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精磨合在軸承上應(yīng)用
50%以上,年創(chuàng)匯約7億美元。近些年來,我國軸承產(chǎn)品在尺寸精度、旋轉(zhuǎn)精度、振動(dòng)噪聲、壽命和可靠性等方面也都取得了明顯的進(jìn)步。但是國產(chǎn)軸承與國外軸承生產(chǎn)大國的產(chǎn)品 相比,在品種上和質(zhì)量上還存在著較大的差距。要進(jìn)一步增加品種和提高質(zhì)量,必須在軸承的設(shè)計(jì)、制造、材料、測(cè)試和潤滑等綜合技術(shù)上下功夫,需要有一個(gè)發(fā)展的過程。金屬 自修復(fù)材料在國產(chǎn)軸承上的應(yīng)用提高了軸承的可靠性,降低了軸承滾道和滾動(dòng)體之間的摩擦系數(shù),大幅度延長了軸承的使用壽命,這對(duì)于機(jī)械設(shè)備無故障安全運(yùn)行提供了可靠的保證. 一、我國軸承產(chǎn)品的品種質(zhì)量概況: 1、國產(chǎn)軸承品種少,產(chǎn)值低。軸承工業(yè)發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)的軸承品種達(dá)15萬個(gè),我國生產(chǎn)的軸承品種僅2萬余個(gè),而且大多數(shù)為通用產(chǎn)品。國內(nèi)軸承企業(yè)有2000余家,年產(chǎn)值的總和列 在世界五大軸承公司(SKF、NSK、KOYO、NTN、NMB)之后,因此,我國軸承企業(yè)規(guī)模小,產(chǎn)值低,我國出口軸承平均每套價(jià)格只有0.4美元。 2、國產(chǎn)軸承尺寸精度公差的離散度大。雖然我國軸承在尺寸公差與旋轉(zhuǎn)精度上取得很大的進(jìn)步,接近國外名牌產(chǎn)品水平,但在尺寸偏差的離散度方面還存在著較大的差距。 3、在振動(dòng)、噪聲和異常聲方面,我國軸承的振動(dòng)極值水平高出國外名牌產(chǎn)品10dB以上。以6202軸承為例,國外名牌產(chǎn)品為26dB左右,抽檢國內(nèi)18個(gè)軸承企業(yè)產(chǎn)品,其平均值為37.5dB。 4、國產(chǎn)軸承的壽命和可靠度值仍較低。以深溝軸承為例,國外名牌產(chǎn)品的壽命一般大于計(jì)算壽命的8倍(最高可達(dá)30倍以上),可靠度達(dá)0.98以上;國產(chǎn)軸承的壽命一般為計(jì)算壽 命的3~5倍,可靠度為0.96左右。 由于國產(chǎn)軸承在品種和質(zhì)量上存在上述差距,作為軸承生產(chǎn)大國,我國日益發(fā)展的家電、汽車、紡織、機(jī)床等行業(yè)每年還不得不向國外進(jìn)口大量軸承。進(jìn)口的軸承產(chǎn)品主要是家用 電器的低噪音及靜音球軸承、長壽命汽車軸承、機(jī)床主軸軸承、高速鐵路客車和貨車軸承、高速紡織機(jī)械軸承等。1999年進(jìn)口6.4億套,2000年進(jìn)口9.3億套,2001年進(jìn)口7.2億套。 由于國產(chǎn)軸承的壽命短,使得軸承不能與機(jī)電設(shè)備同壽命,停機(jī)維護(hù)更換軸承,降低了設(shè)備的利用率和增加了維修費(fèi)用。因軸承的可靠度低而產(chǎn)生的失效,引發(fā)了許多重大事故 。軸承工業(yè)發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)的通用軸承已開始使用“無限壽命”這一新概念,專用軸承也提出了與配套主機(jī)“同步壽命”和大修期內(nèi)“零失效”的指標(biāo)要求。因此,國產(chǎn)軸承還必須 繼續(xù)努力在提高產(chǎn)品壽命和可靠性方面下功夫。 二、“金屬自修復(fù)材料”增加軸承壽命和可靠性的機(jī)理: “金屬自修復(fù)材料”,不和潤滑脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng),不改變油的黏度和其他理化性質(zhì),無任何毒副作用,在常溫下的化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定。當(dāng)潤滑脂作為載體將這些微粒材料帶入軸承 組合件中時(shí),這些微粒材料在軸承轉(zhuǎn)動(dòng)中對(duì)軸承跑道和滾動(dòng)體產(chǎn)生精磨合作用,發(fā)生一系列物理的和化學(xué)的變化,改變了摩擦表面的金屬微觀結(jié)構(gòu)。 微粒材料在金屬摩擦表面發(fā)生的物理變化是:滾動(dòng)體在滾道內(nèi)滾動(dòng)中,在摩擦力的作用下,超細(xì)微粒顆粒被進(jìn)一步碾碎,此時(shí)微小顆粒對(duì)金屬摩擦表面產(chǎn)生精磨合作用,有足夠硬 度的微粒的精磨合作用造成金屬表面微凸體斷裂,使得軸承摩擦表面的光潔度進(jìn)一步提高。 目視可見,軸承滾道和滾動(dòng)體上生成的金屬陶瓷保護(hù)層烏黑發(fā)亮,有淡蘭色金屬光澤。 經(jīng)測(cè)定,這種耐磨的保護(hù)層有優(yōu)良的力學(xué)和物理性能: 摩擦系數(shù)μ:0.005 顯微硬度Hv:提高1倍 表面粗糙度:達(dá)14級(jí) 膨脹系數(shù):13.6~14.2(與鋼相同) 表面耐高溫:1000℃ 耐腐蝕:優(yōu)良 因此,在軸承潤滑脂中加入微量“金屬自修復(fù)材料”后,軸承的使用壽命可得到大幅度延長,軸承的可靠性水平也得到相應(yīng)提高。并且由于軸承的摩擦系數(shù)降低,可節(jié)省大量動(dòng)力能源消耗。 三、使用“金屬自修復(fù)材料”工藝措施的軸承的生產(chǎn)和應(yīng)用情況: 1、高速電機(jī)主軸軸承 高速電機(jī)主軸軸承經(jīng)過金屬自修復(fù)材料工藝處理后,提高了極限轉(zhuǎn)速,在dn≤1×106轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下仍可使用脂潤滑。 正常情況下當(dāng)軸承轉(zhuǎn)速dn≥0.4×106轉(zhuǎn)/分時(shí),必須采用油霧潤滑。供油設(shè)備需要有空氣壓縮機(jī)、油路及高級(jí)定子油,在高壓空氣攜帶下向軸承內(nèi)部噴油。油氣從軸承一端噴入, 從另一端噴出,逸出的油霧在空氣中漂浮造成空氣污染,使油耗增大,空壓機(jī)用電量也較大,噪聲亦大。用金屬自修復(fù)材料處理后的軸承,用脂潤滑代替油霧潤滑,完全解決了 油霧潤滑產(chǎn)生的不利影響,減化了供油的機(jī)械加工,節(jié)約了產(chǎn)品的制造成本。使用油霧潤滑的軸承的使用壽命一般為2個(gè)月,經(jīng)金屬自修復(fù)材料工藝處理的軸承,使用脂潤滑其使用 壽命可達(dá)1年。 2、數(shù)控機(jī)床主軸軸承 數(shù)控機(jī)床主軸軸承用雙聯(lián)、四聯(lián)角接觸球軸承,該軸承經(jīng)用金屬自修復(fù)材料工藝處理后,在裝機(jī)使用中其精度、溫升、噪聲、剛度與“SKF”公司的同類產(chǎn)品相比沒有任何區(qū)別。 該機(jī)床已工作了一年多,其性能仍保持不變。 3、油田稠油泵軸承 油田稠油增壓泵軸承由深溝球軸承、圓柱滾子軸承、推力球軸承組成,工作介質(zhì)為稠質(zhì)原油,泵的使用壽命通常不超過3個(gè)月。而且油泵工作1周左右,泵效就開始下降,工作3個(gè) 月泵效下降70%,噪音也較大,需停機(jī)維修。該軸承經(jīng)使用金屬自修復(fù)材料工藝處理后,整機(jī)噪聲由97dB下降到80dB,無異常音,泵效由53M3/h提高到63M3/h,電機(jī)輸出功率下降 17%,F(xiàn)已工作2個(gè)月,仍保持狀態(tài)不變。 4、軋鋼機(jī)軋輥軸承 該軸承承受較重的載荷,大型軸承每套價(jià)格在1000~2500元左右,軸承使用壽命較短,一般為15~20個(gè)工作日,維修成本較高。用金屬自修復(fù)材料工藝處理該軸承后,壽命提高5倍 以上,大大降低了維修成本。 5、材軋輥導(dǎo)輪軸承 軋線材軋輥導(dǎo)輪軸承的線速度為120米/秒,導(dǎo)輪轉(zhuǎn)速15000轉(zhuǎn)/分,軸承的壽命只有8小時(shí)。使用金屬自修復(fù)材料工藝處理后的軸承,使用壽命達(dá)到了40小時(shí)。 6、無受力盲區(qū)自行車中軸軸承 該自行車為運(yùn)動(dòng)員專用賽車。由于結(jié)構(gòu)限制,要保證軸承的壽命,軸的直徑不能加大,在使用中,經(jīng)常發(fā)生中軸斷裂事故。對(duì)該軸承使用金屬自修復(fù)材料技術(shù)后,軸承的承載能力 大大提高,在軸承外徑尺寸不變的條件下,使中軸的直徑加大3mm,從而解決了中軸斷裂的問題。由于中軸承摩擦系數(shù)降低,使運(yùn)動(dòng)員的成績提高了6%。
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