專利名稱：氟聚苯酯彈性金屬塑料軸承的制作方法
所屬領(lǐng)域涉及一種金屬塑料復(fù)合軸承類的氟聚苯酯彈性金屬塑料軸承技術(shù)背景推力彈性金屬塑料軸瓦是前蘇聯(lián)的發(fā)明，是由純聚四氟乙烯(PTFE)作為摩擦塑料層，與彈性金屬絲層鑲嵌，釬焊在金屬瓦基上構(gòu)成推力彈性金屬塑料軸瓦。1990年引進我國后，發(fā)展為添加二硫化鉬、石墨改性的彈性金屬塑料軸瓦。專利9010367.7記載了其技術(shù)，被稱之為第二代彈性金屬塑料軸瓦。它比純聚四氟乙烯彈性金屬塑料軸瓦的耐壓強度和蠕變性能有所提高。由第一代的只能應(yīng)用在推力軸承的范圍，發(fā)展到第二代彈性金屬塑料軸瓦被擴大推廣應(yīng)用到圓弧形的立式和臥式的徑向軸承之中。專利99101415.6記載了其技術(shù)。近來，聚苯酯的研究和應(yīng)用表明，聚苯酯可在315℃以下長期使用，是所有高分子材料中，熱穩(wěn)定性、熱容量、自潤滑性、硬度、電絕緣性、耐磨耗等綜合性能最好的品種。優(yōu)越的耐磨、自潤滑性模壓件的動摩擦系數(shù)為0.16～0.31；可無油潤滑，耐磨性良好，在水中的耐磨性更佳；特別是當(dāng)聚苯酯中添加20％聚四氟乙烯后，在無油潤滑時的極限PV值可高達(dá)2500Kpa·m/s，這比多孔的青銅軸承在加油潤滑時的PV值還大；優(yōu)異的熱導(dǎo)性作為耐高溫工程塑料，在整個塑料中具有最大的導(dǎo)熱系數(shù)(為一般的3～5倍)，以及較低的線膨脹系數(shù)；優(yōu)異的耐錫焊性能。聚苯酯能與任何比例的聚四氟乙烯混合而制造成即可保持這兩種聚合物各自的優(yōu)點，又可以克服后者不耐磨和冷流等缺點，成為一個性能更為優(yōu)異的耐高溫、耐磨材料。試驗數(shù)據(jù)證明，聚苯酯含量為20-30％的填充聚四氟乙烯材料，其極限PV值遠(yuǎn)高于各自原有的極限PV值，并在很大程度上改善了聚四氟乙烯的耐壓縮蠕變、抗壓強度、耐磨耗等性能，而摩擦系數(shù)基本保持不變。但是，聚苯酯的高昂價格和高壓力速鍛成型的工藝使其應(yīng)用受到限制。因而，只有在特殊的水潤滑的情況下才能應(yīng)用。例如，新安江水電站的立式水力發(fā)電機組的水導(dǎo)軸承是水潤滑的橡膠瓦結(jié)構(gòu)，改造成分塊式彈性金屬塑料軸瓦以后運行良好。據(jù)估計分析可能是添加了聚苯酯的成分。現(xiàn)在，由于技術(shù)的發(fā)展，聚苯酯熱模壓成型、冷壓燒結(jié)成型、等離子噴涂成型和分散體涂覆成型工藝的成功應(yīng)用，使聚苯酯的應(yīng)用獲得了擴大的機會。隨著彈性金屬塑料軸瓦應(yīng)用要求的擴大，例如很多小水電站的臥式水力發(fā)電機組的推力軸承和筒式徑向軸承是油潤滑結(jié)構(gòu)，經(jīng)常發(fā)生漏水現(xiàn)象產(chǎn)生事故，如果應(yīng)用聚苯酯的彈性金屬塑料軸瓦也會改善運行狀況的。又如帶高壓油頂起的彈性金屬塑料軸瓦要求抗壓強度大于40Mpa，這就需要添加聚苯酯來解決其耐壓縮蠕變、抗壓強度、耐磨耗等性能。
需要解決的問題解決現(xiàn)有彈性金屬塑料軸瓦的耐壓縮蠕變、抗壓強度、耐磨耗、耐水性等性能

發(fā)明內(nèi)容
A、軸瓦的結(jié)構(gòu)——軸瓦的摩擦表面是由1.5～5mm厚的塑料層鑲嵌在3～5mm厚的彈性金屬絲層0.2～1.5mm深，彈性金屬絲層釬焊在鋼的瓦基上構(gòu)成彈性金屬塑料軸瓦；B、軸瓦的塑料層——是以氟塑料和聚苯酯為主要成分；C、軸瓦的形狀——有三種a、平面形的推力軸瓦，b、圓弧形的分塊式軸瓦，但是不包括為替代原有的立式分塊水潤滑的橡膠軸瓦而改造成的分塊式軸瓦，c、圓筒形的徑向軸瓦；D、潤滑系統(tǒng)——有三種a、油潤滑系統(tǒng)，b、水潤滑系統(tǒng)，c、無潤滑劑。其制法有1氟塑料和聚苯酯混合，在360-400℃，壓力300-1000Kg/cm2與彈性金屬絲層模壓成型瓦面，瓦面釬焊在鋼瓦基上經(jīng)機械加工制成。2氟塑料和聚苯酯混合，與彈性金屬絲層冷壓力300-1000Kg/cm2成型，350～400℃燒結(jié)成瓦面，釬焊在鋼瓦基上經(jīng)機械加工制成軸瓦。3氟塑料和聚苯酯可根據(jù)使用要求添加其他材料，如二硫化鉬、玻璃纖維、石墨、青銅粉、碳纖維等混合。4氟塑料和聚苯酯混合料等離子噴涂在彈性金屬絲層上成為瓦面，瓦面釬焊在鋼瓦基上經(jīng)機械加工制成。5、聚苯酯分散在聚四氟乙烯懸浮液中組成的分散體在彈性金屬絲層上涂覆成型，涂層干燥后燒結(jié)成為瓦面，瓦面釬焊在鋼瓦基上經(jīng)機械加工制成。6、大型軸承有高壓油頂起結(jié)構(gòu)。7、推力軸承的支撐結(jié)構(gòu)有單支撐、兩支撐和多個支撐三種結(jié)構(gòu)。8臥式徑向軸承的支撐有圓拄形和球面形兩種結(jié)構(gòu)。
有益效果本發(fā)明應(yīng)用了以氟塑料和聚苯酯為主要成分，它比現(xiàn)有的第二代彈性金屬塑料軸瓦的耐壓縮蠕變、抗壓強度、耐磨耗、耐水等性能均有很大的提高。又由于采用了瓦面熱模壓成型、冷壓燒結(jié)成型、等離子噴涂成型和分散體涂覆成型等多種新的工藝，使其制造的成本也大大下降，基本達(dá)到了可以大規(guī)模應(yīng)用的價格。塑料層根據(jù)使用要求添加其他材料，如二硫化鉬、玻璃纖維、石墨、青銅粉、碳纖維等混合又?jǐn)U大了應(yīng)用的范圍。特別是可以應(yīng)用到超大型的軸承，例如三峽水力發(fā)電機組的推力軸承和導(dǎo)軸承之中。
實現(xiàn)方法1制造彈性金屬絲層取青銅絲制造成制造彈性金屬絲圈餅層。絲圈餅層在壓力300～500kg/cm2下成為5mm厚的彈性金屬絲層。
2塑料瓦面的配料根據(jù)軸承的運行要求，確定聚四氟乙烯和聚苯酯的比例。例如水潤滑的軸承聚四氟乙烯為0～35％聚苯酯為65～100％；油潤滑的軸承聚四氟乙烯為70～95％聚苯酯為5～30％。根據(jù)需要，還可以可混入各種填料進行改性，如二硫化鉬、玻璃纖維、石墨、青銅粉、碳纖維等。
2混料原料混合均勻。
3熱模壓成型制造塑料瓦面將彈性金屬絲層裝入壓摸下面。絲層上攤均勻混合料。安裝好壓塊，連同壓摸一起在真空爐中加熱。溫度達(dá)到360-400℃時取出，放在在油壓機上，加壓壓力300-1000Kg/cm2，，保壓時間3-5分鐘。
4冷壓燒結(jié)成型制造塑料瓦面將彈性金屬絲層裝入壓摸下面。絲層上攤均勻混合料。安裝好壓塊，放在在油壓機上，加壓壓力300-1000Kg/cm2，，保壓時間3-5分鐘。連同壓摸一起在真空爐中加熱燒結(jié)。溫度達(dá)到360-400℃時保溫30分～2小時。冷卻后取出。
5等離子噴涂成型制造塑料瓦面首先將彈性金屬絲層待噴表面進行預(yù)處理。然后將混合料粉末送入等離子噴槍中，以高速噴射到彈性金屬絲層表面上，形成5mm厚噴涂層即可。
6分散體涂覆成型制造塑料瓦面將聚苯酯分散在聚四氟乙烯懸浮液中組成的混合料作為涂料。成型時，先將彈性金屬絲層表面上預(yù)處理，然后涂覆一層有機氟底漆。經(jīng)干燥燒結(jié)后，便可進行混合料的涂覆成型，涂層厚度5mm。干燥條件為90-100℃，30min；燒結(jié)條件為380℃，15min。
7釬焊初步加工的鋼瓦基加熱220°～260℃，瓦面部分涂釬焊劑，燙錫。塑料瓦面加熱220°～260℃，瓦面的彈性絲層部分涂釬焊劑，燙錫。將塑料瓦面的彈性絲層的燙錫面與鋼瓦基燙錫面壓緊，冷卻。
8軸瓦機械加工按照軸瓦圖紙進行機械加工制成軸瓦。
9安裝將軸瓦安裝在軸承座上，安裝潤滑系統(tǒng)，按照圖紙安裝成軸承。
10油潤滑系統(tǒng)軸承內(nèi)有進油和出油的結(jié)構(gòu)，有油槽。大型軸承油槽內(nèi)設(shè)有水冷卻器和油循環(huán)過濾裝置。
11水潤滑系統(tǒng)開式水潤滑系統(tǒng)設(shè)置高位水凈化裝置，進水管道和出水機構(gòu)、排污機構(gòu)。封閉式水潤滑系統(tǒng)設(shè)置循環(huán)水凈化裝置，排污機構(gòu)。
12帶高壓油頂起的軸承塑料瓦面設(shè)置高高壓油頂起的油池，油池中有油噴嘴與高壓油孔連接。高壓油孔連接高壓油泵。
13推力軸瓦的支撐一般的單支撐為剛性和彈性油箱支撐結(jié)構(gòu)。雙支撐設(shè)置有兩個支撐點。多支撐設(shè)置有多彈簧或多立拄支撐結(jié)構(gòu)。
14臥式徑向軸瓦的支撐一般的是采用圓拄形支撐結(jié)構(gòu)，大型的則采用球面形支撐結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.涉及一種金屬塑料復(fù)合軸承類的氟聚苯酯彈性金屬塑料軸承，其特征是A、軸瓦的結(jié)構(gòu)是軸瓦的摩擦表面是由1.5～5mm厚的塑料層鑲嵌在3～5mm厚的彈性金屬絲層0.2～1.5mm深，彈性金屬絲層釬焊在鋼的瓦基上構(gòu)成彈性金屬塑料軸瓦；B、軸瓦的塑料層是以氟塑料和聚苯酯為主要成分；C、軸瓦的形狀是下面三種之一a、平面形的推力軸瓦，b、圓弧形的分塊式軸瓦，但是不包括為替代原有的立式分塊水潤滑的橡膠軸瓦而改造成的分塊式軸瓦，c、圓筒形的徑向軸瓦；D、潤滑系統(tǒng)是下面三種之一a、油潤滑系統(tǒng)，b、水潤滑系統(tǒng)，c、無潤滑劑；E、制造方法是下面四種之一a、氟塑料和聚苯酯混合，在360-400℃，壓力300-1000Kg/cm2與彈性金屬絲層模壓成型瓦面，瓦面釬焊在鋼瓦基上經(jīng)機械加工制成，b、氟塑料和聚苯酯混合，與彈性金屬絲層冷壓力300-1000Kg/cm2成型，350～400℃燒結(jié)成瓦面，釬焊在鋼瓦基上經(jīng)機械加工制成軸瓦，c、氟塑料和聚苯酯混合料等離子噴涂在彈性金屬絲層上成為瓦面，瓦面釬焊在鋼瓦基上經(jīng)機械加工制成，d、聚苯酯分散在聚四氟乙烯懸浮液中組成的分散體在彈性金屬絲層上涂覆成型，涂層干燥后燒結(jié)成為瓦面，瓦面釬焊在鋼瓦基上經(jīng)機械加工制成。
2.如權(quán)利要求1所述的氟聚苯酯彈性金屬塑料軸承，其特征是氟塑料和聚苯酯可根據(jù)使用要求添加其他材料，如二硫化鉬、玻璃纖維、石墨、青銅粉、碳纖維等成分。
3.如權(quán)利要求1所述的氟聚苯酯彈性金屬塑料軸承，其特征是大型軸承的軸瓦有高壓油頂起結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的氟聚苯酯彈性金屬塑料軸承，其特征是推力軸瓦有單支撐、兩支撐和多支撐三種結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的氟聚苯酯彈性金屬塑料軸承，其特征是臥式徑向軸承的支撐有圓拄形和球面形兩種結(jié)構(gòu)。
全文摘要
涉及一種金屬塑料復(fù)合軸承類的氟聚苯酯彈性金屬塑料軸承，解決塑料軸瓦耐壓強度低和蠕變性能。其特征是構(gòu)成彈性金屬塑料軸瓦的塑料層是以氟塑料和聚苯酯為主要成分。有推力軸瓦，分塊式軸瓦，但是不包括為替代原有的立式分塊橡膠軸瓦而改造成的分塊式軸瓦，筒形的徑向軸瓦。有油潤滑、水潤滑和無潤滑劑。瓦面有熱模壓成型、冷壓燒結(jié)成型、等離子噴涂成型和分散體涂覆成型。塑料層根據(jù)使用要求添加其他材料，如二硫化鉬、玻璃纖維、石墨、青銅粉、碳纖維等混合。軸瓦有高壓油頂起結(jié)構(gòu)。推力軸瓦有單支撐、兩支撐和多支撐三種結(jié)構(gòu)。臥式徑向軸瓦的支撐有圓拄形和球面形兩種結(jié)構(gòu)。他應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)設(shè)備的軸承系統(tǒng)中。
文檔編號F16C33/04GK1967001SQ20051011955
公開日2007年5月23日 申請日期2005年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月18日
發(fā)明者孫守馴, 孫守連 申請人:孫守馴, 孫守連