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聚酰亞胺在軸承中的運(yùn)用
來(lái)源:海力軸承網(wǎng) 時(shí)間:2014-09-22
作者：洛陽(yáng)軸承研討所 王子君
1、功用特性概述：
聚酰亞胺是一種新式耐高溫工程塑料；它具有一起的功用.在現(xiàn)代工業(yè)；尤其是高技能范疇起著不行替代的作用.軸承作為根底部件；廣泛運(yùn)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)范疇；滿意不一樣工況條件對(duì)軸承的功用需要.聚酰亞胺在翻滾軸承中可作為堅(jiān)持架資料；也可作為滑動(dòng)軸承資料；在運(yùn)用中顯示出優(yōu)勝的功用和杰出的開(kāi)展前景.
聚酰亞胺最早由美國(guó)杜邦公司于上世紀(jì)六十年代首要?jiǎng)?chuàng)造并投入工業(yè)化出產(chǎn).它是運(yùn)用四酸二酐與二胺的反映；然后亞胺化而成為高分子資料.因?yàn)榉肿渔溕嫌泻芏嗟谋江h(huán)和雙鍵；使分子的剛性添加；分子鏈熱運(yùn)動(dòng)的能級(jí)較高；當(dāng)它在較高溫度下吸收較多能量的情況下仍能堅(jiān)持本來(lái)的形狀不變；并且分子鏈不發(fā)生開(kāi)裂；這是該種資料耐高溫環(huán)境的內(nèi)涵緣由.
有些種類的聚酰亞胺耐熱性非常好；運(yùn)用溫度可達(dá)300℃；能夠在250℃高溫環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)刻運(yùn)用.但是這種分子布局添加了加工成型的難度；盡管聚酰亞胺是一種熱塑性工程塑料；但它很難用注塑成型的加工辦法進(jìn)行成型.在酸酐分子鏈中引進(jìn)活動(dòng)性較強(qiáng)的醚鍵是改進(jìn)其分子柔性和成型的有用途徑.當(dāng)然還有許多其他辦法；也能夠組成柔性聚酰亞胺；該資料能夠注塑成型.
聚酰亞胺的常用成型辦法有壓鑄成型法和注塑成型法兩種；壓鑄成型是在模腔內(nèi)將資料加熱加壓；在保壓情況下使資料冷卻成型.用這種辦法成型的資料其機(jī)械功用非常安穩(wěn)牢靠；工件尺度能夠較大；但功率很低；不利于大批量的工業(yè)化出產(chǎn)；有些種類的聚酰亞胺只能選用這種工藝辦法.為了前進(jìn)出產(chǎn)功率；關(guān)于小型制件或布局較雜亂的制品能夠選用注塑成型工藝；此刻需要這種資料流動(dòng)性好.
還有一種辦法；即運(yùn)用類似于粉末冶金的辦法制成微孔資料；使資料的機(jī)械功用和微孔功用到達(dá)某種特定目標(biāo)；滿意特別工況條件需要.聚酰亞胺因?yàn)槠湟黄鸬姆肿渔湶季郑皇顾茉谳椛洵h(huán)境中長(zhǎng)時(shí)刻運(yùn)用而機(jī)械功用沒(méi)有顯著下降；這是它與其它高分子資料比較的優(yōu)勝地點(diǎn).大多數(shù)高分子資料在輻射情況下會(huì)招致分子鏈開(kāi)裂；使其功用顯著下降.乃至不再具有機(jī)械強(qiáng)度；所以在一些空間范疇；聚酰亞胺資料的這一功用使它得到廣泛運(yùn)用.
聚酰亞胺資料吸水性低；關(guān)于大多數(shù)化學(xué)介質(zhì)都能表現(xiàn)出杰出的安穩(wěn)性；它能夠長(zhǎng)時(shí)刻在有腐蝕的的環(huán)境下運(yùn)用；運(yùn)用范疇很廣.它的機(jī)械功用優(yōu)秀；抗拉強(qiáng)度達(dá)90Mpa；剛性較好；能長(zhǎng)時(shí)刻堅(jiān)持尺度安穩(wěn)性.能夠經(jīng)過(guò)通用的機(jī)械加工辦法進(jìn)行車、銑、鉆等加工；得到尺度精度和外表質(zhì)量較好的制品.絕緣性優(yōu)秀；可作為高功用的電子零部件和機(jī)械零件.聚酰亞胺有自光滑功用；在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的磨擦面之間它能夠搬運(yùn)到對(duì)磨面上；構(gòu)成固體光滑層.在干沖突情況下若有相對(duì)滑動(dòng)速度較高時(shí)；就會(huì)在沖突面上發(fā)生很多熱量；有些溫度可到達(dá)聚酰亞胺的分化溫度；在空氣環(huán)境中氧化就不行防止；生成氧化物粉末；一起沖突熱使觸摸部件的聚酰亞胺軟化粘附掉落；增大了磨損量；因而關(guān)于干沖突情況；聚酰亞胺資料運(yùn)用的PV值應(yīng)有所操控；不然會(huì)使磨損添加；壽數(shù)縮短.實(shí)驗(yàn)標(biāo)明；聚酰亞胺雖有必定自光滑性；但其沖突系數(shù)并不安穩(wěn)；跟著接連作業(yè)時(shí)刻的延伸；有緩慢添加的趨勢(shì)；這關(guān)于一些對(duì)沖突力需要較高的運(yùn)用部位應(yīng)該注重.為了改進(jìn)這種功用；有用的辦法是對(duì)聚酰亞胺進(jìn)行復(fù)合改性.把粉末狀的光滑劑渙散到資猜中制成復(fù)合資料；在堅(jiān)持資料根本功用的根底上使沖突系數(shù)下降；沖突生成熱削減.
通常把二硫化鉬、石墨、聚四氟乙烯等光滑資料以不一樣份額進(jìn)行合作；實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)明其光滑功用有顯著改進(jìn).關(guān)于有光滑油脂存在的運(yùn)用工況；能夠在很高的速度情況下運(yùn)用；表現(xiàn)出優(yōu)勝的功用；它外表吸附的光滑油能夠在很高的速度情況下運(yùn)用；表現(xiàn)出優(yōu)勝的功用；它外表吸附的光滑油能夠構(gòu)成安穩(wěn)并且牢靠的光滑油膜；極大地下降了沖突系數(shù)和生成熱.它的較高的機(jī)械功用使它能在高速情況下堅(jiān)持安穩(wěn)的尺度.
因?yàn)榫埘啺肥菬崴苄愿叻肿淤Y料；溫度對(duì)它的作用顯著；當(dāng)超越必定溫度規(guī)模之后；首要招致資料軟化及氧化分化；使其機(jī)械功用損失.沖突有些的溫度受環(huán)境溫度和沖突生熱兩個(gè)要素一起影響；當(dāng)環(huán)境溫度必守時(shí)溫度升高首要來(lái)源于沖突熱.聚酰亞胺作為軸承及軸承部件時(shí)；運(yùn)動(dòng)部位升溫由沖突熱招致.負(fù)荷和沖突系數(shù)以及作業(yè)時(shí)刻都會(huì)影響熱量巨細(xì).塑料的導(dǎo)熱系數(shù)低；致使熱量簡(jiǎn)單在某些部位集合；發(fā)生有些高溫.下降沖突系數(shù)是削減發(fā)熱量的有用手法；添加散熱速度也能夠有用下降作業(yè)面溫度；這些要素需要依據(jù)運(yùn)用環(huán)境詳細(xì)加以分析.溫升后使熱膨脹增大；削減了合作空隙；有的乃至呈現(xiàn)緊合作；使沖突熱更大；招致惡性循環(huán).
因而聚酰亞胺軸承制品的描繪及加工相同重要.綜上所述；咱們能夠看出；盡管聚酰亞胺是一種耐溫杰出的工程塑料；但其運(yùn)用過(guò)程中仍要采納各種能夠的手法削減發(fā)熱量；防止溫度過(guò)高構(gòu)成的危害.
2、在軸承中的運(yùn)用情況
聚酰亞胺及其復(fù)合資料能夠作為耐磨資料廣泛運(yùn)用于高溫；耐化學(xué)介質(zhì)、耐輻射、自光滑等多種范疇.
在翻滾軸承中它首要作為堅(jiān)持架資料.
翻滾軸承首要由內(nèi)外圈、翻滾體及堅(jiān)持架四有些構(gòu)成.因?yàn)楣τ貌灰粯樱粌?nèi)外圈及翻滾體只能由硬度很高；剛性很大的軸承鋼或不銹鋼制作.滾道和翻滾體外表的光潔度很高；關(guān)于其尺度和公役均有著非常嚴(yán)厲的技能需要.堅(jiān)持架的作用是把翻滾體分隔；使它們均勻承當(dāng)軸承的負(fù)荷；削減翻滾體運(yùn)動(dòng)所發(fā)生的沖突力.關(guān)于聚酰亞胺或其復(fù)合資料制成的堅(jiān)持架還能向軸承供給固體光滑搬運(yùn)膜.
2。1 聚酰亞胺在高速軸承中的運(yùn)用
高速軸承通常都是角觸摸球軸承或深溝球軸承.鋼球作為翻滾體因?yàn)橛|摸點(diǎn).齠逑嘍越锨幔豢梢允迪指咚儺閱埽凰俁戎芯痘紗100萬(wàn)以上；適合于高速牙鉆和高速磨床主軸軸承.在這些范疇內(nèi)運(yùn)用的軸承堅(jiān)持架用聚酰亞胺資料制成管料；然后經(jīng)過(guò)機(jī)械加工辦法得到所需要的形狀和尺度.如今常用的牙鉆軸承尺度較.岢諧嘰縹8×￠3×4；堅(jiān)持架也很.誆坑釁吡！1的鋼球.轉(zhuǎn)速有必要到達(dá)35萬(wàn)轉(zhuǎn)/分以上才干發(fā)揚(yáng)其功用；它用在牙鉆機(jī)的空氣渦輪轉(zhuǎn)軸支撐處；在高壓空氣股動(dòng)下；渦輪高速旋轉(zhuǎn)；頭部的牙鉆修正牙齒.該部位的軸承作業(yè)條件適當(dāng)嚴(yán)苛；首要是高速帶來(lái)的一系列難題；因?yàn)樗俣群芨撸蝗羰菆?jiān)持架的強(qiáng)度不行；很容易發(fā)生開(kāi)裂而招致軸承失效.
軸承的光滑也較難處置；依照慣例辦法；如此高轉(zhuǎn)速的軸承應(yīng)運(yùn)用油氣光滑設(shè)備；經(jīng)過(guò)壓縮空氣將霧化的光滑油帶到軸承的光滑部位；但因?yàn)樗糜诳谇会t(yī)治；這種辦法是不允許的；只能在作業(yè)空隙選用滴油的辦法參加微量光滑油；在軸承起動(dòng)期間這有些光滑油絕大多數(shù)被甩出作業(yè)面；因而軸承光滑情況非常惡劣.
所幸的是軸承接連作業(yè)時(shí)刻不長(zhǎng)；壓縮空氣帶走了熱量.這種軸承還應(yīng)接受130℃左右接連四個(gè)小時(shí)的高溫消毒處置；通常的工程塑料都會(huì)很快老化；因而選用了歸納功用都很好的聚酰亞胺；這是聚酰亞胺在我國(guó)軸承工業(yè)中運(yùn)用的開(kāi)端.
從1978年開(kāi)端試制作業(yè)；其時(shí)是運(yùn)用模壓成型的辦法將聚酰亞胺制成管狀物；然后機(jī)械加工為所需要的尺度和精度的堅(jiān)持架.它的運(yùn)用非常成功；能夠使軸承轉(zhuǎn)速安穩(wěn)在35萬(wàn)轉(zhuǎn)/分以上.噪音及壽數(shù)到達(dá)國(guó)外同種軸承的水平.因?yàn)楣ば蜉^多；功率低；這種工藝制成的堅(jiān)持架本錢高；不適合現(xiàn)代社會(huì)大批量出產(chǎn)的需要；如今也正在運(yùn)用注塑成型的工藝辦法一次性注塑堅(jiān)持架；注塑工藝和技能；注塑質(zhì)料功用都在研討之中.
除此之外的高速軸承堅(jiān)持架也相同能夠由聚酰亞胺資料制成.如今聚酰亞胺的價(jià)錢較高；成型工藝較雜亂是約束其很多推行的重要緣由.跟著組成技能的日益完善以及產(chǎn)值的添加；下降聚酰亞胺的價(jià)錢；開(kāi)發(fā)適于注塑成型的新式資料和工藝辦法是該種資料能在軸承職業(yè)得到推行運(yùn)用的必要條件.它能夠替代當(dāng)前廣泛運(yùn)用的膠木資料用于高速軸承；前進(jìn)軸承的出產(chǎn)功率和運(yùn)用功用
2。2在固體自光滑軸承中的運(yùn)用
在空間范疇；許多軸承的光滑只能靠固體光滑辦法處置.它是在軸承的翻滾面上運(yùn)用各種辦法構(gòu)成固體光滑膜；削減沖突力.
固體光滑膜是不能再生的一次性膜；該種工況的軸承若是不能彌補(bǔ)光滑；就有能夠招致失效.自光滑堅(jiān)持架能夠彌補(bǔ)光滑膜層.
因?yàn)樘罩休椛漭^強(qiáng)；其它塑料的運(yùn)用受到約束；如今首要選用聚酰亞胺復(fù)合資料堅(jiān)持架；運(yùn)用聚酰亞胺作為機(jī)體資料；內(nèi)部參加二硫化鉬等固體光滑劑制成.在軸承轉(zhuǎn)變過(guò)程中；軸承的翻滾體與堅(jiān)持架兜孔面觸摸；相對(duì)運(yùn)動(dòng)使堅(jiān)持架內(nèi)的固體光滑劑和聚酰亞胺搬運(yùn)到翻滾體外表；進(jìn)而搬運(yùn)到溝道中；彌補(bǔ)固體光滑膜；到達(dá)長(zhǎng)壽數(shù)的意圖.這種類型的軸承在航天等高科技范疇中已得到屢次運(yùn)用；作用非常抱負(fù)；滿意的完成了作業(yè)任務(wù).
2。3 在多孔含油堅(jiān)持架中的運(yùn)用
在陀螺馬達(dá)軸承中運(yùn)用多空含油聚酰亞胺堅(jiān)持架；已處置其長(zhǎng)壽數(shù)、高精度和高牢靠性難題；該項(xiàng)技能的中心便是多孔堅(jiān)持架資料的制備.
陀螺馬達(dá)是一種高精度的電機(jī)馬達(dá)；運(yùn)用高速旋轉(zhuǎn)發(fā)生的慣量斷定空間飛行器的基準(zhǔn)方向；關(guān)于現(xiàn)代航天、航空及帆海等范疇是非常要害的部件.
跟著技能的前進(jìn)和需要的不斷前進(jìn)；需要陀螺馬達(dá)的壽數(shù)都很長(zhǎng)；國(guó)際上的陀螺馬達(dá)壽數(shù)達(dá)8萬(wàn)小時(shí).陀螺馬達(dá)的壽數(shù)首要有軸承壽數(shù)決議；當(dāng)軸承作業(yè)失利時(shí)馬達(dá)的壽數(shù)即停止.
而作業(yè)過(guò)程中該部位的光滑無(wú)法進(jìn)行彌補(bǔ)；只能采納一次性光滑技能.剛開(kāi)端運(yùn)用光滑脂作為光滑劑；但光滑脂稠度較大；招致轉(zhuǎn)變力矩添加；光滑脂的質(zhì)量偏移會(huì)損傷陀螺精度；一起壽數(shù)需要；脂光滑無(wú)法完成.多孔聚酰亞胺資料則是運(yùn)用聚酰亞胺粉料采納一起的工藝制成的特別資料.它具有必定的機(jī)械強(qiáng)度；可用機(jī)械加工的辦法成型堅(jiān)持架；內(nèi)部之間彼此貫穿；在微孔之內(nèi)儲(chǔ)存光滑油；當(dāng)軸承作業(yè)時(shí)因?yàn)殡x心力和熱運(yùn)動(dòng)使堅(jiān)持架外表搬運(yùn)；構(gòu)成完好油膜；完成軸承光滑.一起微孔把它觸摸到剩余的光滑油從頭吸附到堅(jiān)持架內(nèi)；完成內(nèi)部油；到達(dá)長(zhǎng)壽數(shù)之意圖.
聚酰亞胺的歸納功用優(yōu)秀；是制作微孔堅(jiān)持架的抱負(fù)資料.如今我國(guó)絕大多數(shù)長(zhǎng)壽數(shù)陀螺馬達(dá)軸承都是選用多孔聚酰亞胺堅(jiān)持架；使陀螺壽數(shù)達(dá)五萬(wàn)小時(shí)以上；精度及牢靠性都滿意了主機(jī)需要.
聚酰亞胺作為一種功用優(yōu)良的特種高分子資料；必定有其愈加寬廣的運(yùn)用規(guī)模；在耐磨布局件、絕緣資料、耐腐蝕等方面運(yùn)用會(huì)不斷拓寬.
發(fā)前該資料運(yùn)用局限于高科技范疇；產(chǎn)值較.嗣嵌運(yùn)氖熘炔還唬謊芯可ノ揮邢蓿恍磯嗉際躉刮創(chuàng)锏焦ひ禱劍幌拗屏慫撓τ梅段.
許多工程塑料的開(kāi)展前史均標(biāo)明；只要走工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化的路途；才干下降出產(chǎn)本錢；前進(jìn)產(chǎn)物一致性；完善制作技能；為該類資料的拓寬運(yùn)用供給條件.咱們信任；聚酰亞胺的廣泛運(yùn)用已為時(shí)不遠(yuǎn)了；在實(shí)踐中不斷改進(jìn)其功用；以批量化出產(chǎn)下降本錢；以專業(yè)化描繪滿意各種特別的和需要；構(gòu)成系列化產(chǎn)物；為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出應(yīng)有的奉獻(xiàn).
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