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自润滑滑动轴承的工作原理与技术现状

发布时间:2008-06-23 17:42:04      点击数:1735

轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类;滚动轴承工作时发生的是滚动摩擦,滑动轴承工作时发生的是面与面之间的滑动摩擦;这是两种不同的运动方式;目前国内外滚动轴承材料与制造技术都已经很成熟,而滑动轴承材料与制造技术随着设计与使用要求的不断提高也在逐步革新发展。 

滑动轴承的作用是起支撑轴运转将其与轴承座间隔开来起到保护轴和轴承座的作用,其一个重要的功能就是减小摩擦系数和磨损;滑动轴承根据材料以及性能可以分为自润滑滑动轴承和一般滑动轴承,自润滑滑动轴承在工作过程中可以实现不加油或少加油,而一般滑动轴承本身不具备良好的润滑功能所以运转过程中必须加油; 

由于轴与滑动轴承内表面在工作过程中发生的是面对面的滑动摩擦副,运用过程中要求摩擦系数和磨损量尽可能小,这就对两个摩擦面的材料提出了较高的要求;由于轴在运转过程中要传递一定的扭矩和运动,所以对轴材料侧重点还是硬度和强度等;这就把减小摩擦的要求集中在了滑动轴承工作面材料上,滑动轴承工作面材料通常分为金属和非金属两大类,金属类有轴承合金、陶瓷质金属、铝合金--双金属、铸铁、青铜、巴氏合金等;非金属主要分为工程塑料、橡胶等;随着滑动轴承材料技术和制造技术的不断革新和进步自润滑滑动轴承成为其主流产品。本文主要阐述的是自润滑滑动轴承的工作原理与技术现状。 

滑动轴承润滑机理与极限PV值滑动轴承工作时在滑动轴承表面能形成润滑膜将运动副表面分开,滑动摩擦力可大大降低,由于运动副表面不直接接触,因此也避免了磨损。滑动轴承的承载能力大,回转精度高,润滑膜具有抗冲击作用,因此,在工程上获得广泛的应用。 

润滑膜的形成是滑动轴承能正常工作的基本条件,影响润滑膜形成的因素有润滑方式、运动副相对运动速度、润滑剂的物理性质和运动副表面的粗糙度等。滑动轴承的设计应根据轴承的工作条件,确定轴承的结构类型、选择润滑剂和润滑方法及确定轴承的几何参数。 

润滑膜根据润滑方式的不同可分为:流体润滑膜与固体润滑膜;流体润滑膜是滑动轴承在流体介质润滑的情况下形成的具有一定抗压和缓冲性能的润滑膜;图1为流体润滑膜的形成过程;固体润滑膜为滑动轴承工作面材料本身具有较好的自润滑性能,在工作初始阶段逐步通过磨合磨损自润滑材料逐步转移到对磨件工作表面的凹坑中而形成的坚硬润滑膜;这对对磨件工作面的粗糙度有一定的要求,一般要求在Ra0.4~1.6之间;太光洁或太粗糙度表面都不利于润滑剂转移到工作面阻碍了润滑膜的建成;对固体润滑轴承来说一般要求是磨削面4到磨光面5(参考插图2);当固体润滑膜完全形成之后,轴与轴承之间的运动实际已经转变成润滑膜与轴承之间的摩擦运动,轴实际已不直接与轴承表面接触。图3为固体润滑膜的形成示意图;由于很多场合不适合加油或难以加油,所以固体润滑滑动轴承被大部分设计所采用。

胶合磨损——由于超出轴承安全运行温度或光轴引起的胶合;光轴在轴承运行温度超出所允许的安全运行温度时吸附在已经发生局部软化的轴承摩擦表面而形成的磨损。 

灼伤磨损——由于运行速度太快引起的摩擦面灼伤磨损;轴运行速度超出轴承所允许的运行速度时会引起摩擦面由于摩擦而成生的摩擦热急剧上升,急剧升高的摩擦热对摩擦表面产生了快速的灼伤。· 

当然塑料滑动轴承的磨损发生是无法避免的现象,在塑料滑动轴承性能已经确定的情况下,我们只能尽可能遵循每种不同型号轴承的使用规则,将塑料滑动轴承的磨损降到最低,从而将塑料轴承的性能发挥至最佳。


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