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聚酰亚胺在轴承中的运用
来源:海力轴承网 时间:2014-09-22
作者：洛阳轴承研讨所 王子君
1、功用特性概述：
聚酰亚胺是一种新式耐高温工程塑料；它具有一起的功用.在现代工业；尤其是高技能范畴起着不行替代的作用.轴承作为根底部件；广泛运用于国民经济的各个范畴；满意不一样工况条件对轴承的功用需要.聚酰亚胺在翻滚轴承中可作为坚持架资料；也可作为滑动轴承资料；在运用中显示出优胜的功用和杰出的开展前景.
聚酰亚胺最早由美国杜邦公司于上世纪六十年代首要创造并投入工业化出产.它是运用四酸二酐与二胺的反映；然后亚胺化而成为高分子资料.因为分子链上有很多的苯环和双键；使分子的刚性添加；分子链热运动的能级较高；当它在较高温度下吸收较多能量的情况下仍能坚持本来的形状不变；并且分子链不发生开裂；这是该种资料耐高温环境的内涵缘由.
有些种类的聚酰亚胺耐热性非常好；运用温度可达300℃；能够在250℃高温环境中长时刻运用.但是这种分子布局添加了加工成型的难度；尽管聚酰亚胺是一种热塑性工程塑料；但它很难用注塑成型的加工办法进行成型.在酸酐分子链中引进活动性较强的醚键是改进其分子柔性和成型的有用途径.当然还有许多其他办法；也能够组成柔性聚酰亚胺；该资料能够注塑成型.
聚酰亚胺的常用成型办法有压铸成型法和注塑成型法两种；压铸成型是在模腔内将资料加热加压；在保压情况下使资料冷却成型.用这种办法成型的资料其机械功用非常安稳牢靠；工件尺度能够较大；但功率很低；不利于大批量的工业化出产；有些种类的聚酰亚胺只能选用这种工艺办法.为了前进出产功率；关于小型制件或布局较杂乱的制品能够选用注塑成型工艺；此刻需要这种资料流动性好.
还有一种办法；即运用类似于粉末冶金的办法制成微孔资料；使资料的机械功用和微孔功用到达某种特定目标；满意特别工况条件需要.聚酰亚胺因为其一起的分子链布局；使它能在辐射环境中长时刻运用而机械功用没有显着下降；这是它与其它高分子资料比较的优胜地点.大多数高分子资料在辐射情况下会招致分子链开裂；使其功用显着下降.乃至不再具有机械强度；所以在一些空间范畴；聚酰亚胺资料的这一功用使它得到广泛运用.
聚酰亚胺资料吸水性低；关于大多数化学介质都能表现出杰出的安稳性；它能够长时刻在有腐蚀的的环境下运用；运用范畴很广.它的机械功用优秀；抗拉强度达90Mpa；刚性较好；能长时刻坚持尺度安稳性.能够经过通用的机械加工办法进行车、铣、钻等加工；得到尺度精度和外表质量较好的制品.绝缘性优秀；可作为高功用的电子零部件和机械零件.聚酰亚胺有自光滑功用；在相对运动的磨擦面之间它能够搬运到对磨面上；构成固体光滑层.在干冲突情况下若有相对滑动速度较高时；就会在冲突面上发生很多热量；有些温度可到达聚酰亚胺的分化温度；在空气环境中氧化就不行防止；生成氧化物粉末；一起冲突热使触摸部件的聚酰亚胺软化粘附掉落；增大了磨损量；因而关于干冲突情况；聚酰亚胺资料运用的PV值应有所操控；不然会使磨损添加；寿数缩短.实验标明；聚酰亚胺虽有必定自光滑性；但其冲突系数并不安稳；跟着接连作业时刻的延伸；有缓慢添加的趋势；这关于一些对冲突力需要较高的运用部位应该注重.为了改进这种功用；有用的办法是对聚酰亚胺进行复合改性.把粉末状的光滑剂涣散到资猜中制成复合资料；在坚持资料根本功用的根底上使冲突系数下降；冲突生成热削减.
通常把二硫化钼、石墨、聚四氟乙烯等光滑资料以不一样份额进行合作；实验结果标明其光滑功用有显着改进.关于有光滑油脂存在的运用工况；能够在很高的速度情况下运用；表现出优胜的功用；它外表吸附的光滑油能够在很高的速度情况下运用；表现出优胜的功用；它外表吸附的光滑油能够构成安稳并且牢靠的光滑油膜；极大地下降了冲突系数和生成热.它的较高的机械功用使它能在高速情况下坚持安稳的尺度.
因为聚酰亚胺是热塑性高分子资料；温度对它的作用显着；当超越必定温度规模之后；首要招致资料软化及氧化分化；使其机械功用损失.冲突有些的温度受环境温度和冲突生热两个要素一起影响；当环境温度必守时温度升高首要来源于冲突热.聚酰亚胺作为轴承及轴承部件时；运动部位升温由冲突热招致.负荷和冲突系数以及作业时刻都会影响热量巨细.塑料的导热系数低；致使热量简单在某些部位集合；发生有些高温.下降冲突系数是削减发热量的有用手法；添加散热速度也能够有用下降作业面温度；这些要素需要依据运用环境详细加以分析.温升后使热膨胀增大；削减了合作空隙；有的乃至呈现紧合作；使冲突热更大；招致恶性循环.
因而聚酰亚胺轴承制品的描绘及加工相同重要.综上所述；咱们能够看出；尽管聚酰亚胺是一种耐温杰出的工程塑料；但其运用过程中仍要采纳各种能够的手法削减发热量；防止温度过高构成的危害.
2、在轴承中的运用情况
聚酰亚胺及其复合资料能够作为耐磨资料广泛运用于高温；耐化学介质、耐辐射、自光滑等多种范畴.
在翻滚轴承中它首要作为坚持架资料.
翻滚轴承首要由内外圈、翻滚体及坚持架四有些构成.因为功用不一样；内外圈及翻滚体只能由硬度很高；刚性很大的轴承钢或不锈钢制作.滚道和翻滚体外表的光洁度很高；关于其尺度和公役均有着非常严厉的技能需要.坚持架的作用是把翻滚体分隔；使它们均匀承当轴承的负荷；削减翻滚体运动所发生的冲突力.关于聚酰亚胺或其复合资料制成的坚持架还能向轴承供给固体光滑搬运膜.
2。1 聚酰亚胺在高速轴承中的运用
高速轴承通常都是角触摸球轴承或深沟球轴承.钢球作为翻滚体因为触摸点.龆逑喽越锨幔豢梢允迪指咚傩阅埽凰俣戎芯痘纱100万以上；适合于高速牙钻和高速磨床主轴轴承.在这些范畴内运用的轴承坚持架用聚酰亚胺资料制成管料；然后经过机械加工办法得到所需要的形状和尺度.如今常用的牙钻轴承尺度较.岢谐叽缥8×￠3×4；坚持架也很.诓坑衅吡！1的钢球.转速有必要到达35万转/分以上才干发扬其功用；它用在牙钻机的空气涡轮转轴支撑处；在高压空气股动下；涡轮高速旋转；头部的牙钻修正牙齿.该部位的轴承作业条件适当严苛；首要是高速带来的一系列难题；因为速度很高；若是坚持架的强度不行；很容易发生开裂而招致轴承失效.
轴承的光滑也较难处置；依照惯例办法；如此高转速的轴承应运用油气光滑设备；经过压缩空气将雾化的光滑油带到轴承的光滑部位；但因为它用于口腔医治；这种办法是不允许的；只能在作业空隙选用滴油的办法参加微量光滑油；在轴承起动期间这有些光滑油绝大多数被甩出作业面；因而轴承光滑情况非常恶劣.
所幸的是轴承接连作业时刻不长；压缩空气带走了热量.这种轴承还应接受130℃左右接连四个小时的高温消毒处置；通常的工程塑料都会很快老化；因而选用了归纳功用都很好的聚酰亚胺；这是聚酰亚胺在我国轴承工业中运用的开端.
从1978年开端试制作业；其时是运用模压成型的办法将聚酰亚胺制成管状物；然后机械加工为所需要的尺度和精度的坚持架.它的运用非常成功；能够使轴承转速安稳在35万转/分以上.噪音及寿数到达国外同种轴承的水平.因为工序较多；功率低；这种工艺制成的坚持架本钱高；不适合现代社会大批量出产的需要；如今也正在运用注塑成型的工艺办法一次性注塑坚持架；注塑工艺和技能；注塑质料功用都在研讨之中.
除此之外的高速轴承坚持架也相同能够由聚酰亚胺资料制成.如今聚酰亚胺的价钱较高；成型工艺较杂乱是约束其很多推行的重要缘由.跟着组成技能的日益完善以及产值的添加；下降聚酰亚胺的价钱；开发适于注塑成型的新式资料和工艺办法是该种资料能在轴承职业得到推行运用的必要条件.它能够替代当前广泛运用的胶木资料用于高速轴承；前进轴承的出产功率和运用功用
2。2在固体自光滑轴承中的运用
在空间范畴；许多轴承的光滑只能靠固体光滑办法处置.它是在轴承的翻滚面上运用各种办法构成固体光滑膜；削减冲突力.
固体光滑膜是不能再生的一次性膜；该种工况的轴承若是不能弥补光滑；就有能够招致失效.自光滑坚持架能够弥补光滑膜层.
因为太空中辐射较强；其它塑料的运用受到约束；如今首要选用聚酰亚胺复合资料坚持架；运用聚酰亚胺作为机体资料；内部参加二硫化钼等固体光滑剂制成.在轴承转变过程中；轴承的翻滚体与坚持架兜孔面触摸；相对运动使坚持架内的固体光滑剂和聚酰亚胺搬运到翻滚体外表；进而搬运到沟道中；弥补固体光滑膜；到达长寿数的意图.这种类型的轴承在航天等高科技范畴中已得到屡次运用；作用非常抱负；满意的完成了作业任务.
2。3 在多孔含油坚持架中的运用
在陀螺马达轴承中运用多空含油聚酰亚胺坚持架；已处置其长寿数、高精度和高牢靠性难题；该项技能的中心便是多孔坚持架资料的制备.
陀螺马达是一种高精度的电机马达；运用高速旋转发生的惯量断定空间飞行器的基准方向；关于现代航天、航空及帆海等范畴是非常要害的部件.
跟着技能的前进和需要的不断前进；需要陀螺马达的寿数都很长；国际上的陀螺马达寿数达8万小时.陀螺马达的寿数首要有轴承寿数决议；当轴承作业失利时马达的寿数即停止.
而作业过程中该部位的光滑无法进行弥补；只能采纳一次性光滑技能.刚开端运用光滑脂作为光滑剂；但光滑脂稠度较大；招致转变力矩添加；光滑脂的质量偏移会损伤陀螺精度；一起寿数需要；脂光滑无法完成.多孔聚酰亚胺资料则是运用聚酰亚胺粉料采纳一起的工艺制成的特别资料.它具有必定的机械强度；可用机械加工的办法成型坚持架；内部之间彼此贯穿；在微孔之内储存光滑油；当轴承作业时因为离心力和热运动使坚持架外表搬运；构成完好油膜；完成轴承光滑.一起微孔把它触摸到剩余的光滑油从头吸附到坚持架内；完成内部油；到达长寿数之意图.
聚酰亚胺的归纳功用优秀；是制作微孔坚持架的抱负资料.如今我国绝大多数长寿数陀螺马达轴承都是选用多孔聚酰亚胺坚持架；使陀螺寿数达五万小时以上；精度及牢靠性都满意了主机需要.
聚酰亚胺作为一种功用优良的特种高分子资料；必定有其愈加宽广的运用规模；在耐磨布局件、绝缘资料、耐腐蚀等方面运用会不断拓宽.
发前该资料运用局限于高科技范畴；产值较.嗣嵌运氖熘炔还唬谎芯可ノ挥邢蓿恍矶嗉际趸刮创锏焦ひ祷剑幌拗屏怂挠τ梅段.
许多工程塑料的开展前史均标明；只要走工业化和产业化的路途；才干下降出产本钱；前进产物一致性；完善制作技能；为该类资料的拓宽运用供给条件.咱们信任；聚酰亚胺的广泛运用已为时不远了；在实践中不断改进其功用；以批量化出产下降本钱；以专业化描绘满意各种特别的和需要；构成系列化产物；为我国的经济建设作出应有的奉献.
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