Композитный подшипник
Композитный подшипник — это подшипник, изготовленный из комбинации материалов, таких как смола, армированная волокном, и он также может включать смазочные материалы и ингредиенты, снижающие трение.
Композитный подшипник — это не подшипник из политетрафторэтилена (ПТФЭ) в носителе из другого материала, это подшипник из ПТФЭ в держателе. Композитный подшипник скольжения может быть легче подшипника качения, но это не всегда является его особенностью, поскольку некоторые композиты чрезвычайно плотны, что приводит к меньшей пористости. Еще одной отличительной особенностью композитного подшипника является его легкая конструкция: он может составлять одну десятую веса традиционного подшипника качения. [1] При его производстве не используются тяжелые металлы. [2]
Композитные подшипники могут быть изготовлены по индивидуальному заказу в соответствии с индивидуальными требованиями многих областей применения, такими как устойчивость к износу или высоким температурам. Вес композитного подшипника может варьироваться в зависимости от его основы. Футеровку из ПТФЭ можно наносить на стальную или алюминиевую основу. С помощью наполнителей можно оптимизировать различные свойства композитного подшипника, такие как сопротивление ползучести, износу и электропроводность.
Технология
[ редактировать ]Композитный подшипник — это подшипник, изготовленный из композитного материала, такого как армированная волокном смола или пластик. Они часто содержат ингредиенты, снижающие трение, такие как ПТФЭ, но это не единственный материал для снижения трения и износа, а также для смазки, когда подшипник работает всухую (без внешних смазочных материалов). ПТФЭ сам по себе не является хорошим материалом для подшипников, поскольку он по своей природе мягок и деформируется под давлением, поэтому использование ПТФЭ в качестве футеровки не так выгодно, как объединение ПТФЭ в твердую и прочную матрицу из смолы и волокна. [3] Композитный подшипник представляет собой подшипник с вкладышем из ПТФЭ и металлической основой. ПТФЭ представляет собой твердое фторуглеродное вещество, поскольку представляет собой высокомолекулярное соединение, полностью состоящее из углерода и фтора. ПТФЭ гидрофобен: ни вода, ни водосодержащие вещества не смачивают ПТФЭ. Компоненты, изготовленные из ПТФЭ, обеспечивают постоянное контролируемое трение на протяжении всего срока службы. [4]
ПТФЭ часто используется в качестве антипригарного покрытия для сковород и другой кухонной посуды. Он очень инертен, отчасти из-за прочности связей углерод-фтор, поэтому его часто используют в контейнерах и трубопроводах для реактивных и агрессивных химикатов. ПТФЭ также можно использовать в качестве машинной смазки для снижения трения, износа и энергопотребления.
ПТФЭ является самосмазывающимся, поэтому влажная смазка и пополнение смазки не требуются, но могут быть добавлены, если в зависимости от применения требуется снижение коэффициента трения или износа.
Применение и использование
[ редактировать ]Автомобильная промышленность
[ редактировать ]Производители автомобилей стремятся удовлетворить растущий спрос на более легкие и экономичные автомобили. [5] и оценить компоненты и материалы, используемые в различных автомобилях. Композитные подшипники являются полезными компонентами в автомобильной конструкции и используются в различных частях автомобиля, от трансмиссии до салона автомобиля. Помимо улучшения характеристик автомобиля, конструкция разъемного кольца композитных подшипников позволяет запрессовывать их без необходимости использования клея или чрезмерного усилия при сборке.
Рулевая вилка
[ редактировать ]Рулевая рейка имеет подшипник, расположенный в вилке - место соединения рулевой рейки и рулевой колонки. Вилка предназначена для предотвращения отделения рулевой рейки от рулевой колонки, позволяя при этом рулевой рейке свободно перемещаться в поперечном направлении. Коромысло определяет способность автомобилиста чувствовать дорожное покрытие и маневренность автомобиля. Композитные подшипники с вкладышами из ПТФЭ уменьшают трение в рулевой вилке. [6]
Натяжитель ремня
[ редактировать ]Натяжитель ремня – это устройство, предназначенное для поддержания натяжения ремня ГРМ двигателя. В натяжителе ремня, где находится подшипник, имеется пружинное устройство. Пружинное устройство колеблется вперед и назад под углом 2° примерно 60 циклов в минуту.
Композитные подшипники обеспечивают соответствующий и постоянный уровень крутящего момента и демпфирования для поддержания правильного натяжения приводного ремня во время работы двигателя.
Дверные петли
[ редактировать ]В дверных петлях между шарнирным штифтом и корпусом расположены подшипники, обеспечивающие плавное движение двери, когда ее открывают и закрывают пассажиры. Композитные подшипники используются в ряде автомобильных шарнирных систем благодаря своей долговечности при высоких нагрузках и устойчивости к коррозии. [6]
Подшипники также играют роль в получении качественного лакокрасочного покрытия автомобиля. Композитные вкладыши из ПТФЭ в композитных подшипниках являются проводящими и могут передавать электричество петлям, что облегчает процесс электростатической окраски.
Они также гидрофобны и отталкивают краску, сводя к минимуму риск повреждения лакокрасочного покрытия избытком капель.
Механизм сиденья
[ редактировать ]В регулируемых сиденьях механизмы сиденья облегчают передвижение. Подшипник устанавливается между рычажным механизмом и пальцем и предназначен для обеспечения правильного уровня крутящего момента. Композитные подшипники могут использоваться в точках поворота компонентов сидений для поддержания крутящего момента, позволяя пассажирам легко и плавно регулировать свое сиденье для обеспечения комфорта.
Велосипед
[ редактировать ]Конструкторы велосипедов стремятся снизить вес и повысить производительность своих велосипедов, не жертвуя при этом качеством и прочностью. Велосипедная промышленность требует легких, высокопроизводительных продуктов с компонентами, не требующими обслуживания. [7]
Вилка
[ редактировать ]Велосипедная вилка повышает комфорт водителя на пересеченной местности, позволяя валу, прикрепленному к раме велосипеда, скользить внутри корпуса, прикрепленного к колесам. Подшипник находится между валом и корпусом. Вкладыш из ПТФЭ в композитных подшипниках улучшает амортизацию, действуя как амортизация, а легкая металлическая основа помогает снизить вес велосипеда. [8]
Амортизаторы
[ редактировать ]Передние амортизаторы, ключевые компоненты подвески велосипеда, предназначены для уменьшения воздействия неровностей и толчков и обеспечения более плавной езды. Подшипник расположен между внутренним валом и внешним корпусом, что обеспечивает плавное движение механизма и оптимальную производительность. Композитные подшипники с вкладышем из ПТФЭ действуют как амортизация, поглощая избыточные вибрации и дополнительно улучшая движение.
Гарнитуры
[ редактировать ]В гарнитуре могут использоваться композитные подшипники. [8] [9] Композитный подшипник может быть легким, что позволяет снизить вес всего велосипеда. [8]
Педали и тормозные шарниры
[ редактировать ]Низкое трение, которое могут обеспечить подшипники, помогает уменьшить «прилипание», избегая нежелательных рывков. Педали вращаются на подшипниках, которые соединяют шпиндель с концом кривошипа и корпусом педали. [8]
Переключатели
[ редактировать ]Переключатель используется в системе передач велосипеда. Изменение натяжения троса для переключения передач перемещает цепь из стороны в сторону, «переходя» цепь на разные звездочки и, следовательно, на разные передачи. [8] [10]
Солнечная
[ редактировать ]Солнечная энергия стала жизнеспособным источником энергии. По данным Международного энергетического агентства, к 2050 году на долю концентрированной солнечной энергии (CSP) может приходиться до 11,5% мирового производства электроэнергии. [11] Ожидаемый срок службы установки CSP может достигать 40 лет (13), и энергетические компании ищут компоненты, которые прослужат весь срок службы установки CSP.
Солнечная система слежения
[ редактировать ]Установки концентрирующей солнечной энергии (CSP) используют концентрированное солнечное излучение в качестве высокотемпературного источника энергии для производства электроэнергии. Солнечный трекер — это устройство для концентрации солнечных отражателей в направлении Солнца. Подшипники используются в точках поворота как для поддержки конструкции в параболическом желобе, так и для вращения зеркал на гелиостатах (солнечной башне).
Композитные подшипники можно использовать в параболическом желобе и солнечной энергетической башне для вращения зеркал. Они могут выдерживать нагрузки в приложениях CSP, устойчивы к погодным условиям и коррозии, а также обеспечивают низкое и постоянное трение (без эффекта скачкообразного движения) на протяжении всего жизненного цикла механизма.
Поршневые насосы во внедорожной строительной технике
[ редактировать ]Внедорожное строительное оборудование, от экскаваторов до простых погрузчиков, использует системы гидравлической трансмиссии в качестве основного источника движения. Гидравлические поршневые насосы, механические устройства, используемые для преобразования механической энергии в гидравлическую, обычно используются во внедорожной строительной технике и приводятся в движение электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания.
На валу поршневого насоса установлены подшипники, передающие крутящий момент на блок цилиндров. Роль подшипника заключается в обеспечении плавного движения и снижении энергопотребления. Самосмазывающийся слой из ПТФЭ в композитных подшипниках обеспечивает постоянное низкое трение в механизмах насосов, что обеспечивает минимальное потребление энергии и снижение требований к техническому обслуживанию.
См. также
[ редактировать ]- Подшипник (механический)
- Шарикоподшипник
- Игольчатый роликоподшипник
- Поворотный подшипник
- Гонка (подшипник)
- Опорный опорный подшипник
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Сен-Гобен и Норко получили высокую оценку знаменитостей» . Дизайн и разработка продукта . 01.06.2012. Архивировано из оригинала 19 августа 2016 г. Проверено 12 мая 2016 г.
- ^ «Солнечное будущее: как маленькие подшипники могут иметь огромное значение для концентрированных солнечных электростанций (2011 г.)» (PDF) . Перспективы устойчивого развития : 35–36 . Проверено 12 мая 2016 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Слайни, HE; Джейкобсон, Т.П. (январь 1975 г.). «Работа полиимидных композитов, армированных графитовым волокном, в самовыравнивающихся подшипниках скольжения при температуре 315 С» .
- ^ «Компоненты Saint-Gobain способствуют прогрессу в области контроля трения в автомобиле и повышения производительности производства» (PDF) . Закупка промышленных товаров. Архивировано из оригинала (PDF) 13 марта 2013 года . Проверено 12 мая 2016 г.
- ^ «Стандарты экономии топлива и выбросов CO2, стратегии ценообразования производителей и сборы» (PDF) . Окриджская национальная лаборатория . Проверено 9 июня 2016 г.
- ^ Jump up to: а б «Совершенствование производителей автомобильного оборудования» . Подшипники. 14 июня 2012 года . Проверено 9 июня 2016 г.
- ^ «Евробайк 2012: велосипеды мечты в полулегком весе от Stevens и AX Lightness» . Шоссейный велоспорт в Великобритании . Проверено 9 июня 2016 г.
- ^ Jump up to: а б с д и «Основное применение композитных подшипников Norglide и кабельных вкладышей Norslide в высокопроизводительных велосипедах | Демонстрация продукции» . showcase.designnews.com . Архивировано из оригинала 7 августа 2016 г. Проверено 9 июня 2016 г.
- ^ Издательство, Сиэтл. "Bicycle Paper.com :: Новости :: Езда по кругу вокруг старых стандартов" . www.bicyclepaper.com . Архивировано из оригинала 25 июня 2016 г. Проверено 9 июня 2016 г.
- ^ «Сен-Гобен демонстрирует Норглайд на велосипедной выставке в Тайбэе» . Байкбиз . Архивировано из оригинала 16 августа 2016 г. Проверено 9 июня 2016 г.
- ^ «Публикации» (PDF) . www.iea.org . Архивировано из оригинала (PDF) 7 июля 2017 г. Проверено 9 июня 2016 г.