保持架和滾動(dòng)軸承、以及液化氣用泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及將液氮、液氧、液體天然氣等液化氣加壓輸送的液化氣用累所使用的、 在極低溫環(huán)境下使用的滾動(dòng)軸承。另外，本發(fā)明設(shè)及適合于運(yùn)樣的滾動(dòng)軸承的保持架。
【背景技術(shù)】
[0002] 在加壓輸送液化氣的累(液化氣用累）中，為了對(duì)安裝有加壓輸送液化氣的葉輪的 主軸進(jìn)行支承，包括深溝球軸承、圓柱滾子軸承等滾動(dòng)軸承。該滾動(dòng)軸承與液化氣接觸，因 此，構(gòu)成軸承的鋼材因液化氣而受到腐蝕而劣化。因此，已知使外圈、內(nèi)圈及滾動(dòng)體全部為 具有耐腐蝕性的馬氏體系不誘鋼(SUS440C等）、或者使?jié)L動(dòng)體為高速工具鋼(AISIM50)的滾 動(dòng)軸承(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
[0003] 但是，當(dāng)使內(nèi)外圈和滾動(dòng)體都為金屬制時(shí)，金屬接觸導(dǎo)致磨損增大，因此，有時(shí)也 使?jié)L動(dòng)體為陶瓷制(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。通過使?jié)L動(dòng)體為陶瓷制，從而能夠防止電腐蝕， 還具有延長(zhǎng)軸承壽命的效果。
[0004] 另外，由于在極低溫下使用，因此，不能將潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂等潤(rùn)滑劑配置在軸承內(nèi) 部來(lái)進(jìn)行滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑，因此，滾動(dòng)軸承在無(wú)潤(rùn)滑環(huán)境下旋轉(zhuǎn)，有可能產(chǎn)生磨損而壽命降 低。因此，還提出了 W下的方法:通過裝配具備低摩擦系數(shù)的固體潤(rùn)滑膜的保持架(例如，參 照專利文獻(xiàn)3)、含有固體潤(rùn)滑劑的樹脂組合物制的保持架(例如，參照專利文獻(xiàn)4)，從而付 與無(wú)潤(rùn)滑環(huán)境下的耐磨損性。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1:日本國(guó)實(shí)開昭63-69818號(hào)公報(bào)
[000引專利文獻(xiàn)2:日本國(guó)日本特開2007-127277號(hào)公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)3:日本國(guó)日本特開2006-220240號(hào)公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)4:日本國(guó)日本特開2002-213455號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[001。 本發(fā)明欲解決的技術(shù)問題
[0012] 但是，液化氣的沸點(diǎn)（1個(gè)氣壓)為:液氮為約一196°C、液氧為約一183°C、液化甲燒 氣為約一i64°c、液化下燒氣為約+rc，其溫度范圍較寬，關(guān)于在低溫環(huán)境（TC W下）、特別 是極低溫環(huán)境（一30°C W下）下使用的滾動(dòng)軸承、專利文獻(xiàn)2那樣的內(nèi)、外圈為鋼材制并具備 陶瓷制的滾動(dòng)體的滾動(dòng)軸承，越是低溫，軸承內(nèi)部間隙的變化量越大。而且，軸承內(nèi)部間隙 越大，振動(dòng)也越大，越易磨損。
[0013] 另外，由于在無(wú)潤(rùn)滑環(huán)境下使用，所W，即使如專利文獻(xiàn)3、4那樣利用潤(rùn)滑膜、固體 潤(rùn)滑劑來(lái)付與了耐磨損性的保持架，也強(qiáng)烈期望進(jìn)一步的耐磨損性的提高。
[0014] 因此，本發(fā)明解決上述那樣的現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題點(diǎn)，目的在于提供一種長(zhǎng)壽 命的滾動(dòng)軸承，即使在低溫環(huán)境（TC W下）、特別是極低溫環(huán)境（一30°C W下）、而且在無(wú)潤(rùn) 滑環(huán)境下使用，也顯示出優(yōu)異的潤(rùn)滑性，并提高了耐磨損性。另外，目的在于提供一種最適 合上述滾動(dòng)軸承的保持架。并且，目的在于提供一種具備上述滾動(dòng)軸承且長(zhǎng)壽命的液化氣 用累。
[0015] 用于解決問題的技術(shù)方案
[0016] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供下述的保持架和滾動(dòng)軸承、W及液化氣用累。
[0017] (1)-種滾動(dòng)軸承，在內(nèi)圈與外圈之間經(jīng)由保持架保持有多個(gè)滾動(dòng)體，在液化氣環(huán) 境下或者極低溫下使用，其特征在于，
[0018] 內(nèi)圈及外圈由軸承鋼、不誘鋼、高速工具鋼或滲碳鋼的任一種鋼材形成，且滾動(dòng)體 由陶瓷構(gòu)成，所述陶瓷的線膨脹系數(shù)為形成內(nèi)圈及外圈的鋼材的線膨脹系數(shù)的70% W上且 105%W 下。
[0019] (2)如上述(1)記載的滾動(dòng)軸承，其特征在于，
[0020] 保持架由樹脂組合物構(gòu)成。
[0021] (3)如上述(1)或(2)記載的滾動(dòng)軸承，其特征在于，
[0022] 軸承精度為IS0492規(guī)格的Normal classW上。
[0023] (4)如上述(1)~(3)的任一項(xiàng)記載的滾動(dòng)軸承，其特征在于，
[0024] 形成內(nèi)圈及外圈的鋼材被深冷處理。
[0025] (5)如上述(1)~(4)的任一項(xiàng)記載的滾動(dòng)軸承，其特征在于，
[00%] 形成滾動(dòng)體的陶瓷的硬度為HvlOOO W上1500 W下。
[0027] (6)如上述(2)記載的滾動(dòng)軸承，其特征在于，
[00%]形成保持架的樹脂組合物的樹脂成分為PTFE、聚酷胺、陽(yáng)邸及PPS的至少巧中。
[0029] (7)如上述(6)記載的滾動(dòng)軸承，其特征在于，
[0030] 形成保持架的樹脂組合物含有作為纖維狀填充材料的玻璃纖維、碳纖維、鐵酸巧 晶須及棚酸侶晶須的至少1種。
[0031] (8)如上述(7)記載的滾動(dòng)軸承，其特征在于，
[0032] 形成保持架的樹脂組合物含有作為固體潤(rùn)滑劑的石墨、MoS2及WS2的至少巧中。
[0033] (9)如上述(8)記載的滾動(dòng)軸承，其特征在于，
[0034] 形成保持架的樹脂組合物含有10~20質(zhì)量％的玻璃纖維、4.5~5.5質(zhì)量％的 MoS2,其余部分由PT陽(yáng)構(gòu)成。
[0035] (10)如上述(1)~(9)的任一項(xiàng)記載的滾動(dòng)軸承，其特征在于，
[0036] 滾動(dòng)體包含氧化侶成分和氧化錯(cuò)成分，質(zhì)量比為氧化侶成分:氧化錯(cuò)成分=5~ 50:50~95的比例。
[0037] (11)如上述(1)~（10)的任一項(xiàng)記載的滾動(dòng)軸承，其特征在于，
[0038] 保持架為在周向2分割的分割保持架，且該分割保持架由馴釘一體地連結(jié)。
[0039] (12)如上述(11)記載的滾動(dòng)軸承，其特征在于，
[0040] 在馴釘?shù)鸟Z釘頭與分割保持架之間插入有墊圈。
[0041] (13)-種液化氣用累，其特征在于，
[0042] 具備上述(1)~（12)的任一項(xiàng)記載的滾動(dòng)軸承。
[0043] (14)-種保持架，被裝配到在液化氣環(huán)境下或者極低溫下使用的滾動(dòng)軸承，其特 征在于，
[0044] 所述保持架由樹脂組合物構(gòu)成，所述樹脂組合物包含：
[0045] 由PTFE、聚酷胺、陽(yáng)邸及PI^的至少巧巾構(gòu)成的樹脂；
[0046] 由玻璃纖維、碳纖維、鐵酸巧晶須及棚酸侶晶須的至少1種構(gòu)成的纖維狀填充材 料；W及
[0047] 由PTFE、聚酷胺、陽(yáng)邸及PPS的至少巧巾構(gòu)成的樹脂。
[0048] (15)如上述(14)記載的保持架，其特征在于，
[0049] 所述保持架由樹脂組合物構(gòu)成，所述樹脂組合物含有10~20質(zhì)量％的玻璃纖維、 4.5~5.5質(zhì)量％的齡52,其余部分由PT陽(yáng)構(gòu)成。
[0050] (16)如上述(14)或（15)記載的保持架，其特征在于，
[0051] 所述保持架是在周向2分割的分割保持架，且該分割保持架由馴釘一體地連結(jié)。
[0052] (17)如上述(16)記載的保持架，其特征在于，
[0053] 在馴釘?shù)鸟Z釘頭與分割保持架之間插入有墊圈。
[0054] 發(fā)明效果
[0055] 本發(fā)明的滾動(dòng)軸承通過使內(nèi)、外圈為特定的鋼材制，并使?jié)L動(dòng)體為陶瓷制，并且使 兩者的線膨脹系數(shù)比在特定范圍內(nèi)，從而能夠?qū)?yīng)溫度不同的各種液化氣，在處理低溫的 液化氣的情況下，軸承內(nèi)部間隙的變化也較少，與具備W往的陶瓷制滾動(dòng)體的滾動(dòng)軸承相 比，減輕振動(dòng)，耐磨損性優(yōu)異。另外，本發(fā)明的保持架也由纖維狀填充材料加強(qiáng)，并且由固體 潤(rùn)滑劑付與潤(rùn)滑性，因此，在不使用潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂的無(wú)潤(rùn)滑環(huán)境下，也表現(xiàn)出充分的潤(rùn)滑 壽命。并且，本發(fā)明的液化氣用累也由于具備上述滾動(dòng)軸承而壽命長(zhǎng)。
【附圖說明】
[0056] 圖1是示出本發(fā)明的滾動(dòng)軸承的一個(gè)例子的深溝球軸承的剖視圖。
[0057] 圖2是示出本發(fā)明的滾動(dòng)軸承的其他例子的角接觸球軸承的剖視圖。
[0058] 圖3是對(duì)于包括SUS440C制的內(nèi)、外圈、和氮化娃制滾珠或適用本發(fā)明的氧化侶一 氧化錯(cuò)制滾珠的滾動(dòng)軸承，通過計(jì)算來(lái)求出相對(duì)于溫度的徑向內(nèi)部間隙的圖表。
[0059] 圖4是示出本發(fā)明的液化氣用累的一個(gè)例子的液化氣浸沒式累的剖視圖。
[0060] 圖5是示出實(shí)施例中使用的滑動(dòng)摩擦、磨損試驗(yàn)裝置的剖視圖。
[0061] 圖6是將圖5所示的試驗(yàn)裝置的滾珠周邊放大地示出的剖視圖。
[0062] 圖7是實(shí)施例中使用的軸承試驗(yàn)裝置的剖視圖。
[0063] 圖8是示出實(shí)施例中使用的馴釘被連結(jié)性評(píng)價(jià)試驗(yàn)裝置的剖視圖。
[0064] 圖9是示出在圖8所示的試驗(yàn)裝置中將按壓模具閉合的狀態(tài)的圖。
[0065] 圖10是示出玻璃纖維含量的驗(yàn)證結(jié)果的圖表。
[0066] 圖11是示出MoS2含量的驗(yàn)證一1的結(jié)果的圖表。
[0067] 圖12是示出MoS2含量的驗(yàn)證一2的結(jié)果的圖表。
[0068] 圖13是具備含玻璃纖維及MoS2的保持架的滾動(dòng)軸承、與具備含玻璃纖維且不含 MoS2的保持架的滾動(dòng)軸承的耐久性能的比較結(jié)果的圖表。
[0069] 圖14是示出滾珠的材料所決定的耐久性能的比較結(jié)果的圖表。
[0070] 圖15是示出馴釘連結(jié)性評(píng)價(jià)一1中的、馴釘凹陷深度的變化的圖表。
[0071] 圖16是示出馴釘連結(jié)性評(píng)價(jià)一1中的、受壓面積比與馴釘凹陷深度比的關(guān)系的圖 表。
[0072] 圖17是示出馴釘連結(jié)性評(píng)價(jià)一2的結(jié)果的圖表。
[0073] 附圖標(biāo)記說明
[0074] 1 內(nèi)圈 [00巧]2外圈
[0076] 3 滾珠
[0077] 4保持架 [007引 5馴釘
[0079] 6 墊圈
[0080] 7彈黃銷
【具體實(shí)施方式】
[0081] W下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0082] 在本發(fā)明中，滾動(dòng)軸承的種類沒有制限，被裝配于如液化氣用累那樣在極低溫環(huán) 境下使用的裝置的滾動(dòng)軸承為對(duì)象。例如，能夠例示圖1所示的深溝球軸承10,圖示的深溝 球軸承10在內(nèi)圈1與外圈2之間利用保持架4滾動(dòng)自如地保持有作為滾動(dòng)體的滾珠3。
[0083] 另外，保持架4也可W在其周向被分割為2部分，在此情況下，2個(gè)分割保持架由彈 黃銷7連結(jié)，最后通過壓馴馴釘5而被連結(jié)。具體而言，如圖所示，在其周向被二分割的一對(duì) 環(huán)狀零件4A、4B與內(nèi)圈1及外圈2同屯、地配置，并且，從軸向兩側(cè)夾著滾珠3對(duì)置配置。夾著滾 珠3的兩環(huán)狀零件4A、4B的軸向端面相互對(duì)置，在運(yùn)些對(duì)置面分別空出等間隔并在周向并列 地形成有多個(gè)球面狀凹部。而且，形成于兩對(duì)置面的球面狀凹部的數(shù)量相同，并全部對(duì)置配 置，因此，利用對(duì)置的2個(gè)球面狀凹部構(gòu)成在徑向貫通保持架4的圓形的兜孔，在各兜孔內(nèi)保 持有滾珠3。
[0084] 兩環(huán)狀零件4A、4B的對(duì)置面中的未形成有球面狀凹部的部分40a、40b被相互對(duì)接 (W下記為"對(duì)接面40a、40b")，由此，構(gòu)成保持架4的支柱。即，在兜孔與兜孔之間形成有支 柱，空開等間隔并在周向并列。而且，在兩環(huán)狀零件4A、4B的對(duì)置面被對(duì)接的部分(柱部分）， 分別設(shè)置有在軸向延伸的貫通孔42a、42b。
[0085] 另外，在兩環(huán)狀零件4A、4B上構(gòu)成由接禪接合構(gòu)造。即，在兩環(huán)狀零件4A、4B的對(duì)接 面40a、40b中的一者(在圖1的例子中，是環(huán)狀零件4A的對(duì)接面40a)上，形成有接禪凸部44a， 在另一者(在圖1的例子中，是環(huán)狀零件4B的對(duì)接面40b)上形成有與接禪凸部44a卡合的接 禪凹部44b。通過將接禪凸部44a嵌合于接禪凹部44b，從而進(jìn)行兩環(huán)狀零件4A、4B的