摩擦副材料

摩擦副材料

摩擦轮材料组合见下表。要求结构紧凑且传递功率较大时,宜采用淬硬钢有润滑的闭式传动(以下对有润滑的简称为湿式传动,无润滑的简称为干式传动)。适合制造摩擦副的材料是60HRC以上的镍铬钼类渗碳钢(如15CrMn、20CrMn、22CrMnMo等,渗碳深度1.2mm)和滚动轴承钢(如GCr6、GCr9、GCr9SiMn、GCr15、GCr15SiMn等),其次是淬硬到55HRC以上的合金钢、工具钢及弹簧钢(如42SiMn、40Cr2MoV、T10A、CrW5、60SiCrA、40Cr等)。用真空冶炼钢材制造的摩擦轮寿命比普通钢材高出好几倍,使用淬硬钢组合要能保证高的制造精度与安装精度及低的粗糙度(Ra=0.80~0.20μm)。如果对传动尺寸是否紧凑无要求而希望得到价格低廉、噪声低、能缓冲的传动,则宜采用弹胶体与金属的组合,并采用干式传动

无论采用何种材料组合,为了防止在摩擦轮上产生凹坑,通常取其中硬度较低的材料制造宽度小的摩擦轮

各种摩擦轮材料的特性及选用说明

摩擦副材料

润滑

摩擦特性

许用应力与许用载荷

当量弹

性模量

E/MPa

选用说明

许用摩

擦因数

fp

相应的

滑动率

ε/%

许用接触应力σHp/MPa

许用滚压应力Kp/MPa

许用法向力Fnp/N

淬硬钢/淬硬钢

石蜡基摩

擦轮油

0.02~0.04

1~3

点接触

σHp=2500~3000

线接触

σHp=1800

2.1×105

由于减少了磨损并有很高的强度,虽然摩擦因数较小,但仍能传递很大功率,在有利条件下可形成流体动压润滑;由于弹性模量大,滚动损失和变形都很小,摩擦轮表面必须磨削加工,尽可能抛光,使加工精度接近滚动轴承。线接触时很难使载荷均匀分布,可使滚子略呈鼓形,或变为点接触。轴承载荷与轴的挠度较大,可制成行星式摩擦轮传动来补偿

环烷基摩

擦轮油

0.03~0.05

0.5~2

合成摩擦

轮油

0.05~0.08

0~1

A7/淬硬钢

石蜡基摩

擦轮油

0.02~0.04

1~3

线接触σHp=650

2.1×105

灰铸铁HT250/钢、A7

石蜡基摩

擦轮油

0.02~0.04

1~3

线接触σHp=450

1.53×105

弹胶体/金属

橡胶摩擦轮/钢

干式

(绝不能

有润滑

剂)

干燥环境:

0.7

间歇运转:

0.5

潮湿环境:

0.3

4~10

线接触Kp=0.2

Fnp=R1bCp

—

摩擦因数虽大,但由于滚压强度低,只能传递淬硬钢组合功率的10%;由于弹性模量小,变形与滚动损失都较大,但运转噪声低,具有缓和冲击能力。橡胶轮宽度要小于金属轮以免磨出凹痕,且要易于更换。尽管这种材料组合的传动尺寸较大,但仍比钢/钢材料组合价廉得多,在定传动比摩擦轮传动装置中一般优先采用

钢/钢

ZG230-450/

Q275

干式

干摩擦表面

0.1~0.15

湿摩擦表面

0.05~0.07

干摩擦表面

0.5~1.5

湿摩擦表面

1~3

线

接

触

σHp=500

2.1×105

摩擦因数和滚压强度介于上述两大类材料组合之间。由于弹性模量大,要求加工精度高,噪声比较大。摩擦面绝对不许有杂质和润滑剂,以保证传动装置的正常功能

ZG270-500/

Q275、35

σHp=540

ZG310-570/

A6、45

σHp=570

A6/A7

σHp=530~700

Q275/A7

σHp=530~650

灰铸铁

/钢

HT200/

Q275

干式

0.1~0.15

0.5~1.5

线

接

触

σHp=384(起重轮)

1.5×105

HT250/

A7

σHp=320~390

硬塑织物/灰铸铁

干式

0.15~0.35

2~5

线接触Kp=0.8~1.4

1.39×104

摩擦因数约为0.2,低于弹胶体,但滚压强度较高,所能传递的功率与弹胶体相当;弹性模量比弹胶体大,故变形及滚动损失比弹胶体小,噪声与弹胶体相似,较理想。硬塑织物与层压塑料都是用酚醛树脂胶粘的织物(一般为棉织物)

层压塑料/灰铸铁

干式

0.2~0.3

2~5

线接触Kp=1.0

7×103

皮革/灰铸铁

干式

0.1~0.3

2~5

线接触Kp=0.1~0.2

—

胶合板/灰铸铁

干式

0.1~0.35

2~5

线接触Kp=0.7~1.1

1.52×102

注:A6、A7为旧钢号,无对应新钢号,供参考。