Polymer

应用广泛的产品

SKF是享 全球的领先轴承生产商,在钢基轴承产品和聚合物密封装置方面拥有强劲的实力。不过,在过去的数年中,SKF仍然开发出了多款不同的聚合物产品和零 。本文将简要介绍SKF在该领域的主要产品。

作者:
德国施韦因富特SKF聚合物业务经理Thomas Krause

其他业务 其他产品 其他服务 滚子轴承 深沟球轴承 轮毂单元

概要

数十年来,SKF凭借丰富的经验,一直使用大量不同的聚合物和复合材料设计和制造经济高效的解决方案,为
工业、汽车和航空市场的众多不同应用提供滚动轴承、滑动轴承、注塑轴承单元和轴承座等众多不同产品。

销售联系方式

Walter Verhaert, Walter.Verhaert@skf.com

滚动轴承用聚合物部

SKF聚合物保持架拥有众多优异的特性,如重量轻、噪音水平低、滑动性能良好、摩擦低、磨损少、耐腐蚀性高,以及卓越的急速运行性能,因此具有很长的使用寿命。此外,采用聚合物产品生产滚动轴承保持架还能带来另一大优势 ——不仅可设计出几何形状复杂的保持架,还能使用快速、大批量一次注射成型生产工艺。

为了满足高温应用和/或腐蚀性介质的要求,SKF主要选用抗化学纤维增强聚醚醚酮(PEEK)聚合物来生产保持架 (fig. 1). PEEK保持架的常见应用包括:氨气制冷螺杆压缩机、含硫气体应用、高速机床主轴、混凝土振动筛、含烃、液化气或防火液压油介质的流程泵、液冷式汽车发电机、静音运行电梯变速箱,以及众多一级方程式赛车应用(包括发动机、变速箱、动力传动系统和悬架连动装置等)。凭借在严苛环境下的出色表现,分段式PEEK保持架通常还可用于风电应用中的大型SKF鹦鹉螺轴承 (fig. 2).

用于标准应用的SKF聚合物保持架主要采用半结晶聚酰胺材料制造,并用玻璃纤维增强,从而提高聚合物基体的机械强度和刚度。这种聚酰胺保持架可用于许多不同轴承类型的标准应用,如深沟球轴承和角接触球轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承和圆锥滚子轴承,以及CARB圆环滚子轴承。

在铁路应用方面,用于SKF圆锥滚子轴承单元(TBU)的保持架采用超韧聚酰胺制成,从而提高耐冲击载荷能力。此外,为避免因轴弯曲造成的TBU内圈端面与轴后档分离而导致的蠕动腐蚀,保持架中使用了一个具有特殊刚性和高度耐滑、耐压缩的纤维增强聚酰胺的聚合物垫片 (fig. 3) 。

根据定义,满装圆柱滚子轴承并不带有保持架。其承载能力很强,但滚子与滚子之间的接触会导致打滑、粘着磨损和磨损。为避免出现这些问题,可在滚子之间插入特制的SKF聚合物垫片 (fig. 4) 。这是经济高效的解决方案,可减少打滑,提高极限转速,延长使用寿命。

新近开发的SKF LBC D系列直线球轴承安装简便,额定载荷更高,使用寿命更长。聚合物保持架设计经过优化之后,减少了部件数量,并具有更大的滑动滚道、优化的滚珠传动区和更大的储油区 (fig. 5)。凭借这些特性,新型LBC D系列产品运行极其平稳,而且摩擦低、噪音水平低,因此特别适合用于医疗工程等敏感性应用。

SKF塑料球轴承具有耐腐蚀性、耐化学性、重量轻等特性,还可实现静音运行,并且具有良好的阻尼性能 (figs. 6a and 6b)。聚丙烯(PP)或聚甲醛(POM)是制造轴承圈的标准材料,但也可根据要求使用其他聚合物。滚珠可用聚合物、不锈钢、玻璃或其他材料制成,保持架则由聚酰胺或聚丙烯制成。塑料球轴承是自润滑的并且摩擦系数低,能够在没有其他润滑剂的情况下干摩擦运行,尤其适用于因清洁原因而不能使用润滑剂的应用。高比强度(强度与重量比)也是聚合物轴承的一个优异特性,特别是在重量为重要设计考虑因素的应用中。塑料球轴承通常用于必须耐潮湿、耐化学品、不能使用钢材或必须在某些限制条件下才能使用钢材的应用。

特制SKF轴承单元适用于众多特殊应用。在一次注塑成型工艺中,SKF轴承可用聚合物包覆,并与高密度、耐磨损的SKF金属粉末齿轮组合成齿轮单元,如干草打捆机的紧绳器单元 (fig. 7)。其他SKF轴承可用玻璃纤维增强聚丙烯包覆,制成适用于上开门洗衣机 (fig. 8) 的支承轮轴。铸造聚酰胺可用于生产具有耐腐蚀性的轴承座(fig. 9)。

滑动轴承聚合物零部

在许多SKF滑动轴承中,聚合物化合物和复合材料都起着关键作用。它们均采用明确规定比例和分配的聚四氟乙烯(PTFE)充当自润滑添加材料,从而使复合滑动材料具有摩擦低、耐磨损的特性。

SKF球面滑动轴承具有由聚酰胺/聚四氟乙烯/纤维镶嵌滑动层组成的聚合物材料。它们有的是直接注塑成型,有的则是先胶粘至钢轴承外圈的内表面,然后相对钢制内圈滑动 (fig. 10)。特别是在振动或中等冲击载荷方面,这些相对较厚的复合材料镶嵌的优异阻尼性能非常有用。在无法避免脏污和潮湿的应用中,聚合物基体可吸收一定数量的小颗粒,这为使用SKF纤维增强聚合物材料提供了新的论据。

SKF TX球面滑动轴承配备有织物衬垫滑动材料,该材料使用了嵌入到热固三维化学联基体树脂的PTFE编织材料和增强纤维 (fig. 11)。TX织物衬垫在整个使用寿命期间都具有出色的刚度和最低的稳定摩擦系数。此外,它还具有优异的耐磨性能和最高的载荷能力。SKF TX球面滑动轴承无需润滑和维护。

SKF纤维缠绕轴套含有PTFE和增强纤维作为滑动层,并采用嵌入到固化热固树脂基体的玻璃纤维背衬 (fig. 12)。这些轴套即便在苛刻的操作条件下也具有优异的摩擦学性能。它们可承受边际应力和不对中,具有良好的适应冲击荷载能力和出色的摩擦特性,因而广泛适用于众多免维护应用。

得益于较小的壁厚,SKF PTFE聚酰胺轴套 (fig. 13) 具有良好的导热性,在中等压力条件下便能实现较高的滑动速度。它们还具有卓越的载荷能力和良好的耐磨性能,是性价比极高的产品。

复合材料轴套、止推垫圈和衬带均由带有多孔青铜夹层和聚甲醛(POM)或PTFE +二硫化钼(MoS2)化合物表层的钢背制成 (fig. 14)。

汽车市场推出的聚合物零部

SKF汽车聚合物零部件通常集聚合物的一些优异特性(如重量低、阻尼性能良好和耐腐蚀)和钢材的高强度和高刚度于一身。

采用耐高温聚合物镶嵌和包覆的轴承便是典型的例子。通过采用一次注射成型工艺,可制造出钣金的轴承座,继而生产出重量轻但坚固的轴承单元,例如,用于清洁从曲柄壳体泄露的高温和多油气体的离心机 (fig. 15)。

SKF动力传送聚合物产品,如高性能纤维增强聚氨酯皮带,可用于许多不同应用。用聚合物包覆的SKF轴承可用于生产重量轻、耐磨损的皮带轮,如发动机传动应用所需的皮带轮 (fig. 16)。

由聚酰胺制成的止推垫圈带有能够降低摩擦和磨损的小润滑脂腔,可用于卡车驱动轴的万向节轴承 (fig. 17)。

SKF还供应坚固的麦弗逊式悬架轴承单元(MSBU)。 MSBU带有聚合物轴承座和集成金属弹簧座,因此变形小,密封性能优越。SKF MSBU可在严苛的条件下操作,有助于延长悬架的使用寿命 (fig. 18)。

转向架应用,如安装在轴承外圈的由柔软热塑性弹性体制成的减振环 (fig. 19) 或由聚酰胺制成的转向单元 (fig. 20) ,是聚合物零部件在SKF汽车应用领域的另一个例子。

航空聚合物零部

在航空领域,SKF用基于纤维增强热固树脂的特殊聚合物复合材料来生产重量轻、强度高的中央翼盒复合材料撑杆、地板梁支柱撑杆和飞行控制杆 (fig. 21)。

航空球面滑动轴承,包括免维护和自润滑聚合物复合材料层,可用于直升机旋翼系统、起落架、吊挂至机翼连接、发动机至吊挂连接、飞控驱动以及发动机附件连接 (fig. 22)。

精密弹性体设备(PED),如弹性轴承、隔离器/支架、隔膜密封件和防护罩以及阻尼器 (fig. 23) ,是SKF聚合物零部件的又一应用实例。

 

图1:适用于高温应用和/或严苛环境的PEEK保持架。 图2:配有分段式PEEK保持架、用于风电的大型鹦鹉螺轴承 (轴承外径长达4,000 mm)。 图 图3:配备有特殊聚合物垫片的圆锥滚子轴承单元(TBU), TBU内圈端面和轴后档之间的垫片能避免蠕动腐蚀。 图4:带有特殊聚合物垫片的满装圆柱滚子轴承。 图5:新型SKF LBC D系列直线球轴承。 图6a:塑料球轴承。 图6b:塑料球轴承可采用不同聚合物材料进行生产。 图7:金属粉末齿轮/聚酰胺(深灰色)注塑深沟球 轴承单元。 图8:带PP-GF轴承座的上开门洗衣机用支承轮毂。 图9:轴承单元 —— 铸造聚酰胺制成的轴承座。 图10:配备有聚酰胺-PTFE滑动板的径向球面 滑动轴承。 图11: 带有免维护TX织物衬垫(和密封件)的径向 球面滑动轴承。 图12:纤维缠绕轴套由热固树脂制成,并用玻璃/PTFE纤维增强。 图13:PTFE聚酰胺轴套。 图14:PTFE和POM复合轴套和止推垫圈。图15:用聚合物材料镶嵌并包覆的轴承金属板单元。

图16:皮带和皮带轮。图17:聚酰胺制成的万向节轴承和止推垫圈。图18:坚固的麦弗逊式悬架轴承单元(MSBU)。图19:软热固弹性体制成的转向减振器。图20:轴承座由聚酰胺制成的转向单元。图21:航空复合材料撑杆和法兰。图22:航空球面滑动轴承。图23:航空精密弹性体设备(PED)。

相关内容