摩擦中的一個(gè)概念

熱心網(wǎng)友

摘錄一段資料,可以讓你了解臨界極限PV值。自潤軸承材質(zhì)的選擇與比較摘要PV值是體現(xiàn)滑動(dòng)軸承性能的重要指針。由于它是單位軸承負(fù)荷與加以限制的線速度的乘積，所以我們可以用負(fù)荷取代速率，反之亦然。即速度慢，可加重軸承負(fù)荷；但不管如何，使用在臨界的PV值，勢必減損軸承使用壽命。潤滑的目的：同時(shí)也是為了改善軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)特性，如降低噪音聲和減少摩擦在傳遞負(fù)載的兩個(gè)部件之間產(chǎn)生的潤滑膜可以避免金屬與金屬的直接接觸。但同樣的因其使用潤滑劑，故潤滑物或有于機(jī)件間濺溢出或因磨擦熱分解等，而對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生不能控制的污染情形。同樣的，也因此必須要求給予適當(dāng)補(bǔ)充或更換的潤滑劑，以提供正常機(jī)械運(yùn)作。潤滑使用在目前上似乎是必要的，當(dāng)然也包含強(qiáng)調(diào)干運(yùn)行自潤復(fù)合材料軸承，也在在說出?強(qiáng)化更優(yōu)異使用狀況，則使用潤滑劑來加強(qiáng)是目前較可行方案。對(duì)避振上之需要：而自潤復(fù)合材料軸承是阻尼性材料，可幫助振動(dòng)的衰減。由目標(biāo)上：最好的維修就是到機(jī)件使用壽命高與仍保如新的精度，至目前為止，使用銅合金自潤軸承是相對(duì)于復(fù)合材料自潤軸承是較優(yōu)的選擇。一、前言：長久以來，射出機(jī)所使用的結(jié)構(gòu)零件皆以金屬材料為必然，因金屬材料有取得容易、價(jià)廉物美、加工制作簡易、機(jī)械物理性能良、剛性強(qiáng)、耐磨耗、高低溫工作范圍大、種類多能因應(yīng)各種作業(yè)需求等諸多優(yōu)點(diǎn)。然，自1950年代起，高分子材料應(yīng)用于工業(yè)上已日趨廣泛，各式各樣材料被廣為開發(fā)運(yùn)用于機(jī)構(gòu)上以取代金屬材料，針對(duì)各種使用場合限制或需求，取其某些特性優(yōu)于金屬材料性能而運(yùn)用于機(jī)構(gòu)上。如傳統(tǒng)的腳踏車產(chǎn)業(yè)，以碳纖等復(fù)合物取代了鐵、更甚而取代了鎂鋁合金高等材料而讓夕陽轉(zhuǎn)身變朝陽。高科技結(jié)晶體，美國的F117戰(zhàn)機(jī)，更結(jié)合復(fù)合物大量取代以往的杜拉鋁。21世紀(jì)，奈米技術(shù)、生醫(yī)工程等，在高潔凈度的無塵室中作業(yè)下對(duì)專用機(jī)要求也與日俱增。在爾后中高階產(chǎn)品發(fā)展方向上，對(duì)新優(yōu)質(zhì)材料追尋亦不可一日停止。二、內(nèi)容：銅合金加固體潤滑劑之自潤軸承應(yīng)用于射出成形機(jī)已有多年實(shí)績，在哥林柱與曲軸、二板滑腳等運(yùn)用上皆大量使用它，它的機(jī)械性與物理性也已被廣大工程師所熟知，其是以銅為基材，再埋入特殊固體潤滑劑，雖為自潤，但在實(shí)際應(yīng)用上，仍使用潤滑油脂以降低磨擦以增加使用壽命。又銅基材為金屬材料，有其故有之自然振動(dòng)頻率，對(duì)來自于機(jī)械及電動(dòng)機(jī)或外界振動(dòng)頻率非良好避振體，當(dāng)來自于產(chǎn)生之振動(dòng)頻率與其接近時(shí)往往會(huì)產(chǎn)生共振，長久以往，對(duì)機(jī)構(gòu)本身疲勞壽命會(huì)造成不良影響，對(duì)于邁向高精密化、高速化時(shí)代要求，對(duì)其也應(yīng)一并考慮。一、 復(fù)合材料介紹：· 全氟烷基聚醚(PFPE)合成油[1] — 杜邦公司以FluoroguardR行銷。 是一種創(chuàng)新的內(nèi)部潤滑劑具有很好的耐磨性和低磨擦特性而仍然保持材料的物理特性。 能減少或消除與聚四氟乙烯有關(guān)的磨垢問題，也有脫模劑的作用，可以增加壓出成型的產(chǎn)量。· 鐵氟龍(PTFE)[1] — 在所有內(nèi)部潤滑劑中有最低的磨擦系數(shù)。 形成一個(gè)潤滑薄膜于零件表面。在開始的咬合期間之后會(huì)增加磨擦表面的耐磨性。 能增進(jìn)高動(dòng)力負(fù)載軸承的耐磨能力。 · 硅利康(Silicon)[1] — 充當(dāng)一種邊界潤滑劑因?yàn)楣枥禃?huì)不斷地移行到表面。 因?yàn)榕c塑料基材會(huì)形成部份合膠，終其服務(wù)的生命期，一部份的硅利康仍會(huì)保持于復(fù)合材料中，可降低起動(dòng)磨耗。· 二硫化鉬(Moly)[1] — 在尼龍表面造成較硬且較耐磨的表面。 理想用于尼龍與金屬磨擦的應(yīng)用，因?yàn)槎蚧f會(huì)填塞金屬表面的毛細(xì)孔并且創(chuàng)造出更平滑的金屬表面。 · 石墨[1] — 其分子之間幾乎沒有磨擦而滑動(dòng)容易，特別是在有水的環(huán)境。 理想用于置于水中的應(yīng)用。 · Aramid纖維[1] — 最廣為人知的為克維拉R。 較碳纖維或玻璃纖維軟和低磨損性。 · 碳纖維[1] — 改善機(jī)械和熱性能。 強(qiáng)化的復(fù)合材料可能有較基礎(chǔ)塑料低的摩擦系數(shù)。 不像玻璃纖維，碳纖維較軟并且磨損性較低。 一些碳纖維復(fù)合材料能消散靜電。· 玻璃纖維[1] — 改善機(jī)械和熱性能。 會(huì)增加磨擦系數(shù)和增加配合表面的磨耗(經(jīng)由填加其它耐磨添加劑可以降低此配合表面的磨耗)。 等。典型的應(yīng)用包含[1]：· 齒輪、滑輪、襯套、軸承、密封和封圈(O-ring)。 · 取代現(xiàn)存含PTFE(鐵氟龍)復(fù)合材料，而有成本或模垢(Plate-out)問題之應(yīng)用。 · 用于不可含有硅利康(silicone)耐磨劑之耐磨應(yīng)用。 · 取代有耐磨問題的純塑料(neat resin)。二、 考慮選用參數(shù)之介紹：1。 抗壓強(qiáng)度：載荷通常由壓力單位MPa、N/mm2、Kg/cm2表示，與工作表面有關(guān)，大多數(shù)軸承都承受徑向負(fù)荷。而負(fù)載來源則有：(1)。機(jī)械本身之重量。(2)。由皮帶或鏈條驅(qū)動(dòng)所引發(fā)之張力。(3)。兩機(jī)件?芎纖α俊?(4)。質(zhì)量不平均或加、減速度等所?生。徑向承載：P＝F/d1×b1F：承載力 Nb1：長度mmd2：外徑 mm2。 線速度：對(duì)所有滑動(dòng)軸承來說，速度是一個(gè)重要指針。它不表示轉(zhuǎn)速，而是軸與軸承彼此間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度；可由如下公式來計(jì)算。旋轉(zhuǎn)V＝n×d1×π/60×1000(m/s)擺動(dòng)V＝β×d1×π/360×f/1000(m/s)d1：軸徑 mmf：頻率(Hz)β：擺動(dòng)角度(deg徑度量)n：轉(zhuǎn)速(rpm)3。 PV值：是體現(xiàn)滑動(dòng)軸承性能的重要指針。P是軸承負(fù)荷(MPa)、V是運(yùn)動(dòng)的速度(m/s)。此資料說明了軸承溫度可到達(dá)幾度，及摩擦速率可望到達(dá)什么程度。為限制溫度上升的度數(shù)，并使磨損降至合理極限值內(nèi)，則可限制PV因子。單位負(fù)荷P為：P＝W/LDW：軸承負(fù)荷。D：軸承直徑。L：軸承長度。旋轉(zhuǎn)摩擦速度V＝πDn/1000×60D：軸承直徑。n：轉(zhuǎn)速(rpm)擺動(dòng)摩擦速度V＝πDfθ/360000f：頻率(Hz)θ：擺動(dòng)角度(deg徑度量)4。 軸承使用承載時(shí)，應(yīng)力負(fù)荷分析圖典型的軸承壓力分布圖，示出了軸向與圓周的壓力分布，而壓力分布實(shí)質(zhì)上是受了以下因素影響；即軸向速度、負(fù)荷、潤滑劑的黏性、軸的裕度與長短對(duì)直徑的比值等。故理論上當(dāng)可忽略磨損對(duì)產(chǎn)品的壽命影響，但在實(shí)際運(yùn)用上我們可從銅合金自潤軸承損壞情形來分析一般軸承作用時(shí)之真正受力狀況；很不幸的軸承會(huì)在某一邊緣有最嚴(yán)重之不正常磨損而漸次的向力線另一方向位置遞減，其磨耗情況逐漸形成一斜面，故我們得知軸承工作時(shí)想成是幾乎成點(diǎn)接觸。這點(diǎn)可由我們的加工尺寸公差、機(jī)構(gòu)組立的相對(duì)位置、運(yùn)動(dòng)時(shí)線性程度等知道其作用力之力線并不在線上、不在徑向、不在軸向、也不在我們設(shè)計(jì)預(yù)想的理想狀況。故該點(diǎn)上承受了機(jī)構(gòu)上所有的力，其應(yīng)力變得相當(dāng)大，大到超出該材料機(jī)械性質(zhì)范圍，這就是軸承磨損最大原兇之一，但在工作一段時(shí)間磨損后，其會(huì)?生磨損的平面而讓接觸面增加。故另一方面，也因此在一安全值下有充分潤滑之軸承亦有極佳表現(xiàn)。而復(fù)合材料軸承，因其材質(zhì)受力變形包覆特性，其承載面積就大于銅合金自潤軸承而趨近于理想狀態(tài)，受力后由較大于銅合金自潤軸承面積來平均承接所有力量，單位應(yīng)力較小，故其初期損耗較小，磨耗均勻，可推估其磨損曲線應(yīng)當(dāng)為自然指數(shù)曲線形狀，又由于強(qiáng)調(diào)干運(yùn)行、低磨擦系數(shù)、低導(dǎo)熱度、又為優(yōu)良阻尼，所以反而充分發(fā)揮了復(fù)合材料軸承在另一方面金屬軸承所缺少優(yōu)異的機(jī)械特性。三、 PV值比較分析：PV值是體現(xiàn)滑動(dòng)軸承性能的重要指針。它考慮到摩擦熱的影響，是選擇合適材料有效工具。由于它是單位軸承負(fù)荷與加以限制的線速度的乘積，所以我們可以用負(fù)荷取代速率，反之亦然。即速度慢，可加重軸承負(fù)荷；而當(dāng)軸承負(fù)荷重則速度則必須減緩。但不管如何，使用在臨界的PV值，勢必減損軸承使用壽命。。