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技術頻道

工程塑料滑動軸承的利與弊深度解析(上篇)

滑動軸承是人類工業文明發展進程史上最簡單和最古老的軸承。古埃及人用滑道為金字塔運送石塊,硬化后的滑坡作為導向面,泥水混合物作為潤滑劑,然后用繩索牽引石塊移動,這一古老的原理仍然基本適用于現代機器和工廠的建設。

  大的接觸面保證了高承載能力,但也意味著巨大的阻力,用滾動代替滑動是人類技術進步的重要里程碑。但是,由于滾珠必須在有潤滑的條件下才能運動,同時又需要防止污垢侵入和環境濕度影響,所以滾珠軸承通常都需要安裝蓋板和密封件,結構復雜;保持架和滾珠的配合結構非常容易受到外部沖擊和振動的影響,碰撞出噪音甚至滾珠脫落。

  總的來說,滾珠軸承仍然是不錯的選擇,直到特殊材料的滑動軸承問世。新型的塑料滑動軸承充分利用了現代材料技術,將固體潤滑脂、塑料基體和纖維材料均勻混合,可以在沒有潤滑的情況下可靠工作,輕松實現 10 m/s 高速、100G 加速度的運動,尤其在苛刻環境條件下(高熱、極度干燥、高濕等),由高性能塑料制成的軸承通常比傳統滾珠軸承更耐用,適合應用場景更加廣泛。

▲ 工程塑料滑動軸承和循環滾珠軸承結構

筆者在這里將闡述塑料軸承的9個優勢,由于篇幅過長,本文為上篇,將論述其中4個優勢,其他5個優勢將在下篇繼續論述。

  一、抗震動

  循環滾珠軸承中的細小部件使系統對沖擊非常敏感,在短道快速換向移動的情況下尤為明顯,與軸裝配時也需對準中心緩慢進行,否則會導致鋼珠脫落或者保持器變形。相比之下,drylin直線滑動軸承結構簡單得多。

  由于沒有硬化后的潤滑物質卡滯在運動表面,也沒有運動元件之間的碰撞,滑動運動引起的噪音和振動要比滾動形式的小得多。另外,塑料材料的阻尼特性也使其能抑制震動、吸收沖擊。

二、承載大

  滑動軸承載荷能力取決于最大允許表面壓強,drylin直線滑動膜該值為150Mpa,即使達到最大值,塑料內部的纖維物質依舊不容易屈服,它們使塑料具備優異的抗彎性能,不易發生永久變形。

  另一方面,循環滾珠軸承與軸之間是點接觸,而滑動軸承與軸的接觸面積要比滾動式大很多,載荷分布于滑動元件的整個表面上。如果使用同樣的軸,drylin直線滑動軸承將能承受更大的載荷。

  三、對軸友好

  工程塑料滑動膜與軸之間是面接觸,而且硬度(邵氏 D 硬度為 70 至 85 )比導向軸低,不會侵蝕軸,硬軸和軟軸都可以使用。如果承受同樣的載荷,drylin直線滑動軸承對軟軸將更加友好,軸的使用壽命更加長,我們常用的軸有:鋁制軸、重量非常輕的碳纖維軸、化學抗性強的不銹鋼軸。針對不同的軸,drylin直線滑動軸承的最優材料方案不盡相同,具體可咨詢易格斯。

▲ 點載荷與面載荷

 

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