軸承是機械工業(yè)中常用的一種滑動機件,材質(zhì)上又有金屬,、非金屬,、復合材料之別.石墨軸承則是隨著機械設(shè)備的性能要求,在金屬軸承的基礎(chǔ)上開發(fā)并發(fā)展起來的炭質(zhì)軸承,以石墨材料為主要基材.石墨軸承有不同于金屬軸承的特性,主要表現(xiàn)在:自潤滑、耐高溫,、耐腐蝕、質(zhì)輕等.

軸承有滾動軸承和滑動軸承之分,石墨軸承多用于滑動軸承.應用于食品,、飲料,、紡織、化工等工業(yè)部門中的運輸機,、干燥機,、紡織機、潛水泵電機等軸承方面,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,耐腐蝕,可不使用潤滑油而進行長期運轉(zhuǎn).

石墨軸承-潤滑基理,、分類和性能分析:

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性能,這是石墨的晶體結(jié)構(gòu)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(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工作面上吸附了水和氣體分子,增大了石墨互相滑動的解理面間的距離,從而減弱了它們間的結(jié)合力.

軸承有滾動軸承和滑動軸承之分,材質(zhì)上又有金屬,、非金屬、復合材料之別.石墨軸承多用于滑動軸承,滑動軸承又分為徑向軸承和止推軸承.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.

石墨軸承以石墨材料為主要基材,應用于食品,、飲料、紡織,、化工等工業(yè)部門中的運輸機,、干燥機、紡織機,、潛水泵電機等軸承方面,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,耐腐蝕,可不使用潤滑油而進行長期運轉(zhuǎn).石墨軸承的磨損與載荷,、溫度和速度的平方成比例,當壓力為0--時,各種材質(zhì)的石墨軸承均能滿足需要.為了提高制品的機械強度,特別是為了提高耐沖擊韌性,常用一些耐磨性能好的易熔金屬進行浸漬處理.浸銻石墨軸承允許的工作溫度可達500C,銻與銅對磨時不易沾著,在大負荷和快速的情況下工作,其耐磨性能可提高2--3倍.石墨材料的強度隨溫度升高而增加的趨勢一直保持到2600C左右,在高溫時強度是室溫的3倍.

滑動軸承存在著兩種摩擦形式,即靜摩擦和動摩擦,一般炭石墨軸承的靜摩擦比同樣情況下的金屬軸承要小一些.普通炭石墨軸承在干運轉(zhuǎn)情況下,動摩擦系數(shù)在-之間,濕運轉(zhuǎn)情況下由于存在著邊界潤滑,所以動摩擦系數(shù)一般在-范圍內(nèi).在炭刷與換向器的摩擦中,換向器表面可產(chǎn)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(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,在運行過程中的炭塊上剝離下來的極其細小的炭,、石墨粒子,、炭塊材料中所含的不純物、空氣中浮游的塵埃以及被吸附的水分和氧所組成.由此可見,保護膜的形成可起更好的潤滑作用,但也離不開水分和氧的環(huán)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(fā)熱外,還要有一定的機械強度.雖然可對石墨軸承材料進行浸漬處理以增強其機械強度,、抗沖擊性,但在較大的載荷條件下,往往仍達不到所要求的機械強度,從而人們開始用粉末冶金方法制造青銅石墨含油軸承.

青銅石墨含油軸承采用粉末冶金法制造,在保持原有石墨軸承的主要特征外,增加了機械強度.自承重軸承一般使用鉛青銅或錫青銅/石墨基.銅/鉛/石墨軸承能耐極高的轉(zhuǎn)速.鉛、錫/銅主要用來合成鉛,、錫青銅,以增加制品的機械強度.加入過量的錫和鉛是不必要的,一般加入量在5%--10%(重量)范圍,過量的鉛,、錫將顯著降低制品的機械強度.

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