钢背复合材料轴瓦的应用

发布时间：2013-06-28 浏览次数：957

田家国
（枣庄橡胶厂）

　　钢背复合材料已应用到我厂开放式炼胶机轴瓦上，它代替了贵重的有色金属铜，价格既便宜，安装又方便。其结构是以钢板为基体，以烧结球形青铜粉为中间层，以塑料为摩擦表面层，并能牢固结合为一体的三层结构自润滑材料，如图1。钢背的作用是提供机械强度；多孔青铜是塑料与钢背结合的媒介，同时起到传导摩擦热、增加尺寸稳定性的作用；塑料表面层提供了良好的自润滑和摩擦磨损性能。钢背复合材料是兼有金属和塑料两种材料的优点，有较高的强度，良好的自润滑性能，及尺寸稳定性的新型轴承材料。

 

　　钢背复合材料品种有聚四氟乙稀和聚甲醛两种。我厂使用的是聚甲醛钢背复合材料（即GS-2），该材料是预润滑材料或称边界润滑材料，在干摩擦条件下的耐磨性能不好，如有微量润滑油脂时，其耐磨性能明显优于其它各种滑动轴承。在装配过程中一次涂油脂就可以维持很长时间的运转（约360小时左右），可大大延长润滑间隔时间。该瓦特别适用重载、低速、摆动、间歇运动或起动负荷较大及不能形成或保持润滑油膜的摩擦传动中。现将主要性能简介如下。
　　一、基本特性
　　1、物理机械性能
　　钢背复合材料表面是一层很薄的塑料，其厚度一般在0.3-0.5mm之间，抗压强度、线膨胀系数和导热系数等机械物理性能都符合标准范围。
　　2、摩擦系数
　　在实际测定时，其摩擦系数不是一个准确固定值，与材料的表面、摩擦、光洁度、润滑等有着密切的关系。此材料的干摩擦系数在0.1-0.25mm之间，脂润滑摩擦系数在0.03-0.1之间。
　　3、磨损性能
　　钢背复合轴瓦在正常使用条件下的磨损也分为跑合、稳定磨损、急剧磨损三个阶段，而且很容易跑合。
　　我厂选用的GS-2钢背复合材料在装配时，表面润滑脂，Z好是2#复合锂基脂，使用过程中其典型的磨损曲线如图2。从图中可见，有润滑脂时，材料的磨损就很小，当润滑脂耗尽时，磨损速度就急剧增加。如果在磨损速度增加以前再加润滑脂，则可继续保持很低的磨损速度而正常工作。显然，按照一定的润滑间隔时间润滑，GS-2材料轴承就有很长的工作寿命。

 

　　4、承载能力
　　GS-2钢背复合材料的承载能力取决于载荷的性质、运转方式、润滑条件和工作温度等条件。其承截能力参考下表：

 

　　二、钢背复合轴瓦的装配
　　1、装配方法
　　轴瓦与座孔装配时所考虑的一般原则是：（1）要保证轴承在座孔内不发生转动和轴向窜动；（2）使轴瓦外表面与座孔充分接触，这样有利于传导摩擦热和避免产生冲击震动。钢背复合轴瓦内表面是塑料，外表面是钢背，钢与钢的摩擦系数比钢与塑料的摩擦系数大，因此，应采用较轻的静配合，使轴瓦不会在座孔内发生相对移动。轴瓦钢背表面镀层的作用是使其有更好的装配性，同时也起到防锈作用。
　　钢背复合瓦在装配时，尺寸是由使用厂家向生产厂家提出轴颈尺寸及配合公差，生产厂家可根据需方提出的技术要求生产。装配时可使用导向轴或盘向下压，以防变形。如果原来使用的是铜套瓦座，改用钢背轴瓦时，不必把铜套卸掉，可将铜套在镗床上镗去5mmm，保证一定的过盈公差即可。
　　2、配合间隙
　　钢背复合轴瓦内孔也可以进行车削、铰削、镗削等机械加工（我厂所使用的GS-2钢背轴瓦内孔不需任何机加工，是生产厂按一定公差一次剪成，直接套入瓦座孔的）。内孔尺寸精密度由配合加工保证。加工余量为0.2-0.3mm（指内孔需车、铰、镗余量），钢背复合轴瓦的配合间隙如图3所示。

 

　　3、轴颈表面粗糙度
　　钢背复合轴瓦要求轴颈的表面粗糙度保证在Ra1.6-0.4为宜。轴颈表面粗糙度大，将会造成轴瓦表面划伤和发生刨削磨损，降低钢背瓦的使用寿命，所以，必须保证轴颈表面的光洁。
　　三、经济效益
　　我厂Ø450开放式炼胶机，原大修4只铜瓦折价8000余元，现4只钢背瓦只需150元，比原来节约6500多元；原稀油润滑，现可无油润滑或少量的黄油润滑，这样每年节约稀油500公斤；节电7000多度。再加上节约维修工时，每年该台设备可节约一万余元，同时大大缩短了维修日期，减轻了劳动强度，提高了生产效率，目前，该瓦通过空载、半载、满负荷24小时的连续运转，瓦温正常、平稳，完全达到了使用技术要求。

 

来源：《中国设备工程》1993年第08期