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摘 要:端盖式滑动轴承结构是大、中型交、直流电机的一种发展趋势,是电机减轻重量、缩小尺寸,使结构紧凑、体积缩小,是使我国大中型交直流电机产品系列更新换代,使我国电机制造工业赶上国际水平的有效措施之一。现在国外大多数的大中型交直流电机的生产厂,如:瑞士ABB公司、美国西屋公司、德国西门子公司等,均以端盖式滑动轴承代替以往的座式轴承。为适应国际电机技术的发展水平和引进项目的国产化。目前国内不少电机制造厂都已经开始了这方面的研究、试制工作。
关键词:端盖式 滑动轴承
中图分类号:TH133 文献标识码:A 文章編号1674-098X(2011)03(c)-0079-02
为防止轴电流对轴瓦的电蚀损坏,在轴承座的内球面上复贴0.5m厚的纯聚四氟乙烯膜。该材料摩擦系数低(对金属的摩擦系数在0.07～0.14之间),运行轻快、振动噪声小,润滑性好,绝缘性能好,可以降低磨面的磨耗,而且成本低。但该材料粘结性能极差,成型困难(因轴承座为内球面)。针对以上两个难点开展工艺攻关课题研究。
1 聚四氟乙烯膜粘结剂的研究
聚四氟乙烯膜应用于端盖式滑动轴承上能起到绝缘、耐磨、耐油等作用.尤其是与铸钢(轴承座式材料)粘接就更加困难。国内外对聚四氟乙烯的粘结研究大多集中在难粘原因及各种表面处理方法的探讨上。但至今也未开拓出一种不需要表面处理,适用方便,粘接强度高的胶粘剂使二者粘接在一起。针对以上问题我们进行了广泛深入研究。首先需要解决的是如何解决粘接的问题。经对化工专家和科研院所有关专家的调查、了解。现在国内对绝缘膜处理的方法大致有:纳处理、硫酸重铬酸钾处理、喷砂处理、放电处理、放射线照射处理等方法。经对各种资料的研究和部分处理方法的试验,结合国内广范应用的方法,决定采用钠溶液活化处理法。聚四氟乙烯材料经活化处理后材料表面发生了化学变化,表面的部分氟原子被溶液中的钠夺走,表面留下了碳化层(其深度约1mm)和某些极性基因。使临界表面张力有所提高,与胶的表面张力接近故能牢固地粘接。经对活化处理的聚四氟乙烯膜进行粘接试验,发现纯聚四氟乙烯在加工成膜的过程中表面非常光滑,经活化处理后达不到粘接强度。而必须在膜的处理前对粘接面进行砂磨处理去掉光滑面,再进行活化处理。表面粗糙后再活化处理可使碳化层加深并可在粘接时含有一定的胶,达到提高粘接效果的目的。聚四氟乙烯粘接剂共分两种即:A、B两种胶液。使用时将两种胶按配比调匀后涂于经处理的被粘接表面上即可。经对试件的各种物理、电气性能测试符合产品技术性能。即:剥离强度11.2kN/2.5m,扯离强度10.6MPa,击穿强度35.4kV/mm,绝缘电阻(500V摇表)无穷大。(样见测试报告)。
2 聚四氟乙烯膜与轴承座粘接工艺的研究
因轴承座内经(粘绝缘膜部分)为整体球形,据聚四氟乙烯的性质在粉状压制车成膜后再成型有极大的困难。如开模制作成型膜不但费用高,而且成型膜尺寸公差不能满足产品技术条件(即厚度不均匀)。集以上原因采用平膜粘接试验。经计算后裁剪成与粘接面基本吻合的型膜进行粘接试验(计算过程及裁剪图样见计算单)。因采用平膜受压后产生形变以满足球形的尺寸。首先自行设计和加工了φ180D轴承粘接用胎。粘接工艺如下:在室温(25℃)左右进行,将轴承座和绝缘膜经必要的处理后进行粘接,用胎压合经12h后进行检验,发现在工件下沿绝缘膜有波纹形凸起。第一次试验失败了。第二次试验在第一次的基础上进行总结和查阅了大量有关聚四氟乙烯膜的形成。加工过程和物理、化学性能,总结出在25℃左右的温度下聚四氟乙烯膜处于硬化不变形状态。该材料的使用温度在－60℃～＋250℃范围之内。在70～100℃时该材料可以软化。根据这个特点采用加温粘接法进行试验。即:在膜与轴承座粘接后送入加热炉内(电阻炉)加温至80℃左右使工件温度在压力不产生形变,促使粘接面接触均匀(所使用的粘结剂在100℃下10h固化,常温下24h固化,所以采用涤胶用压胎压牢后加温)。经过以上工艺步骤粘接(Ｈ7)只能靠粘接一次成型来保证(固绝缘膜只有0.5mm厚粘接后不能进行车加工)。又在压胎和施加压力上进行计算和探讨,经过努力内径尺寸达到了图样和精度等级。到目前为止用上述工艺方法共粘接了3个规格7件产品全部满足技术条件。
应用试验:
该工艺基本成功,达到了预期目标。但该工艺比较复杂不利于现在的生产。主要有:(1)聚四氟乙烯膜的化学处理过程复杂存在一定的危险性,不利于在生产现场进行。只有在化学试验室进行(因处理过程需充加氮气保证处理液的化学成分和低温状态)。(2)膜的粘接成型过程工艺参数复杂不易掌握。(3)图样部分尺寸,形状(粘绝缘膜处)需要进行修改。端盖式滑动轴承的加工制造过程,工艺难度大专业化程度较强,不利于各厂家自行生产制造。最好是专业生产厂来完成。象滚动轴承一样形成条例、标准,成为电机的一个外购标准件最为合适。
附:聚四氟乙烯膜剪裁计算单。
如图1所示。
四氟乙烯绝缘膜展开后的尺寸计算过程（如图1）:
(1)已知:OC＝L1 CD＝L2求AC BDAB
(2)四氟乙烯膜按下图下料（如图2）。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
关键词:端盖式 滑动轴承
中图分类号:TH133 文献标识码:A 文章編号1674-098X(2011)03(c)-0079-02
为防止轴电流对轴瓦的电蚀损坏,在轴承座的内球面上复贴0.5m厚的纯聚四氟乙烯膜。该材料摩擦系数低(对金属的摩擦系数在0.07～0.14之间),运行轻快、振动噪声小,润滑性好,绝缘性能好,可以降低磨面的磨耗,而且成本低。但该材料粘结性能极差,成型困难(因轴承座为内球面)。针对以上两个难点开展工艺攻关课题研究。
1 聚四氟乙烯膜粘结剂的研究
聚四氟乙烯膜应用于端盖式滑动轴承上能起到绝缘、耐磨、耐油等作用.尤其是与铸钢(轴承座式材料)粘接就更加困难。国内外对聚四氟乙烯的粘结研究大多集中在难粘原因及各种表面处理方法的探讨上。但至今也未开拓出一种不需要表面处理,适用方便,粘接强度高的胶粘剂使二者粘接在一起。针对以上问题我们进行了广泛深入研究。首先需要解决的是如何解决粘接的问题。经对化工专家和科研院所有关专家的调查、了解。现在国内对绝缘膜处理的方法大致有:纳处理、硫酸重铬酸钾处理、喷砂处理、放电处理、放射线照射处理等方法。经对各种资料的研究和部分处理方法的试验,结合国内广范应用的方法,决定采用钠溶液活化处理法。聚四氟乙烯材料经活化处理后材料表面发生了化学变化,表面的部分氟原子被溶液中的钠夺走,表面留下了碳化层(其深度约1mm)和某些极性基因。使临界表面张力有所提高,与胶的表面张力接近故能牢固地粘接。经对活化处理的聚四氟乙烯膜进行粘接试验,发现纯聚四氟乙烯在加工成膜的过程中表面非常光滑,经活化处理后达不到粘接强度。而必须在膜的处理前对粘接面进行砂磨处理去掉光滑面,再进行活化处理。表面粗糙后再活化处理可使碳化层加深并可在粘接时含有一定的胶,达到提高粘接效果的目的。聚四氟乙烯粘接剂共分两种即:A、B两种胶液。使用时将两种胶按配比调匀后涂于经处理的被粘接表面上即可。经对试件的各种物理、电气性能测试符合产品技术性能。即:剥离强度11.2kN/2.5m,扯离强度10.6MPa,击穿强度35.4kV/mm,绝缘电阻(500V摇表)无穷大。(样见测试报告)。
2 聚四氟乙烯膜与轴承座粘接工艺的研究
因轴承座内经(粘绝缘膜部分)为整体球形,据聚四氟乙烯的性质在粉状压制车成膜后再成型有极大的困难。如开模制作成型膜不但费用高,而且成型膜尺寸公差不能满足产品技术条件(即厚度不均匀)。集以上原因采用平膜粘接试验。经计算后裁剪成与粘接面基本吻合的型膜进行粘接试验(计算过程及裁剪图样见计算单)。因采用平膜受压后产生形变以满足球形的尺寸。首先自行设计和加工了φ180D轴承粘接用胎。粘接工艺如下:在室温(25℃)左右进行,将轴承座和绝缘膜经必要的处理后进行粘接,用胎压合经12h后进行检验,发现在工件下沿绝缘膜有波纹形凸起。第一次试验失败了。第二次试验在第一次的基础上进行总结和查阅了大量有关聚四氟乙烯膜的形成。加工过程和物理、化学性能,总结出在25℃左右的温度下聚四氟乙烯膜处于硬化不变形状态。该材料的使用温度在－60℃～＋250℃范围之内。在70～100℃时该材料可以软化。根据这个特点采用加温粘接法进行试验。即:在膜与轴承座粘接后送入加热炉内(电阻炉)加温至80℃左右使工件温度在压力不产生形变,促使粘接面接触均匀(所使用的粘结剂在100℃下10h固化,常温下24h固化,所以采用涤胶用压胎压牢后加温)。经过以上工艺步骤粘接(Ｈ7)只能靠粘接一次成型来保证(固绝缘膜只有0.5mm厚粘接后不能进行车加工)。又在压胎和施加压力上进行计算和探讨,经过努力内径尺寸达到了图样和精度等级。到目前为止用上述工艺方法共粘接了3个规格7件产品全部满足技术条件。
应用试验:
该工艺基本成功,达到了预期目标。但该工艺比较复杂不利于现在的生产。主要有:(1)聚四氟乙烯膜的化学处理过程复杂存在一定的危险性,不利于在生产现场进行。只有在化学试验室进行(因处理过程需充加氮气保证处理液的化学成分和低温状态)。(2)膜的粘接成型过程工艺参数复杂不易掌握。(3)图样部分尺寸,形状(粘绝缘膜处)需要进行修改。端盖式滑动轴承的加工制造过程,工艺难度大专业化程度较强,不利于各厂家自行生产制造。最好是专业生产厂来完成。象滚动轴承一样形成条例、标准,成为电机的一个外购标准件最为合适。
附:聚四氟乙烯膜剪裁计算单。
如图1所示。
四氟乙烯绝缘膜展开后的尺寸计算过程（如图1）:
(1)已知:OC＝L1 CD＝L2求AC BDAB
(2)四氟乙烯膜按下图下料（如图2）。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文