| 易格斯推出新型工程塑料轴承 |
|
|
| 2006.11.08 来源:中国金属加工在线 关键词:塑料轴承,易格斯 |
|
自古至今，人类对材料的探索和研究从没有间断过。伴随新材料的发现，人类生活也总会发生巨大的变化。比如石器时代，青铜器时代等对时代的命名都来自人类掌握材料的情况的描述。
什么是易格斯工程塑料轴承？ 易格斯工程塑料轴承均是由易格斯公司自己研发的iglidur® 材料制造而成。所有iglidur® 材料的结构基本相同，均由工程塑料为基料，加入加强纤维和固体润滑脂均匀混合而成。加强纤维提高了材料的整体强度，实现了高的抗压性，高散热性和抗蠕变力，同时其本身具有良好的摩擦性能。而固体润滑脂会在运行时减少摩擦。它由各种材料均匀混合，共同发挥作用，不会像其它传统表面涂层的轴套那样出现耐磨面脱落的情况。iglidur® 工程塑料滑动轴承具有如下优点：精度高，热膨胀系数低、吸水率低、高抗压应力和抗高蠕变应力。 经过多年的研究，现在易格斯iglidur® 材料已经拥有近30种系列材料。他们具有不同的性能，分别适用于不同的应用环境，比如有些吸水率低适用于水下使用，有些高耐磨适合于高载的的工况，有些可耐310℃高温适合高温环境等等。 在研发的过程中很多因素决定了工程塑料轴承的性能，比如散热、压力、温度、摩擦系数和磨损等。我们将就这些问题进行简单的介绍。 散热性 众所周知，工程塑料的导热性能很差，这也是设计师在设计工程塑料滑动轴承的首先遇到的障碍。PV值是衡量散热性的一个重要参数，它的值越高散热性越好。如何有效的提高PV值，是易格斯工程师首先面临的问题。我们先了解什么是PV值：
K1, K2 = 热传导系数（K1=0.5 及K2 = 0.042） s = 厚度（mm） b1 = 长度 mm µ = COF (摩擦系数) lk = 轴承的热传导率 ls = 轴的热传导率 DT = 环境温度与材料允许最大使用温度的差异
从公式上可以看出影响PV值的主要因素：s , b1, µ, lk, ls, DT 。 s壁厚：热量散发的主要通道，就塑料材料而言，其传导率相对于金属要低，如果壁的厚度过大，散热性就会很差。由于易格斯产品都是采用注塑的方式制造，可获得薄壁的结构，有利于热量的散发。 b1轴承的长度：如果长度过长，热量在轴的方向的散发会收影响。通常易格斯建议，轴承的长度不大于二倍的轴径。 µ摩擦系数：摩擦系数将直接决定产生的热量多少，也是影响PV值的主要因素。易格斯材料的摩擦系数均在0.08-0.3之间。 lk轴承的传导率：尽管塑料的导热性相对而言比较差，但随着材料的成分的不同，不同的塑料表现的差异也很大。易格斯材料的传导率最大可以达到0.65W/m x K。 ls轴的热传导率：通过轴的来散热也是途径之一。 DT 环境温度与材料允许最大使用温度的差异：该数据直接与环境温度及材料允许运行的最高温度相关。 以上分析可见，PV值并不是一固定的值，它与环境温度，材料，尺寸，以及相关联的基座与轴的材料等因素都相关。通常，我们所说的允许最大的PV值，这是在某种特定条件下测试的数据，只能作为参考，具体的运用，必须具体分析。易格斯公司提供的材料的PV值通常在0.3-1.5 N/mm2·m/s 。但在某些特殊条件下，PV值可以高达3.0-5.0N/mm2·m/s，甚至更高，例如在水下运行的iglidur® UW用于水泵中，最高转速高达3000-4000r/min，PV值高达21.0（主要原因是由于水的流动将热量带走）。在间歇性运行中，iglidur® L250可长期以6000-7000r/min速度运行。
【图片2006-1】 热量散发示意图（橙色：热量通过轴套散发，淡黄色：热量通过轴散发）
抗压强度 作为运动的支撑件，必需有足够的承载力。传统塑料的抗压强度较差，远不及金属材料。随着新材料的不断出现，及多样性的填充材料的出现，这种担忧也将会逐步消除。iglidur® 材料系列，其抗压强度从18MPa到150Mpa。在2005年，易格斯又开发了极限抗压强度达300MPa的材料—iglidur® Z510。这些新材料的发现，极大的提高了工程塑料轴承的适应性。
【表2006-1】 不同iglidur®材料的抗压强度 耐高温 温度是另一个无法回避的难题，温度会大大影响塑料产品尺寸以及性能的稳定性。所有的塑料材料的尺寸都会随着温度的变化而变化。随着温度增加，其机械性能也在衰减。对于iglidur® 材料，针对不同的温度要求，有相对应的材料满足要求。现在，易格斯材料最高耐温可以达到310℃。
【表2006-2】 不同iglidur®材料最高短期和长期使用温度对比
摩擦系数与磨损 让运动更灵活，让寿命更长久—这就是对工程塑料滑动轴承的基本要求。如何从众多的材料中寻找适合运动的材料？如何合理有效的选择填加剂？这些都是另一些摆在设计师面前的难题。作为工程塑料滑动轴承的领导者，易格斯积累了数十年的经验，每年在德国实验室内，要进行超过4000种的运动性能的测试。而且，在全球超过40000个以上的客户的现场使用。形成了庞大的工程塑料方面的数据库—全球最大的工程塑料摩擦性能的数据库。基于此，易格斯可以提供适合于各种不同类型的的运用的材料。
【表2006-3】 摩擦系数的比较（P = 0.7 N/mm2, v = 0.15 m/s, 表面硬化）
【表2006-4】 磨损比较（P = 0,7 N/mm2, v = 0,15 m/s, 表面硬化） 新型工程塑料应用广泛 今天，新型工程塑料轴承正被全世界越来越多设计师所采用，很多设计取得了新的突破，以前不敢想象的事情变成现实。从耐高氧化剂清洗的食品灌装设备，到常年室外使用的电气化高铁补偿装置，到更加轻便运动自如的假肢，再到完全免保养更加轻量的排爆机器人，新材料的发展不断推动着技术的革新，改变着我们的生活！ |
