UP344剖分自润滑关节轴承的研制

　　剖分自润滑关节轴承亦称作镶嵌式固体润滑轴承。该种轴承完全突破了一般依靠油脂润滑的局限性而实现了无油润滑。早在70年代，上就开发应用了该种轴承，世界知名的瑞典SKF公司已经形成了批量生产。为了适应国内市场需求，节省外汇，填补国内轴承行业的空白，我公司为三峡水利工程研制开发了此种新型轴承。
　　1　UP344轴承的性能特点及主要技术参数
　　1.1 性能特点
　　该种轴承不论在结构设计上，还是在润滑方式上都做了很多突破性改进，因此，它具有了一般轴承所无法比拟的优点。由于轴承外圈采用了剖分式，因此它的安装过程极为方便，内圈外表面为球形，从而降低了轴承在承载过程中对偏斜的敏感性，减小了边缘应力，从而起到自动调心的作用。球形表面能传递轴向和径向两个方向的力，不需另设推力衬套。这种轴承具有低摩擦系数、高负载、低速度、防污、防蚀的特点，适用于水中或其他溶液浸润而根本无法加润滑脂的场合。鉴于上述优点，该种轴承市场潜力很大。
　　1.2 主要技术参数
　　屈服强度：300MPa
　　抗拉强度：600MPa
　　静比压：P_max=150MPa
　　动比压：P_max=90MPa
　　硬度：>150HB
　　摩擦系数：f=0.08~0.12
　　2　UP344轴承的结构及材料分析
　　该种轴承的结构如图1所示。考虑到该种轴承的工作环境以及国外先进经验，外圈选用铝青铜（QAl10-4-4），采用离心铸造工艺。这种材料不仅防腐性好，且有良好的润滑性能。在结构上采用剖分式，主要是为了轴承安装使用方便和固体润滑剂的镶嵌。内圈从原则上讲应选用不锈钢材料，但考虑到成本选用了GCr15轴承钢，表面镀铬抛光处理。轴承两端的密封圈采用了氟橡胶（SF7433），这种材料不仅有良好的柔韧性，同时还有极强的耐磨性，从而确保轴承在运转过程中具有更好的密封效果。
　　3　固体润滑剂制造工艺及性能指标
　　3.1 润滑剂的制造工艺
　　固体润滑剂由聚四氟乙烯（进口材料A）、二硫化钼（B）和石墨（C）组成，其制造工艺如下。
　　（1）混料　先将上述A、B、C三种材料按照3：1：1的比例进行调配，然后将调配好的材料装入专用的塑料桶中，加入适量的酒精，再加入适量的氧化锆颗粒（起研磨作用），将塑料桶安装在车床上并旋转，直到将三种材料研碎成微细的粉尘状为止。
　　（2）烘干　将研磨好的材料倒入托盘内，放在烘干炉中烘干，炉温控制在280℃左右。
　　（3）等静压成形　将烘干的粉末放入模具体中进行压力成型。压力机的压力控制在1.274×10⁴N。
　　（4）烧结　等静压成型后要进行烧结，炉温控制在380℃±2℃。炉温要进行严格控制，温度过低达不到良好的结合性，温度太高，材料会发生烧焦变质现象。
　　（5）机械加工成形　烧结好的材料可在车床上进行机械加工，以达到所需要的尺寸要求。
　　3.2 润滑剂的性能指标
　　（1）面接触实验结果：静比压为6N/mm²，干摩擦系数小于0.08（随着静比压的增大，干摩擦系数会降低）。
　　（2）点接触试验结果：动比压大于1000N/mm²（未进行详细计算，但估算结果远大于1000N/mm²），干摩擦系数为0.05~0.09。