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一种低摩擦系数织物及其用途

来源: /  作者:   时间: 2018/9/4 15:00:55

传统的滑动轴承一般都由金属材料制作而成,而该类轴承在某些场合是被限制使 用的,比如水下作业。由于传统轴承中加入了润滑油,为了防止漏油、滴油等现象,从而极大 地限制了传统轴承在不能使用润滑油的场合中的应用。因此,很有必要开发出一种无油润 滑的轴承。随着技术的发展,人们开发出了一种采用纯聚四氣乙締树脂作为压制面,应用于 无油润滑轴承中。然而,在实际使用过程中,由于聚四氣乙締树脂的耐磨性不好,导致滑动 轴承的磨损较为严重,大大缩短了其使用寿命。特别是在高负载作业下,表面自润滑耐磨塑 料层(聚四氣乙締树脂层)很容易被磨穿,导致传统轴承或轴就会出现破裂的现象,在严重 的情况下,甚至会威胁到作业人员的生命安全。


福建11选5走势图如中国公开专利CN 1259599A中公开了一种自润滑织物薄层复合材料及其制备方 法,该自润滑织物薄层复合材料是由一种PTFE纤维和其他纤维纺织而成的纤维交织物W及 耐磨性浸溃材料组成,虽然可W起到减低摩擦和磨损的作用,但是该发明采用耐磨性浸溃 材料配置成浸溃液,然后喷涂到交织物表面,浸溃液中的PTFE粉末、酪醒环氧树脂起到了润 滑作用,运种方法不仅增加了工艺难度、成本上升,而且PTFE树脂层作为衬垫织物应用于自 润滑轴承中,其耐磨性能不具有持久性和稳定性。


又如中国公开专利CN102145556A中公开了一种耐高溫金属-织物/树脂自润滑轴 承复合材料及其制备方法,该复合材料由底层、中间层、表层构成,表层为混编织物/自润滑 耐磨树脂复合材料,该发明虽然实现了轴承材料优异的摩擦学性能和在高溫下的使用可靠 性,但该复合材料制作工艺复杂,成本较高,另外混编织物与自润滑耐磨树脂复合,也会影 响混编织物的柔软性。


本发明的目的在于提供一种具有高度自润滑性、耐磨性好、工艺简单的低摩擦系 数织物及其用途。


本发明的技术解决方案如下:本发明的低摩擦系数织物,该织物是由经纱与缔纱 交织而成,该织物是由聚四氣乙締纤维与其他纤维交织而成的机织物,作为经纱或缔纱的 聚四氣乙締纤维的纤度为50~HOOdtex,上述聚四氣乙締纤维为聚四氣乙締无抢长丝。如 果聚四氣乙締纤维的纤度小于SOdtex的话,强力较低,织造时容易断纱,而且还会导致织物 的机械性能下降,耐磨耗性变差;如果聚四氣乙締纤维的纤度大于HOCWtex的话,会导致织 物摩擦系数变大,影响织物的自润滑效果。考虑到织物强度和耐磨耗性,聚四氣乙締纤维的 纤度优选200~HOOdtex,更优选400~HOOdtex。构成该织物的聚四氣乙締纤维为无抢长 丝,无抢度的长丝中各单丝是平行排列的,该无抢长丝构成的织物作为衬垫织物应用于机 械运动的受力部件的话,当织物中聚四氣乙締无抢长丝的长度方向与机械运动部件的运动 方向一致时,织物的摩擦阻力最小,能起到最好的自润滑效果。另外,无抢长丝构成的织物 在与外界发生摩擦的过程中,由于单丝是平行排列的,单丝受力均匀,不容易被磨损。如果 构成该织物的聚四氣乙締纤维为有抢长丝的话,有抢长丝中各单丝间的排列较素乱,而且 由于施加了抢度,沿着长丝的长度方向,各单丝会出现扭转现象,当织物与机械运动部件接 触时,产生的摩擦力较大,由于单丝集中受力,就会极易被磨断,而且自润滑效果不良,对机 械运动部件的磨损加大。本发明的聚四氣乙締纤维是通过湿法纺丝法制得的,通过该方法 制得的聚四氣乙締纤维沿该纤维的长度方向,细度分布均匀,且断面呈均一圆形,滑动性优 异,具有极低的摩擦系数。而如果采用裂膜法制得的聚四氣乙締纤维,该纤维的纤度偏差较 大,且断面为不规则多边形,滑动性较差,摩擦系数较高。此外,由于裂膜法制得的纤维,其 来源为树脂薄膜,受力后容易产生冷流现象,耐磨性变差,如果采用该纤维制得的织物,容 易发生破损的现象,从而失去自润滑效果。


本发明的低摩擦系数织物,上述其他纤维为聚醋纤维、聚酷胺纤维、芳绝纤维、聚 苯硫酸纤维、棉纤维中的一种或几种。采用上述纤维与聚四氣乙締纤维进行交织,制得本发 明的织物不仅具有较好的机械性能及较低的摩擦系数,可W提高织物与金属之间的粘结性 能,且该织物在摩擦过程中可W抵抗一定的形变,有利于维持机械部件的正常运动,而且还 可W降低生产成本。上述其他纤维优选聚酷胺纤维(尼龙66纤维),由尼龙66纤维制得的织 物具有较低的摩擦系数,仅次于聚四氣乙締纤维。更优选聚苯硫酸纤维和棉纤维,因为聚苯 硫酸的分子主链由苯环和硫原子交替排列而成,分子结构对称,且具有高度的线性,因此 运种结构具有极高的稳定性。而且由于聚苯硫酸纤维的烙点为285°C,常用溫度为190°C,采 用聚苯硫酸纤维与聚四氣乙締纤维进行交织,得到的织物具有优异的耐热性。当该低摩擦 系数织物用于机械的滑动部位时,可W有效避免因运动升溫而对织物造成损害的问题。而 棉纤维是由于棉纤维的平衡回潮率高(溫度35°C、湿度70%时,棉纤维的平衡回潮率为 7。8%),采用棉纤维与聚四氣乙締纤维进行交织,得到的织物能够较好地吸收粘结剂中的水 分,从而显著提高该交织物与金属材料的粘结性能,而且棉纤维的价格较低,可W显著降低 该低摩擦系数织物的生产成本。


引本发明的低摩擦系数织物,所述聚四氣乙締无抢长丝中含有30~196根单丝。如果 单丝根数少于30根的话,当织物与机械运动部件接触时,单丝根数越少,所得织物的耐磨耗 性就会变差;如果单丝根数多于196根,运样就会增加纺丝难度,导致生产成本增加。


本发明的低摩擦系数织物,所述聚四氣乙締无抢长丝之间的摩擦系数在0。1 OW 下,优选0。08W下,更优选0。06W下。如果采用摩擦系数在0。10W上的聚四氣乙締长丝的 话,所得织物的表面摩擦系数变大,导致织物的自润滑效果变差。


本发明的低摩擦系数织物,该织物的组织为平纹、斜纹、锻纹或其变化组织。优选 斜纹或锻纹组织,更优选斜纹组织。采用斜纹或其变化组织的话,聚四氣乙締纤维组织点所 占织物总组织点的比例在50% W上,运样织物具有较好的自润滑性能,而且织物中纱线浮长 适中,可W保持织物较好的机械性能和耐磨耗性。


本发明的低摩擦系数织物,所述聚四氣乙締的组织点数量占织物总组织点数量 50%W上的一面作为摩擦面,占织物总组织点数量50%W下的一面作为贴合面,优选聚四氣 乙締纤维组织点数量占总组织点数量65%W上的一面作为摩擦面,聚四氣乙締纤维组织点 数量占总组织点数量35%W下的一面作为贴合面。作为摩擦面,如果聚四氣乙締组织点数量 占织物总组织点数量低于50%的话,织物的滑动性会显著降低,当织物与机械运动部件接触 时,摩擦阻力变大,失去自润滑的效果,造成机械运动部件的运转不良。作为贴合面,如果聚 四氣乙締组织点数量占织物总组织点数量高于50%的话,容易造成织物在运动受力过程中 发生剥离脱落,使自润滑织物的使用寿命变短。运里的聚四氣乙締组织点数量与织物的组 织有关,是指在一个完整的织物组织循环中,聚四氣乙締组织点数量占整个织物总组织点 数量的比例。织物组织是指在织物中经纱和缔纱相互交错或彼此沉浮的规律,组织点是指 经缔纱的相交处。


另外,由于本发明的聚四氣乙締纤维为无抢长丝,采用普通的放大镜就能清晰地 观察到聚四氣乙締组织点与其他纤维的组织点。例如,本发明的织物组织为2上1下经面斜 纹,且经纱为聚四氣乙締无抢长丝,那么在该织物的一个完整组织循环中,总组织点数量为 9,聚四氣乙締组织点数量为6,则该织物正面聚四氣乙締组织点数量占整个织物总组织点 数量的比例为66。7%。


本发明的低摩擦系数织物,所述在织物的摩擦面,沿聚四氣乙締无抢长丝平行方 向的滑动摩擦系数在0.1 OW下,优选0.08W下,更优选0.06W下;沿聚四氣乙締无抢长丝垂 直方向的滑动摩擦系数在0.15W下,优选0.12W下,更优选0.1 OW下。如果沿聚四氣乙締无 抢长丝平行方向的滑动摩擦系数高于0.10,沿聚四氣乙締无抢长丝垂直方向的滑动摩擦系 数高于0.15的话,说明该织物的自润滑效果并不显著,当织物与机械运动部件接触时,会影 响摩擦金属部件的运转,运样织物也会很容易被磨损。


本发明的低摩擦系数织物,该织物的厚度为0.16~1.00mm,优选0.20~0.80mm,更 优选0.20~0.60mm。如果该织物的厚度低于0.16mm,织物太薄,耐磨耗性不好,容易在摩擦 过程中发生破裂;如果该织物的厚度高于1.00mm,原材料成本就会相应增加,且织造困难, 带来生产成本的上升。


本发明的低摩擦系数织物,该织物的经、缔向拉伸强力在800N/5cmW上,优选 1000N/5cmW上,更优选1200N/5cmW上。由于该织物在用于机械的运动部件时,需使用粘合 剂贴合到金属层表面,贴合过程中织物会承受一定的压力与形变。如果织物的经、缔向拉伸 强力低于800N/5cm,容易导致贴合过程中织物发生损坏。


本发明的低摩擦系数织物,该织物的重量为160~600g/m2。如果该织物的克重低 于160g/m 2的话,织物过于单薄柔软,耐磨耗性不好,容易在摩擦过程中发生破裂;如果该织 物的克重高于600g/m2的话,生产成本就会增加。


本发明的低摩擦系数织物,该织物的经向密度为30~240根/英寸,缔向密度为30 ~240根/英寸。如果该织物的经、缔向密度低于30根/英寸,织物的耐磨耗性降低,容易在摩 擦过程中发生破裂;如果该织物的经、缔向密度高于240根/英寸,生产成本就会增加,且织 造难度增加。


本发明的低摩擦系数织物具有高度自润滑性、耐磨性好、工艺简单的特点,该低摩 擦系数织物应用于机械运动部件,特别是应用于低速度、高载荷的环境下。


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