炭-石墨轴承简介

 炭-石墨轴承（carbon-graphite bearing）是指用炭-石墨资料制作的滑动轴承。滑动轴承又分为径向轴承和止推轴承两种。炭-石墨滑动轴承运用于高温及低温、高速及低速滑动状况下，对有强腐蚀作用的气体及液体介质有耐腐蚀功用。
    由于炭-石墨轴承具有许多共同的利益，其运用规划在灵敏扩展，品种也越来越多，尤其是出现了各种复合炭-石墨轴承，前进了炭-石墨轴承的强度、耐性等功用，运用规划更加广泛。轴承有滑动轴承和滚动轴承，炭素资料专门用来制作滑动轴承，各种炭轴承首要有以下几种：胶合板干燥机用轴承、防水型泵用轴承、胶合板制作机用轴承套、潜水泵用轴承、汽油流量计零件用轴承、化学泵用轴承 。
炭-石墨轴承的安全作业
   进行轴承的研发设计时，流体的品种（组成、密度、粘度、浓度）、温度、压力、有无料浆、轴承资料及其加工精度、轴径、转速或圆周速度、满载荷和作业频度等数据是必要的条件，最重要的是把压力值控制在极限值之内，才华保证炭-石墨轴承的安全作业。极限值也因环境条件和轴承的加工形状（如有无开槽和倒角）等变化很大，除特殊状况外，设计时要有余量，一般为极限值的50%-70%。
    在干作业的状况下，炭-石墨轴承容许的最大载荷遭到轴承的强度和容许的磨损速率的束缚，其容许的最大线速度则遭到轴承磨擦面上所产生热量的束缚。而磨损速率又遭到轴承的资料，轴及轴承的加工状况，载荷、速度及周围介质等条件的影响。一般说来，其磨损速率与载荷、温度和速度的平方成比例。在高温下其压力值有必要比低温时要小得多，才华保证轴承的安全运用。
    在干作业的状况下，轴承容许的压力值亦直接遭到轴承资料的影响。故在这种状况下，一般都选用石墨质和金属石墨质轴承。
    在选用炭-石墨轴承的时分，还要考虑轴承的作业温度。这个温度是由两个方面要素构成的，一方面是由于轴承周围介质的温度，另一方面是由于在轴承冲突面产生的冲突热量。当轴承浸在液体或是被液体所喷溅的时分（湿作业），其冲突和磨损大大地下降了，在同一条件下，资料在液体中冲突系数和磨损量往往为大气中的1/5-1/10。
炭-石墨轴承的磨损
    炭-石墨轴承的磨损取决于它的资料、轴的资料及外表状况、总压力、速度和周围环境等要素。就轴承来说，存在着两种方式的冲突，即静冲突和动冲突。静冲突取决于外表状况和所选用的资料。一般说来，炭-石墨轴承的静冲突比相同状况下的金属轴承要小一些。
    假设能够下降轴承的磨损，不仅增大了轴承的寿数并且也可前进极限值，改进不良的作业作用，保证炭-石墨轴承的安全作业。
炭-石墨轴承的性质
1.超卓的自润滑功用
    炭-石墨轴承具有超卓的自润滑功用，首要有两方面原因。原因之一是：石墨晶格内的碳原子按正六角形排列于各平面上，原子间的间隔较近，为0.142nm，而各平面之间的间隔为0.335nm，并且沿同一方向彼此错开。第三个平面重复第一个平面的方位，第四个平面又重复第二个平面的方位，依次类推。在每一个平面上，碳原子间的结合力很强，而平面之间的间隔较大，它们之间范德华作用力很弱，故层与层之间易于脱离和相对滑动，这便是石墨资料具有自润滑功用的根本原因。
    原因之二是：石墨资料与大部分金属资料有较强的附着力，因而在与金属对磨时掉落的石墨就很容易附着在金属外表上，构成一层石墨膜，变成了石墨与石墨之间的冲突，然后大大下降了磨损和冲突系数，这也是炭-石墨轴承具有优异的自润滑功用与减摩功用的原因之一。
    正由于炭-石墨轴承具有超卓的自润滑功用，在运用时能够不加润滑油而干作业，因而，炭-石墨轴承就被在作业时不容许加润滑油的工业部门所广泛选用。
2.具有超卓的化学安稳性
    石墨资料是一种化学安稳的资料，其化学安稳性不逊于贵金属。在熔融的银中它的溶解度仅为0.001%-0.002%。石墨不论在有机或是无机的溶剂中都不溶解。在大部分酸、碱和盐中不腐蚀、不溶解。
3.炭-石墨轴承的耐高温功用
    经过试验，一般炭素级轴承运用温度可达350℃；金属石墨级轴承也是350℃；而电化石墨级轴承可达450-500℃（在轻载荷状况下），其物理和机械功用仍保持不变，假设在真空或许保护气氛下，其运用温度可达1000℃。
4.炭-石墨轴承的其他功用
     炭-石墨轴承与其他轴承相比较，还具有导热性高，线膨胀系数小，耐急冷急热等功用。但是，炭-石墨制品是一种脆性的硬度不高的资料。它的机械强度依其结构和工艺条件而定。密度高的，机械强度也大。一般的炭-石墨资料的体积密度在1.55-1.98g/cm3之间，其抗压强度为20-68MPa，比强度为中等，但它的机械强度随着温度的升高而增大，在2000-2500℃之间它的机械强度大约比室温下增加一倍，在这样的温度下，它的比强度比现有的许多资料都高。尽管如此，由于炭-石墨资料归于脆性资料，其本身所固有的强度（在常温下）又不算高，因而运用规划遭到了束缚。
    这个问题得到了处理，首要办法是：其一，改进原资料的粒度；其二，浸渍金属、树脂或聚四氟乙烯等；其三，在炭-石墨基内增加炭纤维等资料，还有运用固体润滑剂等，因而，不光改进了它的作业功用，并且轴承的强度和耐性都有很大的前进。据介绍，用树脂浸渍炭-石墨轴承，其强度可增加2-3倍，用金属来浸渍其强度就增加的更大。
5.炭-石墨浸渍轴承的功用
    炭-石墨轴承选用哪种资料做浸渍剂比较适合，要根据轴承的作业条件来决议。用来浸渍炭-石墨轴承的有酚醛树脂、呋喃树脂，环氧树脂等等。
6.炭-石墨复合轴承
    炭-石墨复合轴承的品种许多，资料除单一的炭质或石墨质外，为了改进润滑性和耐磨性，前进强度和硬度等各种需求，改动资料品种、配比和制作条件，来制成各种复合资料，这些资料的工业打开史较短，但打开得很灵敏，具有很大的打开潜力。
    该种轴承耐腐蚀性好，关于酸、碱和有机溶剂较安稳。耐热性好，因其热膨胀系数小，故热安稳性好，可适用于-250℃-250℃这一较宽的温度规划。
7.增加固体润滑剂
    人们了解的固体润滑剂有石墨、二硫化钼、云母及滑石等，后来新开发了氟化石墨。固体润滑剂除以粉末状况的方式独自运用外，也常将其松散于水或油中，或许增加到润滑脂中运用。
炭-石墨轴承的运用规划
1.运用在轴承作业时不允许运用油脂润滑剂的当地
    例如食物、饮料、纺织、化学等工业部门中运用的运输机、造纸工业用的干燥机、纺织工业中的布干燥机、人造纤维织机和卷烟制作设备及潜水泵用机等的轴承。在这些当地油脂润滑剂被阻止运用，而炭-石墨轴承的自润滑功用很强，可不需求运用润滑油而进行干作业，因而，在这些部门能够广泛运用。
2.运用在因温度高而一般轴承不能运用的当地
    铸锭运送机、锅炉预热器和锅炉室中焰管通风门和鼓风机、高温炉运料机、钢铁工业中的加料机以及烟道阀门调理机等的轴承均可运用炭-石墨轴承，而能保证其正常作业。
3.运用在化学和纺织等工业中
    有些轴承作业在有腐蚀性的气体或许液体之中，在这种场合下，不光阻止运用油脂润滑剂，并且金属轴承也会很快被腐蚀。例如，叶轮轴承浸在各种液体里作业的离心泵；轴承在汽油、石腊、火油等液体里作业的燃料计量泵；主叶轮轴承浸在热水中作业的中心热循环泵；轴承作业在各种具有腐蚀性介质中的混合器；主叶轮轴承浸在热水中作业的自动洗刷机；轴承浸在各种液体里的液体测量计，以及轴承作业在有酸喷溅的人造纤维湿法纺织机等，都选用炭-石墨轴承。其他，现代科技还需求炭-石墨轴承能够在放射性介质凌乱环境中安全运用等。
    总之，现代的军事、经济、工业的打开对炭-石墨轴承提出了更高的要求，高密高强炭-石墨资料越来越受欢迎。能够经过细化原资料粒度，改进浸渍工艺、向炭-石墨基材中增加炭纤维、聚四氟乙烯、二硫化钼等增加剂来改进炭-石墨轴承的功用，哈炭厂研发的潜水泵用新式轴承M209F和印染职业用复合炭-石墨轴承，便是对原炭-石墨轴承成功的改进，使之习惯了新环境，延伸其运用寿数，有时乃至能够代替密封资料制成滑片、活塞杆、密封环、轴承等零件用于各个领域，可见，其运用还有待进一步开发。