自润滑轴承及其在水工闸门中的应用[1]

５ 高标准地搞好城市水土流失治
理
城市水土 保 持 不 同 于 农 村 水 土 保 持 。 土 流 失 的成 因 、 式 、 水 形 规 律 等 有 它 的特 殊 性 和 复 杂性 ， 市 城 水 土 流 失 的 治 理 要 坚 持 “ 投 资谁 谁 收 益” “ 破 坏 谁 治理 ” ，谁 的原 则 ， 建 立 多 渠 道 、多 层 次 的投 人 机 制 ， 集 中资 金 重 点 治 理 ， 调 动 社 会 力 量 在 增 加 投 工 、投 劳 的 基 础 上 ，建 立起 良性 循 环 的运 行 机 制 。 监 督 执 法 靠 来 推 动 ， 以开 发 建 设 项 目为 治 理 要 单 元 ， 防治 水 土 流 失 、绿 化 美 化 将 环 境 和 工 程 自身 要 求 三 者 紧 密 结
态 ；滑 动 摩 擦 是 粘 着 与 滑 动交 替 发 生 的跃 动 过 程 ；摩 擦 力 是 粘 着 效 应 和 犁 沟 效 应 产 生 阻 力 的 总 和 。因对 大 多数 切 削加 工 表 面通 常 可 以忽 略 犁 沟 效 应 ，所 以摩 擦 力 与实 际 接 触 面 积 及 剪 切 强 度 成 正 比 ； 擦 系数 与剪 摩 切 强 度 成 正 比 ，与 受 压 屈 服 极 限 成 反 比 。 图 １中 ， （） ｂ ａ ，（ ）均 不 能 获 得 小 的摩 擦 力 。 而 如果 在 硬 的金 然 属 上 覆 盖 一 层 薄 的软 材 料 表 面膜 （ ｃ ，只要 这 层 膜 图 ） 不 破 裂 ，剪 切 强 度 就 是 这 层 软 表 面膜 的剪 切 强 度 ；由 于这 层 膜 很 薄 ，实 际接 触 面积 由硬 基 材 料 的受 压 屈 服 极 限来 决 定 ，实 际接 触 面 积 不 大 ，所 以薄 而 软 的表 面 膜 可 以降低 摩 擦 系数 。
力度 。
其 纳 人 开 发 建 设 项 目的 审 批 程 序 之 中 ， 到没 有 经 水 行 政 主 管 部 门 做 审批 的水 土保 持 方 案 和 核 发 的 《 水 土保 持 方 案 合 格 证 》 ，不 得 立 项 和
开工建设 。
规 模 大 、影 响 面 宽 的 开 发 建 设 项 目 和 新 城 镇 建 设 ，更 要 高 标 准 、 严 要 求 ，严 把 水 土 保 持 方 案 的 审 批 关 ，组 成 专 门 的 监 督 检 查 队 伍 ， 深 人 施 工 现 场 督 促 检 查 ，切 实 保 证 “ 同 时 ”制 度 的 落 实 。 三
所 谓 自润 滑 轴 承 可 定 义 为 ： 毋 需 提 供 任 何 润 滑 在 剂 的情 况 下 能 够 自如 工 作 的滑 动 轴 承 。 主要 特 征 就 其 是 在 轴 承 的 相 对 滑 动 摩 擦 面 间 ，没 有 滑 动 油 脂 的 流 动 ，其 润 滑 是 由 固体 材 料 来 实 现 的 。 自润 滑 轴 承具 有 承 载 能 力 强 、摩 擦 力 小 、耐蚀 性 好 、易 于起 动 、维 修 方 便 、耐 辐 射 、能 简 化 润 滑 系统 等 优 点 。在 某 些 特 殊 工 况 下 ，其 工 作 条 件 大 大 超 出 了 润 滑 油 脂 的 使 用 条
件。
１ 引言
固体 润 滑 学 是 摩 擦 学 的 分 支 ，是 近 ４ ０多 年 发 展 起 来 的 一 门新 兴 学 科 。固体 自润 滑 轴 承 是 随 着 固体 润
滑学 的不 断发 展 而产 生 的 。
自润 滑 轴 承 的 应 用 范 围 几 乎 遍 及 了 工 业 生 产 的 各 个 部 门 ，并 逐 渐 显示 出其 优 越 性 。但 我 国在 水 工 金 属 结 构 领 域 应 用 尚不 广 泛 。水 工 闸 门 中 ，无 论 是 平 面 合 起 来 ， 防护性 、观 赏性 和 实 用 集 性 为 一 体 ；必 须 坚 持 高 标 准 的原 则 ， 过治理 后 不能有破 坏地 貌植 经 被 的痕 迹 和 裸 露 的土 地 ， 郊 的 陡 近 坡 耕地 有计 划 、 步骤地 退 耕还林 有 还草 ， 断加 大小流域 综合 治理 的 不
２ 自润滑轴承的分类及其润滑材料
自润滑轴 承从 结 构型式 上大致 可 以分为复合 型 、干 膜 型和镶嵌 型三种形式 。复合 型是将 固体 润 滑剂粉末 用 树 脂 、沥 青等作粘结剂 经 固化而成 的轴 承 。干膜型 自润 滑轴承就 是在轴 承 的滑 动摩擦 面上． 用粘 涂敷结 、 烧结 、 电镀 、溅射 、化学 生成等 方法形成一 层 固体润滑膜 的轴 承 ，其关键是 这层干膜 润 滑层 的减 摩 性 能 和使 用 寿命 。 它可 以根据不 同的工况分别进行研 制开 发 。 镶 嵌 型 自润 滑 轴 承 是 在 轴 套 上 预 先 加 工 好 一 些 孔 洞 或 沟槽 ，然 后 嵌 人 固体 润 滑 材 料 而 作 成 的 轴 承 。 它 不 受 轴 承 尺 寸 形 状 的 限制 ， 根 据 用 户 需 要 设 计 制 可 造 成 圆柱 型 、球 型 、板 型 等 等 。 很 多材料可 用 于 自润滑 轴 承 ， 常用 的 固体润 滑剂 有 层 状 固体 、塑 料 及 其 他 无 机 固体 。层 状 固体 常 用 的 有 石 墨 和 二 硫 化 铝 。塑 料 类 的 固体 润 滑 剂 常 用 的有 聚 四氟 乙稀 （ ＴＦ Ｐ Ｅ） 和 尼 龙 。 自润 滑 材 料 作 为 一 种 新 型 的工 程 材 料 ，在 通 常 的 应用 中 ，除 了直 接 使 用 固体 润滑剂 外 ，更 具 发展 前景 的应 当是 固体 润 滑 剂 与 高 分 子 材 料 及 其 它 有 机 、无 机 材料 的共 混 材 料 。这 些 材 料 既 具 有 固体 润 滑 剂 的长处 又可 以弥 补 固体 润 滑 剂 的某 些 缺 点 。 将 Ｐ Ｅ填 充 如 ＴＦ 到金 属 骨架 中 ，可 以克 服 其 抗 蠕 变 差 的缺 点 ，采 用 这 种 方 法 ，Ｐ Ｅ 已在 桥 梁 、管 道 等支 架 的轴 承 衬 垫 上 ＴＦ
果 。
得到应 用 ，它 能 容许 构 件热 胀 冷 缩及 滑 移 。在 Ｐ Ｅ Ｔ Ｅ 中加 人 适 当 的填 充 剂 还 能 改 变 其 耐 磨 性 差 的特 性 。山 东省水 利 勘测 设 计 院 １ ８ ９ ６年采 用 稀 土填充 Ｐ Ｆ Ｔ Ｅ支 座 解 决 了淄 博 锦 川 河 渡 槽 纵 向位 移 问题 。其 它 如 加 入 玻 璃 纤 维 和 石 棉 纤 维 可 提 高 抗 拉 强 度 和抗 蠕 变 性 ； 加 人 云母 充 填 剂 的复 合 物 可 降 低 热 膨 胀 系数 ； 人 青 铜 加 作 充 填 剂 可 改 善 其 热 传 导 性 等 。所 以 ，获 得 理 想 的 自 润 滑 材 料 的途 径 应 当是 根 据 不 同 的工 况 条 件 ， 针 对 有 性 地 选 择 固体 润 滑 剂 及 其 共 混 材 料 。 这 已涉 及 到 了 但
润
接面小切度摩力 触积剪强小擦小 软料面 材表膜
图 １ 硬金属上涂软表面膜可获得低摩擦 当摩 擦 面 间存 在 固体 润 滑 剂 时 ，在 运 动 过 程 中它 们 将 很 快 在 金 属 表 面 形 成 一 层 薄 的软 材 料 表 面膜 （ 如 图 ２所 示 ） 。由于 其 剪 切 强 度 低 ，当摩 擦 副 滑 动 时 ， 粘 着 点 的剪 切 将 发 生 在 膜 内 ， 属 间 的 摩擦 由此 变 成 了 金 固 体 润 滑 剂 分 子 间 的摩 擦 ，从 而 起 到 降 低 摩 擦 的效
较 深 的材 料 科 学 。
转膜 移
固润荆 体滑
３ 润滑 机理
现 代 摩 擦 理 论 认 为 ， 擦 表 面处 于 弹 塑性 接 触 状 摩
图 ２ 润滑机理
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山东水利／０２ ２０ 年第 ２ 期 动 的工 况 下 ，能 实 现 良好 的 自润 滑 。（ ）减 摩 材 料 与 ８ 其 它 共 混 材 料 具 有 低 的互 容 性 。（ ）热 膨 胀 系 数 稍 高 ９ 于 或 等 于金 属 基 体 材 料 的热 膨 胀 系数 。
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４ 水工闸门自润滑轴承
处 于低速 重 载 状 态 下 的水 工 闸 门滑 动轴 承 ， 该 应 说 使 用 油 脂 润 滑 是 不 够 理 想 的 。在 低 速 重 载 下 润 滑 油 脂 不 易 在 滑 动 摩 擦 面 间存 储 ，加 上 工 作 环 境 恶 劣 ，就 使 得 轴 承处 于苛 刻 的工 作 状 态 ， 而 使 轴 承 难 免 出现 从 咬死 ，早 期 过 度 磨 损 等 失 效 形 式 。采 用 自润 滑 轴 承 代 替 常规 的 油脂 润 滑 轴 承 是 一 种 比较 好 的选 择 。根 据 闸 门 的使 用要 求 ，总 的说 来 ，水 工 闸 门 自润 滑 轴 承 应 具 有 优 良的耐 磨 性 、足 够 的韧 性 和 充分 的润 滑性 ，以满 足 使 用 寿命 、抗 冲 击 能 力 等 要 求 。同 时 满 足 这 三方 面 的要 求 ，除 了需 考 虑 轴 承 的 材 质 、结 构 型 式 外 ，还 有
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山东水利／０２ ２０ 年第 ２ 期
固 体 自 润 滑 轴 ；＂ 其 ５＆
，
在 水 口 二问 门 中 的 应 用
杜培文‘ 董竞生ｚ 许志刚‘ 于秀香‘
摘要 固体 自润滑轴承具有独特的性能。 文中介绍了固体 自润滑轴承的分类、 润滑机理及固体润滑材料； 对水工闸门自 润滑轴承的运行工况及其应具有的性能进行 了分析； 结合在弧 形闸门的应用实例，闸述 了该轴承的优点。 关健词 自润滑 轴承 闸门