专利名称：工程陶瓷制成滚柱的轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械回转运动的滚动轴承，无能滚珠与滚柱轴承当直径增大，极限转速降低，金属制成的轴承存在线速度限，止由于线速度增大，导至摩擦热增大，产生大量热能有烧蚀金属危险。
当代重型机械，需求一代大型重型高速，耐高温，大负荷轴承，例如超临界大型发电机配套的数十万千瓦蒸气涡轮机，负荷大，转速高，温度在500多度，航天飞行器大功率燃气涡轮机不但转速高达一万几千转，负荷也大，温度高达1300多度，其它重型设备高速回转装置，高速离心设备均需高速，大负荷轴承。
用工程陶瓷材料制成滚柱能承受高温，高速，大负荷功能。因工程陶瓷的物理特性是高硬度，耐高温，耐高磨，质轻，低传导，压强大，不热胀冷缩，摩擦系数低等，氮化硅陶瓷摩擦系数0.01，碳化硅陶瓷具有很高压强。
本发明工程陶瓷滚柱轴承整体结构由三个另件组成，1是轴承外圈，2是复合陶瓷滚柱，3是轴承内圈，无滚柱保持架。轴承内圈构造是内圈外径周边上设置若干R型腔沟槽，R形腔内放置陶瓷滚柱，滚柱与轴承内圈同步回转，滚柱自转。轴承装配方法是将全部滚柱放入轴承外圈内径，再将内圈端部申入外圈内孔，把滚柱逐个对准R形腔沟槽，全部滚柱对齐，内圈滑入外圈内，装配完毕，轴承外圈与内圈精度与硬度按国家轴承标准。
工程陶瓷滚柱构造特征是两种陶瓷复合，因两种陶瓷品质各异，氮化硅陶瓷低摩擦特性，碳化硅陶瓷高压强特性，各取其优，组合成有独特功能滚柱，低摩擦，耐高温，耐磨损，高速，大负荷，不热胀冷缩，特殊品质轴承可在严苛条件下长期运转。
工程陶瓷滚柱制造工艺有二种方法。
一、冷成形工艺，首先模压碳化硅陶瓷芯部，将压制好芯部放入另一模腔中，第二模腔直径大于芯部，将芯部定位后再加注硅粉再压制，制成素坯经修饰毛边，检测素坯有否断裂等弊病。然后进行烧结，头一次烧结半成品，硬度不高易加工，将滚柱车削，珩磨到一定的精度，再经检测有否断裂与裂纹，进行二次充氮，烧结后即成品，再经检测其平直度与失圆度，如变形过大，可用金刚占刀具修正，然后在专用机床上研磨滚柱外径达到要求，再经抛光外径，使滚柱表面呈镜面即高洁度，才合格。
工艺二，是热成形，将模压碳化硅陶瓷芯部放入大于芯部直径石墨模腔中加注硅粉直接烧结成半成品，半成品加工流程与工艺一相同。
以下结合附图实施例进一步说明。
图1是该陶瓷滚柱轴承整体结构示意图。
图2是该陶瓷滚柱轴承内圈形状示意图。
图3是该陶瓷滚柱轴承复合陶瓷滚柱构造示意图。
图4是该陶瓷滚柱轴承外圈形状示意图。
附图1至4按图逐点说明，图2是轴承内圈，图中内圈形状特征是内圈外径周边设置若干R形腔沟槽，沟槽多寡要根据速度，负荷而定，要说明的是内圈外径上周边R形腔沟槽的功能与作用，传统轴承无能滚珠与滚柱均设置保持架，弊病是正个保持架夹持滚珠或滚柱游离外圈与内圈回转，由于精度误差，间隙，动平衡负荷瞬时变动等因素导至滚柱在回转中向轴窜动与径向跳动造成滚柱形位偏差引起回转精度不稳定，主要是滚柱与保持架摩擦，因滚柱位偏差受制于保持架强制矫正，产生激烈摩擦，导至柱外径与保持架磨损，造成正个轴承报废。
把陶瓷滚柱固定于R形腔穴位中，首先确保滚柱不受诸因素影响，使滚柱回转形位稳定，同时内圈上R形腔夹持滚柱有足够力距，滚柱在R形腔穴位中稳定自转，滚柱与内圈及主轴同步回转，作为高精度机床与主轴回转轴承有平稳面精确运转。
图3，图中复合陶瓷滚柱结构特征A是氮化硅陶瓷外层有低摩擦特征，B是碳化硅陶瓷芯部有压强大特性，两种陶瓷组成高强度陶瓷滚柱其功能是承受高温，高速，大负荷长期运转。
权利要求
1.陶瓷滚柱轴承整体包括图2轴承内圈，图3复合陶瓷滚柱以及图4轴承外圈。图2轴承内圈形状特征是内圈外径周边设置若干条R形沟槽，R形腔沟槽是抱合滚柱定点穴位，滚柱在穴位中自转；轴承内圈是关键另件，它的精度和硬度是确保正个轴承质量。图3是复合陶瓷滚柱构造特征，图中A是氮化硅陶瓷外层，B是碳化硅陶瓷芯部，两种陶瓷复合性能是赋于滚柱低摩擦与耐磨特性而有耐高温，压强大的品质。
全文摘要
陶瓷滚柱轴承主要功能是承受高温，高速，大负荷运转，用于大型蒸气涡轮机与燃气涡轮机主轴回转轴承，也可用于大型高精度机床主轴回转轴承，精度丧失期比金属滚柱高数倍。陶瓷滚柱轴承构造特殊，无滚柱保持架，滚柱与内圈周边R形腔吻合只能自转，滚柱公转与主轴同步，运转平稳，确保主轴回转精度，陶瓷滚柱轴承用于低速回转无需润滑油。
文档编号F16C33/34GK1067716SQ9110397
公开日1993年1月6日 申请日期1991年6月10日 优先权日1991年6月10日
发明者方明 申请人:方明