回轉支承不同材料隔離體使用性能對比分析

黃傳輝，張 寧，劉 磊

（徐州工程學院機電工程學院，江蘇徐州221018）

隔離體是回轉支承的重要基礎件之一，用來分 隔、固定滾動體，減少滾動體之間的相互摩擦，其使用性能對回轉支承的可靠性和使用壽命有重要影響［1-2］。目前，隔離體常用的主要結構形式有框式、花式、球式和異型等，常用材料為塑料、黃銅、青銅和鋼材等，其中尼龍1010（PA1010）和HPb59-1 應用最為廣泛［3-4］。PA1010 的耐壓值波動小、密度小，能承受一定的塑性變形且順應性好，在工程中廣泛應用［5-6］，但它與其余工程塑料相比硬度偏高，在運轉時可能會引起噪聲［7］。PA1010 的磨損形式主要為塑性變形、犁溝和疲勞脫層［8］，其磨損量與載荷密切相關，這是由于受載荷影響，PA1010向偶件磨損表面發生轉移及成膜［9］。在PA1010 中加入適當的填料，可以顯著提高其機械強度、硬度及耐磨性［10-13］。HPb59-1的強度、硬度均較高，耐磨性良好，具有很好的切削加工特性和力學性能，能承受冷熱壓力加工，耐腐蝕性較好，廣泛應用于高速精密圓柱滾子軸承和推力角接觸球軸承［14］。在HPb59-1中加入Ni、Mn、Fe、Al等合金元素，可顯著提高材料所允許的最高轉速［15-16］。

在實際工作中，隔離體不但受到摩擦力、張力、離心力和慣性力等機械應力的作用，還要承受潤滑劑及其添加劑或其老化產物、冷卻劑產生的化學作用，因此隔離體的材料選擇及結構設計對大型回轉支承的設計和制造非常關鍵［17-19］。筆者將通過試驗研究PA1010、HPb59-1 兩種材料與軸承鋼GCr15 配副時的摩擦學行為，討論其摩擦磨損機制，并分析PA1010隔離體、HPb59-1隔離體的損傷機制和失效規律，旨在為回轉支承隔離體的機械設計提供參考依據。……