多元高分子復合材料在旋轉接頭中的應用研究

 

　　現代科學技術的進步，致使國內外多種特性功能的高分子材料層出不窮。由于納米技術的升級、納米填料的更新換代和品種增多[1]、表面處理技術的創新發展[2]，生產工藝的現代化、制造設備的自動化、連續化、智能化、高效率生產等諸多因素給力、給高分子復合材料贏得了快速發展的機遇。目前市場上呈現的高分子材料有：PEEKK、PEEK、PI、PTFE、POB、PPL、PPO、PPS 和HNBR、ACM、FKM、FFKM 等工程塑料和橡膠品種眾多[3-8]。這些新型高分子材料給高分子復合材料的制造奠定了原料基礎。高分子復合材料或多元高分子復合材料的技術發展，給解決現代機械設備發展中的密封、防腐蝕、自潤滑、摩擦磨損、高低溫使用工況和長壽命等問題帶來了良機[9-15]。高分子復合材料或多元高分子復合材料的制造，是指用一種或者兩種及更多種高分子材料為基礎原料，通過發揮高分子材料的固有特性和相容性及填料的選擇、表面處理技術的應用、最佳用量匹配和輔助原料的確定、加工工藝等因素，確定配方利用特種設備制造的復合材料。它可根據用戶對產品的性能結構特點、生產數量、產品價格及使用壽命等諸多因素的要求，更為科學合理地設計高分子復合材料的配方及生產工藝，進而生產出物美價廉的產品，使其更符合實際生產需要，達到提高材料利用率、降低生產成本、使用性能可靠的目的。面對高分子復合材料突出的眾多特點和使用配置靈活、廣泛應用蓬勃發展等優勢，根據旋轉接頭的使用要求開展了復合材料在旋轉接頭中的應用研究。

 

　　一、新型旋轉接頭的結構設計及特點

 

　　1.1 新型旋轉接頭的結構

 

　　新型旋轉接頭的結構見圖一：

 

　　圖一新型旋轉接頭的結構示意圖

 

　　這種旋轉接頭由殼體、彈簧、管軸、軸承，碟形密封環、橡膠O 形圈等配件組成。

 

　　1.2 新型旋轉接頭的結構特點

 

　　新型旋轉接頭的結構特點如下：

 

　?。?）采用平面密封設計，較小的密封負載，摩擦扭矩低。

 

　?。?）外部殼體采用鋁合金材料精加工而成，重量輕且易于回收利用，符合節能環保的要求。

 

　?。?）碟形密封環采用多元高分子復合材料制造，具有良好的自潤滑性、耐磨性及耐高溫抗化學介質腐蝕等綜合物理機械性能。同時，碟形環與動環碳化硅形成最佳密封配合面，有效降低密封載荷對密封面的磨損，穩定性高，使用壽命更長。

 

　?。?）旋轉接頭與設備連接部位設計上采用直螺紋連接形式，且與橡膠O 形圈緊密組合裝配，密封效果更好。

 

　?。?）空心軸整體采用不銹鋼材質，具有良好的耐腐蝕性和耐熱性?？招妮S一端與設備連接，另一端的軸頭端面鑲嵌有碳化硅和碟形環形成最佳密封配合面，起到合理密封作用。

 

　?。?）空心軸采用高精度雙深溝球軸承支撐，定位精度高，運行噪聲低，適用于在高轉速的環境下運行。

 

　?。?）彈簧位于殼體底部，當機械設備運轉帶動空心軸隨之轉動時，彈簧不會隨著空心軸的轉動而受影響，有效地推動了碟形密封環磨損后的自動補償作用，從而有效保證兩密封平面緊密貼合，實現有效密封。

 

　?。?）殼體設有注油嘴和觀察孔，一方面可以有效分散動環和靜環在高速運轉時所產生的熱量；另一方面通過加注潤滑脂可以保證動環和靜環之間的持續潤滑作用。當發現有泄漏時，可及時采取維護措施，降低維護成本。