一种具有表面微孔结构的轴瓦的制作方法

xiaoxiao2020-7-22  60

专利名称:一种具有表面微孔结构的轴瓦的制作方法
技术领域
本实用新型属于汽车发动机技术领域,具体为发动机的主轴瓦或连杆轴瓦,其表面带有规则排列的微孔结构。
技术背景轴瓦,作为ー种滑动轴承广泛应用于发动机中。轴瓦通常由金属瓦背及減摩合金层组成,与曲轴轴颈组成滑动摩擦副。发动机呈现平均有效压カ和转速不断提高的趋势,所以对轴瓦的承载性、润滑性的要求不断提高。现有的发动机轴瓦,从微观上看轴瓦的内表面通常为光滑的或者呈凹槽型波纹结构。由弹流理论以及仿生研究可知,摩擦副表面不是越光滑越好,摩擦副表面过于光滑,当表面贫油时,难以形成油膜,形成边界摩擦甚至干摩擦,加快磨损,使轴瓦失效。而轴瓦内表面微观结构为凹槽型波纹结构时,轴瓦的油膜承载能力适度改善,但凹槽结构使周围应カ増大,不利于轴瓦的承载性,降低了轴瓦的強度。

实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种能有效提高油膜的承载能力、润滑效果明显改善的具有内表面微孔结构的轴瓦。本实用新型的目的是这样实现的ー种具有表面微孔结构的轴瓦,包括轴瓦本体,本体由金属瓦背和减摩合金层组成,其中減摩合金层为轴瓦和轴颈间的摩擦层。其特征在于减摩合金层的内表面加工有微结构。所述微结构为采用激光微加工技术加工的微孔。所述微孔规则排列,直径为150 μ m 200 μ m,深度为35 μ m 50 μ m。所有微孔的面积之和占减摩合金层内表面面积的4. 5% 5. 5%,微孔的形状为圆锥孔或圆柱孔。本实用新型与现有技术相比具有如下优点I、提高了轴瓦-轴颈间的最小油膜厚度,且与表面光滑结构相比,微孔的存在使润滑油由单向平面流动改为曲面多方向流动,増加通过单位面积流量,产生动压效应,提高润滑效果;现有技术的波纹结构或者槽形轴瓦,也有动压效应,但微孔比槽型、波纹型对润滑油的挤压效果更明显,所以动压效应更強。2、通过激光加工的内表面微孔与镗出的凹槽型或波纹型相比,尺寸更微观,应カ集中更少,轴瓦的強度几乎无变化。3、内表面微孔可以储油布油,当摩擦副表面贫油时可以向表面多点二次供油,延长润滑时间。由于微孔深度大于凹槽或波纹型,储油效果更好。4、轴瓦磨损较多为磨粒磨损,内表面微孔可以捕捉磨粒,減少磨粒磨损。
图I为本实用新型的轴瓦整体视图;图IA是图I的剖视图;图2为本实用新型的轴瓦内表面视图;图3为图2的局部放大的详细视图;图4A和图4B为图3的A-A剖面图; 图5A和图5B为微孔放大示意图。
具体实施方式
以下具体说明本轴瓦的微孔结构及加工方式參见图I、图1A,该轴瓦具有轴瓦本体1,本体I由金属瓦背3和减摩合金层4组成,其中減摩合金层4为轴瓦和轴颈间的摩擦层。參见图2、图3,在减摩合金层4的内表面加工有规则排列的微孔2。具体加工方法是先在轴瓦本体I上的減摩合金层4内表面涂覆ー层树脂,该树脂薄且易除去。再装夹入半圆环形エ装内侧,采用脉冲激光器,优选的可以是Nd=YAG脉冲激光器在轴瓦加工出微孔。其中Nd =YAG脉冲激光器主要參数有Ca)激光波长1064nm ; (b)晶体Nd: YAGJI^ ; (c)激光输出最大单脉冲能量40mJ 50mJ ; (d)激光脉冲频率40Hz 50Hz ;(e)激光脉冲宽度90ns IlOns。Nd :YAG脉冲激光器产生的高能量高密度脉冲激光束等间隔作用于材料表面,使材料熔化,溅射形成微孔2结构。当脉冲激光束静止时,混合式步进电机精确控制轴瓦线位移和角位移,获得规则排列的圆锥形微孔阵列。最后去除表面ー层树脂并抛光,就获得了表面光滑且具有规则排列微孔结构的轴瓦。參见图4和图5,微孔2的形状为可以是圆锥孔,或是圆柱孔。它们的直径最好为150 μ m 200 μ m,深度为35 μ m 50 μ m,且所有微孔2的面积之和占减摩合金层4内表面面积的4. 5% 5. 5%ο
权利要求1.ー种具有表面微孔结构的轴瓦,包括轴瓦本体(1),本体(I)由金属瓦背(3)和减摩合金层(4)组成,其特征在于减摩合金层(4)的内表面加工有微结构。
2.根据权利要求I所述的具有表面微孔结构的轴瓦,其特征是所述微结构为采用激光微加工技术加工的微孔(2)。
3.根据权利要求2所述的具有表面微孔结构的轴瓦,其特征是所述微孔(2)规则排列。
4.根据权利要求2所述的具有表面微孔结构的轴瓦,其特征是所述微孔(2)的直径为150 μ m 200 μ m,深度为 35 μ m 50 μ m。
5.根据权利要求2所述的具有表面微孔结构的轴瓦,其特征是所有微孔(2)的面积之和占减摩合金层(4)内表面面积的4. 5% 5. 5%。
6.根据权利要求2所述的具有表面微孔结构的轴瓦,其特征是微孔(2)的形状为圆锥孔或圆柱孔。
专利摘要一种具有表面微孔结构的轴瓦,所述轴瓦包括轴瓦本体,本体由金属瓦背和减摩合金层组成,其中减摩合金层为轴瓦和轴颈间的摩擦层。其特征在于减摩合金层的内表面加工有微结构。所述微结构为采用激光微加工技术加工的微孔,微孔规则排列,直径为150μm~200μm,深度为35μm~50μm。该轴瓦具有内表面微孔结构,能有效提高油膜的承载能力,使润滑效果明显改善。
文档编号F16C33/10GK202451605SQ20122007080
公开日2012年9月26日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者伍建撰, 戴基卉, 林翰, 蒋继科 申请人:重庆长安汽车股份有限公司

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