5.1.2 华尔氟龙轴承(No.7500)

(1)特 点

  • · 无须润滑即可使用。……摩擦系数小。
  • · 不需要供油机械。
  • · 不污染内容物。
  • · 设计简单,且小型化,利于降低成本。
  • · 无润滑状态下的临界 PV 值高。……耐磨损性优异。与金属活塞环相比约为 30 倍。
  • · 由于静摩擦系数比动摩擦系数小,在始动时滑动轻巧。故最适合用于旋转与静止频繁、摇动、往复运动的部位。


    (2)特 性
    (a)摩擦特性
    (甲)静摩擦系数 负载小则高、随负载的增加而降低。
    通常为 0.04~0.16(除负载极小时)

  • <技・製> 图 5. 1. 6 静摩擦系数


    (乙)动摩擦系数 低速下小,随速度的增加而增大。
    通常为 0.12~0.19

    <技・製> 图 5. 1. 7 动摩擦系数


    (丙)在室温~327℃(PTFE 的熔点)范围内,可以说没有什么实质性的温度的影响,超过熔点后,影响会急剧增加。
    (丁)上述(甲)~(丙)的关系对于含填充材料 PTFE 也基本适用,但是摩擦系数会有一定的增加。

    备注
    Ⅳ 材料 1.1.(8)中,记载了 PTFE 及含各种填充材料 PTFE 的静摩擦系数及动摩擦系数。但是,由于上述系数因使用条件而变化,这些例子不过是在限定条件下的例子,只表示相应的比较值。因此,对于重视摩擦系数的绝对值的用途,希望能够利用模型进行实际使用条件下的实测。


    (b)PV 值
    PV 值是负载 P(MPa)×速度 V(m/s)的值,与轴承表面的发热量有关。如果产生的热量无法散发而积累起来,达到 PTFE 的熔点,会迅速毁坏材料,所以,PV值为使用限度提供了基准。
    PV 值与磨损量的关系如图 5.1.19 所示。在达到临界 PV 值以前,PV 值与磨损量基本成等比关系,当达到临界 PV 值时,产生的热量无法完全散发,温度上升,磨损量急剧增加。

    <技・製> 图 5. 1. 8 PV 与磨损量


    临界 PV 值通过这种方式表示了作为轴承材料所能够承受的极限(负载×速度),Ⅳ材料 1.1.(8)中纪录了其数据。
    但是,含填充材料 PTFE 的轴承的使用极限,不仅仅与负载与速度的积有关,还有其它的限制。那些与轴承的形状、散热条件也有关,大致上为以下所示。

    P最大=6.9MPa{70kgf/cm2}
    V最大=5m/s
    P・V最大=0.69MPa・m/s{7kgf/cm2・m/s}

    (c)磨损特性
    关于含填充材料 PTFE 的磨损,广泛引用的关系式如下所示。

    W=KPVT
    W:磨损的深度(cm)、T:时间(h)

    比例系数K称为磨损系数,该值越小,则耐磨损性越优异。
    K的单位为(cm・s/MPa・m・h)。
    PTFE 与含填充材料 PTFE 的 K 在 Ⅳ 材料 1.1.(8)中有记载。通过掺入填充材料,将K 的值降低到 PTFE 的 1/1,000 左右,也就是说将耐磨损性提高了约 1,000 倍。
    利用 K 的值,能够预测计算出在给定的 PV 值下运转轴承时,例如运转 1,000 小时,轴承会磨损到什么程度。不过,K 的值是在实验室中受到限制的条件下,采用特定形状的轴承样品获得的。此值不是普遍值,只作为一个参考值。

    (甲)影响磨损速度要因
    磨损速度因众多的原因而变化,一般认为主要是受下列原因影响。
    ①填充材料的含量:有最合适的含量,在此之下或在此之上都会增加磨损。
    ②外界气温:越高则磨损随之增加。
    ③对象面:轴承受到的磨损因轴的材质、表面精加工的程度、硬度的不同而异。一般钢、铸铁、不锈钢较好。表面加工以 0.5~4μ m 为宜,在此之外无论高低都会增加轴承的磨损。精加工过好也会增加磨损。这是因为:PTFE 无法平滑的向对象轴面转移(单分子层涂层),一直保持初期磨损状态的缘故。

    (乙)水中磨损
    当水以界面润滑状态存在于轴承面时,对于含玻璃 PTFE 等产品,会因为磨损异常大而不耐使用。此时,从 Ⅳ 材料 1.1.(8)的水中磨损系数的值能够看出,碳/石墨类及夹碳纤维的产品耐磨性特别优异。



       

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