[0001] 本发明涉及自润滑轴承加工技术领域，尤其是自润滑轴承的金属基材的石墨柱热装设备。

[0002] 自润滑轴承通常在其金属基材上周向镶嵌多个石墨柱，从而实现轴承的自润滑。

[0003] 石墨柱的镶嵌通常有两种方法。第一种，如公开号为CN104259739A、名称为一种在金属基材中镶嵌石墨的工艺的中国发明专利申请，将金属基材加热，或将石墨材料冷冻，然
后将两者组合镶嵌，待恢复常温后，两者紧密结合。另一种，如公开号为CN209125245U、名称
为石墨压装机的中国实用新型专利，在金属基板上预先打底孔，通过压装机构将与底孔过
盈的石墨压装入底孔中。

[0004] 第一种方法，由于金属基材冷却速度较快，镶嵌石墨柱过程中，会因为金属基材温度不足而需要反复送入加热炉进行加热，导致石墨柱镶嵌效率较低。第二种方法，石墨柱在
镶嵌过程中与底孔之间会产生切削，导致石墨柱失去与金属基板配合的过盈量，石墨柱依
然容易脱落。

[0027] 下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员
在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

[0028] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方
位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0029] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的
含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

[0030] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机
械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元
件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发
明中的具体含义。

[0031] 如图1至图5所示，本发明实施例中提出的自润滑轴承的金属基材的石墨柱热装设备，包括工作台100和装配座200，装配座200安装于工作台100上，装配座200用于套接金属
基材400的内孔。装配座200上设有加热模块300、温度传感器220以及冷却通道230。工作台
100上安装有控制模块110。控制模块110连接加热模块300和温度传感器220，温度传感器
220测量装配座200的温度并向控制模块110发送相应的温度信号，控制模块110根据温度信
号控制加热模块300的启停。冷却通道230通入冷却液以冷却装配座200。其中，装配座200上
设有传感器安装孔，温度传感器220插入传感器安装孔中。

[0032] 金属基材400呈管状，其上分布有多个沿金属基材400径向设置的通孔401，通孔401用于镶嵌石墨柱。金属基材400的材质可以但不限于为碳钢、铜合金或者铝合金等。

[0033] 向金属基材400上镶嵌石墨柱时，将金属基材400套接在装配座200上，启动加热模块300，加热模块300加热装配座200，装配座200向金属基材400传热。控制模块110上可设置
加热温度，通过获取温度传感器220发送的温度信号而控制加热模块300的启、停，将装配座
200的温度保持在加热温度上。加热温度范围通常设置在300℃至600℃之间。

[0034] 装配座200的材质可以但不限于为碳钢、铜合金或者铝合金等。

[0035] 控制模块110上设有显示屏，显示屏上显示温度传感器220发送的温度信号，当显示温度达到一定值时，可以开始镶嵌石墨柱。操作人员将石墨柱依次镶嵌至金属基材400上
后完成金属基材400的石墨热装。

[0036] 但金属基材400完成石墨热装后，金属基材400的温度较高，不便于取下。向冷却通道230中通入冷却液从而冷却装配座200，金属基材400的热量传递至装配座200从而冷却金
属基材400，待金属基材400温度降低后，操作人员可取下金属基材400。

[0037] 本发明的石墨柱热装设备，装配座200上设有加热模块300和温度传感器220，工作台100上设有控制模块110，这样一来能够在向金属基材400镶嵌石墨柱的过程中保持金属
基材400的温度，避免了金属基材400需要反复回炉加热，提高了石墨柱的镶嵌速度，同时，
装配座200上还设有冷却通道230，冷却通道230能够快速冷却装配座200从而快速降低金属
基材400的温度，便于金属基材400的取下以及存放，避免了高温的金属基材400在取下和存
放时烫伤工作人员。

[0038] 在本实施例中，从装配座200上取下以镶嵌石墨柱的金属基材400后，在装配座200上套接待镶嵌石墨柱的金属基材400，此时，冷却通道230中还留存有部分的冷却液，启动加
热模块300可使得冷却液蒸发，冷却液蒸发产生的蒸汽由冷却通道230排出。

[0039] 在本实施例中，控制模块110设有启动按钮和停止按钮。按下停止按钮，断开控制模块110与加热模块300的电连接从而停止加热模块300加热。按下启动按钮，控制模块110
根据设定温度和温度传感器220的温度信号自动控制加热模块300的启、停。

[0040] 在一个实施例中，如图1至图3所示，基于前述实施例的石墨柱热装设备，为了避免装配座200的热量传递至工作台100，装配座200与工作台100之间设有隔热垫片120。

[0041] 具体的，装配座200上设有螺孔，隔热垫片120上设有与螺孔对应的孔，由工作台100的一端采用螺钉将隔热垫片120、装配座200固定安装在工作台100上。

[0042] 这样一来，减少了装配座200向工作台100的热量传递，有效的避免工作台100的温度上升。

[0043] 在一个实施例中，如图1至图3所示，基于前述实施例的石墨柱热装设备，装配座200呈水平设置，金属基材400沿水平方向套接于装配座200上。使得金属基材400能够稳定
的保持在装配座200上，避免金属基材400在镶嵌石墨柱时从装配座200上掉落。

[0044] 在一个实施例中，如图1至图4所示，基于前述实施例的石墨柱热装设备，装配座200呈中空的筒状，冷却通道230、加热模块300和温度传感器220设于装配座200的筒壁上。

[0045] 这样一来，减少了装配座200的材料用量，降低石墨柱热装设备的生产成本，并且，装配座200的加热和冷却速度更快，从而加快了石墨柱热装的流程速度，进一步提高石墨柱
热装镶嵌的工作效率，同时，装配座200的加热所需的热量大大降低、装配座200冷却所需的
冷却液用量也大大降低，从而降低了石墨柱热装的能耗及材料损耗，大大降低石墨柱热装
设备的使用成本。

[0046] 在一个实施例中，如图2、图4所示，基于前述实施例的石墨柱热装设备，加热模块300包括多个加热管，装配座200上周向间隔地设有多个加热孔210，多个加热孔210沿装配
座200的轴向设置，多个加热管安装于不同的加热孔210中。多个加热管与控制模块110电连
接。

[0047] 如此设置，加热模块300能够与装配座200充分接触，从而能够有效的增加装配座200的加热效率，提高石墨柱热装的工作效率。

[0048] 在一个实施例中，如图4所示，基于前述实施例的石墨柱热装设备，冷却通道230包括多个导通槽231、进液口232、出液口233，第一通液槽234和第二通液槽235，进液口232和
出液口233设于装配座200靠近工作台100的一端，多个导通槽231沿装配座200的轴向延伸，
第一通液槽234周向间隔地上设于装配座200远离工作台100的一端，第二通液槽235设于装
配座200靠近工作台100的一端，其中一个导通槽231连通于进液口232和一个第一通液槽
234之间，另一个导通槽231连通于出液口233和领一个第一通液槽234之间，其它导通槽231
分别连通于一个第一通液槽234和一个第二通液槽235之间，以使多个导通槽231、多个第一
通液槽234、多个第二通液槽235、进液口232和出液口233连通构成冷却通道230。

[0049] 具体的，装配座200包括管体201、第一封盖202和第二封盖203，第一封盖202和第二封盖203分别盖合于管体201的两端，通过焊接固定且密封连接。第一通液槽234周向间隔
地设于第一封盖202朝向管体201的一侧。第二通液槽234周向间隔地设于第二封盖203朝向
管体201的一侧。进液口231和出液口232沿第二封盖203的径向设置且设于相邻两个第二通
液槽234之间。进液口231和出液口232为盲孔，进液口232上安装有进液接头241，出液口233
上安装于出液接头242。导通槽231沿管体201的轴向贯穿。第一通液槽234、第二通液槽235
的槽宽与导通槽231相对应。第一通液槽234、第二通液槽235的两端均与导通槽231相通，第
一通液槽234在两个导通槽231中间的部分、第二通液槽235在两个导通槽231中间的部分被
管体201的管壁遮挡而避免漏液。

[0050] 通过上述的设置，增加了冷却通道230在装配座200上的冷却长度，使得冷却液能够有充足的时间与装配座200进行换热，提高了装配座200的冷却效率。

[0051] 在一个实施例中，如图4所示，基于前述实施例的石墨柱热装设备，第一通液槽234和加热孔210在装配座200的径向上周向间隔的设置在管体201的管壁上，第一通液槽234的
数量与加热孔210的数量相等。由于导通槽231的存在，在装配座200横向的热量传递路径上
形成隔断，降低了装配座200横向上的热量传递效率，通过加热孔210与第一通液槽234的间
隔设置，使得每两个导通槽231之间均设有一个加热管，避免了装配座200上加热的不均匀，
从而提高装配座200的加热效率，以及提高石墨柱热装的工作效率；同时，装配座200加热
时，冷却通道230中还存有冷却液，通过上述的设置，能够均匀的加快冷却通道230中冷却液
的蒸发，进一步避免了装配座200上加热不均匀情况的发生。

[0052] 在一个实施例中，如图4所示，基于前述实施例的石墨柱热装设备，对于冷却通道230中导通槽231、第一通液槽234、第二通液槽235的设置进行详细说明。导通槽231的数量
为A，第一通液槽234的数量为B，第二通液槽235的数量为C，B＝A/2‑1，C＝A/2。

[0053] 在一个实施例中，基于前述实施例的石墨柱热装设备，还包括供液源、供液阀门、进液管和出液管，供液源连接进液管，进液管连接进液口232，供液阀门连接于供液源和进
液管之间，供液源提供具有压力的冷却液，出液管连接出液口233。

[0054] 其中，供液源可以是市政供水管道；也可以是水箱和水泵，水泵将水箱中的水泵具有压力地泵入进液管中。进液管通过连接进液接头连接进液口232，出液管通过连接出液接
头连接出液口233。

[0055] 在其他一些实施例中，供液阀门也可以连接于进液管与进液口232之间。

[0056] 操作人员可以通过控制供液阀门开、闭而控制冷却通道230中冷却液的通、停，也可以通过控制模块110控制水泵的启、停而控制冷却通道230中冷却液的通、停。

[0057] 在一个实施例中，如图1至图3所示，基于前述实施例的石墨柱热装设备，装配座200设有多个，控制模块110、加热模块300、冷却通道230及温度传感器220相应地设有多个，
多个温度传感器220分别测量多个装配座200的温度并分别发送至不同的控制模块110，多
个控制模块110分别控制多个装配座200上不同的加热模块300的启停，多个冷却通道230冷
却不同的装配座200。

[0058] 操作人员可在多个装配座200上依次完成金属基材400的石墨柱热装工作流程。在本实施例中，装配座200设有两个，其中一个装配座200上的金属基材400完成石墨柱的热装
后，向该装配座200通入冷却液而冷却装配座200及金属基材400，操作人员可在另一装配座
200上进行另一金属基材400的加热及石墨柱的热装。

[0059] 在其他一些实施例中，装配座200也可以设有三个，三个装配座200上可依次进行加热、镶嵌、冷却的操作工序。

[0060] 这样一来，减少了操作人员等待装配座200加热和/或冷却的等待时间，提高金属基材400的石墨柱热装的工作效率，从而降低人工成本，进而降低自润滑轴承的生产成本及
价格。

[0061] 在一个实施例中，基于前述实施例的石墨柱热装设备，为了减少安装在装配座200上的金属基材400的晃动以及增加装配座200与金属基材400的传热效率，装配座200的外形
与金属基材400的内孔形状相适应，装配座200与金属基材400间隙配合。

[0062] 由于金属基材400上周向地设有通孔401，向金属基材400上镶嵌石墨柱时需要旋转金属基材400以便于操作人员的依次完成石墨柱的镶嵌操作，套接在装配座200上的金属
基材400能相对装配座200转动。为了确保加热后的金属基材400能相对装配座200转动，在
一个实施例中，基于前述实施例的石墨柱热装设备，装配座200的热膨胀系数不大于金属基
材400的热膨胀系数。

[0063] 示例性的，装配座200的材质为碳钢，金属基材400的材质为碳钢或铜合金或铝合金。

[0064] 示例性的，装配座200的材质为铜合金，金属基材400的材质为铜合金或铝合金。

[0065] 这样一来，加热模块300加热装配座200和金属基材400后，装配座200的热膨胀不大于金属基材400的热膨胀，使得两者在加热后还可以相对转动，金属基材400能够相对装
配座200转动而完成金属基材400的石墨柱镶嵌。

[0066] 本发明还提出自润滑轴承的金属基材的石墨柱热装方法，采用前述实施例的石墨柱热装设备，本方法包括以下步骤：
S1、在控制模块110上设置预设温度Tmp1；
S10、将金属基材400套装在装配座200上；
S20、启动加热模块300；
S30、待装配座200的温度达到一定值后，对金属基材400进行石墨柱镶嵌；
S40、金属基材400完成石墨柱镶嵌后加热模块300停止加热；
S50、向冷却通道230中通入冷却液；
S60、金属基材400冷却后取下，并返回S10。

[0067] 其中，S30中，控制模块110通过温度传感器220发送的温度信号控制加热模块300的启、停而将装配座200控制在预设温度Tmp1上。

[0068] 需要说明的是，石墨柱的长度大于通孔401的深度，金属基材400完成石墨柱的镶嵌后，需要进一步处理金属基材400的外表面和内孔，使得金属基材400的外表面和内孔平
整。

[0069] 在一个实施例中，基于前述实施例的石墨柱热装方法，在S10和S20之间还有以下步骤：
S11，向冷却通道230中通入压缩空气。

[0070] 通过向冷却通道230中通入压缩空气，可以排出冷却通道230中残留的冷却液，装配座200的加热无需将冷却液一同加热并使冷却液蒸发，从而提升了装配座200的加热效
率，降低了能耗。

[0071] 其中，石墨柱热装设备还包括气源、气管和供气阀门，气源提供压缩空气，气管连通冷却通道230，供气阀门连接于气管和冷却通道230之间。供气阀门打开将压缩空气通入
冷却通道230中，供气阀门关闭避免冷却液进入气管中。气源可以是空压机，也可以是存储
压缩空气的气罐。供气阀门可以通过电控，也可以是手动开启和关闭。

[0072] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内
容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。