降低機械磨損分析<轉帖>

[復制鏈接]

Michael0576

電梯直達

1^#

發表于 2014-4-17 08:47:48 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

在不少人心目中，認為機械零部件的硬度愈高，就愈耐磨；認為要提高耐磨性能，就必須提高硬度；認為要提高硬度只有，一，整體更換，采用硬度更高的機械材料，二，進行零部件物理性能處理，提高其表面硬度。硬度幾乎成為耐磨性能的標志。這樣的看法其實是不全面的。眾所周知的，巴氏耐磨合金就是一個明顯的例外。但是由于巴氏合金的工藝操作比較復雜，質量控制相對困難，而且耐磨性能也不夠突出，因此采用范圍不廣。現代高分子復合材料及其成型工藝的出現，開始在扭轉形勢。

高分子復合材料之所以能驚人地提高機械耐磨性，主要原因有四：

1，高分子復合材料整體的硬度不高，但在軟基體中，配置有剛玉粉，氮化硼，金剛砂等硬質點，其硬度高出銅，鐵，鋼，鈦合金等若干倍。因此具備很高的耐磨性。

2，高分子復合材料工作面在滑動中，形成轉移膜，將其摩擦對方表面的微觀粗糙度，填平補齊，同時進行拋光，因而起到了雙重保護作用，使對方另部件極少磨損。導致摩擦副雙方使用壽命同時提高。

3，高分子復合材料中配置有固體潤滑劑，可以在不需要大量給油的情況下，成倍地降低摩擦系數，摩擦阻力。從而減少磨損。同時在短期缺油的情況下，克服拉傷，腐蝕，生銹。

4，采用高分子復合材料修理機械時，可在零部件加工后，或組裝狀態下，直接以另部件為模型，涂層成型，獲得一般靠精加工成型，難以達到的配合精度和組裝精度，如軸套之間的同心度，接觸面的密合度等可以接近100%等。事實上，提高精密度已是大多數現代機械降低機械磨損的關鍵和方向。

可見，采用以柔克剛，剛柔并濟，并能保護對磨件的復合材料和工藝，較之采用以硬碰硬，以犧牲對磨件為條件的高硬度傳統金屬和硬化處理工藝，要優越得多。而且這一成果是在大幅度簡化工藝，提高效率降低成本的條件下取得的。

例如：，鐵路系統發展的DP型涂料與其他修理材料，在M2000型試驗機上測定的性能對比數據如下：
測定條件： 1，軸壓 500 N， 2，轉速 400 rpm， 3，滴油潤滑。

試塊材料	試驗時間分腫	摩擦系數	磨痕寬度 mm	溫度 0C	磨損率 mm3/KM	狀態
DP涂料	1440	0.008	3.3	40	0.005	良好
青銅	3	0.2	7.5	120		不正常
鑄鐵	5	0.09		110		開始啃傷
貨車用耐磨合金	25	0.008	5	35	0.036	良好

可見四種材料在測定的摩擦磨損性能上，耐磨合金，DP涂料要好的多。巴氏耐磨合金和DP涂料的減磨性能相似，而在耐磨性能上，后者較前者要高7倍。在實際應用中，如橡膠廠的煉膠機的軋輥軸承，材質原設計為青銅。用多個穩釘固定在軸箱體上,以免在輥碾力下松動。工作軸壓44噸，軸頸為￠250 × 200mm.。在采用復合涂層技術修理時,不用銅瓦，直接在軸箱體上涂層，也無需穩釘。經過四個月，雙班運行后檢查，幾乎量不出磨損來。

DP型涂料不僅本身耐磨，還能保護其對磨件，極少磨損，并避免拉傷。例如，離心式給水泵平衡輪的材料是昂貴的特殊鑄銅與鑄鐵體形成摩擦副，每分鐘轉數上千。由于在高速起動下承受很大的沖擊力，一般壽命只半年，有的幾天就啃傷，平衡輪報廢，。采用精密化技術不僅可以把啃傷的平衡輪修復使用，壽命還較新輪提高三倍。又如，同一臺鐵路機車，幾個軸箱的滑動面分別與鑄鐵和涂層的游動鈑形成摩擦副，運行時由于缺油。前者嚴重拉傷，而后者則全部光滑如初。

復合材料涂層工藝是以粘結技術為基礎，大量精簡傳統修理工序，只要用刮刀將糊狀的復合材料抹到清洗過的工件缺陷部位，將其填平補齊，然后放入涂有脫模劑的專用工裝中【簡單平面修復，可僅用一塊定位平板。單件修理時，可以直接用與之配對的工件為工裝】調整定位，抹凈擠出來的余料，在一定溫度下，經過一定時間，表面涂層固化與基體結合成型，即可投入使用。也就是說，精密化工藝不焊，不用機床加工，不用鉗工鑲配，以一步到位的修理模式，代替傳統的，以焊接為基礎的，三階段修理模式【先補焊，調直，熱處理，然后送平臺畫線，再一個面，一個面地機械加工成形，最后還要靠鉗工刮研鑲配來滿足組裝精度要求】。工藝簡化，效率提高，在巴氏合金技術的基礎上又跨進了一大步。

無論是在技術上，安全上，效率上，經濟效益上，以柔克剛，剛柔并濟的高分子耐磨減磨材料和工藝，都具備了大量推廣的價值和可行性。同時完全符合十一五發展方向。高分子復合材料涂層技術曾獲得鐵道部鑒定，批準在蒸汽機車上推廣使用。現在正醞釀在提速貨車上推廣。事實上，宇航，煤礦，船舶，機床，水利等工業中，也在不同的產品上，以不同的名稱，配方，工藝開發推廣著。既有共性的理論基礎，也有個性的實踐經驗，可供廣大機械工業，開展技術創新的借鑒。

復合涂料的比重在2左右，約為巴氏合金的1/4.因此，消耗量小成本低。采用涂復工裝后不需要機床加工，精度高。磨損率為巴氏合金的1/7。

磨擦副的磨損狀態與磨損機理形成的要素而已”所以設計好磨擦副是最關鍵的。