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DNB#100纳米聚酯合金

无所不能的材料DNB#100

DNB#100是一种热塑性纳米聚酯合金材料,具有强度高、极好的耐磨性及较低的摩擦系数等特性。DNB#100材料与相应的轴表面层材料结合使用可以不使用润滑油,继而防止环境污染。在不得不使用润滑油的情况下,可以用生物油或者具有生物相容性的润滑剂。当然,我们还是希望用户能够遵守我们关于使用润滑油的建议,因为研发DNB#100材料过程中,我们基于无润滑油运行的前提,所以使用润滑油不是必须的,但是有必要时也可以使用。因此可以适当延长维护间隔,维护不足不会导致主机失灵。此外,几何计算出现问题,如边缘压力大(可能导致润滑膜破坏),也不会引起组件停止运转。该材料与现有的其他材料相比具有显著的优势。

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干式运转

干摩擦区域在一般情况下会发生以下四种现象:黏附、磨粒磨损、表面划伤。但我们的DNB#100不会发生磨粒磨损和表面疲劳磨损。由于其特殊的结构,DNB#100具有非常坚韧的表面。这种表面在运动中可以回避迎面而来的硬质材料表面的粗糙尖锐,随后恢复其原状,这样磨粒磨损得到有效的防止。发生材料的磨粒损坏可能性不大。此外,得益于超强的防粘成分B的作用,粘附摩擦也显著降低。

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自润滑

因为研发DNB#100材料过程中,我们基于无润滑油运行的前提,所以使用润滑油不是必需的,但是有必要时也可以使用。因此可以适当地延长维护间隔。维护不足不会导致主机失灵。此外,几何计算出现问题,如边缘压力大(可能导致润滑膜破坏),也不会引起组件停止运转。对DNB#100可以用生物油或者具有生物相容性的润滑剂。

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摩擦系数

DNB#100的摩擦系数较小,无需额外加润滑脂。设有DNB#100材料制造的滑动轴承的设备可以长期无油运转。与其他塑料材料相比,甚至用水作为润滑剂时,DNB#100材料的摩擦系数比普通塑料的摩擦系数小得多。此外,DNB#100没有粘滑现象。

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耐磨损

因为研发DNB#100材料过程中,我们基于无润滑油运行的前提,该材料与现有的其他材料相比,在干式运转情况下摩擦学性能方面具有明显的优势。

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抗压强度

短期载荷

在非常高的载荷情况下都不会导致DNB#100材料的损坏。然而,在过载情况下,残余变形的影响绝不可忽视。短期载荷下的抗压强度为75兆帕。

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长期载荷

在长期载荷的影响下,所有的热塑性塑料都会出现蠕变和冷流现象。
100小时以下期间内允许负载不得超60兆帕,没有时间限制的载荷则不得超过30兆帕。
图中显示了长期静载荷导致的DNB#100变形(弹性和塑性)。允许的连续负载限于允许的结构变形范围。

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负载能力和精度

因为在实践中难以避免出现边缘压力,所以总是存在表面压力偏高的区域。大多数情况下,这种区域的存在导致轴承出现故障。由于DNB#100具有的弹性支撑面积得以增加,从而可以在该区域内大幅度降低局部的表面压力。因此,通过降低表面压力可以防止轴承故障。

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边缘压力

边缘压力偏高情况下,对其无法适应的金属和环氧树脂轴承材料都出现问题。无法做到负载平衡可能随后导致环氧树脂轴承材料的脆裂。因为局部边缘压力增加而上升的表面压力以弹性变形形式分布在表面的大部分面积,从而得以下降。

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耐紫外线

DNB#100材料具有良好的耐紫外线性能。实验证明,1000小时内用硬性的氙辐射(DIN53597)照射条件下,材料的拉伸强度仅下降了25-30%。

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耐海水

在造船行业中使用的材料必须符合特别高的要求,因为将要在极端的条件下直接而长期的与海水接触。事实证明,DNB#100材料非常适合在造船领域中应用。温度32℃以下的海水不会与DNB#100材料产生化学反应,物理反应。比如吸水,也不明显,材料几乎不吸水,最大吸水率为总重量的0.3%,该吸水率导致的极限体积膨胀率为0.22%。被吸收的水起着润滑的作用和不影响材料的机械性能。

耐化学品

DNB#100材料对油脂、燃料、稀无机酸、盐溶液、pH值<9的碱性水溶液、酒精、醚类化合物、浓度50%以下的硫酸等化学品都有着很高的耐性。

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环境保护

使用青铜轴承时,必需始终外加润滑剂,以便防止轴承腐蚀和摩擦的发生或者减少磨损。使用润滑剂总是存在以油脂污染水域的风险。DNB#100材料与作为相对运动面的轴表层材料结合使用可以不用润滑油,并由此防止水域污染。

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PV值

图为滑动速度稳定的条件下,有效压力负荷。

从该图不难看出,DNB#100在PV值方面比任何软质材料都有优势,与硬质材料相比则只在速度极高的条件下。

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精度

最大允许吸水率为总重量的0.3%,该吸收率导致的极限体积膨胀率为0.22%。

与大多种其他的非增强热塑性塑料相比,DNB#100材料的热膨胀系数很小。

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滑动轴承材料在各种领域的应用

众所周知,历史上首先使用的轴承材料是木材,后来是青铜,然后应用了橡胶和聚氨酯,最终发展到使用以环氧树脂为基础材料的轴承系统。所有这些材料可以大致分为两大类:硬质材料,如青铜和环氧树脂;以及软质材料,如橡胶和聚氨酯。

DNB#100基本上没有上述两大组材料的缺点,而且其中完美结合了这几种材料所有的优点。在使用DNB#100的实例中,大约90%都充分显示了其效率更高,成本降低,维护简化,环境安全性等特征。

只有剩下的10%的情况下,必须使用特硬或特软的材料时,不适合使用DNB#100。DNB#100是一种其性能在软质的塑料和硬质的青铜轴承性能之间的节约型材料。

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注塑机中的轴承

DNB#100广泛用于立式注塑机和曲轴式卧式注塑机动模版导向套和射台部位导向套,完全可以取代铜套,大大降低使用铜套的成本,但性能优于铜套更胜于锌合金。完全可以不加油!

DNB#100同时适用于压铸机、液压机、硫化机等机械往复运动方向的部位。

DNB#100是一种具有干式运转能力的轴承材料,而且具有耐磨性高,摩擦系数低等特征,在实践中,这意味着机械设备中DNB#100材料制作的塑料零部件具有比金属零部件更高的承受能力和精度性。此外,在轴承轴瓦和滑动轴承制造过程中,与制造金属轴承相比可以达到更高的精度。

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压力机中的滑块导轨

在“高负荷导向锻压机所使用的新材料”研究框架内对压力机进行了改善及试验。在此过程中,对多种材料进行了测试,其中包括DNB#100材料。

压力为8000kN,运行频率为18N/min,滑块冲程长705mm,瞬间最大单位压力达120N/min2,最高速度为25m/min。可放弃润滑,以使滑轨无需技术维护、压力机零件免受润滑材料的污染。

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压力机中带有梯型螺纹的滑动螺母

压力机中带有梯型螺纹的滑动螺母用于木材加工壳体压力机的主传动轴。以前,滑动螺母由青铜制造,现在由DNB#100材料制造。为了固定,螺母外面带有M59×1.5的公制螺纹,将由DNB#100材料制造的螺母按此螺纹拧入到钢体中,与钢体粘合。2个滑动螺母分别位于压力机压力梁外侧。压力梁沿滑动螺丝运行,将总压力传输到被压制的家具壳体上。

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卷筒机上的带槽轴套

轴承用于造纸业所使用的卷筒机上。用作顶针套支撑,顶针套用于支撑被卷纸筒。纸筒直径长2m,轴长3m。以前的轴承由青铜制作。

在使用需要固定润滑材料润滑的青铜轴承时,精度会产生问题。需要一种能保证更高精度的材料。还需要低初始启动转距。

使用由DNB#100材料制造、带有开槽的轴套,开槽用于减少咬合产生的摩擦及滑动产生的摩擦。轴套制造时的公差为0.02-0.03mm,外径为185mm,内径为165mm,长为80mm,槽深1mm,槽宽3mm。轴承间隙为0.05mm。

价格降低了70%,精度更高,干式运行,不需要高启动转距。

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伸缩油缸中的导向轴套

带后卸装置的自卸车上的导向带用于引导伸缩杆,导向带安装在液压油缸中的不同部件上。以前所使用的轴承材料(聚四氟乙烯-青铜合成材料),因磨损过快及塑性变形度过高,应予以替换。在这样的使用中,需要具有高耐磨损性、小摩擦力、具有抗高负荷的稳定性。

目前,轴承导向带使用DNB#100轴承材料。导向带内径100mm,被无间隙地插在槽内。因产生边缘压力,DNB#100材料的高弹性与高粘性表现出出色结果。

在试验台试验过程中,以及在极限负荷条件下,也获得了良好结果。例如,模拟试验了800℃以上温度下的不间断使用模式;在上述条件下也达到了所需要的负荷循环次数。

高耐磨损性、长使用寿命、易安装、成本低廉。

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斗轮挖掘机覆带中的支承辊

DNB#100材料用来代替制造支承辊用的青铜。排土机的履带中支承辊起推动和导向作用。支承辊设在滑动轴承上,轴承座长期受水和淤泥的影响,所以滑动轴承不但应该具备干式运转能力,而且达到坚固耐用的要求。DNB#100材料非常适合上述条件,并可以用来代替青铜。从DNB#100材料制作的轴套不需外加润滑剂。为期17个月的试验中测试了带有截短一半的滑动轴承的履带支承辊。试验结果表明,虽然有淤泥和磨料颗粒进入轴承座,但是轴套还是没有出现磨损现象。能够干式运转的零部件不需要维护,从而可以降低维护费用。

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斗轮挖掘机行走机构中轮毂轴承

传动轮设在上述滑动轴承的轴套上。在矿用挖掘机行走机构中凸轮环推动履带链。挖掘机的驾驶室位于底盘的上方,底盘通过凸轮与履带连接。该凸轮环设在底盘前方,其作用为把电机动力传到履带上。挖掘机重量大约13000吨,载荷分布在16条履带之间。再排除润滑剂丢失问题条件下,其使用寿命可以延长到5年。

这种挖掘机中应用双金属轴承,双金属轴承是由黄铜轴套和使用DNB#100材料制造的滑动元件组成。2年使用后首次拆卸过程中没有发现磨损现象。因为干式运转,无需进行维护,只有在安装时轴承时加一次润滑油。

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起重机吊臂结构中的导轨

导轨设在吊臂的矩形管内。吊臂由清漆覆盖的对磨面显然必须保持完好无损。此外,制造导轨所用的材料一直受天气变化和阳光直射的影响,还有边缘压力所产生的表面压力偏高的现象以及难以避免的碰撞和振动。所以必须达到干式运转,导轨磨损低,涂清漆的对磨面完好无损,交货时厚度公差小,使用中尺寸稳定性良好等要求。为了满足上述要求,吊臂机构中应用了DNB#100材料制作的平导轨,悬臂部位另外涂抹了改性漆。经过大量的研究和对40多种材料的试验,DNB#100材料被批准应用。在其他种类轴承制造过程中DNB#100材料必定将会代替青铜。用DNB#100材料制作的伸缩臂可以轻易地承受巨大的载荷。

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货轮舱口盖机构中滑动轴承座和垫圈

DNB#100材料在制造滑动轴承座和垫圈过程中取代了青铜。用DNB#100材料制造的滑动轴承座和垫圈设在伸缩盖部件上下滑动的滚轮。采用DNB#100材料的优点在于可以不用加润滑油,从而降低维护费用和减少对周围环境的影响。

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水处理设备中使用的滑动轴承

设在水处理设备滑动闸门机构中负责栅栏上下活动的支承辊内的滑动轴承。至今,这里使用的是青铜轴套。这种轴套需要每天加润滑油,而且其使用寿命很短,因此迫切地需要有一种无需加润滑油、使用寿命至少为一年的滑动轴承座。目前,采用了DNB#100材料制造的轴套后,可以实现无需加润滑油以及抗磨损性极好等要求。如使用过程中有污垢进入轴承座周围的可能性,该轴套表面上可以外加切槽。

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水力发电厂涡轮机和导向叶片的滑动轴承

在水力发电厂涡轮机中用DNB#100材料(以前用青铜)制造的轴套作为12米长的主轴的轴承组件。驱动功率315千瓦,滑动速度220米/分钟(连续工作24小时,大约每年350天)。

支撑部分周围流动的水主要是工艺用水。启动和关机时,不会形成流体动力润滑油膜(水起润滑作用),所以使用过程中产生半干摩擦。每年需要一吨润滑脂用来润滑支撑部分,因为存在大量的润滑脂冲掉问题。出于保护环境的需要,对多种聚合物材料进行了测试实验。纵向沟槽可以起到“推开”水的作用。按要求,使用寿命应该达到50000小时左右。

经过20000小时的使用,检查中没有发现磨损的痕迹。轴承座的价格明显的下降,而使用寿命增加了2倍。此外,可以避免润滑脂的使用以及其随后的丢失,从而有效的减少水质污染。

用DNB#100材料制造的滑动轴承轴套也用于水力发电厂涡轮机的导向叶片(以前用青铜轴套,外加润滑油),径向间隙始终保持不增大。青铜轴承存在的腐蚀和污垢侵入问题也得以解决。从此可见,使用DNB#100材料制造的滑动轴承可以减少费用和节省维护时间。

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