CN1945038A

CN1945038A - 碳纤维复合材料制造的无油润滑轴承

Info

Publication number: CN1945038A
Application number: CNA2006100468411A
Authority: CN
Inventors: 肖忠渊
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-06-05
Filing date: 2006-06-05
Publication date: 2007-04-11

Abstract

一种用碳纤维复合材料制造的无油润滑轴承，主要材料构成有；高强度碳纤维、不同牌号的工程塑料、陶瓷、微量合金元素(有色金属微量元素)等复合材料而合成，其制造工艺流程是将高强度碳纤维进行短切、根据要制作轴承所要承受能力与不同牌号的工程塑料、陶瓷、微量合金元素(有色金属微量元素)等进行合成，再进行焙烧、致密工艺处理，再加工所需要的规格和表面处理等，最后再进行装配，经过检验合格后即可出厂。优点是采用碳纤维复合材料制造无油润滑功能性材料的轴承、是依据碳纤维复合材料其导热、不蓄热，耐磨擦、自身润滑、如同钢铁般坚硬、成型工艺好、易加工、做成轴承比有油润滑的轴承使用寿命长10倍以上的优越性能。

Description

碳纤维复合材料制造的无油润滑轴承

技术领域本发明涉及一种用碳纤维复合材料制造的无油润滑轴承装置。

背景技术在风力机的运行过程中，风轮的受力状况极为恶劣，经常在急剧变化的重载荷下连续运行数十小时，其所受到的各种载荷都通过主轴直接传递给齿轮箱的低速轴。而且，风力发电机组的设计通常要求在无人值班运行条件下工作长达20年之久，因此齿轮箱的轴承在此受到了真正的考验。近年来国内外风力发电机组故障率最高的部件当数齿轮箱，而齿轮箱的故障绝大多数是由于轴承的故障造成。本文先简要介绍轴承的应用及选型，然后根据风力机的特殊工况，对齿轮箱轴承载荷的分析与计算提出方法，供设计人员参考。1.轴承的选型SKF轴承在箱体中应用广泛，在确定使用轴承之前，应该充分考虑其使用的要求，一般可参循以下几个要素：(1).可用空间A：对小直径机轴可采用球轴承对大直径机轴可采用圆柱，球面滚子，圆锥滚子轴承。B：当径向空间有限时，需采用截面较小的轴承。当轴向空间有限时，可采用圆柱滚子或承受复合负荷的深沟球轴承。(2).负荷选择原则为一般性负荷，高转速为球轴承。重负荷低转速选用滚子轴承。而复合负载时应考虑特殊情况。(3).精度(4).转速由样本可查知还与其所受润滑条件和轴承的径向游隙有关。(5).噪音(6).刚性(7).对中(8).轴向位移(9).安装与拆卸总的来讲，轴承应用应考虑以上几个基本情况。目前SKF已在世界上风力发电比较发达的国家如美国，西班牙，丹麦，德国等设备上广泛使用。例如西班牙的Ecotecnia公司，SKF就为其设计了圆锥滚子轴承，并采用了先进的软件进行摸拟轴承在未投入实际前就展示出其运行情况。当确定好某个型号后，其寿命情况根据公式L10＝(C/Peq)可得其百万转为单位的额定寿命。但考虑到实际应用中会有很多条件，比如风力机的受力状态和工作状态的不稳定性，以及日常的维护及保养等等，对额定载荷C和当量动载荷Peq应加以修正。SKF通过由一系列优质产品和服务组成的无忧运转计划可防止超过60％的轴承出现过早损毁。此外，SKF在球面滚子SKF Explorer探索者系列和CARB系列等这系列新的产品上，可提供更高的负荷额定，更长的寿命，及更紧凑的配置，达到降低成本，增加设备运行时间。对一般性故障排除主要还是借助相关检测设备进行操作，只有这样才可能高效准确的查找原因，并予以及时正确的排除。SKF的设备状态监测系统如Marlin可对设备的振动(速度和加速度)和温度进行测量和分析，提前对设备问题预警，以避免故障停机。配备相关的附件，可以收集到一系列数据，从而有效的防止问题的发生。2.轴承的设计轴承设计应考虑以下两个条件：(1)静态承载能力，通常考虑极限载荷；(2)轴承的使用寿命，通常考虑额定运行载荷。轴承的设计计算一般按照DIN281或轴承制造商提供的方法进行。(1)极限负荷下的载荷承受能力极限负荷下的载荷承受能力，其安全系数不应小于2。静态承载能力定义为轴承的静态负载Co与等效静态负荷Po之比。(2)使用寿命确认使用寿命计算采用估算法，其故障的可能性应低于10％，计算的使用寿命不小于130000小时。计算时应考虑轴承的温度、润滑方式、润滑剂粘度、油膜间隙等。平均等效动态轴承载荷其中，Peqi——等效动态轴承载荷ni——Pi作用下轴承旋转的次数N——轴承旋转的总次数。平均等效动态轴承载荷的分析采用简化的载荷变化频谱：平均等效动态轴承载荷的确定，基于额定载荷的60％，P60＝60％Pr。在此基础上叠加一个变化幅度为±30％额定载荷的正弦分量，PTEE/Pb混合物0.01～0.03mm，一种耐磨材料，运作过程中可形成转移膜以保护对磨轴。铜粉层0.02～0.35mm提高PTEE/Pb与钢板的结合强度，具有很好的承载能力和耐磨性。以上不难看出在很多机电行业中均离不开轴承，并且需要无油润滑轴承。无油润滑轴承用途十分广泛，会给用户带来极大的经济效益，如果同时有油润滑的齿轮箱和无油润滑的齿轮箱效益相比就不难看出效益差距甚大。不仅仅是需要油润滑增加成本，更重要的是给机械齿轮转动带来极大的阻力，增加了能源消耗和生产成本。尤其在水中无法封闭的轴承就更需要具有不怕水、无油润滑功能的轴承。因此采用无复合材料制造无油润滑功能性材料的轴承可以成为现实。

发明内容本发明的目的是提供一种用碳纤维复合材料制造的无油润滑轴承，主要材料构成有；高强度碳纤维、不同牌号的工程塑料、陶瓷、微量合金元素(有色金属微量元素)等复合材料而合成，其制造工艺流程是将高强度碳纤维进行短切、根据要制作轴承所要承受能力与不同牌号的工程塑料、陶瓷、微量合金元素(有色金属微量元素)等进行合成，再进行焙烧、致密工艺处理，再加工所需要的规格和表面处理等，最后再进行装配，经过检验合格后即可出厂。本发明的原理是：采用碳纤维复合材料制造无油润滑功能性材料的轴承具体实施及制造工艺原理是；依据复合材料其导热、不蓄热，耐磨擦、自身润滑、如同钢铁般坚硬、做成轴承比有油润滑的轴承使用寿命长10倍以上的优越性能，全新地出现在无油润滑轴承世界中。

本发明的适用范围是：碳纤维复合材料制造无油润滑功能性材料的此类轴承更加适合风力发电机、没有密封条件的水下作业使用，在水乡使用不会对环境构成任何污染。更适合所有机械、车辆、需要转动的器具，可以完全取代依靠油润滑的所有轴承。

本发明优点：采用碳纤维复合材料制造无油润滑功能性材料的轴承、是依据碳纤维复合材料其导热、不蓄热，耐磨擦、自身润滑、如同钢铁般坚硬、成型工艺好、易加工、做成轴承比有油润滑的轴承使用寿命长10倍以上的优越性能，全新地出现在无油润滑轴承世界中，可以完全取代依靠油润滑的所有轴承。节能环保，并且具有回收再利用的价值。节省大量的润滑及其更多的能源。此类轴承更加适合风力发电机、没有密封条件的水下作业使用，在水乡使用不会对环境构成任何污染。完全替代需要有油润滑的轴承，对环保节能均会起到积极作用。是轴承行业中增加了新的轴承体系，也是轴承行业的一次革命。无油润滑功能性材料的轴承它的经济效益不但非常客观，其社会效益也十分广泛。

附图说明

图1是本发明的立体示意简图

具体实施方式在图1所示的一种用碳纤维复合材料制造的无油润滑轴承立体示意简图中，其主要材料构成有；高强度碳纤维、不同牌号的工程塑料、陶瓷、微量合金元素(有色金属微量元素)等复合材料而合成，其制造工艺流程是将高强度碳纤维进行短切、根据要制作轴承所要承受能力与不同牌号的工程塑料、陶瓷、微量合金元素(有色金属微量元素)等进行合成，再进行焙烧、致密工艺处理，再加工所需要的规格和表面处理等，最后再进行装配，经过检验合格后即可出厂。

Claims

1、一种用碳纤维复合材料制造的无油润滑轴承，主要材料构成有；高强度碳纤维、不同牌号的工程塑料、陶瓷、微量合金元素(有色金属微量元素)等复合材料而合成，其制造工艺流程是将高强度碳纤维进行短切、根据要制作轴承所要承受能力与不同牌号的工程塑料、陶瓷、微量合金元素(有色金属微量元素)等进行合成，再进行焙烧、致密工艺处理，再加工所需要的规格和表面处理等，最后再进行装配，经过检验合格后即可出厂，碳纤维复合材料制造无油润滑功能性材料的此类轴承更加适合风力发电机、没有密封条件的水下作业使用，在水乡使用不会对环境构成任何污染，更适合所有机械、车辆、需要转动的器具，可以完全取代依靠油润滑的所有轴承。