軸瓦在水電行業(yè)的發(fā)展前景
2016年09月05日
水能是一種天然的可再生的能源。合理設(shè)計(jì)水力機(jī)械、合理選擇工藝加工方案是提高水能轉(zhuǎn)化效率的關(guān)鍵。軸瓦是水力機(jī)械中軸承的重要組成部件，水力機(jī)械中軸承又分為推力軸承和導(dǎo)軸承，它們?cè)跈C(jī)組運(yùn)行時(shí)各自的作用分別是承受軸向力(轉(zhuǎn)軸部分重量+軸向水推力)和限制軸的擺動(dòng)，維持安裝時(shí)調(diào)整好的軸線位置。它們?cè)跈C(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行中起著無比重要的作用。作為它們的組成部件——軸瓦，自然也起著舉足輕重的作用。
選擇材料時(shí)也至關(guān)重要，一般軸瓦的主要材料有聚合物、碳石墨和特種陶瓷三大類。
聚合物
聚合物又稱有機(jī)高分子材料、工程塑料。常用的材料有酚醛樹脂、尼龍、聚四氟乙烯（PTFE）等。用塑料（如PTFE）制作的無潤滑軸承能抗強(qiáng)酸弱堿，嵌入型、減磨性和耐磨性都較好。將聚四氟乙烯片材沖壓成唇型密封圈、軸瓦、活塞環(huán)和墊片等應(yīng)用于帶式輸送機(jī)、打字機(jī)、縫紉機(jī)、電唱機(jī)唱盤、水泵、紡織機(jī)械和農(nóng)業(yè)機(jī)械等設(shè)備上。
聚合物具有質(zhì)輕、絕緣、減摩、耐磨、自潤滑、耐腐蝕、成型工藝簡單、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。和金屬材料比較，它們的摩擦學(xué)性能對(duì)環(huán)境溫度和濕度敏感、與粘彈性有關(guān)的特性顯著，因而軸瓦與軸頸的間隙較大。又因其機(jī)械強(qiáng)度低、彈性模量小，對(duì)潤滑油的吸附性差，而限制了軸瓦的工作轉(zhuǎn)速和壓力值。
碳-石墨
碳-石墨材料的軸瓦可在苛刻環(huán)境中使用。其中石墨含量愈多，材料愈軟，摩擦系數(shù)愈小。
碳石墨一般導(dǎo)電性好、耐熱、耐磨、有自潤滑性、高溫穩(wěn)定性好，耐化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)，熱導(dǎo)率比聚合物高，線脹系數(shù)小。在大氣和室溫條件下與鍍鉻表面的摩擦因數(shù)和磨損率都很低。其滋潤性和減磨性取決于吸附的水蒸氣量，但在濕度很低時(shí)會(huì)喪失潤滑性。涂覆耐磨涂層能提高碳石墨的耐磨性。碳-石墨還可以作水潤滑的軸瓦材料。
石墨不但可作固體潤滑劑，可加入樹脂、金屬、陶瓷等材料中，增加這些材料的減摩性，還可直接作為摩擦副材料使用，如制作造紙、木材加工、紡織、食品等忌油場(chǎng)所的軸承，高溫滑動(dòng)軸承，密封圈，活塞環(huán)，刮片等。 機(jī)械工程用碳石墨材料的“類”代表符號(hào)為M，有4個(gè)系列：碳石墨材料、電化石墨材料、樹脂碳復(fù)合材料和金屬石墨材料。
陶瓷
陶瓷是以無機(jī)非金屬天然礦物或人造化合物為原料，經(jīng)粉碎、成形和高溫?zé)Y(jié)而成的，由無數(shù)無機(jī)非金屬小晶體和玻璃相組成的非金屬材料。以無機(jī)非金屬天然礦物，如粘土、長石、石英等為原料制成的是傳統(tǒng)陶瓷；以人造化合物為原材料制成的是特種陶瓷。機(jī)械工程采用的陶瓷一般是以氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯、氧化鉛、氧化鈦、碳化硅、碳化硼、氮化硅、氮化硼等人造化合物為原料制作的特種陶瓷。
陶瓷的性能在很大程度上決定于它們的顯微結(jié)構(gòu)，包括晶粒尺寸和分布，玻璃相的成分和含量，雜質(zhì)的性質(zhì)、含量和分布。而顯微結(jié)構(gòu)又由原料、組成和制造工藝所決定。陶瓷的共同特性是硬度和抗壓強(qiáng)度高、耐高溫、耐磨、抗氧化、耐腐蝕性好、質(zhì)脆、不耐沖擊和無延展性。
陶瓷是一種較新的無潤滑軸承的軸瓦材料，特別是SiC和Si3N4，它們的強(qiáng)度、耐熱性和耐蝕性都很好，摩擦學(xué)性能也很好。
