)·防锈剂·有机钼(固体润滑剂)·油性剂。但是试样1～5中所用基础油的动粘度彼此不同，40[℃]时试样1～5的基础油的动粘度值[mm2/s]分别为10、22、32、46、68。
相对于此，用于比较的市售品1、2，是极普遍供脂于如图1所示的液压挖掘机的挖掘装置的滑动轴承组件的物质。另外，市售品3是基础油粘度更高、极压性能高的物质。市售品1～3的稠度都为NLGINo.2等级，但市售品1～3的基础油(矿物油)的动粘度值[mm2/s]分别为143、93、430。
使用以上试样1～5和市售品1～3，对其耐负荷性能及耐磨性进行试验，结果试样1～5在耐磨性能方面得到与市售品1、2同等的值，在耐负荷性能方面得到与其同等或比其优异的值。特别指出的是，试样4、5获得耐负荷性能为3090[N]的高值。需要说明的是，通过高速四球试验(1770[rpm]×10[sec])进行耐负荷性能试验，通过高速四球试验(1220[rpm]×40[kgf]×75[℃]×1[hr])进行耐磨性试验。
另外，使用试样1～5和市售品1～3，评价摩擦系数。摩擦系数的评价方法如下作为试验片，准备用含油合金制成的直径为60[mm]的圆盘、对表面进行高频淬火的φ4[mm]×6[mm](与圆盘的接触面R＝2[mm])的销钉，在各润滑脂的存在下使销钉相对于圆盘反复滑动，根据此时测定的摩擦系数的推移进行判定。试验条件为滑动速度180[mm/min]、滑动幅度10[mm]、销钉对圆盘的施加负荷1[kg]、润滑脂膜厚0.2[mm]，从滑动开始后经过规定时间点开始测定一定时间(此处为5000次往复滑动的时间)的摩擦系数。表示其测定结果的图如图8所示。
本发明人等，基于此图8的曲线图，将终始稳定在低值的样品评价为“○”，将开始值较低、但从中途升高的样品评价为“△”，将终始为高值的样品评价为“×”。其结果为基础油粘度显著高的市售品3被评价为×，试样1、2及市售品1、2被评价为△，市售品5被评价为△～○，市售品3、4被评价为○。
另外，关于在实机中的效果确认方法，向液压挖掘机挖掘装置的各滑动轴承组件分别供给试样1～5和市售品1～3，例如如图5所示，使铲斗10离开地面(例如约1[m])悬浮停止，测定由于起重臂6和斗杆8之间、斗杆8和铲斗10之间的滑动轴承组件12的滑动所致的异常噪音在30分钟内的产生情况。此时，为了以较大的力矩作用于滑动轴承组件12，在铲斗10上悬挂约1t的锤。
本发明人等如上所述地进行实验，结果评价如下异常噪音发生次数在30次以下(平均1次/分钟以下)时为“◎”，60次以下(平均2次/分钟以下)时为“○”，90次以下(平均3次/分钟以下)时为“△”，120次以下(平均4次/分钟以下)时为“×”，120次以上(平均4次/分钟以上)时为“××”。结果表明，市售品1～3的评价都为“×”以下，特别是基础油的动粘度显著增加的市售品3即使与市售品1、2相比也不作为优选，而试样1～5与使用市售品1～3的情形相比，明显地减少了异常噪音的发生次数。
由本性能试验的结果可知，如果使用40[℃]下基础油的动粘度约为70[mm2/s]以下的润滑脂，则与市售的润滑脂相比可抑制异常噪音的发生。另一方面，40[℃]下的动粘度小于10[mm2/s]的油十分特殊，并不常用，在矿物油中几乎没有，虽然存在于一部分合成油中，但由于引火点低而不适合作为润滑脂的基础油，因此基础油粘度的下限值只要设定为10[mm2/s]即可。如上所述，通过使用40[℃]下基础油的动粘度为10～70[mm2/s]的润滑脂，能够抑制异常噪音的发生。其中，已经确认试样3～5具有良好的异常噪音抑制效果，因此在得到异常噪音抑制效果方面，特别优选40[℃]下基础油的动粘度为30～70[mm2/s]的润滑脂。
另外，在该性能试验中，最初就向滑动轴承组件中供给各种润滑脂，针对在初期阶段处于固体润滑状态、异常噪音产生后供脂能否抑制异常噪音进行试验，结果确认即使给与市售的润滑脂也无效果，而给与本发明的润滑脂时能够立即改善出现异常噪音的现象。
此外，在本发明中，润滑脂自身的粘度没有特殊的限定，只限定由润滑脂渗出的基础油的动粘度。所以，可以是形成糊状后能用圆头刮刀等涂覆在滑动轴承组件上、或能通过管子等注入的粘度，也可以是用溶剂稀释后能通过喷雾器等喷射的粘度。
另外，在第1实施方案中，列举在含浸的润滑油中含有固体润滑剂的含油烧结合金衬套作为第1实施方案的滑动轴承用润滑脂的适用例进行说明，但含浸不含固体润滑剂的润滑油的含油烧结合金衬套也可适用第1实施方案的滑动轴承用润滑脂。
以上对设置在液压挖掘机的挖掘装置的铰接部分的滑动轴承适用本发明润滑脂的情况进行了说明，除此以外，本发明润滑脂也可以适用于以建筑机械、土木机械、运输机械、起重机、机床、汽车等为代表的各种机械的各处使用的滑动轴承。
权利要求
1.一种滑动轴承用润滑脂(24)，所述润滑脂供给至由气孔(30)中含浸有润滑油(31)的多孔烧结合金衬套构成的滑动轴承(16)、和插入所述滑动轴承(16)之中并以能沿圆周方向旋转滑动的方式被支撑的轴(22)之间，其特征为所述滑动轴承用润滑脂(24)使用40℃下动粘度为10～70mm2/s、在所述轴(22)的负荷作用下渗出并于所述滑动轴承(16)和所述轴(22)之间形成油膜(35)的基础油。
2.一种滑动轴承用润滑脂(24)，所述润滑脂供给至由气孔(30)中含浸了混有固体润滑剂(33)的润滑油(31)的多孔烧结合金衬套构成的滑动轴承(16)、和插入所述滑动轴承(16)之中并以能沿圆周方向旋转滑动的方式被支撑的轴(22)之间，其特征为所述滑动轴承用润滑脂(24)使用40℃下动粘度为10～70mm2/s、在所述轴(22)的负荷作用下渗出并于所述滑动轴承(16)和所述轴(22)之间形成油膜(35)的基础油。
3.一种滑动轴承用润滑脂(24)，所述润滑脂供给至由气孔(30)中含浸有润滑油(31)的多孔烧结合金衬套构成的滑动轴承(16)、和插入所述滑动轴承(16)之中并以能沿圆周方向旋转滑动的方式被支撑的轴(22)之间，其特征为所述滑动轴承用润滑脂(24)使用动粘度比所述润滑油(31)低、在所述轴(22)的负荷作用下渗出并于所述滑动轴承(16)和所述轴(22)之间形成油膜(35)的基础油。
4.一种滑动轴承用润滑脂(24)，所述润滑脂供给至由气孔(30)中含浸有润滑油(31)的多孔烧结合金衬套构成的滑动轴承(16)、和插入所述滑动轴承(16)之中并以能沿圆周方向旋转滑动的方式被支撑的轴(22)之间，其特征为所述滑动轴承用润滑脂(24)是使用基础油、并至少添加固体润滑剂而形成的，其中所述基础油在40℃下的动粘度为10～70mm2/s，在所述轴(22)的负荷作用下渗出并于所述滑动轴承(16)和所述轴(22)之间形成油膜(35)。
5.一种滑动轴承用润滑脂(24)，所述润滑脂供给至由气孔(30)中含浸有润滑油(31)的多孔烧结合金衬套构成的滑动轴承(16)、和插入所述滑动轴承(16)之中并以能沿圆周方向旋转滑动的方式被支撑的轴(22)之间，其特征为所述滑动轴承用润滑脂(24)是使用基础油、并至少添加固体润滑剂而形成的，其中所述基础油的动粘度比所述润滑油(31)低，在所述轴(22)的负荷作用下渗出并于所述滑动轴承(16)和所述轴(22)之间形成油膜(35)。
6.如权利要求2、4或5任一项所述的滑动轴承用润滑脂(24)，其特征为，所述固体润滑剂(33)含有有机钼、二硫化钼、二硫化钨、氮化硼、石墨、尼龙、聚乙烯、聚酰亚胺、聚缩醛、聚四氟乙烯、聚苯硫醚中的至少一种。
7.如权利要求1～5中任一项所述的滑动轴承用润滑脂(24)，其特征为，在所述滑动轴承用润滑脂(24)中添加极压添加剂及油性剂。
全文摘要
本发明提供一种能够抑制机械停止时因轴及轴承发生滑动而引起的异常噪声的滑动轴承用润滑脂。所述滑动轴承用润滑脂24供给至由气孔30中含浸有润滑油31的多孔烧结合金衬套构成的滑动轴承16、和插入上述滑动轴承16之中并以能沿圆周方向旋转滑动的方式被支撑的轴22之间，其特征为所述滑动轴承用润滑脂24使用40℃下动粘度为10～70mm
文档编号C10M101/02GK1961162SQ200580017869
公开日2007年5月9日 申请日期2005年10月25日 优先权日2004年10月29日
发明者秋田秀树, 五木田修, 藤崎实, 前泽肇, 谷中伸雄, 西村宽, 藤谷秀幸 申请人:日立建机株式会社