石墨軸承套
石墨軸承套
從碳原子結構分析石墨材料的潤滑性。石墨材(cái)料本身就存在潤滑性能,這是石
墨的晶體結構所決定的。石墨的潤滑性能除晶格的特定原因有先天可供潤滑的結(jié)構
外,就是水和空氣對它的良好(hǎo)潤(rùn)滑作用的發揮。水和空氣的存在使石墨的工作麵上
吸附了(le)水和氣體分子,增大(dà)了石墨互相(xiàng)滑動的解理麵間的距離,從而減弱了它們間
的結合力。
軸承有滾動軸承和滑動軸承之分,材質上又有金屬、非金屬、複合材料之別。
石墨軸承多用(yòng)於(yú)滑(huá)動軸承,滑動軸承又分為徑向(xiàng)軸承和止推軸承。文中主要對炭石
墨軸承、青銅石墨含油軸承和鑲嵌石墨軸承進行分析。
石(shí)墨軸承以(yǐ)石墨材料為主要基材,應用於食品、飲料(liào)、紡織、化工等工業部門
中的運輸機、幹燥機、紡織機、潛水泵電機等軸承方麵(miàn),這些部位(wèi)如用油(yóu)脂潤滑劑
不(bú)可避(bì)免會引起汙染,而石(shí)墨軸承(chéng)的(de)自潤滑性很強,耐腐蝕,可不(bú)使用潤(rùn)滑油而進
行長(zhǎng)期運轉。石墨(mò)軸承的(de)磨損與載荷、溫度(dù)和速度的平方成比例,當壓(yā)力為0--0.
49MPa時(shí),各(gè)種材質的石墨軸承均(jun1)能滿足需要。為了提高製品的機械強度(dù),特別是
為了提高耐衝擊韌性,常用一些耐磨性能好的易熔金屬(shǔ)進行浸漬處理。浸銻石墨(mò)軸
承允許的工作溫度(dù)可達500C,銻與銅對磨時不易沾著,在大負荷和快(kuài)速的情況下工
作,其耐磨性能可提高2--3倍(bèi)。石(shí)墨材料的強度隨(suí)溫度升高而增加的趨勢一(yī)直保持(chí)
到2600C左右,在高溫時強度是室溫的3倍。滑(huá)動軸承存在著兩種摩擦形式,即靜摩
擦和動摩擦,一般炭石墨(mò)軸承的靜(jìng)摩擦比同樣情況下的金屬軸承要小一(yī)些。普通炭
石(shí)墨軸承在幹運轉情況下,動摩擦係數在0.08-0.3之間,濕運轉情況下由於存在著
邊界潤(rùn)滑(huá),所以動摩擦係數一般在0.01-0.1範圍內。在炭刷與換向器的摩擦中,換
向(xiàng)器表麵(miàn)可產生一層(céng)褐色、深(shēn)紫(zǐ)色、淺蘭色的(de)薄膜,這層薄膜(mó)可起潤(rùn)滑過(guò)程中的保
護作用。分析可知,這層薄膜主要由兩部分組成,其一是與金屬結合在一起的金屬
氧(yǎng)化膜和金屬氫氧化物,稱為氧化薄膜。其二是炭素薄膜,在運行過程中的炭塊上
剝離下來的極其細小的炭(tàn)、石墨粒子、炭塊(kuài)材料中所含的不純物、空氣中浮遊的塵
埃以及(jí)被吸附的水分和氧所組(zǔ)成。由此(cǐ)可見,保護膜的形成可起更好的潤滑作用,
但也離不(bú)開水分和氧的環境。滑動軸承具有普通機械零件之間滑動接觸的特征。除
摩擦、磨損發熱外,還要有一定的機械強度(dù)。雖然可對石墨軸承材料進行浸漬(zì)處理
以(yǐ)增強其機(jī)械強度、抗衝擊性,但在較大的載荷條件下,往往仍達不到所要求的(de)機
械強度,從而(ér)人們開始用粉末冶金方法製造青銅石墨含(hán)油軸承(chéng)。
青銅石墨含油軸承采用粉末冶金(jīn)法製造,在保持原有石(shí)墨軸承的主要特征外,
增加了機械強度。自(zì)承重軸承一般使用(yòng)鉛青銅或錫青銅/石(shí)墨基。銅/鉛/石墨軸承
能耐極高的轉速(sù)。鉛、錫/銅主要用來合成鉛、錫青銅,以增加製品的(de)機械(xiè)強度。
加入過量的錫和鉛是不必要的,一般加入(rù)量(liàng)在5%--10%(重量(liàng))範圍,過量的鉛、錫
將顯著降低製品的機械強度。
粉末冶金法製造青銅石墨含油軸承采用銅粉/石墨粉,經混合、壓型、燒結而
成,選用呈(chéng)樹狀結構的電解銅粉,其最大特點是經高溫燒結(jié)之後能使(shǐ)軸承具有均勻
的網體結構和開放性孔穴。潤滑油可(kě)充滿軸承所有孔穴,並和軸承(chéng)中的固體潤滑劑
--石(shí)墨形成潤滑性能很高的石墨膠體潤滑劑。當機械(xiè)運轉時,軸承因摩擦升溫而膨
脹導致孔穴容積縮小,加之潤滑油亦因受熱膨脹而溢出,起(qǐ)到了對軸與(yǔ)軸(zhóu)承間潤滑
作用。當停止運轉後,溫度降低孔穴和潤滑油(yóu)恢複(fù)原來狀態,油便(biàn)被重新吸入孔穴
,從而形成了(le)自動潤(rùn)滑現象。在萬一油量不足的情況下,石墨也可以單獨地擔當起(qǐ)
潤(rùn)滑作用,仍可保持軸承有較低的(de)摩(mó)擦係數和較好的耐磨性能。隨著軸承載荷要求(qiú)
的進一(yī)步提(tí)高,青銅石墨含油軸承也難達到要求,隨後人們又開發出了鑲嵌石墨軸
承。