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金属自修正资料在轴承上的运用
来源:海力轴承网 时间:2018-04-02
自改革开放以来；我国轴承工业的开展获得了引人注目的成果.自2000年起；依照轴承的年产量排序；我国成为继日本、美国、德国之后的国际轴承产量第四大国.轴承年产量已达20多亿套；年产量约240亿元人民币.其间出口量占总产量的50%以上；年创汇约7亿美元.近些年来；我国轴承产物在尺度精度、旋转精度、振荡噪声、寿数和牢靠性等方面也都获得了显着的前进.可是国产轴承与国外轴承出产大国的产物比拟；在种类上和质量上还存在着较大的距离.要进一步添加种类和前进质量；有必要在轴承的描绘、制作、资料、测验和光滑等归纳技术上下功夫；需求有一个开展的进程.金属磨损自修正资料在国产轴承上的运用前进了轴承的牢靠性；下降了轴承滚道和翻滚体之间的冲突系数；大幅度延伸了轴承的运用寿数；使通用轴承向“无限寿数”新概念需求的方向前进了一大步；具有显着的经济效益.
一、我国轴承产物的种类质量概略：
1997年至1999年；依据国家质量技术监督局拟定的“国家监督检查产物目录”对翻滚轴承进行产物质量检查；三年均匀合格率为68%.2000年检查产物质量比1999年高出6个百分点；证明质量监督检查管理作业获得显着作用.与轴承工业发达国家比拟；国产轴承在种类和质量上的距离首要表如今：
1、国产轴承种类少；产量低.轴承工业发达国家出产的轴承种类达15万个；我国出产的轴承种类仅2万余个；并且大多数为通用产物.国内轴承公司有2000余家；年产量的总和列在国际五大轴承公司（SKF、NSK、KOYO、NTN、NMB）之后；因而；我国轴承公司规模.档停晃夜隹谥岢衅骄刻准鄹裰挥0。4美元.
2、国产轴承尺度精度公役的离散度大.尽管我国轴承在尺度公役与旋转精度上获得很大的前进；挨近国外名牌产物水平；但在尺度误差的离散度方面还存在着较大的距离.
3、在振荡、噪声和反常声方面；我国轴承的振荡极值水平高出国外名牌产物10dB以上.以6202轴承为例；国外名牌产物为26dB左右；抽检国内18个轴承公司产物；其均匀值为37。5dB.
4、国产轴承的寿数和牢靠度值仍较低.以深沟轴承为例；国外名牌产物的寿数通常大于核算寿数的8倍（最高可达30倍以上）；牢靠度达0。98以上，国产轴承的寿数通常为核算寿数的3~5倍；牢靠度为0。96左右.
因为国产轴承在种类和质量上存在上述距离；作为轴承出产大国；我国日益开展的家电、汽车、纺织、机床等职业每年还不得不向国外进口很多轴承.进口的轴承产物首要是家用电器的低噪音及静音球轴承、长寿数汽车轴承、机床主轴轴承、高速铁路客车和卡车轴承、高速纺织机械轴承等.1999年进口6。4亿套；2000年进口9。3亿套；2001年进口7。2亿套.见表1.
从国外进口轴承统计表(表1)
轴承种类1999年2000年2001年运用领域
数量(万套)价值(万美元)数量(万套)价值(万美元)数量(万套)价值(万美元)
球轴承329471436442277201494995624016家电、机床纺织
圆锥滚子轴承211480846826215957汽车
球面滚子轴承243473211337362397矿山、石油机械
滚针轴承557721156979918251011汽车、纺织机械
圆柱滚子轴承3418175610807223386104054机床、轧钢机
其他翻滚轴承266428546370139064182758867机床
带座轴承305541235567263475纺织机械
算计643243462492978445837150748989
因为国产轴承的寿数短；使得轴承不能与机电设备同寿数；停保护替换轴承；下降了设备的利用率和添加了修理费用.因轴承的牢靠度低而发作的失效；引发了许多重大事端.轴承工业发达国家出产的通用轴承已开端运用“无限寿数”这一新概念；专用轴承也提出了与配套主机“同步寿数”和大修期内“零失效”的目标需求.因而；国产轴承还有必要持续尽力在前进产物寿数和牢靠性方面下功夫.
二、“金属磨损自修正资料”添加轴承寿数和牢靠性的机理：
“金属磨损自修正资料”；是一组由羟基硅酸镁[Mg6（Si4O10）（OH）8]等天然矿石资料构成的杂乱组分的微米级粒径颗粒资料.首要取之于天然矿石资料的这些组合物不溶解于光滑脂；不好光滑脂发作化学反响；不改动油的黏度和其他理化性质；无任何毒副作用；在常温下的化学性质非常安稳.当光滑脂作为载体将这些微粒资料带入轴承组合件中时；这些微粒资料在轴承转变中对轴承跑道和翻滚体发作超精研磨作用；发作一系列物理的和化学的改变；改动了冲突外表的金属微观布局.
微粒资料在金属冲突外表发作的物理改变是：翻滚体在滚道内翻滚中；在冲突力的作用下；超细微粒颗粒被进一步碾碎；此刻细小颗粒对金属冲突外表发作超精研磨作用；有满足硬度的微粒的超精研磨作用形成金属外表微凸体开裂；使得轴承冲突外表的光洁度进一步前进.
微粒资料在金属冲突外表发作的化学改变是：在超精研磨中；微凸体开裂时发作的闪温使微粒晶体中镁原子与冲突外表的铁原子发作置换反响；在铁基金属冲突外表生成铁基硅酸盐保层；亦称金属陶瓷层.这一铁基硅酸盐保层是在金属外表微凸体发作开裂呈现闪温时发作的；在非磨损部位上不发作冲突热；不发作化学置换反响.因而这种铁基硅酸盐保层的生成有选择性；它只会在轴承的翻滚体和跑道的金属冲突外表生成一层耐磨的保层.轴承在转变中不断发作磨损；磨损发作的微凸体开裂和开释的热能使这种化学置换反响持续进行.当其外表生成一层金属瓷保层后；使其外表光洁度前进、冲突系数下降；磨擦发作的热能下降；化学置换反响也就中止.可是当这一耐磨保层遭到破坏时；金属外表的冲突热急剧添加；新的置换反响又将开端；使耐磨保层得到康复.
目视可见；轴承滚道和翻滚体上生成的金属陶瓷保层漆黑发亮；有淡兰色金属光泽.
经测定；这种耐磨的保层有优秀的力学和物理功能：
冲突系数μ：0。003~0。007
显微硬度Hv：前进1倍
外表粗糙度：达14级
膨胀系数：13。6~14。2（与钢一样）
耐高温：1575℃~1600℃
耐腐蚀：优秀
因而；在轴承光滑脂中加入微量“金属磨损自修正资料”后；轴承的运用寿数可得到大幅度延伸；轴承的牢靠性水平也得到相应前进.并且因为轴承的冲突系数下降；可节省很多动力能源消耗.
三、运用“金属磨损自修正资料”轴承的寿数实验状况：
国家轴承质量监督查验中间受哈尔滨市政府经贸委的托付；对运用“金属磨损自修正资料”的6205轴承进行了寿数实验.对送检的24套轴承悉数进行了到达一等品规范需求的3倍额外寿数实验；从中再恣意抽取8套轴承进行了到达优等品规范需求的5倍额外寿数实验；然后再从中恣意抽取4套轴承进行彻底寿数实验.
实验报告给出的结论是：
1、经21倍额外寿数实验的轴承根本坚持实验前的旋转精度.当试至3倍额外寿数时；旋转精度有所下降，试至5倍额外寿数时；旋转精度康复到原始值.
2、试至21倍额外寿数的轴承的径向游隙与实验前的径向游隙比拟有少数改变.当试至3倍额外寿数时；游隙均匀削减2。5μm，当试至5倍额外寿数时；游隙均匀增大3μm（根本康复到实验前数值）.跟着实验时刻的持续添加；轴承径向游隙有时添加有时削减；改变量很小.试至21倍额外寿数时；又根本康复到试前数值.
3、轴承试至21倍额外寿数时；轴承套圈滚道和钢球外表黑亮；根本没有磨损.
4、“金属磨损自修正资料”在轴承中运用；能延伸轴承的运用寿数.
在轴承寿数实验进程中呈现过下述状况：当实验进行到8倍额外寿数时；编号为SM21-024的轴承内圈滚道因出产时存在砂轮花状磨削烧伤而失效.对此；实验报告指出：通常轴承滚道有磨削烧伤的轴承在寿数实验时；达不到1倍额外寿数滚道就会发作脱落而失效.该轴承实验到了8倍额外寿数；这显然是“金属磨损自修正资料”起到了延伸轴承寿数的作用.
在轴承寿数实验进程中；曾3次发作尼龙坚持架熔化并流出；但轴承替换新的尼龙坚持架后仍可持续运用.原因是：该光滑脂运用温度为80℃；在轴承寿数实验中因轴承接连作业温度升高而使光滑脂丢失.在干冲突下形成轴承温度进一步升高到超越254℃；然后使尼龙坚持架熔化而流出.以往发作这种状况时；钢球和套圈会发作退火并粘结在一起；使轴承失效.但本次实验轴承套圈和钢球都完好无缺；阐明生成的金属陶瓷保层发挥了作用；使干冲突系数下降；干冲突发作的热量缺乏以使钢球和套圈退火和粘结.
详见国家轴承质量监督查验中间：“金属磨损自修正轴承寿数实验报告”（2003年2月）.
遭到实验经费的约束；6205轴承的寿数实验进行到21倍额外寿数而中止.
四、运用“金属磨损自修正资料”工艺办法的轴承的出产和运用状况：
哈尔滨埃特轴承有限公司从上一年以来对出产出的新轴承进行金属磨损自修正资料工艺处置；获得了显着的作用.
1、高速电机主轴轴承
高速电机主轴轴承通过金属磨损自修正资料工艺处置后；前进了极限转速；在dn≤1×106转/分的转速下仍可运用脂光滑.
正常状况下当轴承转速dn≥0。4×106转/分时；有必要采用油雾光滑.供油设备需求有空气压缩机、油路及高档定子油；在高压空气携带下向轴承内部喷油.油气从轴承一端喷入；从另一端喷出；逸出的油雾在空气中漂浮形成空气污染；使油耗增大；空压机用电量也较大；噪声亦大.用金属磨损自修正资料处置后的轴承；用脂光滑替代油雾光滑；彻底处置了油雾光滑发作的晦气影响；减化了供油的机械加工；节省了产物的制作本钱.运用油雾光滑的轴承的运用寿数通常为2个月；经金属磨损自修正资料工艺处置的轴承；运用脂光滑其运用寿数可达1年.
2、数控机床主轴轴承
数控机床主轴轴承用双联、四联角触摸球轴承；该轴承经用金属磨损自修正资料工艺处置后；在装机运用中其精度、温升、噪声、刚度与“SKF”公司的同类产物比拟没有任何差异.该机床已作业了一年多；其功能仍坚持不变.
3、油田稠油泵轴承
油田稠油增压泵轴承由深沟球轴承、圆柱滚子轴承、推力球轴承组成；作业介质为稠质原油；泵的运用寿数通常不超越3个月.并且油泵作业1周左右；泵效就开端下降；作业3个月泵效下降70%；噪音也较大；需停修理.该轴承经运用金属磨损自修正资料工艺处置后；整机噪声由97dB下降到80dB；无反常音；泵效由53M3/h前进到63M3/h；电机输出功率下降17%.现已作业2个月；仍坚持状况不变.
4、轧钢机轧辊轴承
该轴承接受较重的载荷；大型轴承每套价钱在1000~2500元左右；轴承运用寿数较短；通常为15~20个作业日；修理本钱较高.用金属磨损自修正资料工艺处置该轴承后；寿数前进5倍以上；大大下降了修理本钱.
5、材轧辊导轮轴承
轧线材轧辊导轮轴承的线速度为120米/秒；导轮转速15000转/分；轴承的寿数只要8小时.运用金属磨损自修正资料工艺处置后的轴承；运用寿数到达了40小时.
6、无受力盲区自行车中轴轴承
该自行车为运动员专用赛车.因为布局约束；要确保轴承的寿数；轴的直径不能加大；在运用中；常常发作中轴开裂事端.对该轴承运用金属磨损自修正资料技术后；轴承的承载才能大大前进；在轴承外径尺度不变的条件下；使中轴的直径加大3mm；然后处置了中轴开裂的难题.因为中轴承冲突系数下降；使运动员的成果前进了6%.
对轴承运用金属磨损自修正资料工艺处置；是自上一年以来进行的一项开拓性的作业；运用的规模正在逐渐扩展之中；所获得的作用是令人鼓舞的.上述运用项目仅是其间获得了精确数据的一部分实例.
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