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精磨合在軸承上應(yīng)用

自2000年起，按照軸承的年產(chǎn)量排序，我國成為繼日本、美國、德國之后的世界軸承產(chǎn)量第四大國。軸承年產(chǎn)量已達(dá)20多億套，年產(chǎn)值約240億元人民幣。其中出口量占總產(chǎn)量的

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%。