CN102635068B

CN102635068B - 一种桥梁鞍座与座体之间的润滑结构和方法

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Publication number: CN102635068B
Application number: CN201210125519.3A
Authority: CN
Inventors: 张碧波; 彭俊锋
Original assignee: SHANGHAI YILIN LUBRICATING MATERIAL CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI YILIN LUBRICATING MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2032-04-26
Also published as: CN102635068A

Abstract

本发明涉及桥梁建筑中鞍座与底座的润滑技术领域，具体的说是一种的桥梁鞍座与座体之间的润滑结构和方法，在桥梁鞍座上通过在鞍座底面制作一层高强纳米金刚石抗极压润滑层；所述的座体上也通过在鞍座底面制作一层高强二硫化钼自润滑抗极压润滑层，在所述的纳米金刚石涂层和二硫化钼自润滑涂层中间设有二硫化钼氟油脂层，二硫化钼氟油脂层内设有若干二硫化钼滚珠，本发明同现有技术相比，在鞍座与底座之间采取了多种新配方润滑涂层和结构的叠加，包括在其中增加了滚动摩擦方式，实现摩擦系数达到0.03以下；兼顾具有防腐防锈功能；增加了鞍座与座体之间润滑介质的承载性，从而使鞍座在底板上的移动更为容易和省力。

Description

一种桥梁鞍座与座体之间的润滑结构和方法

[技术领域]

本发明涉及桥梁建筑中鞍座与底座的润滑技术领域，具体的说是一种的桥梁鞍座与座体之间的润滑结构和方法。

[背景技术]

目前大桥鞍座与座体相接的对偶面上分别制作镜面不锈钢板，在两不锈钢板之间采用聚四氟乙烯板作为润滑介质，聚四氟乙烯摩擦系数较小，一般在0.05左右。正常情况下，当作用在鞍座上的垂直负载小于1万吨每平方米时，若以水平力10吨的力作用在鞍座上，鞍座可以在座体上滑动。大于1万吨时，聚四氟乙烯板受到强挤压的作用，开始变形，从而失去润滑效果。随着建造大桥的跨度的增大，作用在大桥鞍座上的力也越大。今后作用在大桥鞍座的力大于1万吨每平方米的情况将成为常态，这就要求寻找一种新的润滑材料，即在高承载力作用下，大桥鞍座仍能在座体上滑动。

大跨度桥梁的承重索拉方式主要采用斜拉式和悬索式。索拉式大桥结构示意图和其鞍座、座体底板的结构。目前的索拉式大桥的鞍体滑动多采用上面所述以上下两层不锈钢镜面薄板中间夹四氟乙烯板为润滑结构，摩擦系数大、推动阻力大、夹层四氟乙烯板易损、不适应更大跨度桥面、成本费用高、工期较长等。本发明“大桥鞍座与座体间的滚珠复合润滑结构技术”可以有效解决以上问题，核心概念是1.鞍座底面A使用自主研发的热力喷涂高强纳米金刚石抗极压涂料；2.底板上表面B使用自主研发的热力喷涂高强二硫化钼自润滑抗极压涂料；3.A和B之间涂覆高极压长效二硫化钼氟油脂；4.在高极压长效二硫化钼氟油脂中填充二硫化钼钢珠，变滑动摩擦为滚动摩擦，采取滚动摩擦方式，摩擦系数明显减小。但本发明的实施过程中的涂层对环境湿度有要求，应避免阴雨天气施工。

[发明内容]

本发明的目的是解决现有技术存在的中间夹四氟乙烯板受极压而变形损坏、需要较大的推力推动鞍座、鞍座底面和底板上表面之间为滑动摩擦摩擦系数过大、达不到鞍座与座体之间润滑介质的高承载性的不足，提供一种具有滚珠的复合润滑结构、新的润滑涂层配方、新的减少摩擦阻力的方式。

为实现上述目的设计一种桥梁鞍座与座体之间的润滑方法，包括桥梁的鞍座与座体，桥梁的鞍座与座体先依次经过脱脂处理、水洗、喷砂处理，其特征在于所述的鞍座和座体在喷砂处理后的表面上涂刷经过加热的钛晶核处理剂，

所述的鞍座在涂刷钛晶核处理剂后的表面上润滑涂层，该涂层的成分和质量百分比包含但不限于如下，纳米金刚石1～7％、石墨烯3～6％、二硫化钼14～28％、含氟聚酰亚胺树脂23～26％，有机溶剂33～59％，喷涂后待涂层固化，

所述的座体在涂刷钛晶核处理剂后的表面上润滑涂层，该涂层的成分和质量百分比包含但不限于如下，聚四氟乙烯2～8％，二硫化钼1～15％，金刚玉1～15％，环氧树脂15～33％，水24～72％，喷涂后待涂层固化，

在金刚石图层与二硫化钼涂层间涂覆二硫化钼氟油脂，涂覆后在二硫化钼氟油脂中填充若干滚珠。

所述的喷涂采用热力喷射涂覆。

所述的固化具体条件为，固化温度280～340℃，固化时间20分钟。

所述的有机溶剂优选采用N-甲基吡咯烷酮。

所述的水基溶剂优选采用水。

一种用上述方法得到的桥梁鞍座与座体的润滑连接结构，包括桥梁的鞍座与座体，所述的鞍座上设有砂层、砂层上设有钛晶活化层、钛晶核活化层上设有纳米金刚石层；所述的座体上设有砂层，砂层上设有钛晶核活化层，钛晶核活化层上设有二硫化钼自润滑涂层，在所述的纳米金刚石层和二硫化钼自润滑涂层中间设有二硫化钼氟油脂层，二硫化钼氟油脂层内设有若干滚珠。

所述的纳米金刚石涂层的厚度为10～15μm。

所述的二硫化钼自润滑涂层的厚度为10～15μm。

所述的滚珠均匀分布桥梁鞍座与座体对偶面之间。

本发明同现有技术相比，在鞍座与底座之间采用了多种新配方润滑涂料涂层和结构的叠加，包括在其中增加了滚动摩擦方式，实现摩擦系数达到0.03以下；兼顾具有防腐防锈功能；增加了鞍座与座体之间润滑介质的承载性，从而使鞍座在底板上的移动更为容易和省力。

[附图说明]

图1是本发明的润滑结构分布示意图；

图中1.大桥鞍座 2.鞍座的涂层(包括砂层、钛晶核涂层、纳米金刚石涂层) 3.二硫化钼氟油脂涂层 4.底板 5.二硫化钼合金滚珠 6.底板涂层(包括砂层、钛晶核涂层、二硫化钼自润滑涂层)。

[具体实施方式]

结合附图对本技术方案做进一步的解释，用于制作这些配方和润滑连接结构的设备对本领域技术人员是公知的。

实施例(参见附图1)：

一、铸铁件前处理及喷砂粗化处理。

铸铁件前处理，分脱脂处理和喷砂处理两个部分。

脱脂处理，采用常温水性高效脱脂剂，对铸铁件的机械加工过程中的各类油脂和微垃圾进行彻底的清除，并且用水清洗。

水洗之后，用高压无油的高压气体吹干工件表面。

喷砂处理，采用现场喷砂机械，使工件的表面获得必须的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善，提高了工件的抗疲劳性，增加了它和涂料之间的附着力，延长涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平。喷砂用气，为无油的高压气体。

抗挤压涂料，在凹面镶嵌有润滑作用的高强粒子，至关重要。

二、喷砂面钛晶核处理

在洁净的喷砂面，化学附着一层1～2μm的钛晶活化剂。该活化剂，有利于热力高强纳米金刚石抗极压涂料和热力喷涂高强二硫化钼自润滑抗极压涂料，同铸铁件的结合。

施工方法：

手工刷涂加热后的钛晶核处理剂，10分钟后，用去离子水冲洗，电吹风吹干即可。

三、热力喷涂高强纳米金刚石抗极压鞍座表面涂料

根据接触工作面的具体要求设计最佳的对偶配方。即热力喷涂高强纳米金刚石抗极压桥梁鞍座表面涂料和热力喷涂高强二硫化钼自润滑抗极压底座表面面涂料，其具体配方如下：

干膜厚度	10-15微米
		稀释/清洁溶剂	DMF二甲基甲酰胺
稀释比率	1∶1-1∶3
		固化时间	设定热风，280-340℃，20分钟
建议的应用方法	热力喷射

该润滑涂料经过检测后，其性能如下：

项目	ASTM测试方法	测试值
			试验样板	ASTM B117	600小时5％中性盐雾喷洒
有涂层的试验样板		0.8mil在钢板上
			抗磨损性能	ASTM D4060	良好
摩擦系数	ASTM D2714	0.06-0.08
			操作温度范围		-200℃～300℃
负荷能力	ASTM 2625，方法B	＞250,000公斤/平方厘米
			使用寿命	ASTM 2625，方法A	＞120,000次运动
铅笔硬度	ASTM D3363	5H
			薄膜附着力	ASTM D2510	通过
耐热性	ASTM D2511	通过

由上表可知其具有以下优点：

非常优异的减磨、润滑性；极压性强；附着力好；在-200℃～300℃度范围内相当的稳定；极好的耐腐蚀性能和化学稳定性。

四、热力喷涂高强二硫化钼自润滑抗极压底座表面涂料

两个接触工作面的配方差异和配伍性，我们设计最佳的热力喷涂高强二硫化钼自润滑抗极压底座表面面涂料，其配方如下：

其加工信息如下：

干膜厚度	10-15微米
		固化时间	设定热风，80-100℃，30分钟
建议的应用方法	喷射

该润滑涂料经过检测后，其性能如下：

项目	ASTM测试方法	测试值
			试验样板	ASTM B117	75小时5％中性盐雾喷洒
有涂层的试验样板		0.8mil在钢板上
			抗磨损性能	ASTM D4060	良好
摩擦系数	ASTM D2714	0.04-0.06
			操作温度范围		-40℃～380℃
负荷能力	ASTM 2625，方法B	＞17,000公斤/平方厘米
			使用寿命	ASTM 2625，方法A	＞22,000次运动

铅笔硬度	ASTM D3363	3H
			薄膜附着力	ASTM D2510	通过
耐热性	ASTM D2511	通过

由上表可知该润滑涂料具有以下优点：

非常优异的减磨、润滑性；极压性强；附着力好；使用范围-200℃～300℃，最稳定的涂料；极好的耐腐蚀性能和化学稳定性。

五、在鞍座纳米金刚石涂层和底座二硫化钼自润滑涂层间涂覆全合成高极压长效二硫化钼氟油脂。

全合成高极压长效二硫化钼氟油脂性能如下：

全合成高极压长效二硫化钼氟油脂是长效经久耐用的润滑剂，主要用于各种建筑机械。

其特点：极强的抗氧化性；高的工作稳定性；防水性；抗腐蚀；高温稳定性；压负荷；良好的粘附性。

(六)、置于其中的均匀分布的合金滚珠能够大大增强抗承载性并且具有极好的滑动性能。

由上述方法制备得到的桥梁鞍座与座体之间的润滑结构如下，所述的鞍座上设有砂层、砂层上设有钛晶活化层、钛晶核活化层上设有纳米金刚石层；所述的座体上设有砂层，砂层上设有钛晶核活化层，钛晶核活化层上设有二硫化钼自润滑涂层，在所述的纳米金刚石层和二硫化钼自润滑涂层中间设有二硫化钼氟油脂层，二硫化钼氟油脂层内设有若干二硫化钼合金滚珠。纳米金刚石涂层的厚度为10～15μm，二硫化钼自润滑涂层的厚度为10～15μm，所述的钼合金滚珠均匀分布并与纳米金刚石层和二硫化钼自润滑涂层表面接触。

Claims

1.一种桥梁鞍座与座体之间的润滑方法，包括桥梁的鞍座与座体，桥梁的鞍座与座体先依次经过脱脂处理、水洗、喷砂处理，其特征在于所述的鞍座和座体在喷砂处理后的表面上涂刷经过加热的钛晶核处理剂，

所述的鞍座在涂刷钛晶核处理剂后的表面上润滑纳米金刚石层，该纳米金刚石层的成分和质量百分比包含但不限于如下，纳米金刚石1~7%、石墨烯3~6%、二硫化钼14~28%、含氟聚酰亚胺树脂23~26%，有机溶剂33~59%，喷涂后待涂层固化，

所述的座体在涂刷钛晶核处理剂后的表面上润滑二硫化钼自润滑涂层，该二硫化钼自润滑涂层的成分和质量百分比包含但不限于如下，聚四氟乙烯2~8%，二硫化钼1~15%，金刚玉1~15%，环氧树脂15~33%，水基溶剂24~72%，喷涂后待涂层固化，

在纳米金刚石层与二硫化钼自润滑涂层间涂覆二硫化钼氟油脂，涂覆后在二硫化钼氟油脂中填充若干滚珠。

2.如权利要求1所述的一种桥梁鞍座与座体之间的润滑方法，其特征在于所述的喷涂采用热力喷射涂覆。

3.如权利要求1所述的一种桥梁鞍座与座体之间的润滑方法，其特征在于所述的有机溶剂采用N-甲基吡咯烷酮。

4.如权利要求1所述的一种桥梁鞍座与座体之间的润滑方法，其特征在于所述的水基溶剂采用水。

5.一种用权利要求1方法得到的桥梁鞍座与座体的润滑连接结构，包括桥梁的鞍座与座体，其特征在于所述的鞍座上设有砂层、砂层上设有钛晶活化层、钛晶活化层上设有纳米金刚石层；所述的座体上设有砂层，砂层上设有钛晶活化层，钛晶活化层上设有二硫化钼自润滑涂层，在所述的纳米金刚石层和二硫化钼自润滑涂层中间设有二硫化钼氟油脂层，二硫化钼氟油脂层内设有若干滚珠。

6.如权利要求5所述的桥梁鞍座与座体的润滑连接结构，其特征在于所述的纳米金刚石层的厚度为10~15μm。

7.如权利要求6所述的桥梁鞍座与座体的润滑连接结构，其特征在于所述的二硫化钼自润滑涂层的厚度为10~15μm。

8.如权利要求6所述的桥梁鞍座与座体的润滑连接结构，其特征在于所述的滚珠均匀分布桥梁鞍座与座体对偶面之间。