專利名稱：滾動接觸軸承中的改進的制作方法
技術領域：
本發明涉及滾動接觸軸承，尤其是涉及通過對各軸承元件進行處理使其軸承的性能得到改進，所述軸承元件，如內環、外環、滾動體在使用時承受滾動接觸。
發明概述本發明的一個目的是提供一種處理滾動接觸軸承元件的方法，以便提高滾動接觸軸承元件的性能。本發明的另一目的是提高整個軸承的性能。
按照本發明的一個方面，提供一種通過硬質顆粒研磨來處理滾動接觸軸承元件方法，硬質顆粒研磨包括下述步驟把軸承元件放入盛有硬質顆粒的容器內；并且攪動軸承元件和/或硬質顆粒，使它們之間產生相對運動，從而提高所述元件的表面質量。
按照本發明的另一方面，是提供一種按照本發明的方法處理的滾動接觸軸承元件。
按照本發明的又一方面，是提供一種包括這樣的一個或多個元件的滾動接觸軸承。
背景技術：
硬質顆粒研磨或陶瓷研磨過程在本技術領域是公知的，硬質顆粒研磨設備也是市場上可買到的。
發明的描述用硬質顆粒研磨滾動接觸軸承元件可以簡單地包括把一個或更多的軸承元件混入盛有硬質顆粒和一種平常的液體載體的容器中。這種顆粒通常是氧化鋁(alumina)或其它陶瓷材料，尺寸由幾微米到一毫米以上。這種顆粒的硬度通常等于或大于被處理的軸承元件的硬度，液體通常是水，抗腐蝕劑可以加到液體中。
軸承元件和/或含液體的硬質顆粒被攪動，從而在軸承元件和硬質顆粒之間產生相對運動。硬質顆粒在軸承元件表面產生的影響或作用主要是改善表面質量，提高表面光潔度，更好地是還產生有益的表面殘余壓應力。改善的表面質量，有更好的摩擦性能，殘余壓應力可以抵消軸承元件工作過程中受到的應力。較好的情況是，軸承元件表面的光潔度可提高到0.1μm以下，最好的達到0.07μm左右。處理之前元件的表面光潔度一般是0.13μm左右。
用硬質顆粒研磨軸承元件以減輕表面缺陷的工藝步驟，也可用到元件的表面處理，例如用傳統的磨削或珩磨工藝處理的軸承座圈的表面。另外，特別是不需要昂貴的細磨或珩磨工藝步驟，就可以得到均勻良好的表面光潔度。
優選實施例的詳細描述在實際中能很快處理多個元件。
在實施本發明的方法一個例子中，軸承元件大約處理了30分鐘。軸承元件被放到一個盛有添加了抗腐蝕劑的水和尺寸為10微米的氧化鋁顆粒的槽中，通過以一個方向旋轉軸承元件，而以相反的方向旋轉槽，使得軸承元件和氧化鋁顆粒產生相對運動。
在一定尺寸范圍內氧化鋁顆粒均可使用，另一個實施例用的典型顆粒尺寸為1mm。一般的，元件的處理時間為10分鐘到1小時，盡管通常是30分鐘。槽的旋轉速度是30轉/分(rpm)到90轉/分(rpm)，常用的60轉/分(rpm)。元件的旋轉速度為5轉/分(rpm)到15轉/分(rpm)，常用的是10轉/分(rpm)。
從M50NiL材料制成的軸承內圈在經過這樣研磨前后的鑒定可以看出其表面光潔度(Ra)由0.1282μm左右提高到0.0715μm，內圈的圓度沒有受到明顯影響，每個面去除量大約是4μm。內圈的滾珠座圈只需去除很少量、甚至不用磨削或珩磨。
Polymet測試表明，由M50NiL材料制成的軸承元件，經過陶瓷顆粒研磨后，其疲勞壽命大大提高，是未經研磨的元件的12倍多。
通過測量M50NiL軸承元件的表面殘余壓應力表明，陶瓷顆粒研磨可以使元件的表面壓應力增加到幾百MPa。按照本發明的方法，經處理的元件產生的表面殘余壓應力增加到200Mpa至500MPa之間，典型的是400MPa。
改善的表面質量和在軸承元件表面產生的殘余壓應力可以提高軸承元件的抗疲勞強度，因此也提高了軸承本身的抗疲勞強度。特別是可以改善滾動接觸疲勞性能。
由經過按照本發明的方法處理的元件構成的滾動接觸軸承，可以用在需要改進軸承性能的地方。特別的例子是用在航空或其它領域的汽輪機的主軸軸承上。
權利要求書按照條約第19條的修改1、一種用非腐蝕性硬質顆粒研磨處理滾動接觸軸承元件的用法，所述的硬質顆粒研磨包括步驟把軸承元件放入一個盛有硬質顆粒的容器中；攪動其軸承元件和/或硬質顆粒，使它們之間產生相對運動，從而提高所述元件的表面質量。
2、按照權利要求1所述的用法，其特征在于其中硬質顆粒研磨可進行10分鐘到1小時。
3、按照權利要求1或2所述的用法，其特征在于其中的相對運動是通過使所述元件朝一個方向旋轉，而容器朝相反方向旋轉而產生的。
4、按照權利要求1至3中任一所述的用法，其特征在于其中的硬質顆粒包括氧化鋁。
5、一種滾動接觸軸承元件，是經過如前述任一權利要求所述的方法處理的。
6、一種按照權利要求5所述的滾動接觸軸承元件，其特征在于其中元件的表面光潔度可由0.13μm左右提高到0.07μm左右。
7、一種按照權利要求5或6所述的滾動接觸軸承元件，其特征在于其中元件的表面壓應力可以增加到200Mpa至500MPa。
8、一種按照權利要求5至7中任一所述的滾動接觸軸承元件，其特征在于其中元件的滾動接觸疲勞壽命有顯著增加。
9、一種按照權利要求5至8中任一所述的滾動接觸軸承元件，其特征在于其中元件的表面光潔度，不需要進一步機加工就可以獲得。
10、一種滾動接觸軸承，它包括一個或多個如權利要求5至9中任一所述的元件。
權利要求
1.一種通過元件硬質顆粒研磨對滾動接觸軸承元件進行處理的方法，所述的硬質顆粒研磨包括步驟把軸承元件放入一個盛有硬質顆粒的容器中；攪動其軸承元件和/或硬質顆粒，使它們之間產生相對運動，從而提高所述元件的表面質量。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于利用此方法處理10分鐘到1小時。
3.按照權利要求1或2所述的方法，其特征在于的相對運動是通過使所述元件朝一個方向旋轉，而容器朝相反方向旋轉而產生的。
4.按照權利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于經過處理的元件的表面光潔度可由0.13μm左右提高到0.07μm左右。
5.按照權利要求1至4中任一所述的方法，其特征在于經過處理的元件的表面壓應力可以增加到200Mpa至500MPa。
6.按照權利要求1至5中任一所述的方法，其特征在于經過處理的其元件的滾動接觸疲勞壽命有顯著增加。
7.按照權利要求1至6中任一所述的方法，其特征在于其元件的表面光潔度的提高不需要進一步的機加工就可以得到。
8.按照權利要求1至7中任一所述的方法，其特征在于其中的硬質顆粒包括氧化鋁。
9.一種滾動接觸軸承元件，是通過前述任一權利要求所述的方法處理的。
10.一種滾動接觸軸承，它包括一個或多個如權利要求9中的元件。
全文摘要
一種處理滾動接觸軸承元件的方法,通過硬質顆粒的研磨可以提高元件表面的質量。硬質顆粒研磨包括如下步驟把軸承元件放入一個盛有硬質顆粒最好為氧化鋁的容器中;攪動軸承元件和/或硬質顆粒,使它們之間產生相對運動。最好按此方法進行10分鐘到1小時。所述的相對運動可以通過使所述元件朝一個方向旋轉,而容器朝相反方向旋轉而產生。所述元件的表面光潔度通常可由0.13μm左右提高到0.07μm左右,元件的表面壓應力也可以得到提高,通常提高到200MPa至500MPa,元件的滾動接觸疲勞壽命也有所增加。
文檔編號F16C33/34GK1315897SQ0080108
公開日2001年10月3日 申請日期2000年6月12日 優先權日1999年6月11日
發明者A·多德, M·P·迪克斯, M·S·泰勒 申請人:Nsk-Rhp歐洲技術有限公司