2 非金属类滑动轴承的结构特点
滑动轴承按照材料可分为金属类滑动轴承和非金属类滑动轴承;金属类滑动轴承通常可分为复合滑动轴承、金属基滑动轴承等;非金属类滑动轴承通常可分为工程塑料滑动轴承、纤维缠绕轴承等;复合轴承一般由三层结构组成:基板层+铜粉层+减摩层;其中基板层起着承载作用,铜粉层是作为增强基板和表面减摩材料之间的结合力而存在,而减摩层一般采用烧结与轧制技术在轴承内表面即工作面烧结一层特种润滑剂(CSB-10或DU轴承)或自润滑改性工程塑料作为减摩材料(CSB-20或DX轴承),工作时部分润滑材料会慢慢转移到对磨轴的表面,此时就实现了轴承摩擦层与对磨轴表面润滑膜之间摩擦副的建立,摩擦系数在降低的同时轴承的磨损速率也随之减小;一般用于复合轴承工作表面减磨材料的有特富龙PTFE、二硫化铂MoS2、石墨Graphite、改性工程塑料等等高性能特种润滑材料;而用于承受载荷的基板材料一般有低碳钢、不锈钢、铜板等等;复合类轴承材料结构决定了此类轴承一般用于中等载荷中等速度的工作场合。
塑料滑动轴承的结构原则上与金属滑动轴承一样:基本聚合物材料通过纤维或者填充材料进行了增强,降低塑料滑动轴承摩擦系数的固体自润滑材料均匀地分布在塑料滑动轴承中。在易格斯公司的实验室里,根据给定的条件和希望的滑动摩擦副,可以调配出不少于20种系列塑料滑动轴承材料。在大批量生产不同摩擦副属性、有着新用途的塑料滑动轴承之前,还需要进行多种多样的性能测试。据了解,每年易格斯公司要进行大约5 000种不同的性能测试。被测试的性能参数包括:耐磨性能、摩擦系数、有污垢时的驱动力、耐气候性能、温度和机械负载性能等。因此,易格斯公司也加大了新型聚合物材料的研发工作:每年在实验室中进行测试的新材料品种约300种,其中总有一部分新材料加入到易格斯公司的新产品目录之中。
非金属滑动轴承主要有高分子聚合物工程塑料轴承(CSB-EP系列)和纤维缠绕轴承(CSB-CR系列)等;塑料滑动轴承由于材料以改性高分子聚合物为主。
高分子聚合物工程塑料轴承技术的发展几乎囊括了所有聚合物改性技术;从制造工艺上来分可以分为模压烧结塑料滑动轴承与注塑成型塑料滑动轴承;模压烧结成型滑动轴承一般受到效率低以及制造精度不高的制约,故其发展空间比较小,不适合大批量生产;目前采用模压烧结技术制成的高分子聚合物塑料滑动轴承应用相对比较多的有两种:一种就是采用填充改性特富龙PTFE制成的滑动轴承,另一种就是采用填充改性聚酸亚胺制成的滑动轴承;用改性PTFE模压烧结制造滑动轴承技术含量相对比较低,所以国内较多厂家早期就开始应用生产和应用此类轴承,其优点是摩擦系数比较低约在0.11左右,耐腐蚀性比较强几乎能抵抗所有的工业化学液体,耐温较高最高可到260℃,但由于耐磨耗性较差又受到产量以及价格因素的制约所以应用并不广泛。采用填充改性聚酸亚胺制造滑动轴承由于其材料改性技术要求比较高,目前专业化批量生产的只有杜邦在欧洲、美国和日本的公司。