關(guān)于石墨軸承你不知道的那些事

1、石墨軸承的簡略介紹
    軸承是機(jī)械工業(yè)中常用的一種滑動機(jī)件。石墨軸承是跟著機(jī)械設(shè)備的功用要求，在金屬軸承的基礎(chǔ)上開發(fā)并展開起來的炭質(zhì)軸承。炭質(zhì)軸承有不同于金屬軸承的特性，如自潤滑、耐高溫、耐腐蝕、質(zhì)輕等。跟著科學(xué)技術(shù)的展開，人們又開發(fā)了陶瓷球軸承、炭化硅軸承等，石墨軸承也得到了進(jìn)一步的拓寬，制造出了青銅石墨含油軸承、鑲嵌石墨軸承。因?yàn)槭S承在制造工藝上和技術(shù)功用上都有其共同的方面，在往后的展開中有必定的擴(kuò)展性，在此做進(jìn)一步分析研討，為的是得到進(jìn)一步開發(fā)，在運(yùn)用中得到愈加廣大的商場。
2、石墨軸承的潤滑基理、分類和功用分析
    從碳原子結(jié)構(gòu)分析石墨材料的潤滑性。石墨材料本身就存在潤滑功用，這是石墨的晶體結(jié)構(gòu)所抉擇的。石墨的潤滑功用除晶格的特定原因有先天可供潤滑的結(jié)構(gòu)外，就是水和空氣對它的良好潤滑作用的發(fā)揮。水和空氣的存在使石墨的作業(yè)面上吸附了水和氣體分子，增大了石墨相互滑動的解理面間的間隔，然后減弱了它們間的結(jié)合力。軸承有滾動軸承和滑動軸承之分，材料上又有金屬、非金屬、復(fù)合材料之別。
    石墨軸承以石墨材料為首要基材，運(yùn)用于食物、飲料、紡織、化工等工業(yè)部門中的運(yùn)輸機(jī)、干燥機(jī)、紡織機(jī)、潛水泵電機(jī)等軸承方面，這些部位如用油脂潤滑劑不可避免會引起污染，而石墨軸承的自潤滑性很強(qiáng)，耐腐蝕，可不運(yùn)用潤滑油而進(jìn)行長時間作業(yè)。為了前進(jìn)制品的機(jī)械強(qiáng)度，特別是為了前進(jìn)耐沖擊韌性，常用一些耐磨功用好的易熔金屬進(jìn)行浸漬處理。浸銻石墨軸承容許的作業(yè)溫度可達(dá)500C，銻與銅對磨時不易沾著，在大負(fù)荷和快速的情況下作業(yè)，其耐磨功用可前進(jìn)2--3倍。石墨材料的強(qiáng)度隨溫度升高而增加的趨勢一向保持到2600C左右，在高溫時強(qiáng)度是室溫的3倍。
    滑動軸承存在著兩種抵觸形式，即靜抵觸和動抵觸，一般炭石墨軸承的靜抵觸比同樣情況下的金屬軸承要小一些。一般炭石墨軸承在干作業(yè)情況下，動抵觸系數(shù)在0.08-0.3之間，濕作業(yè)情況下因?yàn)榇嬖谥櫆蠞櫥?，所以動抵觸系數(shù)一般在0.01-0.1范圍內(nèi)。在炭刷與換向器的抵觸中，換向器外表可發(fā)生一層褐色、深紫色、淺蘭色的薄膜，這層薄膜可起潤滑過程中的維護(hù)作用。分析可知，這層薄膜首要由兩部分組成，其一是與金屬結(jié)合在一起的金屬氧化膜和金屬氫氧化物，稱為氧化薄膜。其二是炭素薄膜，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的炭塊上剝離下來的極端細(xì)微的炭、石墨粒子、炭塊材料中所含的不純物、空氣中浮游的塵被吸附的水分和氧所組成。
    鑲嵌石墨軸承的制造是以金屬材料為基體，它的機(jī)械強(qiáng)度底子取決于選用的金屬材料的機(jī)械功用，石墨作為一種固體潤滑材料鑲嵌在軸承的抵觸面金屬基體上，用于軸承作業(yè)狀態(tài)下的潤滑材料，但石墨也有含油效果。石墨的鑲嵌可采納二種辦法，一種是熔融金屬液澆鑄法，另一種是在金屬基材上先按照必定的擺放辦法加工一些孔洞，然后將固體潤滑劑嵌入其間，鑲嵌石墨軸承的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、熱膨脹系數(shù)一般取決于基體金屬材料。但鑲嵌石墨軸承的強(qiáng)度大大前進(jìn)，可在重載荷下運(yùn)轉(zhuǎn)。
3、石墨軸承的規(guī)劃與制造
     炭材料結(jié)構(gòu)的多樣性來源于炭/炭原子間化學(xué)鍵合的多樣性，由此也供給了炭材料的可規(guī)劃性。石墨軸承因?yàn)樗纳a(chǎn)工藝和原材料的可規(guī)劃性為規(guī)劃與制造供給了必定空間，然后可制造出功用各異，適用于多種技術(shù)條件和運(yùn)用環(huán)境的石墨軸承。PV值是軸承規(guī)劃時的重要參數(shù)PV=P*V，P--單位面積載荷壓力，MPa；V--軸的線速度,m/s
PV值逾越各種材料的極限值時，就會引起反常的升溫和磨損，一般規(guī)劃要有余量，參PV值應(yīng)在極限值的50%--70%。在實(shí)際作業(yè)中，軸承的作業(yè)因環(huán)境不同又有干作業(yè)和濕作業(yè)之分。在干作業(yè)的情況下，石墨軸承容許的最大載荷遭到軸承的強(qiáng)度和容許的磨損速率的束縛。其容許的最大線速度則遭到軸承抵觸面上所發(fā)生熱量的束縛。而磨損速率又遭到軸承材料、軸和軸承外表加工情況、載荷、速度及周圍介質(zhì)等條件的影響。在干作業(yè)的情況下，軸承容許的PV值還直接遭到軸承材料的影響，
    石墨軸承規(guī)劃種類有圓柱形、圓柱代凸緣形、圓形、特別結(jié)構(gòu)，但從石墨軸承的強(qiáng)度考慮，炭軸承的厚度有必要比金屬軸承大，厚度以內(nèi)徑1/5-1/7為適合，最小限度為3mm以上，軸承的長度是內(nèi)徑的2倍以上。軸承作業(yè)時溫度將會升高，作業(yè)間隙，可根據(jù)軸和軸承的熱膨脹來抉擇，一般是軸徑0.3%左右。
炭石墨軸承的制造工藝與其他炭制品大致相同，底子工藝過程包括：材料的選擇、材料的預(yù)處理、材料的破碎、篩分分級、顆粒狀與粉狀材料的配料、粘結(jié)劑的選擇、混勻、混捏、輥壓、磨粉限制成型、焙燒、人工石墨制品還須石墨化處理，浸漬、機(jī)械加工等，部分石墨軸承為了增加機(jī)械強(qiáng)度和抗沖擊性，還需金屬(如銻、銅、鉛等)浸漬，畢竟達(dá)到所要求的技術(shù)功用，再進(jìn)行機(jī)械加工成所要求的幾許尺度。
4、評論
    綜上所述，對炭/石墨軸承進(jìn)行了簡要研討與分析，由此證明了炭石墨軸承的優(yōu)秀特性，針對不同條件下特別潤滑要求，可研討、制造出功用各異、合適各種條件的滑動石墨軸承?，F(xiàn)在在食物、紡織、印染、化工工業(yè)中的輸送機(jī)軸承、離心泵軸承、潛水泵軸承、齒輪軸承和汽車、航空、農(nóng)業(yè)機(jī)械等方面都不同程度地得到了運(yùn)用。
再者，可在炭材料的改性方面作進(jìn)一步的研討，開發(fā)拓寬一些新材料。如選用碳合金法，對炭質(zhì)材料的外表和本體進(jìn)行化學(xué)改性，其結(jié)果必將影響所得材料的結(jié)構(gòu)和功用，極有或許開創(chuàng)出新的功用材料用于潤滑石墨軸承的制造。再如炭化硅軸承的研討，它有較強(qiáng)的硬度、耐高溫等特性，但成本很高還沒能推廣。用粉末冶金法這一傳統(tǒng)辦法制造軸承，如能進(jìn)一步前進(jìn)抗壓強(qiáng)度和精度也是有較大展開的。
    炭石墨軸承有著健壯的生命力。在石墨軸承開發(fā)的同時再研討插層石墨、石墨涂層軸承等新技術(shù)，擴(kuò)展其研討與運(yùn)用范疇，石墨軸承將在往后得到更大、更廣、更新的展開。

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