摘 要:端蓋式滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)是大、中型交、直流電機(jī)的一種發(fā)展趨勢(shì)，是電機(jī)減輕重量、縮小尺寸，使結(jié)構(gòu)緊湊、體積縮小，是使我國大中型交直流電機(jī)產(chǎn)品系列更新?lián)Q代，使我國電機(jī)制造工業(yè)趕上國際水平的有效措施之一?，F(xiàn)在國外大多數(shù)的大中型交直流電機(jī)的生產(chǎn)廠，如:瑞士ABB公司、美國西屋公司、德國西門子公司等，均以端蓋式滑動(dòng)軸承代替以往的座式軸承。為適應(yīng)國際電機(jī)技術(shù)的發(fā)展水平和引進(jìn)項(xiàng)目的國產(chǎn)化。目前國內(nèi)不少電機(jī)制造廠都已經(jīng)開始了這方面的研究、試制工作。

關(guān)鍵詞:端蓋式 滑動(dòng)軸承

中圖分類號(hào):TH133 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào)1674-098X(2011)03(c)-0079-02

為防止軸電流對(duì)軸瓦的電蝕損壞，在軸承座的內(nèi)球面上復(fù)貼0.5m厚的純聚四氟乙烯膜。該材料摩擦系數(shù)低(對(duì)金屬的摩擦系數(shù)在0.07～0.14之間)，運(yùn)行輕快、振動(dòng)噪聲小，潤滑性好，絕緣性能好，可以降低磨面的磨耗，而且成本低。但該材料粘結(jié)性能極差，成型困難(因軸承座為內(nèi)球面)。針對(duì)以上兩個(gè)難點(diǎn)開展工藝攻關(guān)課題研究。

1 聚四氟乙烯膜粘結(jié)劑的研究

聚四氟乙烯膜應(yīng)用于端蓋式滑動(dòng)軸承上能起到絕緣、耐磨、耐油等作用.尤其是與鑄鋼(軸承座式材料)粘接就更加困難。國內(nèi)外對(duì)聚四氟乙烯的粘結(jié)研究大多集中在難粘原因及各種表面處理方法的探討上。但至今也未開拓出一種不需要表面處理，適用方便，粘接強(qiáng)度高的膠粘劑使二者粘接在一起。針對(duì)以上問題我們進(jìn)行了廣泛深入研究。首先需要解決的是如何解決粘接的問題。經(jīng)對(duì)化工專家和科研院所有關(guān)專家的調(diào)查、了解?，F(xiàn)在國內(nèi)對(duì)絕緣膜處理的方法大致有:納處理、硫酸重鉻酸鉀處理、噴砂處理、放電處理、放射線照射處理等方法。經(jīng)對(duì)各種資料的研究和部分處理方法的試驗(yàn)，結(jié)合國內(nèi)廣范應(yīng)用的方法，決定采用鈉溶液活化處理法。聚四氟乙烯材料經(jīng)活化處理后材料表面發(fā)生了化學(xué)變化，表面的部分氟原子被溶液中的鈉奪走，表面留下了碳化層(其深度約1mm)和某些極性基因。使臨界表面張力有所提高，與膠的表面張力接近故能牢固地粘接。經(jīng)對(duì)活化處理的聚四氟乙烯膜進(jìn)行粘接試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)純聚四氟乙烯在加工成膜的過程中表面非常光滑，經(jīng)活化處理后達(dá)不到粘接強(qiáng)度。而必須在膜的處理前對(duì)粘接面進(jìn)行砂磨處理去掉光滑面，再進(jìn)行活化處理。表面粗糙后再活化處理可使碳化層加深并可在粘接時(shí)含有一定的膠，達(dá)到提高粘接效果的目的。聚四氟乙烯粘接劑共分兩種即:A、B兩種膠液。使用時(shí)將兩種膠按配比調(diào)勻后涂于經(jīng)處理的被粘接表面上即可。經(jīng)對(duì)試件的各種物理、電氣性能測(cè)試符合產(chǎn)品技術(shù)性能。即:剝離強(qiáng)度11.2kN/2.5m，扯離強(qiáng)度10.6MPa，擊穿強(qiáng)度35.4kV/mm，絕緣電阻(500V搖表)無窮大。(樣見測(cè)試報(bào)告)。

2 聚四氟乙烯膜與軸承座粘接工藝的研究

因軸承座內(nèi)經(jīng)(粘絕緣膜部分)為整體球形，據(jù)聚四氟乙烯的性質(zhì)在粉狀壓制車成膜后再成型有極大的困難。如開模制作成型膜不但費(fèi)用高，而且成型膜尺寸公差不能滿足產(chǎn)品技術(shù)條件(即厚度不均勻)。集以上原因采用平膜粘接試驗(yàn)。經(jīng)計(jì)算后裁剪成與粘接面基本吻合的型膜進(jìn)行粘接試驗(yàn)(計(jì)算過程及裁剪圖樣見計(jì)算單)。因采用平膜受壓后產(chǎn)生形變以滿足球形的尺寸。首先自行設(shè)計(jì)和加工了φ180D軸承粘接用胎。粘接工藝如下:在室溫(25℃)左右進(jìn)行，將軸承座和絕緣膜經(jīng)必要的處理后進(jìn)行粘接，用胎壓合經(jīng)12h后進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在工件下沿絕緣膜有波紋形凸起。第一次試驗(yàn)失敗了。第二次試驗(yàn)在第一次的基礎(chǔ)上進(jìn)行總結(jié)和查閱了大量有關(guān)聚四氟乙烯膜的形成。加工過程和物理、化學(xué)性能，總結(jié)出在25℃左右的溫度下聚四氟乙烯膜處于硬化不變形狀態(tài)。該材料的使用溫度在－60℃～＋250℃范圍之內(nèi)。在70～100℃時(shí)該材料可以軟化。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)采用加溫粘接法進(jìn)行試驗(yàn)。即:在膜與軸承座粘接后送入加熱爐內(nèi)(電阻爐)加溫至80℃左右使工件溫度在壓力不產(chǎn)生形變，促使粘接面接觸均勻(所使用的粘結(jié)劑在100℃下10h固化，常溫下24h固化，所以采用滌膠用壓胎壓牢后加溫)。經(jīng)過以上工藝步驟粘接(Ｈ7)只能靠粘接一次成型來保證(固絕緣膜只有0.5mm厚粘接后不能進(jìn)行車加工)。又在壓胎和施加壓力上進(jìn)行計(jì)算和探討，經(jīng)過努力內(nèi)徑尺寸達(dá)到了圖樣和精度等級(jí)。到目前為止用上述工藝方法共粘接了3個(gè)規(guī)格7件產(chǎn)品全部滿足技術(shù)條件。

應(yīng)用試驗(yàn):

該工藝基本成功，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。但該工藝比較復(fù)雜不利于現(xiàn)在的生產(chǎn)。主要有:(1)聚四氟乙烯膜的化學(xué)處理過程復(fù)雜存在一定的危險(xiǎn)性，不利于在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。只有在化學(xué)試驗(yàn)室進(jìn)行(因處理過程需充加氮?dú)獗ＷC處理液的化學(xué)成分和低溫狀態(tài))。(2)膜的粘接成型過程工藝參數(shù)復(fù)雜不易掌握。(3)圖樣部分尺寸，形狀(粘絕緣膜處)需要進(jìn)行修改。端蓋式滑動(dòng)軸承的加工制造過程，工藝難度大專業(yè)化程度較強(qiáng)，不利于各廠家自行生產(chǎn)制造。最好是專業(yè)生產(chǎn)廠來完成。象滾動(dòng)軸承一樣形成條例、標(biāo)準(zhǔn)，成為電機(jī)的一個(gè)外購標(biāo)準(zhǔn)件最為合適。

附:聚四氟乙烯膜剪裁計(jì)算單。

如圖1所示。

四氟乙烯絕緣膜展開后的尺寸計(jì)算過程（如圖1）:

(1)已知:OC＝L1 CD＝L2求AC BDAB

(2)四氟乙烯膜按下圖下料（如圖2）。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文