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工 业 技 术 ■_ 利用烧 结体多孑L性的浸油特性 ,工作状态下能实现 在自行供油的滑动支承称为含油轴承。由于轴承中的储 油空间是用材料换取来的,因而牺牲了部分机械的强 度,含油轴承的强度比实体轴承低,不适于重载和有冲 击载荷的工况。尽管如此,含油轴承与固体润滑的轴承 相比,磨擦系数低 5倍以上,并且具有工作噪音低和占 用空间小的优点 。含油轴承另外一个优点是成本低廉 。 由于制造过程无切 削 ,材料 利用 率高 ,适 于大批量规 模 化生产,从而广泛应用于各个行业。 含油轴 承的粉 末冶 金烧结 工艺 出现在 19世 纪后 期。1916年 ,Gilson实现 了规模化生产。在汽车工业 的 带动下 ,含油轴承得到 了较大的发展 。20世 纪中期 ,由 于家电制品 的兴起 ,含油轴承 的应用领域得到拓宽 ,制 造快速发展 。 国际上,通用的含油轴承制造标准为美国粉末冶金 协会 的 MPIF标准 。 国内的含油轴 承设计 制造标 准是 1983年 由北京有色金属研究 院制定 的。含 油轴 承的设 计和应用在磨擦学设计领域也得到了一定的规范。 含油轴 承的性 能在很大程度上受 到轴承结 构和材 料 的多孑L质形 态 、润滑剂 和添加 剂 以及 环境 因素 的影 响。轴承结构因素包括几何形状 、表面粗糙度等。多孑L质 形态 因素为材料 的多子L质结构及其分 布密 度 、渗透 度 、 表面润湿性 、多孑L毛细作用 、表 面改性等 。 为改善含油轴承的性能 ,文献【3】,【4】,【5】分别介绍 了几种有效的方法。如采用高导热率的金属粉末材料, 采用变渗透度,径向轴承在承载区使用高密度多孑L质材 料 ,在 回油区 (空穴区 )使用低密度多孑L质材料。实验证 明,通常情况这些方法都可以取得提高承载力的效果。 然 而,实际应用 中,由于实际工况的不稳定 ,使得它们 的 工程应用受 到限制 。 润滑剂研究包含润滑油油品和添加剂 的影 响,采用 磁流体润滑和脂润滑等。研究表明,添加剂对油品的润 滑性能影响较大。文献分别研究了使用润滑脂和磁流体 等对含油轴承的磨擦学性能的影响,表明它们对承载力 的提高有一定作用。环境因素如电磁环境 、振动、温度等 均 可影响含油轴承 的性能。 由于含油轴承的应用 日益向微型化拓展 ,随着机 电 一体化程度的加深 ,微型轴承小尺度下 电磁环境对含 油 轴承性能的影响显得 日益突出。研究表明,磁场作用下相 对运动表面的润滑剂会产生磁流变特性,并引起相对运 动物体 间的磁力 ,表 面金属颗粒取向以及磨损行 为的变 化。结构紧凑的含油轴承中,这些现象表现十分明显。文 献表明,机电设备中的轴承中常存在有微电流和磁场,一 定条件下润滑剂中的羧基团经电分解作用会导致表面的 腐蚀,并使轴承寿命降低。研究还表明,电蚀会导致表面 波纹与凹坑的产生 。微电流的作用下 ,轴承表面出现周 向 凹坑将减少接触面积。对发电机中滚动轴承的研究表明, 轴承零件间的电压导致微电流的产生,并在轴承零件中 产生磁场 ,成为轴承早期失效 的原因之一。Chiou在研究 电场对轴承寿命的影响时,发现电流超过极限值后 ,由于 腐蚀、分解作用和电流的热效应,使滚动轴承发生点蚀和 润滑剂失效。 文献中的实验结果证实,外部磁场会使磨擦系数增 大,磨擦表面的微观硬度提高,并降低磨损。然而,其它 研究又显示,某些磨擦幅度在一定磁场强度作用下磨擦 系数有所降低。但是只要磁场强度适当,便可明显提高 材料的耐磨性,降低磨损量 ,与同等条件下不加磁场时 相比降低的幅度在百分之几十到两个数量级以上。 磨擦学研究 中,关于磨擦磨损实验已在欧美一些 国 家实现了部分标准化。常用的磨擦测量,包括磨擦实验 中常用的设备,有四球机、环块式磨损实验机、销盘式磨 擦磨损实验机等。随着技术水平的提高和对磨擦参数测 量精度要求的提高,适用于极端场合的磨擦实验机正不 断 出现 。 参考文献 : [1] 渡边 尚.烧结含油轴承『JJ. 粉末冶金技术.2002,20(3). 【2】 韩凤麟.美 国 MPtF标准 35粉 末冶金 自润滑轴承 材料标 准 1998年修订简介[JJ. 粉末冶金工业.2000,(6). [31 Kumar V.Porous metal bearing-A cr itical review.【JJ W ear,1980,63. [4] Capone E, Ni ola V, Bocehini GF, Capone A.The four step porous bear ing.[J]Tribology inter national,1978, 12. [51 Qua. YX,Wang PM. Theoreti cal ana lysis a nd experimental investigation of a porous metal bearing.[J]Tr ibology Inter nationa1.1985,18(2). 河南科技2008.7 J- 5 1 维普资讯