一、ZRHH自润滑轴承的材质
在当今机械工程领域，轴承是不可或缺的重要部件，而ZRHH自润滑轴承更是凭借其独特的性能在众多应用场景中崭露头角。其基体材质的选择有着深厚的科学依据和工程考量。ZRHH自润滑轴承的基体材质为CuZn25AI6Mn3Fe3（高力黄铜）或相近成分的铜合金，如ZCuZn24Al6Fe3Mn4等。 铜合金作为基体材质，有着卓越的物理和化学性能。从历史发展的角度来看，铜合金在机械制造领域的应用源远流长。古代工匠们就已经发现铜合金具有较好的可塑性和一定的强度，随着现代冶金技术的不断发展，铜合金的性能得到了进一步的优化。高力黄铜（CuZn25AI6Mn3Fe3）就是其中的典型代表。它是一种复杂的铜锌铝合金，其中锌的含量较高，达到了25%左右。锌元素的加入对铜合金的性能有着重要影响，它可以提高合金的强度和硬度，同时保持一定的韧性。铝元素的含量为6%左右，铝在合金中起到了强化相的作用，能够形成细小而弥散的强化相粒子，进一步提高合金的强度和耐热性。锰元素和铁元素的适量添加则有助于改善合金的铸造性能和耐蚀性。 而像ZCuZn24Al6Fe3Mn4这样相近成分的铜合金，它们在成分上虽然略有差异，但整体性能与高力黄铜相近。这些铜合金的共同特点是具有良好的导热性，这在轴承的工作过程中非常重要。因为在轴承运转时，会产生热量，如果不能及时将热量传导出去，就会导致轴承温度过高，进而影响其使用寿命和性能。同时，铜合金的密度相对较大，这使得轴承在工作时具有较好的稳定性。此外，铜合金具有良好的可加工性，可以通过各种机械加工方法制成不同形状和尺寸的轴承部件，满足不同设备的需求。
二、性能参数
1. 承载能力
在评估ZRHH自润滑轴承的性能时，承载能力是一个关键的指标。它直接关系到轴承在各种机械装置中的应用范围和可靠性。这种轴承的最大承载可达75MPa，极限动载荷为100N/mm²。这一承载能力数据的背后，是基于大量的实验和工程实践得出的。 从力学原理的角度来看，轴承在工作时需要承受来自轴的径向力和轴向力。当机械装置处于正常运行状态时，轴会将设备运行过程中的各种载荷传递到轴承上。例如，在大型的工业设备如轧钢机中，轧辊在轧制钢材时会产生巨大的压力，这些压力会通过轴传递到支撑轧辊的轴承上。如果轴承的承载能力不足，就会出现变形、磨损加剧甚至损坏的情况，从而影响整个轧钢生产的连续性和产品质量。 为了确保轴承能够在各种复杂的工况下可靠地工作，工程师们在研发过程中进行了大量的模拟实验和实际工况测试。他们通过在实验室中模拟不同的载荷条件，测量轴承在不同承载下的变形、应力分布等参数，逐步确定了其最大承载能力和极限动载荷。这些实验数据不仅为轴承的设计和制造提供了依据，也为用户在选择合适的轴承时提供了重要的参考。
2. 允许速度
轴承的允许速度是另一个重要的性能参数，它反映了轴承在不同润滑条件下能够适应的轴的旋转速度。ZRHH自润滑轴承在无润滑时允许速度为0.5m/s；脂润滑时允许速度为1m/s。 在现代机械工程中，不同的设备对轴承的转速要求差异很大。例如，在高速旋转的电机设备中，轴的转速可能非常高，而在一些大型的矿山设备或者建筑工程机械中，轴的转速相对较低。对于ZRHH自润滑轴承来说，无润滑状态下的允许速度相对较低，这是因为在没有外部润滑剂补充的情况下，轴承内部的摩擦和磨损会随着速度的增加而加剧。而当采用脂润滑时，润滑脂能够在轴与轴承之间形成一层润滑膜，有效地降低了摩擦系数，从而使得轴承能够适应更高的转速。 从摩擦学的原理来看，当轴高速旋转时，轴与轴承之间的相对运动速度加快，摩擦力会产生更多的热量。如果不能及时散热并且保持良好的润滑状态，就会导致轴承温度急剧上升，进而影响轴承的性能和寿命。因此，在设计和使用这种轴承时，必须根据设备的实际转速要求，合理选择润滑方式，以确保轴承能够在允许的速度范围内稳定运行。
3. PV值
PV值是衡量轴承在不同润滑条件下工作能力的一个综合指标，它反映了轴承在特定压力和速度下的承载能力和散热能力。ZRHH自润滑轴承无润滑时PV值为1.65（N/平方毫米*m/s）；脂润滑时PV值为3.25（N/平方毫米*m/s）。 PV值的概念源于对轴承工作过程中压力（P）和速度（V）对轴承性能综合影响的研究。在实际应用中，不同的工作场景会对轴承的PV值有不同的要求。例如，在一些重载低速的设备中，虽然轴的转速较低，但是所承受的压力较大，这就要求轴承具有较高的PV值。而在一些高速轻载的设备中，压力相对较小，但速度较高，同样对PV值有特定的要求。 对于ZRHH自润滑轴承来说，无润滑时的PV值相对较低，这意味着在没有外部润滑的情况下，轴承在承受一定压力和速度时的工作能力有限。而脂润滑时，由于润滑脂的作用，轴承能够承受更高的压力和速度组合，PV值也相应提高。这是因为润滑脂能够在轴与轴承之间形成有效的润滑膜，减少摩擦和磨损，同时也有助于热量的散发，从而提高了轴承的综合工作能力。
4. 摩擦系数
摩擦系数是描述轴与轴承之间摩擦特性的重要参数，它直接影响到轴承的能量损耗、发热情况以及使用寿命。ZRHH自润滑轴承无润滑时摩擦系数在0.08 - 0.25之间；脂润滑时摩擦系数在0.08 - 0.20之间。 在机械系统中，摩擦是不可避免的，但过大的摩擦系数会带来诸多问题。例如，在没有润滑的情况下，轴与轴承之间的金属表面直接接触，摩擦力较大，这不仅会消耗更多的能量，而且会产生大量的热量，导致轴承温度升高。而在脂润滑时，润滑脂填充在轴与轴承之间的间隙中，形成一层润滑膜，将轴与轴承的金属表面隔开，从而降低了摩擦系数。 从微观层面来看，摩擦系数的大小与轴和轴承表面的粗糙度、材料的性质以及润滑状态等因素密切相关。在无润滑时，轴与轴承表面的微小凸起和凹陷会相互嵌合，产生较大的摩擦力。而在脂润滑时，润滑脂分子能够在这些微观表面上形成一层保护膜，减少了表面之间的直接接触，使得摩擦系数降低。不同的工况对摩擦系数有不同的要求，例如在一些需要高精度控制的设备中，如精密机床，要求轴承的摩擦系数尽可能低，以确保设备的加工精度。
三、工作特性
1. 自润滑原理
在现代机械运转的复杂环境中，ZRHH自润滑轴承的自润滑原理是其一大特色，为众多特殊工况下的设备提供了可靠的解决方案。在基体上镶嵌有石墨或MoS₂等固体润滑剂。这一设计理念源于对传统润滑方式局限性的突破以及对特殊工作环境的适应需求。 从微观结构上看，这种轴承的基体铜合金就像是一个坚固的“骨架”，而镶嵌在其中的石墨或MoS₂等固体润滑剂则像是隐藏在内部的“润滑剂仓库”。在轴承工作时，轴与轴承内孔表面产生相对运动，这一相对运动的初始阶段，由于轴与轴承内孔金属表面之间的摩擦力作用，就像是一把“钥匙”，打开了固体润滑剂释放的“大门”。随着相对运动的持续，摩擦力不断地挤压镶嵌在铜合金基体内的固体润滑剂，使得它们逐渐被“挤”到轴与轴承的接触表面。 石墨和MoS₂具有独特的晶体结构和物理化学性质，使得它们非常适合作为固体润滑剂。石墨具有层状结构，层与层之间的作用力较弱，在受到外力挤压时，这些层容易相互滑动，从而能够在轴与轴承的接触表面形成一层连续的润滑膜。MoS₂同样具有类似的层状晶体结构，并且在高温、高压等恶劣条件下仍然能够保持较好的润滑性能。当这些固体润滑剂在轴与轴承的接触表面形成润滑膜后，就将轴与轴承之间原本的金属 - 金属直接摩擦转化为固体润滑剂 - 金属摩擦。这种转变从根本上降低了摩擦系数，大大减少了磨损。这一过程是一个动态的平衡过程，随着轴承的持续运转，固体润滑剂会不断地被补充到接触表面，以维持润滑膜的完整性。 在一些特殊的应用场景中，这种自润滑原理的优势尤为明显。例如，在航空航天领域，设备需要在高真空、低温等极端环境下工作，传统的液体润滑方式可能无法正常工作，而ZRHH自润滑轴承的自润滑原理能够确保轴承在这种恶劣环境下依然能够正常运转，保证了航空航天设备的可靠性。
2. 适用环境
ZRHH自润滑轴承的适用环境非常广泛，这也是它在众多行业中得到广泛应用的重要原因。它适用于不能加油或加油困难的场合，这一特性是为了满足现代工业生产中一些特殊工艺和设备结构的需求。
在许多工业生产过程中，为避免污染而不能加油的情况时有发生。例如，在食品加工行业，生产线上的设备需要保持高度的清洁，任何润滑油的泄漏都可能污染食品，对消费者的健康造成威胁。在这种情况下，ZRHH自润滑轴承就成为了理想的选择，它不需要额外的加油操作，避免了润滑油污染食品的风险。 另外，处于封闭性结构内而不易加油的情况也很常见。比如在一些精密仪器设备中，内部结构紧凑，空间狭小，很难进行加油操作。而且，打开设备进行加油可能会破坏仪器的精密性和稳定性。ZRHH自润滑轴承的自润滑特性使得它在这种封闭性结构的设备中能够长期稳定运行，不需要频繁的维护和加油操作。
对于往复/摇摆运动，频繁启动/制动/重载低速运转、微量滑动以及处于水中或腐蚀性液体中难以形成润滑油膜的场合，ZRHH自润滑轴承也表现出了卓越的适应性。在往复/摇摆运动的设备中，如一些机械臂的关节部位，运动方向不断变化，传统的润滑方式可能会因为润滑油的分布不均匀而导致润滑效果不佳。而ZRHH自润滑轴承的自润滑性能能够确保在这种复杂的运动模式下依然保持良好的润滑状态。
频繁启动/制动的设备，如城市交通中的电梯，每次启动和制动都会对轴承产生较大的冲击和磨损。ZRHH自润滑轴承的固体润滑剂能够在启动和制动瞬间迅速形成润滑膜，减少了轴与轴承之间的磨损，延长了轴承的使用寿命。在重载低速运转的场合，如大型的矿山破碎机，由于所承受的载荷巨大，轴与轴承之间的压力很大，传统的润滑方式可能无法满足要求。ZRHH自润滑轴承的高承载能力和自润滑性能能够适应这种恶劣的工况。
在微量滑动的情况下，例如一些高精度的测量仪器中的微小位移部件，传统的润滑方式可能会因为润滑油的粘滞性而影响测量精度。ZRHH自润滑轴承的自润滑原理能够在微量滑动时提供恰到好处的润滑，确保仪器的高精度测量。
当处于水中或腐蚀性液体中时，传统的润滑油膜很难形成并且容易被破坏。例如在船舶的水下推进装置中，海水的腐蚀性很强，普通的轴承在这种环境下很容易生锈和磨损。ZRHH自润滑轴承的基体铜合金具有一定的耐腐蚀性，并且固体润滑剂能够在轴与轴承之间形成一层保护膜，有效地防止了水和腐蚀性液体对轴承的侵蚀。
在作业环境恶劣，注油润滑效果难以发挥的场合，如高温、高负荷、冲击、有一定腐蚀性的场合能够发挥作用。在冶金行业（如连铸机、轧钢机等设备，用于支撑轧辊和输送辊等部件的轴承部位，能承受高温、重载和有一定腐蚀性的工作环境），连铸机在将液态金属连续铸造成固态金属的过程中，会产生大量的热量，同时轧辊所承受的压力巨大，而且周围环境可能存在一定的腐蚀性气体或粉尘。ZRHH自润滑轴承能够在这种高温、高载和有一定腐蚀性的环境中稳定运行，确保了连铸机和轧钢机的正常生产。
在矿山机械（在破碎机、球磨机、输送机等设备的关键轴承部位广泛应用，可在粉尘多、润滑条件差的环境中可靠运行）中，破碎机在破碎矿石时会产生大量的粉尘，这些粉尘会进入轴承内部，破坏传统的润滑油膜。球磨机在长时间运转过程中，由于内部研磨体的冲击和摩擦，会产生高负荷和一定的热量。输送机在输送矿石的过程中，也会面临粉尘污染和重载的问题。ZRHH自润滑轴承能够在这种粉尘多、润滑条件差的环境中可靠运行，减少了设备的维修和更换频率，提高了生产效率。
在工程机械（用于挖掘机、装载机、推土机等工程机械的工作装置关节部位，如动臂与斗杆的连接关节、铲斗的回转关节等）等行业广泛使用。在挖掘机工作时，动臂与斗杆的连接关节以及铲斗的回转关节需要承受巨大的力，并且在挖掘和卸载过程中会频繁地进行运动，包括往复运动和旋转运动。ZRHH自润滑轴承能够在这种高负荷和复杂运动的情况下提供良好的润滑和支撑，确保了挖掘机的正常工作。
四、产品加工
ZRHH自润滑轴承在产品加工方面具有很大的灵活性，可以满足不同用户的多样化需求。它可以加工成直套，法兰套，剖分式轴瓦，止推垫片，滑板，导轨，外球面轴承或客户要求的其它形状。 从机械加工的角度来看，这种轴承的基体材质铜合金具有良好的可加工性，这为将其加工成各种形状提供了基础。直套是一种较为常见的形状，它在一些简单的轴支撑结构中广泛应用。例如在一些小型的电机设备中，直套式的ZRHH自润滑轴承可以有效地支撑轴的旋转，并且由于其自润滑性能，不需要额外的润滑装置，简化了电机的结构。 法兰套则在需要对轴承进行轴向定位的场合发挥重要作用。在一些大型的工业设备中，如风力发电机的主轴支撑部位，法兰套能够确保轴承在轴向上的位置固定，同时承受来自轴的径向和轴向载荷。它的加工需要精确的尺寸控制和良好的表面质量，以保证与其他部件的配合精度。 剖分式轴瓦在一些大型旋转设备的维修和安装过程中具有独特的优势，因为这使得它们在安装和拆卸过程中无需拆卸整个机器，大大简化了操作流程。这种设计特别适用于那些难以接近或空间受限的安装位置。
嘉兴固润轴承有限公司从事铜合金部件和自润滑轴承的研发和生产十余年，拥有丰富生产经验与技术积累，任何产品及技术问题请随时联系我们。
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