自潤(rùn)滑軸承—FZF03彈性金屬塑料瓦—FZF03A

FZF03系列彈性金屬塑料瓦的優(yōu)異性能主要是由彈性金屬塑料瓦面表現(xiàn)出來的，塑料瓦面以金屬絲多孔彈性墊為基體，與改性聚四氟乙烯模壓復(fù)合，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)塑化而成的低摩擦、自潤(rùn)滑復(fù)合材料，其自潤(rùn)滑性能好，聚四氟乙烯是目前為止塑料中摩擦系數(shù)小的一種自潤(rùn)滑材料，經(jīng)過改性，其自潤(rùn)滑性、耐磨性比純聚四氟乙烯顯著提高。且改性后聚四氟乙烯對(duì)金屬的親和力特別強(qiáng)，在無油潤(rùn)滑或邊界潤(rùn)滑狀態(tài)下，當(dāng)滑動(dòng)摩擦?xí)r，聚四氟乙烯立即向?qū)δサ慕饘俦砻孓D(zhuǎn)移，形成牢固的固體“轉(zhuǎn)移膜”，使摩擦變成了聚四氟乙烯之間的摩擦，從而使摩擦磨損條件得到了改善，其摩擦磨損系數(shù)小，故軸瓦的使用壽命很長(zhǎng)。

塑料瓦表面摩擦材料耐磨性能的優(yōu)劣， 對(duì)塑料瓦使用壽命和安全可靠運(yùn)行影響大。軸瓦耐磨性能較差時(shí)，易產(chǎn)生磨屑，特別是初始運(yùn)行磨合階段和起、停機(jī)時(shí)線速度低于潤(rùn)滑邊界條件下磨屑增加，由于塑料磨屑密度小，漂浮在油面上，當(dāng)油過濾器不能有效將漂浮物全部濾除時(shí)，磨屑在旋轉(zhuǎn)部件攪拌的作用下完全混入潤(rùn)滑油中，導(dǎo)致?lián)p傷軸瓦表面，甚至發(fā)生磨屑在進(jìn)油邊部位積聚堵塞楔形進(jìn)油邊，無法建立流體動(dòng)壓潤(rùn)滑油膜，這時(shí)瓦面出現(xiàn)嚴(yán)重磨損（瓦面沿圓周出現(xiàn)淺犁溝狀磨痕），嚴(yán)重時(shí)軸瓦發(fā)生燒損。因此，保證塑料瓦具有更高的可靠性和安全裕度，進(jìn)一步提高表面摩擦材料的耐磨損性能是重要的。

新一代環(huán)保型塑料瓦表面摩擦材料由兩種高性能添加材料對(duì)聚四氟乙烯增強(qiáng)改性后，在保證環(huán)保要求和不降低摩擦性能的前提下，提高耐磨損性能，滴油潤(rùn)滑時(shí)的磨損系數(shù)為4.69 ×10^－11 cm³/（N·m）、摩擦系數(shù)為0.015～0.035。采用高耐磨特種高分子材料和高強(qiáng)度纖維增強(qiáng)改性聚四氟乙烯，形成以高強(qiáng)度纖維為骨架，均勻分布的高耐磨特種高分子材料為耐磨質(zhì)點(diǎn)，聚四氟乙烯為固體潤(rùn)滑基體提供低摩擦的環(huán)保型高性能化復(fù)合材料。高強(qiáng)纖維均勻分布于樹脂之間，形成無序縱橫交錯(cuò)的網(wǎng)格骨架，提高了摩擦材料的抗壓縮和抗剪性能，大幅度提高摩擦材料的耐磨損性能，同時(shí)增加了摩擦材料與金屬絲多孔墊之間的結(jié)合牢度。由于該復(fù)合材料瓦面的耐磨性能大幅度提高，產(chǎn)品的使用壽命明顯延長(zhǎng)，在正常運(yùn)行條件下，推力瓦的預(yù)期使用壽命可達(dá)40年。

新一代環(huán)保型塑料瓦表面材料有良好的親水性并且抗泥沙，水潤(rùn)滑性能優(yōu)越，用水作為潤(rùn)滑介質(zhì)時(shí)，有良好的低摩擦性能和極佳的耐磨損性能，水潤(rùn)滑時(shí)磨損系數(shù)小至9.0×10^-9 cm³/（N·m），在油水混合潤(rùn)滑工況條件，軸瓦仍可安全運(yùn)行。且軸瓦水潤(rùn)滑時(shí)摩擦功耗比稀油潤(rùn)滑低14％，比巴氏合金軸承稀油潤(rùn)滑低19％，比滾動(dòng)軸承脂潤(rùn)滑低30％，是一種節(jié)能環(huán)保型高科技新材料。

以立式水輪發(fā)電機(jī)組上使用的軸瓦為例，在正常的運(yùn)行條件下，軸瓦是在液體動(dòng)壓潤(rùn)滑的狀態(tài)下工作的。工作時(shí)形成的液體動(dòng)壓潤(rùn)滑油膜將瓦面與鏡板（或軸頸）分開，使軸瓦處于良好的工作狀態(tài)。但是，當(dāng)機(jī)組處于起動(dòng)、停機(jī)或出現(xiàn)其它意外情況，使液體潤(rùn)滑油膜不能形成或受到破壞時(shí)，軸瓦將處于邊界摩擦狀態(tài)（邊界潤(rùn)滑狀態(tài)），這時(shí)傳統(tǒng)的巴氏合金瓦將出現(xiàn)磨損、粘著甚至燒瓦現(xiàn)象。而新一代環(huán)保型塑料瓦在較低的摩擦速度下，也可以建立起流體動(dòng)壓潤(rùn)滑油膜。這一特性使軸瓦在起、停機(jī)階段或速度較低的使用工況下仍可安全可靠工作。不但可使機(jī)組處于正常的運(yùn)行狀態(tài)，而且軸瓦還有著相當(dāng)長(zhǎng)的使用壽命。另外，彈性金屬塑料復(fù)合材料瓦面具有獨(dú)特的自調(diào)性能，改善瓦面接觸壓力和各瓦之間的受力狀況呈均勻分布，復(fù)合材料瓦面還具有良好的隔熱性，有效減小瓦基的熱變形，確保軸瓦安全可靠運(yùn)行。彈性金屬塑料瓦的這一系列優(yōu)異性能，是由組成這種產(chǎn)品的材料和結(jié)構(gòu)所賦予的。

■瓦面材料的設(shè)計(jì)

純聚四氟乙烯的耐磨性差，壓縮蠕變性大，尺寸穩(wěn)定性差，導(dǎo)熱性差。改性聚四氟乙烯是在純聚四氟乙烯中加入金屬填料（如銅粉、鉛粉等），來提高其彈性模量、抗磨性及導(dǎo)熱系數(shù)。這種改性聚四氟乙烯材料的優(yōu)異性能在彈性金屬塑料推力瓦和油導(dǎo)瓦上得到了充分的發(fā)揮。但是隨著塑料瓦應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬，添加金屬填料后，雖然提高了它的部分性能，但亦不能滿足一些特殊領(lǐng)域的要求。為了使瓦面更加適應(yīng)以水為潤(rùn)滑介質(zhì)的工作環(huán)境，經(jīng)不斷的研究和試驗(yàn)對(duì)比，在原有改性聚四氟乙烯中添加有機(jī)高分子材料研制成的水輪機(jī)水潤(rùn)滑導(dǎo)軸承，其瓦面耐磨性和使用壽命顯著提高。近年來,隨著國(guó)產(chǎn)大型立磨減速機(jī)的研制成功，對(duì)其使用推力瓦的性能要求越來越高，針對(duì)立磨減速機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度低，潤(rùn)滑油粘度大，使用工況復(fù)雜，沖擊載荷較大等使用特性，為了提高瓦面材料的抗拉強(qiáng)度，在聚四氟乙烯中添加了增強(qiáng)纖維（如玻纖、碳纖和凱英拉短纖維），同時(shí)考慮到立磨減速機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度低液體動(dòng)壓潤(rùn)滑油膜不易形成這一特性，在上述瓦面材料的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)，添加了聚苯脂、二硫化鉬和石墨等，使瓦面的強(qiáng)度、減磨耐磨性能有了更大提高。瓦面材料經(jīng)過優(yōu)化組合和實(shí)驗(yàn)對(duì)比確定佳配方，其抗磨性能提高150倍以上，相應(yīng)的彈性模量也有較大提高，摩擦系數(shù)小，干摩擦?xí)r小至0.14，滴油潤(rùn)滑時(shí)小于0.04。

綜上所述，瓦面材料的設(shè)計(jì)選擇要根據(jù)它的綜合性能，并結(jié)合具體的使用條件來確定。添加金屬填料可提高聚四氟乙烯的抗蠕變性、硬度及尺寸穩(wěn)定性，但自調(diào)性下降。大量填充增強(qiáng)纖維可使其耐磨性大幅提高，大可增加500倍以上，但自調(diào)性下降，而且摩擦系數(shù)不穩(wěn)定。因此，在選擇瓦面材料時(shí)不能只追求某一種性能的突出，而要根據(jù)具體的使用條件，綜合考慮各種性能，使其更加適應(yīng)該工作條件。這樣就可大大提高軸瓦使用的安全性和穩(wěn)定性。

迄今為止，大連三環(huán)公司經(jīng)過對(duì)瓦面材料的優(yōu)化，已經(jīng)在不同領(lǐng)域、不同工況條件下，有針對(duì)性的使用了十幾種不同配方的瓦面?，F(xiàn)在三環(huán)公司全體科技人員正在不斷努力，運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)手段，研制新的材料，不斷提高產(chǎn)品的綜合性能，拓寬應(yīng)用領(lǐng)域。用我們不斷發(fā)展、不斷創(chuàng)新的產(chǎn)品來滿足用戶需要。

■產(chǎn)品應(yīng)用

FZF03C通用型塑料瓦主要應(yīng)用于立式、臥式水輪發(fā)電機(jī)組、齒輪箱、球磨機(jī)、水泵、冶金設(shè)備、礦山機(jī)械、船舶等行業(yè)領(lǐng)域，適合稀油潤(rùn)滑和脂潤(rùn)滑，由于瓦面中含有鉛（Pb）等重金屬元素，不符合環(huán)保要求，故使用領(lǐng)域受到了限制。

FZF03E環(huán)保型高性能塑料瓦是FZF03C通用型塑料瓦的更新?lián)Q代產(chǎn)品，其應(yīng)用領(lǐng)域與FZF03C塑料瓦完全相同。該瓦自2008年投放市場(chǎng)后很快被人們所認(rèn)知，產(chǎn)品已在水輪發(fā)電機(jī)、磨煤機(jī)減速機(jī)等設(shè)備設(shè)計(jì)上采用，并在大、中型水電機(jī)組上更換壽命周期已到的早期塑料瓦。由于FZF03E塑料瓦屬環(huán)保產(chǎn)品，受到國(guó)外水電設(shè)備制造廠家的歡迎，產(chǎn)品已遠(yuǎn)銷國(guó)外。

火電廠重要配套設(shè)備磨煤機(jī)減速機(jī)推力軸承屬重載低速且齒輪油潤(rùn)滑的較苛刻使用工況。如國(guó)電內(nèi)蒙東勝熱電廠磨煤機(jī)減速機(jī)推力軸承是國(guó)內(nèi)某廠家提供的塑料瓦（表面呈灰黑色），投入運(yùn)行后多臺(tái)減速機(jī)先后發(fā)生嚴(yán)重?zé)呤鹿?。更換FZF03E新一代塑料瓦后，瓦溫大幅度降低，燒瓦問題得到徹底解決，磨煤機(jī)均實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定運(yùn)行，得到用戶好評(píng)。

FZF03EW環(huán)保型水潤(rùn)滑塑料徑向瓦主要應(yīng)用于水輪機(jī)導(dǎo)軸承、大型水泵軸承（包括礦山井下抗災(zāi)搶險(xiǎn)水泵）、船舶軸承等行業(yè)領(lǐng)域。新型水潤(rùn)滑塑料軸承，替代傳統(tǒng)的水潤(rùn)滑橡膠軸承，克服了橡膠軸承彈性模量低，變形大，承載能力低，易磨損，易老化，運(yùn)行精度差，安裝不易調(diào)整及中斷冷卻水立即發(fā)生燒損等缺點(diǎn)。本產(chǎn)品替代巴氏合金導(dǎo)軸瓦，可將潤(rùn)滑介質(zhì)油改為水，不但降低運(yùn)行成本，同時(shí)避免由于軸密封泄漏造成的油污染，有利于保護(hù)環(huán)境，該瓦自2009年投放市場(chǎng)以來，受到使用單位的廣泛好評(píng)。2010年，FZF03EW塑料瓦在小型立式水電機(jī)組推力軸承的水潤(rùn)滑條件應(yīng)用取得成功，安全可靠，降低運(yùn)行成本，維護(hù)簡(jiǎn)單，開創(chuàng)了水電機(jī)組推力軸承水潤(rùn)滑的先例。

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