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    来源:石墨轴承 作者:www.hssmzp.com 时间:2014-05-15 10:32:28 查看:
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    石墨轴承进行简要研究与分析

        石墨轴承进行了简要研究与分析,由此证实了炭/石墨轴承的 优良特性,针对不同条件下特殊润滑要求,可研究、制造出性能各异、适合各种条 件的滑动石墨轴承。目前在食品、纺织、印染、化工工业中的输送机轴承、离心泵 轴承、潜水泵轴承、齿轮轴承和汽车、航空、农业机械等方面都不同程度地得到了 应用。  
        此外,对其他适用场合也作了初步探讨。如用于自行车的石墨轴承也有待于开 发。中国是个自行车大国,开发自行车用石墨轴承将是一个巨大的潜在市场。试想 自行车中轴、叉架、脚蹬等处滑动轴承都是线速度要求不高、平时又很少加润滑油 的滑动处。这些轴承(滑动件)大都是标准件,很适合大批量生产,如此还可大大降 低生产成本。再有照相机用滑动轴承,照相机的传动部件不准经常充注润滑油,采 用石墨轴承是理想的材料之一。除直接开发石墨轴承外,利用石墨的润滑性、多孔 石墨的储油性等特点制造滚动轴承球架给轴承提供良好的润滑质,由此可保证长时 间为轴承润滑,这也是开发石墨润滑的一个思路。 
        再者,可在炭材料的改性方面作进一步的研究,开发拓展一些新材料。如采用 碳合金法,对炭质材料的表面和本体进行化学改性,其结果必将影响所得材料的结 构和性能,极有可能开创出新的功能材料用于润滑石墨轴承的制造。再如炭化硅轴 承的研究,它有较强的硬度、耐高温等特性,但成本很高还没能推广。用粉末冶金 法这一传统方法制造轴承,如能进一步提高抗压强度和精度也是有较大发展的。 

    石墨轴承
        炭石墨轴承有着强大的生命力。在石墨轴承开发的同时再研究插层石墨、石墨 涂层轴承等新技术,扩大其研究与应用领域,石墨轴承将在今后得到更大、更广、 更新的发展
    炭材料结构的多样性来源于炭/炭原子间化学键合的多样性,由此也提供了炭 材料的可设计性。石墨轴承由于它的生产工艺和原材料的可设计性为设计与制造提 供了一定空间,从而可制造出性能各异,适用于多种技术条件和使用环境的石墨轴 承。 
        PV值是轴承设计时的重要参数         PV=P.V
            P--单位面积载荷压力,MPa;         V--轴的线速度,m/s。 

        PV值超过各种材料的极限值时,就会引起异常的升温和磨损,一般设计要留有 余量,参考PV值应在极限值的50%--70%。在实际工作中,轴承的运转因环境不同又 有干运转和湿运转之分。在干运转的情况下,石墨轴承允许的最大载荷受到轴承的 强度和允许的磨损速率的限制。其允许的最大线速度则受到轴承摩擦面上所产生热 量的限制。而磨损速率又受到轴承材质、轴和轴承表面加工情况、载荷、速度及周 围介质等条件的影响。在干运转的情况下,轴承允许的PV值还直接受到轴承材质的 影响,在高温下允许PV的值必须比低温时要小得多。当轴承浸在液体里或者是液体 所喷溅的情况下(湿运转),其摩擦和磨损可大大降低。加之液体能够帮助逸散因摩 擦而产生的热量,这样就大大提高石墨轴承允许的PV值,在实际条件下湿运转允许 的PV值可能较干运转时高出近百倍。 
        石墨轴承设计种类有圆柱形、圆柱代凸缘形、圆形、特殊结构,但从石墨轴承 的强度考虑,炭轴承的厚度必须比金属轴承大,厚度以内径的1/5-1/7为合适,最 小限度为3mm以上,轴承的长度是内径的2倍以上。轴承运转时温度将会升高,运转 间隙,可根据轴和轴承的热膨胀来决定,一般是轴径0.3%左右。 
        炭石墨轴承的制造工艺与其他炭制品大致相同,基本工艺过程包括:原料的选 择、原料的预处理、原料的破碎、筛分分级、颗粒状与粉状材料的配料、粘结剂的 选择、混匀、混捏、辊压、磨粉压制成型、焙烧、人造石墨制品还须石墨化处理, 浸渍、机械加工等,部分石墨轴承为了增加机械强度和抗冲击性,还需金属(如锑 、铜、铅等)浸渍,最终达到所要求的技术性能,再进行机械加工成所要求的几何 尺寸。 
        青铜石墨含油轴承的生产用粉末冶金方法,新型青铜石墨含油轴承为了增加轴 承的载荷,加入了铁粉,具体制法是采用粒径小于175um的青铜合金粉末和粒径小 于85um的铁粉,加入少量煤油或机油制成混合物,再添加适量小于75um鳞片状石墨 粉、二硫化钼等,经混合后采用冷压制取坯料,并在780C-895C的温度下烧结而成 。其他青铜石墨含油轴承制造工艺与以上工艺大致相同,选择粉料、混合、压形、 烧结、整型。一般青铜石墨含油轴承主要参数:假比重5.5g/cm3--6.0g/cm3,径向 破坏强度一般不小于2.5N,体积浸油率20号机油不小于15%。 
        镶嵌石墨轴承有两种制造方法。一是浇铸法,将已加工好几何尺寸的石墨滑块 按设计分布在浇铸模中后,用熔融金属液浇铸而成,后经机械加工达到所需尺寸。 二是在金属基材上,按照一定的排列方式,先加工一些孔洞,然后将以石墨、MoS 2及粘结剂按一定比率均匀混合制成润滑剂,固化在孔洞中,经加工后达到所要求 尺寸,镶嵌石墨轴承的抗压强度、热膨胀系数,一般取决于金属材质。例如M551镶 嵌石墨轴承载荷50MPa,使用温度500C,PV值5MPa.m/s,适用于低转速/重载场合, 对粉尘污染等恶劣环境适应性强

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