超高分子量聚乙烯轴承在成型加工时大多采用压制烧结成型,因相对分子质量极高,熔体流动性很差,成型时除需要一定的烧结时间和温度外,还需要重要的工艺参数高的成型压力。若超高分子量聚乙烯轴承设计的太薄、长径比L/D太大,则会在成型时因压力损失太大致使轴承的下部达不到理想的成型压力,而造成轴承次品。
强度极低、耐磨损性能很差、冲击强度几乎是零。因此要理论与生产相结合,设计结构时要综合考虑。中大型塑料轴承结构,上下部位采用塑料封冒,中间采用类似拖鞋塑料凸冒结构以防止超高分子量聚乙烯与钢外套脱离出现缝隙。小型塑料轴承的结构,在轴向长度短、直径小时可直接采用上下端面封冒结构即可。
因为直径小塑料和金属所产生收缩量相差很小不会出现结合面脱离现象。适合于批量生产的孔板钢塑复合结构,该结构是在金属孔板上采取特殊的工艺,在一定温度、压力下把超高分子量聚乙烯与金属孔板牢牢结构在一起,然后裁剪成所需要的尺寸,再弯卷成钢塑复合轴承。钢外套内衬塑料轴套结构,该结构适合于轴承改造时使用,原结构需要壁厚较厚的轴套。但壁厚太厚影响承载能力,可采用在加工好的钢外套内,衬上超高分子量聚乙烯内套。
能耗的大小与许多因素有关,其中与单位面积的压力近似成二次方关系增加,与轴承刚度成二次方关系减小,也就是说载荷每增加一倍发热增加3倍,刚度增加1倍发热减小3倍。因此在设计UHMWPE轴承结构时壁厚尽量薄些,长径比L/D大些。尽管塑料轴承的结构在理论是越薄越好,长径比L/D越大越好,但是实际上因受材料、塑料加工工艺等限制,不能制作的太薄,长径比L/D也不能太大。
超高分子量聚乙烯已在许多领域,但用量很大的行业是在矿山上的应用。地滚一般用铸钢或铸铁制作,由于铸钢硬度大、弹性模量高与钢丝绳接触应力大致使钢丝绳磨损快,此外地滚中的轴承因工作条件恶劣时常造成卡死不转或转动不灵活加剧钢丝绳的磨损。原地滚中的两个滚动轴承改为改性超高分子量聚乙烯滑动轴套,从根本上客服可卡死不转现象。
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