FZF-8材料結構
FZF-8高強度鋼基聚甲醛復合軸承是鋼基聚甲醛復合材料(FZF-2)的改進型、增強型。由鋼基體、球形青銅粉、青銅絲螺旋、表層塑料(改性聚甲醛)構成的四層復合材料製成。FZF-8材料增加了青銅絲螺旋這一新的結合媒介,提高了結合牢度,因而該材料具有更高的承載能力。
FZF-8材料可做成滑道,也可做成復合薄板,卷製成襯套。
FZF-8 材料特性
FZF-8材料綜合了金屬和塑料的優點,既具有較高的承載能力,較好的尺寸穩定性,同時又具有優異的減摩性、耐摩性、相容性和適應性。是一種性能十分突出的新型滑動軸承材料,具有十分廣闊的應用前景。
1、承載能力高
例如:鋼背聚甲醛三層復合材料當塑料表層厚度為1.5mm時,其壓縮屈服極限小於100MPa,而相同厚度塑料表層的FZF-8材料屈服極限可達150MPa以上。
在水工行業應用,FZF-8抽成使用動載可按50-70MPa選取。
2、摩擦磨損性能優異
FZF-8材料工作表層為改性聚甲醛,具有很好的自潤滑特性,尤其時油分子對於聚甲醛的吸附能力要比對於金屬材料大20%,因此,FZF-8材料具有極為優異的邊界潤滑特性,邊界潤滑膜承載能力很高,在較高載荷作用下,有少量油脂,其摩擦係數就低於0.05。
由於FZF-8材料具有很好的潤滑性、減摩性,大大改善了摩擦條件;又由於聚甲醛可向軸頸表面轉移,填補微觀的凹凸不平,提高了軸頸表面的光潔度,進一步降低磨損,因此,FZF-8材料具有理想的耐磨性能,使用壽命很長。
3、適應性強
FZF-8材料塑料表層相對較厚(1.5mm以上),因此,彈性模量較小,彈性較大,具有很好的適用性。對於製造、安裝誤差及變形等因素而引起的不同軸、不理想接觸等,具有很好的調整作用,可避免過大的邊緣應力,保証軸承正常工作。
FZF-8材料在水工金屬結構上的應用
FZF-8材料具有優異的減摩性、耐磨性、尤其具有較強的適應性,對於水工金屬結構鋼閘門支撐具有重要意義。
由於水工金屬結構的特殊性,平面閘門定輪軸承、弧門支鉸軸承如何適應由於製造、安裝誤差及受力變形等因素而產生的不正常接觸、不同等軸問題一直時大家關注的重點。
如果採用圓柱支鉸,上述問題帶來的邊緣應力是不能忽略的,該應力甚至能造成軸承的破坏。我們希望軸承材料具有很好的適應性,將邊緣應力控制在許用範圍之內,保証軸承正常工作,顯然銅合金是不理想的。塑料軸承適應性很好,但塑料軸承強度低,尺寸不穩定、冷流等缺點使其僅能在受力較小,精度要求低等不重要的場合。對水工閘門可靠性要求極高的使用條件,塑料軸承是不能滿足的。
FZF-8材料綜合了金屬與塑料的優點,既具有很高的強度、很好的尺寸穩定性,又具有優異的減摩性、耐磨性,同時該材料彈性較大,適應性能突出,為我們解決邊緣應力問題提供了一種很好的選擇。
自潤滑關節軸承可解決弧門支鉸不同軸及平板門定輪不理想接觸的問題。但自潤滑關節軸承結構複雜,徑向尺寸較小,同時,該軸承價格也較貴。
相比之下,FZXF-8軸承結構簡單、尺寸小、價格較低的特點十分突出。表1為FZF-8軸承與自潤滑關節軸承特性比較。
我們認為,FZF-8軸承與滋潤華關節軸承共同構成了水工閘門迴轉支撐系列,滿足了需要。對於閘門尺寸較大、變形較大、製造安裝精度較低、要求調整角度較大的使用條件,應採用自潤滑關節軸承。反之,則採用FZF-8軸承。
FZF-8 軸承與自潤滑關節軸承特性比較
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承載能力
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調整角度
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結構
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裝配工藝
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價格
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FZF-8軸承
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較高
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小
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簡單
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簡單
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低
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自潤滑關節軸承
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高
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大
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複雜
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複雜
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高
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FZF-8軸承設計
1、軸承結構
FZF-8襯套為板材卷制的薄壁開口襯套,厚壁一般為3.5-4mm。在水工上應用應外加鋼套,FZF-8襯套過盈壓入鋼套即可(見圖)。生產廠向用戶提供帶鋼套的精加工的成品,用戶直接安裝使用。
2、公差配合
FZF-8軸承外徑與座孔可採用H8/p7配合;內徑與軸頸可採用H8/d8配合。
3、潤滑
FZF-8軸承具有良好的邊界潤滑特性,有效的潤滑可大大改善摩擦條件,提高性能,延長使用壽命。考慮到水工閘門特殊的使用條件,補充潤滑較困難,我們建議,FZF-8軸承採用預潤滑的潤滑方式,既裝配時塗潤滑油脂,使用過程中不再補充潤滑。
在又密封的條件下,一次性潤滑的有效期可達10年以上。因此,如採用預潤滑,應每10年左右維護一次,將軸承清洗,應重塗潤滑脂。
FZF-8軸承應使用含二硫化鉬的鋰基潤滑脂。
4、密封
有效的密封可防止水和泥沙進入、防止潤滑脂流失,保証潤滑週期,顯然是非常重要的。FZF-8軸承可自帶密封(見圖)。圖中擋環是在將FZF-8襯套壓入后以較大過盈帶膠壓入。
有一點需要注意,FZF-8軸承如帶密封,其承載面積將減小,在校核時,軸承的有效長度應為軸承高度減去密封溝槽和擋邊的寬度。
5、防腐
FZF-8軸承的防腐可鍍銅或鍍鉻。