聚酰亚胺在轴承中的应用.pdf

聚酰亚胺及其复合材料可以作为耐磨材料广泛应用于高温，耐化学介质、 耐辐射、 自润滑等多种领域在滚动轴承中它主要作为保持架材料滚动轴承主要由内外圈、滚动体及保持架四部分构成由于功能不同， 内外圈及滚动体只能由硬度很高， 刚性很大的轴承钢或不锈钢制造滚道和滚动体表面的光洁度很高，对于其尺寸和公差均有着十分严格的技术要求保持架的作用是把滚动体分开，使它们均匀承担轴承的负荷， 减少滚动体运动所产生的摩擦力对于聚酰亚胺或其复合材料制成的保持架还能向轴承提供固体润滑转移膜2.1 聚酰亚胺在高速轴承中的应用高速轴承一般都是角接触球轴承或深沟球轴承钢球作为滚动体由于接触点小，滚动体相对较轻， 可以实现高速性能，速度中径积可达100 万以上， 适合于高速牙钻和高速磨床主轴轴承在这些领域内使用的轴承保持架用聚酰亚胺材料制成管料，然后通过机械加工方法得到所需要的形状和尺寸现在常用的牙钻轴承尺寸较小，轴承尺寸为￠8×￠ 3×4，保持架也很小，内部有七粒￠1 的钢球转速必须达到35 万转 /分以上才能发挥其性能，它用在牙钻机的空气涡轮转轴支撑处，在高压空气带动下，涡轮高速旋转，头部的牙钻修复牙齿该部位的轴承工作条件相当苛刻，首先是高速带来的一系列问题，由于速度很高， 如果保持架的强度不够，极易产生断裂而导致轴承失效。

轴承的润滑也较难解决，按照常规方法， 如此高转速的轴承应使用油气润滑装置，通过压缩空气将雾化的润滑油带到轴承的润滑部位，但由于它用于口腔治疗，这种方法是不允许的，只能在工作间隙采用滴油的方式加入微量润滑油，在轴承起动阶段这部分润滑油绝大部分被甩出工作面，因此轴承润滑状况十分恶劣所幸的是轴承连续工作时间不长，压缩空气带走了热量这种轴承还应承受130℃左右连续四个小时的高温消毒处理，一般的工程塑料都会很快老化，因此选用了综合性能都很好的聚酰亚胺，这是聚酰亚胺在我国轴承工业中应用的开始从 1978 年开始试制工作，当时是利用模压成型的方法将聚酰亚胺制成管状物，然后机械加工为所需要的尺寸和精度的保持架它的应用十分成功，可以使轴承转速稳定在35 万转 /分以上噪音及寿命达到国外同种轴承的水平由于工序较多，效率低，这种工艺制成的保持架成本高， 不适合现代社会大批量生产的需求，现在也正在利用注塑成型的工艺方法一次性注塑保持架，注塑工艺和技术，注塑原料性能都在研究之中除此之外的高速轴承保持架也同样可以由聚酰亚胺材料制成现在聚酰亚胺的价格较高，成型工艺较复杂是限制其大量推广的重要原因随着合成技术的日益完善以及产量的增加，降低聚酰亚胺的价格， 开发适于注塑成型的新型材料和工艺方法是该种材料能在轴承行业得到推广应用的必要条件。

它可以代替目前广泛使用的胶木材料用于高速轴承，提高轴承的生产效率和使用性能2.2 在固体自润滑轴承中的使用在空间领域， 许多轴承的润滑只能靠固体润滑方式解决它是在轴承的滚动面上利用各种方法形成固体润滑膜，减少摩擦力固体润滑膜是不能再生的一次性膜，该种工况的轴承如果不能补充润滑，就有可能导致失效自润滑保持架可以补充润滑膜层由于太空中辐射较强，其它塑料的应用受到限制，现在主要采用聚酰亚胺复合材料保持架，利用聚酰亚胺作为机体材料，内部加入二硫化钼等固体润滑剂制成在轴承转动过程中，轴承的滚动体与保持架兜孔面接触，相对运动使保持架内的固体润滑剂和聚酰亚胺转移到滚动体表面，进而转移到沟道中，补充固体润滑膜，达到长寿命的目的这种类型的轴承在航天等高科技领域中已得到多次应用，效果十分理想，圆满的完成了工作任务2.3 在多孔含油保持架中的应用在陀螺马达轴承中利用多空含油聚酰亚胺保持架，已解决其长寿命、 高精度和高可靠性问题，该项技术的核心即是多孔保持架材料的制备陀螺马达是一种高精度的电机马达，利用高速旋转产生的惯量确定空间飞行器的基准方向，对于现代航天、航空及航海等领域是十分关键的部件随着技术的进步和要求的不断提高，要求陀螺马达的寿命都很长，国际上的陀螺马达寿命达8 万小时。

陀螺马达的寿命主要有轴承寿命决定，当轴承运转失败时马达的寿命即终止而运转过程中该部位的润滑无法进行补充，只能采取一次性润滑技术刚开始利用润滑脂作为润滑剂， 但润滑脂稠度较大，导致转动力矩增加，润滑脂的质量偏移会损伤陀螺精度，同时寿命要求， 脂润滑无法实现 多孔聚酰亚胺材料则是利用聚酰亚胺粉料采取独特的工艺制成的特殊材料 它具有一定的机械强度，可用机械加工的方法成型保持架，内部之间相互贯通，在微孔之内贮存润滑油，当轴承运转时由于离心力和热运动使保持架表面转移，形成完整油膜， 实现轴承润滑 同时微孔把它接触到多余的润滑油重新吸附到保持架内，实现内部油，达到长寿命之目的聚酰亚胺的综合性能优良，是制作微孔保持架的理想材料现在我国绝大多数长寿命陀螺马达轴承都是采用多孔聚酰亚胺保持架，使陀螺寿命达五万小时以上，精度及可靠性都满足了主机要求聚酰亚胺作为一种性能优异的特种高分子材料，肯定有其更加广阔的使用范围，在耐磨结构件、绝缘材料、耐腐蚀等方面应用会不断拓展发前该材料应用局限于高科技领域，产量较小， 人们对它的熟知度不够，研究生产单位有限，许多技术还未达到工业化水平，限制了它的应用范围。