KR20160078863A - Underwater sliding member - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 댐의 수문의 슬라이딩부나 배수 펌프 등의 용도에 있어서 수중에서 이용되는 수중 슬라이딩 부재에 관한 것으로서, 상세하게는 금속 기체(基體)에 윤활 플러그가 매설된 수중 슬라이딩 부재에 관련된 것이다.BACKGROUND OF THE
수중 슬라이딩 부재는, 댐의 수문의 슬라이딩부나 배수 펌프 등의 저속, 고부하의 조건하에서 이용되고, 예를 들면 샤프트 등의 상대재(相對材)가 물에 침지되어 있어, 수중 슬라이딩 부재가 그 샤프트 등을 지지하기 위해 이용된다. 이와 같은 수중 슬라이딩 부재로서, 금속 기체에 복수의 구멍 또는 오목부를 형성하고, 이 구멍 또는 오목부에 윤활 플러그를 매설한 것이 알려져 있다.The underwater sliding member is used under low speed and high load conditions such as a sliding portion of a watercourse of a dam and a drainage pump. For example, a counterpart material such as a shaft is immersed in water, As shown in FIG. As such an underwater sliding member, it is known that a plurality of holes or recesses are formed in a metal base, and a lubrication plug is embedded in the hole or recess.
특허문헌 1에는, 금속 기체에 매립하여 사용되는 윤활 플러그(펠릿)의 구조로서, 흑연으로 이루어지는 펠릿 모체부에 오목부를 설치하고, 파라핀, 흑연 등의 고체 윤활제 및 폴리에틸렌의 혼합물을 충전시킨 것이 기재되어 있다. 흑연은, 물을 물리적으로 흡착하여, 흑연 자신의 벽개(劈開) 강도가 약해져 마찰 계수가 저하된다고 생각되고 있다. 또한, 이 수중 슬라이딩 부재는, 사용시에 마찰에 의해 슬라이딩면의 온도가 상승하면, 윤활 플러그를 구성하는 폴리에틸렌 및 파라핀이 열팽창하고, 추가로 파라핀은 고상(固相)으로부터 액상(液相)이 되어 체적 팽창함으로써, 혼합물이 슬라이딩면으로부터 돌출하여 상대재의 표면에 눌려, 슬라이딩면간에 흑연 등의 고체 윤활제가 공급되기 쉽게 되어 있다고 기재한다.
또한, 특허문헌 2에서는, 흑연을 포함하는 윤활 플러그를 이용한 슬라이딩 부재는 슬라이딩면에서의 피막의 형성 능력이 불충분하다고 하여, 흑연 대신에 멜라민시아누레이트를 함유시킨, 폴리에틸렌과 왁스와 멜라민시아누레이트로 이루어지는 윤활 플러그가 제안되어 있다. 멜라민시아누레이트는, 흑연 등과 마찬가지로 층상 구조이고 벽개성을 가진다고 생각되며, 슬라이딩 부재의 내마모성을 향상시키는 작용을 가진다고 기재되어 있다.Further, in
한편, 수중에서 이용되는 슬라이딩 부재에 이용되는 윤활 플러그는 아니지만, 특허문헌 3은, 흑연을 포함하지 않고 윤활유와, 초고분자량 폴리에틸렌과, 당해 초고분자량 폴리에틸렌보다 고융점인 열가소성 수지를 혼합하고, 열가소성 수지는, 복수의 공공부(空孔部)를 가지며, 이 공공부에 윤활유 및 당해 윤활유를 함유하는 고분자량 폴리에틸렌을 포함하는 윤활 플러그가 제안되어 있다.On the other hand,
특허문헌 1의 슬라이딩 부재는, 수중에서의 사용시에, 슬라이딩 부재의 슬라이딩면의 윤활 플러그(즉, 파라핀, 고체 윤활제 및 폴리에틸렌의 혼합물)의 표면이 손상되어 슬라이딩 특성이 저하하는 문제가 있다. 슬라이딩 부재는, 사용 전에는 고체 윤활제의 슬라이딩면이 금속 기체의 슬라이딩면과 면일(面一)한 상태이나, 사용시의 마찰에 의해 슬라이딩면의 온도가 상승하면, 윤활 플러그가 열팽창하고, 금속 기체에 매설된 윤활 플러그가 슬라이딩면으로부터 돌출하여 상대재의 표면에 눌리게 된다. 상대재와 윤활 플러그의 슬라이딩에 의해, 금속 기체의 표면보다 돌출한 부분에는 그 표면에 평행한 방향의 힘이 가해져 변형이 일어난다. 이 변형에 의해, 먼저, 윤활 플러그의 내부에 존재하는 흑연 분말(고체 윤활제)에도 벽개(전단(剪斷))가 일어나고, 또한, 흑연 분말을 유지하고 있었던 폴리에틸렌에도 전단이 일어난다. 이 전단에 의해, 표면 근방의 윤활 플러그가 제거된다. 또는, 금속 기체의 표면(슬라이딩면)보다 돌출한 윤활 플러그의 부분과 금속 기체의 구멍부에 구속되는 부분의 경계 부근에서 응력 집중이 일어나, 이 경계 부근의 흑연 분말에 벽개(전단)가 일어나고, 또한, 흑연 분말을 유지하고 있던 폴리에틸렌에도 전단이 일어나며, 이로 인해 윤활 플러그가 제거되는 손상이 일어난다.The sliding member of
또한, 특허문헌 1의 윤활 플러그는, 사용시에 슬라이딩면의 온도가 상승하면 함유하는 파라핀이 고상으로부터 액상이 되는데, 이 파라핀의 액상화가 윤활 플러그의 강도 저하를 야기하는 것도 윤활 플러그의 표면의 손상이 일어나기 쉬워지는 요인의 하나라고 생각된다. 윤활 플러그의 손상이 일어난 경우, 장치의 운전이 정지하여 슬라이딩 부재의 온도가 저하되면, 윤활 플러그의 표면은 금속 기체의 표면(슬라이딩면)보다 내부에 위치하게 된다. 그러면 운전을 재개할 때에 금속 기체의 표면에는 윤활 플러그가 없기 때문에, 금속 기체의 표면과 상대부재의 표면이 직접 접촉하여 들러붙음이 발생하기 쉬워진다.When the temperature of the sliding surface rises during use, the paraffin contained in the lubricating plug of
특허문헌 2의 윤활 플러그는 멜라민시아누레이트를 함유하는데, 멜라민시아누레이트는 흑연과 마찬가지로, 층상 구조이고 벽개성을 가지므로 용이하게 전단되기 쉬워, 흑연을 함유하는 윤활 플러그와 동일한 기구에서 윤활 플러그의 슬라이딩면이 되는 표면이 손상을 일으키기 쉽다.The lubricating plug of
특허문헌 3의 윤활 플러그는 수중 슬라이딩 부재에는 적용할 수 없다. 수중 슬라이딩 부재에 이 윤활 플러그를 적용해도 슬라이딩 부재의 슬라이딩면과 상대재의 표면 사이에 물이 존재하므로, 윤활 플러그가 함유하는 윤활유는 슬라이딩면에 공급되지 않는다. 또한, 이 윤활 플러그는, 윤활유를 함유하기 위한 공공부를 가지므로 강도가 약하여, 사용시에 윤활 플러그의 슬라이딩면이 되는 표면이 손상되기 쉽다.The lubrication plug of
본 발명은, 상기의 종래 기술의 문제를 해결하여, 사용중에 윤활 플러그의 슬라이딩면이 되는 표면의 손상이 일어나기 어려운 수중 슬라이딩 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and to provide an underwater sliding member in which damage to a surface serving as a sliding surface of a lubrication plug is unlikely to occur during use.
본 발명에 관련된 수중 슬라이딩 부재는 슬라이딩면을 가지는 금속 기체와, 윤활 플러그를 포함한다. 금속 기체에는, 슬라이딩면에 개구하는 복수의 구멍 또는 오목부가 형성되어 있고, 이 구멍 또는 오목부에 윤활 플러그가 매설되어 있다. 본 발명에 있어서는, 윤활 플러그가 폴리에틸렌으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.An underwater sliding member according to the present invention includes a metal base having a sliding surface and a lubrication plug. The metal base is provided with a plurality of holes or recesses that open on the sliding surface, and a lubricating plug is embedded in the holes or recesses. In the present invention, the lubricating plug is made of polyethylene.
이 폴리에틸렌의 분자량은 20만 이상인 것이 바람직하다.The molecular weight of the polyethylene is preferably 200,000 or more.
또한, 윤활 플러그는 페놀, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리페닐렌설파이드, 폴리옥시벤조일로부터 선택되는 1종 이상의 수지를 20체적% 이하로 함유하며, 잔부가 폴리에틸렌일 수 있다.The lubricating plug may further contain at least 20% by volume of at least one resin selected from the group consisting of phenol, polyamide, polyimide, polyamideimide, polytetrafluoroethylene, polyphenylene sulfide and polyoxybenzoyl, Lt; / RTI >
또한, 윤활 플러그는 1체적% 이하의 착색제를 더 함유할 수도 있다.Further, the lubricating plug may further contain not more than 1% by volume of a coloring agent.
금속 기체는, 내주면이 슬라이딩면인 원통 형상이어도 되고, 평판 형상이어도 된다.The inner circumferential surface of the metal base may be a cylindrical surface, which is a sliding surface, or a flat surface.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부된 도면에 관한 이하의 본 발명의 실시예의 기재로부터 분명해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of the embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
[도 1] 본 발명에 관련된 수중 슬라이딩 부재의 일구체예의 사시도.
[도 2] 도 1의 수중 슬라이딩 부재의 슬라이딩면 근방의 단면도.
[도 3] 본 발명에 관련된 수중 슬라이딩 부재의 다른 구체예의 슬라이딩면 근방의 단면도.1 is a perspective view of an embodiment of an underwater sliding member according to the present invention;
2 is a sectional view of the sliding member in the vicinity of the sliding surface of the underwater sliding member of Fig. 1;
3 is a sectional view of the vicinity of a sliding surface of another embodiment of the underwater sliding member according to the present invention.
도 1은, 본 발명에 관련된 수중 슬라이딩 부재의 일구체예의 사시도를 나타낸다.1 shows a perspective view of an embodiment of an underwater sliding member according to the present invention.
수중 슬라이딩 부재(1)는, 원통 형상의 금속 기체(2)와, 금속 기체(2)의 내주면과 외주면 사이의 벽 두께를 관통하는 복수의 원통 형상의 구멍(3)과, 이 구멍(3)에 매설된 원기둥 형상의 윤활 플러그(4)를 가진다. 금속 기체(2)의 내주면이 슬라이딩 부재의 슬라이딩면(5)이 된다. 금속 기체(2)의 조성은 특별히 한정되지 않으나, 구리 합금, 철 합금 등의 각종 합금을 이용할 수 있고, 소결 또는 주조에 의해 제조할 수 있다.The underwater sliding
금속 기체(2)의 사이즈(내경, 외경, 폭)에 한정은 없고, 수중 슬라이딩 부재(1)가 이용되는 장치의 슬라이딩부의 치수에 따라 설정할 수 있다. 슬라이딩 부재(1)의 슬라이딩면(5)에 있어서의 구멍(3)의 직경은 3∼30mm 정도면 되고, 슬라이딩면(5)에 있어서의 복수의 구멍(3)의 개구의 면적률(윤활 플러그의 면적률)이 10%∼50%로 하면 되나, 이 치수 및 면적률에 한정되지 않고 변경할 수도 있다.The size (inner diameter, outer diameter, width) of the
윤활 플러그(4)는 폴리에틸렌 수지로 이루어진다. 윤활 플러그(4)는, 원재료인 폴리에틸렌 수지의 분말을 원기둥 형상으로 사출 성형하여 제작할 수 있는데, 윤활 플러그의 제조 방법은 이에 한정되지 않고 압출 성형, 압축 성형 등의 다른 방법이어도 된다.The
윤활 플러그(4)의 치수 및 형상은 금속 기체(2)의 구멍(3)의 직경 및 형상에 정합하도록 제작된다. 윤활 플러그(4)는, 금속 기체(2)의 구멍(3)에 매설된 후, 금속 기체(2)의 내주면에 절삭, 연삭 등의 가공이 실시되어, 금속 기체(2)의 표면과 윤활 플러그(4)의 표면이 면일, 즉 단차가 없는 상태가 된 슬라이딩면(5)이 형성된다. 또한, 금속 기체(2)의 내주면을 절삭, 연삭 등의 가공을 행하지 않고 슬라이딩면(5)으로 할 수도 있다.The dimensions and shape of the
폴리에틸렌 수지는 흡수율이 낮고 변형 능력이 높으므로, 본 발명의 수중용 슬라이딩 부재의 윤활 플러그로서 사용한다. 슬라이딩시에 슬라이딩 부재(1)의 슬라이딩면(5)의 온도가 상승하면 폴리에틸렌 수지로 이루어지는 윤활 플러그(4)가 열팽창하여 슬라이딩 부재(1)의 슬라이딩면(5)(금속 기체(2)의 표면)으로부터 돌출하여 상대재의 표면과 접촉한다. 금속 기체(2)의 슬라이딩면(5)과 상대재의 표면은, 그들의 면 사이에 간극이 형성됨으로써, 그 간극에 수막이 형성되어, 금속 기체(2)와 상대재가 직접 접촉하는 것을 막을 수 있다.Since the polyethylene resin has a low water absorption rate and high deformability, it is used as a lubricating plug of the sliding member for underwater according to the present invention. When the temperature of the sliding
윤활 플러그(4)는, 폴리에틸렌 수지로 이루어지는 단상(單相)의 조직이며, 슬라이딩시에 상대재와 접촉하여 변형되어도 전단이 일어나기 어렵다.The
이 윤활 플러그(4)는, 종래 기술의 윤활 플러그에 함유되어 있던 흑연 등과 같이 벽개성을 가지는 물질을 포함하지 않기 때문에, 상대재와의 슬라이딩에 의해 슬라이딩면(5)으로부터 돌출된 윤활 플러그(4)에 부하가 가해져 변형되어도, 윤활 플러그에는 전단이 일어나기 어렵다.Since the
또한, 폴리에틸렌 수지의 단상 조직이기 때문에, 상대재와의 슬라이딩에 의해 윤활 플러그(4)가 변형되어도 내부에 응력 집중하는 부위가 형성되지 않는다.Further, since the polyethylene resin has a single-phase structure, even if the
종래 기술과 같이 폴리에틸렌 수지에 폴리에틸렌 수지의 변형 저항과는 다른 변형 저항을 가지는 물질(흑연 등)을 분산시킨 구성이면, 윤활 플러그에 변형이 일어난 경우에는, 폴리에틸렌 수지와는 다른 변형 저항을 가지는 물질상(相)과 폴리에틸렌 수지상의 사이에서 전단 응력이 발생하여 전단이 일어나기 쉬워진다.(Graphite or the like) having a deformation resistance different from that of the polyethylene resin is dispersed in the polyethylene resin as in the prior art, when the deformation occurs in the lubricating plug, the material having a deformation resistance different from that of the polyethylene resin Shear stress is generated between the phase and the polyethylene resin phase, and shearing tends to occur.
또한, 본 발명의 윤활 플러그(4)는, 수중 슬라이딩 부재(1)의 슬라이딩면(5)에 온도 상승이 일어나면 윤활 플러그(4)가 열팽창하지만, 폴리에틸렌 수지의 단상 조직이므로, 윤활 플러그(4)의 내부에는 열팽창량의 차이에 의한 전단 응력이 발생하지 않는다. 종래 기술과 같이 폴리에틸렌 수지에 폴리에틸렌 수지의 열팽창 계수와는 다른 열팽창 계수의 물질(흑연 등)을 분산시킨 구성이면, 슬라이딩 부재의 슬라이딩면의 온도 상승에 의해, 폴리에틸렌 수지상과, 열팽창 계수가 다른 물질상의 계면에, 열팽창량의 차이에 의한 전단 응력이 발생하므로 전단이 일어나기 쉽다.The
또한, 본 발명의 윤활 플러그(4)는, 폴리에틸렌 수지에 페놀, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리페닐렌설파이드, 폴리옥시벤조일로부터 선택되는 1종 이상의 수지를 0체적% 초과 20체적% 이하의 범위로 첨가하여, 윤활 플러그(4)의 강도 등을 조정할 수도 있다. 특히, 수중 슬라이딩 부재(1)의 사용중에 상대재와의 마찰에 의해 윤활 플러그(4)의 온도가 상승한 경우라도 강도를 유지할 수 있다.The
이러한 선택 첨가 수지의 열팽창 계수와 폴리에틸렌 수지의 열팽창 계수의 차이는, 흑연 등의 각종 무기 화합물과 폴리에틸렌 수지의 열팽창 계수의 차이에 비하면 작지만, 그래도 폴리에틸렌 수지상과 선택 첨가 수지상에 계면에서는 열팽창량의 차이에 의한 약간의 전단 응력이 발생한다. 폴리에틸렌 수지와 선택 수지의 열팽창 계수의 차이에 의한 전단 응력의 영향을 적게 하기 위해, 윤활 플러그(4)가 함유하는 이들 선택 수지의 양은 20체적% 이하로 해야하고, 보다 바람직하게는 10체적% 이하로 해야한다.The difference between the thermal expansion coefficient of the selective additive resin and the thermal expansion coefficient of the polyethylene resin is small compared to the difference in thermal expansion coefficient between various inorganic compounds such as graphite and the polyethylene resin. A slight shear stress is generated. The amount of these selective resins contained in the
폴리에틸렌 수지는 일반적으로 시판되는 각종 폴리에틸렌 수지를 이용할 수 있다. 또한, 폴리에틸렌 수지는 분자량이 20만 이상인 것이 바람직하다. 그 이유는, 윤활 플러그의 강도가 높아져, 슬라이딩시에 윤활 플러그의 표면의 마모량을 적게 할 수 있기 때문이다. 이 분자량이 20만 이상인 폴리에틸렌 수지로서는 예를 들어 이하의 것을 이용할 수 있다.As the polyethylene resin, various commercially available polyethylene resins can be used. The polyethylene resin preferably has a molecular weight of 200,000 or more. This is because the strength of the lubrication plug increases, and the amount of wear of the surface of the lubrication plug at the time of sliding can be reduced. As the polyethylene resin having a molecular weight of 200,000 or more, for example, the following can be used.
미츠이화학(주)제 상품명 HI-ZEX MILLION(등록상표)(분자량 50만 이상)HI-ZEX MILLION (registered trademark) (molecular weight of 500,000 or more) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.
미츠이화학(주)제 상품명 LUBMER(등록상표)(분자량 20만 이상)LUBMER (registered trademark) (molecular weight of 200,000 or more) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.
아사히화성케미컬즈(주)제 상품명 SUNFINE(등록상표)UH(분자량 350만 이상)SUNFINE (registered trademark) UH (molecular weight: 3.5 million or more) manufactured by Asahi Chemical Industry Co.,
윤활 플러그(2)에, 임의의 착색을 실시하기 위해 1체적% 이하의 착색제를 함유시킬 수도 있다. 착색제로서는, 수지의 착색을 위해 이용되고 있는 일반적인 것이면 되고, 카본블랙, 산화철, 산화크롬 등을 이용하는 것이 가능하다. 그러나, 착색제는 이에 한정되지 않고, 일반 시판되는 각종 착색제를 이용할 수 있다. 또한, 카본블랙은 흑연과 달리 벽개성을 가지지 않기 때문에, 전단 응력의 발생은 한정된다.The
도 3에 본 발명에 관련된 수중 슬라이딩 부재의 다른 구체예의 슬라이딩면 근방의 단면도를 나타낸다.Fig. 3 is a sectional view of the vicinity of the sliding surface of another embodiment of the underwater sliding member according to the present invention.
이 예에서는, 금속 기체(2)에는, 관통 구멍 대신에 슬라이딩면(5)에만 개구하고 외주면에는 개구하지 않는 오목부(3')가 형성되고, 이 오목부(3')에 윤활 플러그(4')가 매설된다. 금속 기체(2)에 구멍 대신에 오목부(3')가 형성되는 것 이외의 구성에 대해서는, 도 1 및 도 2에 기재한 구체예와 동일하고, 도 1 및 도 2에 관하여 설명한 대로이다.In this example, the
본 발명의 수중 슬라이딩 부재는 도 1∼도 3에 나타내는 구성에 한정되지 않고, 다른 변형이 가능하다. 예를 들면, 수중 슬라이딩 부재의 금속 기체는 원통 형상에 한정되지 않고, 반원통 형상이나 평판 형상이나 그 밖의 형상이어도 된다. 금속 기체의 구멍 또는 오목부는 원기둥 형상에 한정되지 않고, 타원기둥이나 각기둥 형상으로 하는 것도 가능하다. 당연히 윤활 플러그는 금속 기체의 구멍 또는 오목부에 정합한 형상이 된다.The underwater sliding member of the present invention is not limited to the structure shown in Figs. 1 to 3, and other modifications are possible. For example, the metal base of the underwater sliding member is not limited to a cylindrical shape, and may be a semi-cylindrical shape, a flat plate shape, or other shapes. The hole or concave portion of the metal base is not limited to the cylindrical shape but may be an elliptical column or prismatic shape. Naturally, the lubrication plug has a shape matched to the hole or concave portion of the metal base.
또한, 본 발명과는 달리, 금속 기체(2)에 구멍(3)을 형성하지 않고, 금속 기체(2)의 평활한 내주면의 전면(全面)에 단지 폴리에틸렌 수지층 피복한 수중 슬라이딩 부재는, 슬라이딩시에 금속 기체(2)의 표면과 폴리에틸렌 수지층의 계면에서 전단이 일어난다는 문제가 있다.In addition, unlike the present invention, the underwater sliding member covered with the polyethylene resin layer on the entire surface of the smooth inner peripheral surface of the
(실시예)(Example)
이하의 공정에 의해 실시예 1∼3 및 비교예 1∼4의 각 슬라이딩 부재를 제작하였다.The sliding members of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 were produced by the following steps.
금속 기체의 제작Manufacture of metal gas
실시예 및 비교예의 금속 기체는 동일한 것을 이용하였다. 이 금속 기체는 이하와 같이 제작하였다. 즉, Cu-25질량% Zn-6질량% Al-3질량% Fe-3질량% Mn의 조성을 가지는 구리 합금을 용해하여 내경 20mm, 외경 28mm, 폭 20mm의 원통체로 주조하였다. 다음에 원통체의 외주면과 내주면을 관통하는 복수의 원통 형상의 구멍을 형성하였다. 구멍의 직경은 4mm이고, 금속 기체의 슬라이딩면이 되는 내주면에 있어서의 복수의 구멍의 개구 면적률을 25%로 하였다.The same metal gases as those of Examples and Comparative Examples were used. This metal gas was produced as follows. That is, a copper alloy having a composition of Cu-25 mass% Zn-6 mass% Al-3 mass% Fe-3 mass% Mn was melted and cast into a cylindrical body having an inner diameter of 20 mm, an outer diameter of 28 mm and a width of 20 mm. Then, a plurality of cylindrical holes penetrating the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the cylindrical body were formed. The diameter of the hole was 4 mm, and the opening area ratio of the plurality of holes in the inner circumferential surface serving as the sliding surface of the metal base was 25%.
윤활 플러그의 제작Manufacture of lubricating plugs
실시예 및 비교예의 윤활 플러그는, 표 1에 나타내는 조성의 원재료를 사출 성형하여 직경이 4mm, 길이가 4mm인 원기둥 형상을 얻었다. 또한, 폴리에틸렌 수지는 미츠이화학(주)제 상품명 LUBMER(등록상표)(분자량 50만)을 이용하였다.The lubrication plugs of Examples and Comparative Examples were injection-molded from raw materials having the compositions shown in Table 1 to obtain cylindrical shapes having a diameter of 4 mm and a length of 4 mm. As the polyethylene resin, LUBMER (registered trademark) (molecular weight: 500,000) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. was used.
실시예 3의 윤활 플러그는 착색제인 카본블랙을 1체적% 함유시킨 것이다. 카본블랙은 미쓰비시화학(주)제 상품명:RCF#44를 이용하였다. 비교예 3의 윤활 플러그의 조직은 폴리에틸렌 수지상과, 다공질 폴리아미드 수지상과, 다공질 폴리아미드상의 공공부에 포함되는 윤활유로 이루어지도록 하였다.The lubricating plug of Example 3 contained 1% by volume of carbon black as a coloring agent. Carbon black was manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation under the trade name RCF # 44. The structure of the lubricating plug of Comparative Example 3 was made up of the polyethylene resin phase, the porous polyamide resin phase, and the lubricant contained in the porous polyamide phase coalescence.
준비한 윤활 플러그를 금속 기체의 구멍에 매설하고, 금속 기체의 슬라이딩면이 되는 내주면측에 연마 가공을 실시하여, 금속 기체의 내주면과 윤활 플러그의 표면이 면일이 되도록 하여, 실시예 1∼3 및 비교예 1∼4의 슬라이딩 부재를 얻었다.The prepared lubrication plug was embedded in the hole of the metal base and the inner peripheral surface of the metal base to be the sliding surface was polished so that the inner peripheral surface of the metal base and the surface of the lubrication plug were flush with each other, Sliding members of Examples 1 to 4 were obtained.
평가evaluation
실시예 1∼3 및 비교예 1∼4의 슬라이딩 부재에 대하여, 표 2에 나타내는 조건의 슬라이딩 시험을 행하여, 슬라이딩면에 있어서의 윤활 플러그의 표면의 손상 유무를 평가하였다.Sliding tests of the sliding members of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 under the conditions shown in Table 2 were performed to evaluate whether or not the surface of the lubricating plug on the sliding surface was damaged.
구체적인 평가 방법은, 표 2에 나타내는 조건으로 시험을 행한 실시예, 비교예의 슬라이딩 부재의 슬라이딩면을 형상 측정기(거칠기 측정기)를 이용하여, 금속 기체의 슬라이딩면과 윤활 플러그의 표면 사이에서 0.1mm 이상의 단차(슬라이딩 부재의 직경방향 단차)가 확인된 경우에는, 윤활 플러그(2)의 표면이 손상되었다고 판단하였다. 그 결과를 표 1의 「손상의 유무」란에 나타낸다.Specifically, the sliding surfaces of the sliding members of the examples and comparative examples tested under the conditions shown in Table 2 were measured with a shape measuring machine (roughness tester) When the step (radial step of the sliding member) was confirmed, it was determined that the surface of the
실시예 1∼3의 슬라이딩 부재는, 전부 윤활 플러그의 표면과 금속 기체의 슬라이딩면 사이에 거의 단차는 형성되지 않았다. 윤활 플러그의 표면은, 상대재와의 마찰의 흔적이 확인되었으나 평활한 면을 유지하고 있었다.In the sliding members of
비교예 1∼4의 슬라이딩 부재는, 전부 윤활 플러그의 표면에 손상이 일어나, 그들의 표면은 불규칙한 요철면이 되어 있고, 윤활 플러그의 표면 부근의 내부로부터 전단된 형태인 것이 확인되었다.It was confirmed that the sliding members of Comparative Examples 1 to 4 were all damaged in the surface of the lubricating plug and had irregular irregularities on their surfaces and sheared from the inside of the vicinity of the surface of the lubricating plug.
비교예 1의 윤활 플러그는 벽개성을 가지는 흑연을 포함하고, 비교예 2의 윤활 플러그는 벽개성을 가지는 멜라민시아누레이트를 포함한다. 비교예 3의 윤활 플러그는 윤활유를 포함하며, 윤활유를 함유시키기 위한 공공부를 포함한다. 이 때문에, 선행 기술의 문제점으로서 상기에 설명한 바와 같이 슬라이딩시에, 비교예 1∼3의 윤활 플러그의 표면 부근의 내부에서 전단이 일어났다고 생각된다.The lubricating plug of Comparative Example 1 includes graphite having wall characteristics, and the lubricating plug of Comparative Example 2 includes melamine cyanurate having wall characteristics. The lubricating plug of Comparative Example 3 includes lubricating oil and includes a hollow portion for containing the lubricating oil. For this reason, it is considered that shear occurred inside the vicinity of the surfaces of the lubricating plugs of Comparative Examples 1 to 3 at the time of sliding as described above as a problem of the prior art.
실시예 2 및 비교예 4의 윤활 플러그는 폴리에틸렌 수지와 페놀 수지로 이루어지고, 조직은 폴리에틸렌상과 페놀 수지상의 혼합 조직이 된다.The lubricating plugs of Example 2 and Comparative Example 4 are made of a polyethylene resin and a phenol resin, and the structure is a mixed structure of a polyethylene phase and a phenol resin phase.
윤활 플러그의 온도가 상승하면, 페놀 수지상과 폴리에틸렌상의 계면에서는 열팽창량의 차이에 의해 약간의 전단 응력이 발생한다. 비교예 4와 같이, 페놀 수지의 함유량을 많게 하면 윤활 플러그의 내부에서의 전단 응력이 지나치게 높아져, 상대축과의 슬라이딩에 의해 가해지는 외력에 의해 윤활 플러그의 손상이 일어난다고 생각된다.When the temperature of the lubricating plug rises, a slight shear stress is generated due to the difference in thermal expansion at the interface between the phenol resin phase and the polyethylene phase. As in Comparative Example 4, when the content of the phenolic resin is increased, the shear stress inside the lubricating plug becomes too high, and it is considered that the lubricating plug is damaged by the external force applied by sliding with the relative shaft.
폴리에틸렌 수지와 페놀 수지의 열팽창 계수의 차이에 의한 전단 응력의 영향을 적게 하기 위해, 실시예 4와 같이 윤활 플러그가 함유하는 페놀 수지의 양은 20체적% 이하로 해야한다.The amount of the phenol resin contained in the lubricating plug should be 20% by volume or less in the same manner as in Example 4 in order to reduce the influence of the shear stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the polyethylene resin and the phenol resin.
또한, 실시예 4에서는, 폴리에틸렌 수지에 선택 성분으로서 페놀 수지를 첨가한 예를 나타내었으나, 페놀 이외의 선택 성분으로서 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리페닐렌설파이드, 폴리옥시벤조일로부터 선택되는 1종 이상을 첨가시키는 경우, 선택 성분의 첨가량을 20체적% 이하로 하면, 비교예 4와 마찬가지로 윤활 플러그의 표면은 손상되지 않는 것은 슬라이딩 시험에서 확인되었다.In Example 4, a phenol resin was added as a selective component to the polyethylene resin. However, it is also possible to use a polyamide, polyimide, polyamideimide, polytetrafluoroethylene, polyphenylene sulfide, Polyoxybenzoyl was added, it was confirmed in the sliding test that the surface of the lubricating plug was not damaged as in Comparative Example 4 when the addition amount of the optional component was 20% by volume or less.
1 : 수중 슬라이딩 부재
2 : 금속 기체
3 : 구멍
3' : 오목부
4 : 윤활 플러그
5 : 슬라이딩면1: underwater sliding member
2: metal gas
3: hole
3 ': concave portion
4: Lubrication plug
5: Sliding face
Claims (6)
상기 금속 기체에는 상기 슬라이딩면에 개구하는 복수의 구멍 또는 오목부가 형성되고, 당해 구멍 또는 오목부에 상기 윤활 플러그가 매설되어 있으며,
상기 윤활 플러그가 폴리에틸렌으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수중 슬라이딩 부재.An underwater sliding member comprising a metal base having a sliding surface and a lubricating plug,
Wherein the metal base is provided with a plurality of holes or recesses that open on the sliding surface, the lubrication plug is embedded in the hole or recess,
Wherein the lubricating plug is made of polyethylene.
상기 폴리에틸렌의 분자량이 20만 이상인 것을 특징으로 하는 수중 슬라이딩 부재.The method according to claim 1,
Wherein the polyethylene has a molecular weight of 200,000 or more.
상기 윤활 플러그가 페놀, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리페닐렌설파이드, 폴리옥시벤조일로부터 선택되는 1종 이상의 수지를 20체적% 이하로 더 함유하는 것을 특징으로 하는 수중 슬라이딩 부재.The method according to claim 1,
Characterized in that the lubricating plug further contains at least 20 vol% of at least one resin selected from phenol, polyamide, polyimide, polyamideimide, polytetrafluoroethylene, polyphenylene sulfide and polyoxybenzoyl Underwater sliding member.
상기 윤활 플러그가 1체적% 이하의 착색제를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 수중 슬라이딩 부재.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the lubricating plug further contains a coloring agent of not more than 1% by volume.
상기 기체는 내주면이 상기 슬라이딩면인 원통 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 수중 슬라이딩 부재.The method according to claim 1,
Wherein the base has a cylindrical shape whose inner peripheral surface is the sliding surface.
상기 기체가 평판 형상인 것을 특징으로 하는 수중 슬라이딩 부재.The method according to claim 1,
Wherein the base is in the form of a flat plate.
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