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山東安瑞動力機(jī)械有限公司
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什么是無油軸承?真的不需要加油潤滑嗎?

2021-02-12
1、簡介
軸承是在機(jī)械傳動過程中起固定和減小載荷摩擦系數(shù)的部件。它的主要功能是支撐機(jī)械旋轉(zhuǎn)體,用以降低設(shè)備在傳動過程中的機(jī)械載荷摩擦系數(shù)。按運(yùn)動元件摩擦性質(zhì)的不同,軸承可分為滾動軸承和滑動軸承兩類。
大多數(shù)的軸承為了保證軸承工作平穩(wěn)、可靠,大都添加了潤滑油進(jìn)行潤滑,目的是減少軸承內(nèi)部摩擦及磨損,防止燒粘:延長軸承的疲勞壽命;排出摩擦熱、或由外部傳來的熱;同時油膜還具有一定的吸振能力。但是,添加了潤滑油一個最大的缺點(diǎn)是需要良好的密封性能,否則會產(chǎn)生泄漏,而有些有特殊要求設(shè)備不允許有潤滑油的泄漏,于是人們用其他的潤滑材料來替代潤滑油,發(fā)明了無油軸承,使其不僅具有含潤滑油軸承的優(yōu)點(diǎn),同時杜絕了因泄漏而引起的環(huán)境污染。
2、分類
無油軸承主要包括氣體潤滑軸承、復(fù)合材料潤滑軸承、水潤滑軸承等。
(1) 氣體潤滑軸承:
氣體潤滑軸承是用氣體作潤滑劑的滑動軸承。最常用的氣體潤滑劑為空氣,根據(jù)需要也可用氮、氬、氫、氦等。氣體潤滑軸承形成承載氣膜的機(jī)理與液體潤滑軸承相同。氣體潤滑軸承利用氣體的傳輸性f擴(kuò)散性、粘性和熱傳導(dǎo)性、吸附性和可壓縮性.使之在摩擦副之間,在流體動壓效應(yīng)、靜壓效應(yīng)和擠壓效應(yīng)的作用下,形成一層完整氣膜,具有支承載荷、減少摩擦的功能。
氣體潤滑軸承一般分為氣體動壓軸承、氣體靜壓軸承和氣體擠壓軸承三種類型。實際軸承的潤滑狀態(tài)常常以動、靜壓,動、擠壓,靜、擠壓及動、靜、擠壓混合潤滑狀態(tài)形式存在。氣體潤滑軸承形成承載氣膜的機(jī)理與液體潤滑軸承相同。
(2)復(fù)合材料潤滑軸承:
由于特殊生產(chǎn)工藝的要求,工礦企業(yè)的某些關(guān)鍵設(shè)備在極為惡劣的工況下運(yùn)行。由于設(shè)備重、環(huán)境溫度高,粉塵大或空氣中含酸性腐蝕氣體等。對設(shè)備的潤滑帶來很多問題,摩擦磨損嚴(yán)重,目前大部分仍沿用傳統(tǒng)的油、脂潤滑,而事實上這些工礦條件已超出了油、脂潤滑的范圍,極易發(fā)生軸承及其它摩擦副的咬傷或咬死,引起嚴(yán)重的零件磨損和損壞,經(jīng)常導(dǎo)致設(shè)備停運(yùn)。
復(fù)合材料潤滑軸承采用的復(fù)合材料是一種新型的抗極壓固體潤滑材料,由金屬底材與嵌入底材的孔或槽中的固體潤滑劑膏體構(gòu)成。在摩擦過程中金屬底材承擔(dān)了絕大部分負(fù)荷。經(jīng)摩擦,孔或槽中的固體潤滑劑向摩擦面轉(zhuǎn)移或反轉(zhuǎn)移, 在摩擦面上形成潤滑良好、牢固附著并均勻覆蓋的固體轉(zhuǎn)移膜,大幅度降低了摩擦磨損。隨摩擦的進(jìn)行,嵌入的固體潤滑劑不斷提供于摩擦面,保證了長期運(yùn)行時對摩擦副的良好潤滑。
(3)水潤滑軸承:
自20世紀(jì)70年代出現(xiàn)石油資源危機(jī)和近年來人們對環(huán)境保護(hù)的重視,油壓傳動技術(shù)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),水潤滑軸承開始逐步推廣應(yīng)用。水潤滑軸承以水為潤滑和工作介質(zhì),不僅節(jié)約大量的油料,還可以避免以油為潤滑介質(zhì)的傳統(tǒng)軸承對環(huán)境的污染。
同時水具有無污染、來源廣泛、安全性和難燃性等優(yōu)點(diǎn),是一種理想的潤滑介質(zhì)。而且還能降低摩擦副的摩擦、磨損、振動、噪聲、無功能耗等關(guān)鍵問題。因而水潤滑軸承的研究對于提高機(jī)械效率和保護(hù)環(huán)境等都有著重要的理論研究和應(yīng)用價值,已經(jīng)成為各國關(guān)注的一個熱點(diǎn)。
3. 安裝須知
(1)應(yīng)確定軸心、軸殼的 配合面是否有撞傷、突起等。
(2)是否有塵?;蜩T模砂附在軸承殼表面。
(3)雖是細(xì)微的撞傷、突起等,如有要用油磨石或細(xì)砂紙除去。
(4)為了避免在容裝時產(chǎn)生碰傷,軸及軸殼的表面應(yīng)抹少量的 潤滑油。要將軸承安裝在軸心時須在內(nèi)環(huán)施力,要將軸承安裝于軸承殼時,須在外環(huán) 施力。要在軸承施力時,務(wù)必留神使力量垂直且均勻而下,偏打必會使軸承受傷。為此絕對盡量避免偏打。
(5)無油軸承軸承的保持器以及密封板也絕對不可施力。使用鐵鎚與套管的安裝方法,是一般常使用的方法,因為會損壞軸承,所以 千萬不可直接敲打。務(wù)必如圖一般,使套筒介在中間而敲打進(jìn)去。鐵鎚應(yīng)輕 輕敲打。在機(jī)械的構(gòu)造上,內(nèi)外環(huán)均為緊配合時,應(yīng)使用墊板,務(wù)必使力量能同時加 于內(nèi)外環(huán)壓入進(jìn)去。若只在內(nèi)環(huán)加力壓入,則力量必介滾珠而壓入外環(huán),因此,會在軌道面造成 傷痕。要將裕度大的軸承裝在軸上時,在潔凈的油中,將軸承加熱到80~90度,使內(nèi)徑膨脹來安裝的方法,被廣泛采用。
(6)軸承的硬度,因過熱而有減低之慮,因此,絕對不能超出100度。此時,軸 承必須使用鋼絲來懸吊,或放置于金屬絲綱,支撐板之上,切勿放置在槽底。軸承達(dá)到希望的溫度(100度以下)時,就應(yīng)立即從槽中取出,迅速套進(jìn)軸 上,軸承會隨著溫度下降而收縮,有時軸肩與軸承端面之間,會產(chǎn)生間隙,因此, 需使用工具,將軸承往軸方向壓緊。
4. 生產(chǎn)工藝與原理
由于生產(chǎn)工藝的要求,工礦企業(yè)的某些關(guān)鍵設(shè)備在極為惡劣的工況下運(yùn)行。由于設(shè)備重、環(huán)境溫度高,粉塵大或空氣中含酸性腐蝕氣體CO,二氧化硫等,對設(shè)備的潤滑帶來很多問題,摩擦磨損嚴(yán)重,到目前為止,國內(nèi)上述企業(yè)大部分仍沿用傳統(tǒng)的油、脂潤滑,而事實上這些工況條件已超出了油、脂潤滑的范圍,極易發(fā)生軸承及其他摩擦副的咬傷或咬死,引起嚴(yán)重的零件磨損和損壞,經(jīng)常性地導(dǎo)致設(shè)備停運(yùn)。
為了生產(chǎn)連續(xù)運(yùn)行,除在原始設(shè)計上要求安裝多臺設(shè)備輪修外,還須投入大量維修人員。嚴(yán)重地限制著生產(chǎn)率的提高,備品備件和能源消耗極大,已成為發(fā)展生產(chǎn)的重要障礙。汽車制造、水泥生產(chǎn)、石油化工等企業(yè)都提出了提供復(fù)雜工況條件下特種潤滑材料要求。
為此,對鑲嵌式自潤滑復(fù)合材料研究,在材料配方和制備工藝上突出自身特色,材料性能已達(dá)到了國際先進(jìn)水平,為企業(yè)解決了特殊工況下的潤滑問題,并帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)和社會效益。但由于多種原因國內(nèi)更多的企業(yè)尚未采用,上述狀況依然存在。
鑲嵌式自潤滑復(fù)合材料是一種新型的抗極壓固體潤滑材料,由金屬底材與嵌入底材的孔或槽中的固體潤滑劑膏體構(gòu)成。在摩擦過程中金屬底材承擔(dān)了絕大部分負(fù)荷。經(jīng)摩擦,孔或槽中的固體潤滑劑向摩擦面轉(zhuǎn)移或反轉(zhuǎn)移,在摩擦面上形成潤滑良好、牢固附著并均勻覆蓋的固體轉(zhuǎn)移膜,大幅度降低了摩擦磨損。隨摩擦的進(jìn)行,嵌入的固體潤滑劑不斷提供于摩擦面,保證了長期運(yùn)行時的良好潤滑。
5、發(fā)展方向
(1)為擴(kuò)大氣體潤滑軸承的使用范圍,以提高軸承剛度及承載力為主要目標(biāo),今后,將向研制高剛度氣體潤滑軸承方向發(fā)展。
(2)為適應(yīng)高新技術(shù)和尖端技術(shù)的需要,向高精度、高性能的氣體潤滑軸承方向發(fā)展。
(3)在設(shè)計和工藝方面,通過對氣體潤滑軸承的制造工藝、工作可靠性、實用性等方面的研究,研制和開發(fā)能夠批量化生產(chǎn)的軸承,且軸承性能要具有結(jié)構(gòu)簡便,制造容易,在相關(guān)設(shè)備上工作可靠的特點(diǎn)。
對水潤滑軸承的研究涉及機(jī)械設(shè)計、摩擦學(xué)、材料科學(xué)、表面工程、流體力學(xué)、潤滑與密封等多學(xué)科。是具有綜合性的科學(xué)研究項目,目前水潤滑軸承的研究主要在以下幾個方面:
(1)基于各種類型材質(zhì)高、低摩擦副水潤滑理論的建立:
(2)具有自潤滑性能并與水有良好親和性的水潤滑軸承材料研究:
(3)基于表面工程的水潤滑摩擦學(xué)機(jī)理研究;
(4)理論的驗證對實驗檢測手段要求特別高;對復(fù)合材料軸承,由于軸承工作的工況例如溫度、載荷性質(zhì)、載荷種類等非常復(fù)雜,尺寸規(guī)格眾多。
如何根據(jù)不同情況選擇并設(shè)計合適的材料是個復(fù)雜的問題。發(fā)展高溫、重載、低速、含襯及 腐蝕性等復(fù)雜工況下的自潤滑軸承材料是當(dāng)務(wù)之急。
6、應(yīng)用
SF-2加界潤滑軸承:
酸性聚甲配醛,具有很高的耐磨性能,軸承表面有排布規(guī)律的帶有儲油坑裝配時必須涂滿潤滑油脂,特別適用于高載低速下的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,搖擺運(yùn)動以及經(jīng)常在載負(fù)下,啟閉而不易形成流體潤滑的部位,在邊界潤滑條件下,可長期使用而不用加油保養(yǎng),而過程中加油可使軸承的使用壽命得以更多延長,目前適用于冶金機(jī)械,礦山機(jī)械,水利機(jī)械,汽車配件,建筑機(jī)械,農(nóng)用機(jī)械等。
無油自潤滑軸承:
該產(chǎn)品是以鋼板為基體,中間層燒結(jié)球形青銅粉,表層軋制聚四氟乙烯[ptfe]和鉛的混合物而制成。它具有摩擦系數(shù)小、耐磨耐腐蝕.無油自潤滑和使用壽命長的特點(diǎn),使用它可以降低成本、降低噪聲、防止粘、滑。它廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械的滑動部位如印刷機(jī)、紡織機(jī)、液壓搬運(yùn)車、煙草機(jī)、藥用機(jī)械、健身器、微電機(jī)、汽車、摩托車等。
金屬基鑲嵌式固體自潤滑軸承:
是一種兼有金屬軸承特點(diǎn)和自潤滑軸承特點(diǎn)的新穎潤滑軸承,由金屬基體承受載荷,特殊配方的固體潤滑材料起潤滑作用。它具有承載能力高,耐沖擊,耐高溫,自潤滑能力強(qiáng)等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的含油軸承:由于具有嘈聲低、自潤滑的優(yōu)點(diǎn),含油軸承已成為計算機(jī)CPU風(fēng)扇軸承的新寵,市場需求量大;另外,隨著人們對嘈音的要求越來越高,含油軸承在日常家用電器上的應(yīng)用也正在擴(kuò)大。
軸承對材料的基本要求在很大程度上取決于軸承的工作性能。選擇制造滾動軸承的材料是否合適,對其使用性能和壽命將有很大影響。一般情況下,滾動軸承的主要破壞形式是在交變應(yīng)力作用下的疲勞剝落,以及由于摩擦磨損而使軸承精度喪失。此外,還有裂紋、壓痕、銹蝕等原因造成軸承的非正常破壞。因此,滾動軸承應(yīng)具有高的抗塑性變形能力,少的摩擦磨損,良好的旋轉(zhuǎn)精度、良好的尺寸精度和穩(wěn)定性,以及長的接觸疲勞壽命。而且其中很多性能是由材料和熱處理工藝所共同決定。(來自機(jī)械365)