[发明专利]滑动轴承

说明书

技术领域

本发明涉及一种滑动轴承，所述滑动轴承特别是用作干式滑动轴承，所述滑动轴承具有轴承体，在该轴承体中形成轴承衬套，所述轴承衬套的表面至少区域式地由塑料材料制备。

背景技术

在开头提到的滑动轴承的设计方案中，摩擦特性和磨损特性具有决定性的意义。滑动轴承的滑动配对件(一般为轴)通常由塑料或者金属(通常为硬化钢)制成。

开头提到的滑动轴承具有一系列优点：

-干运转(同样在真空中)在较长运行时长内是可行的；

-可通过对塑料材料进行选择或改性使得化学稳定性与相应的应用适配；

-滑动轴承的高的塑型多样性和整合性能；

-热绝缘和电绝缘是毫无问题地可行的；

-机械缓冲可以适应相应需求。

在实践中，对于开头提到的滑动轴承，首先地出现如下问题：

-滑动磨损

-运行面熔化

-轴承变形直至部分轴承熔化。

彼此相对形状配合地运动的材料配对部通常存在摩擦现象和磨损现象，正如这是对于滑动轴承是非常常见的情况那样。固体摩擦的两个主要影响因素是接触面中的粘附和变形。摩擦系数相应地受到粘附因素份额和变形因素份额的影响，所述粘附因素份额与真实接触面积成比例，并且，当极性越高且表面越光滑时，粘附因素份额越高，当粗糙度和压入深度越大时，变形因素份额越高。

因为塑料一般是很差的热导体，滑动面通常具有比整体轴承更高的温度。滑动面作为产生热的位置决定了摩擦系数和磨损，首先通过轴承温度确定滑动配对件的机械负载能力。

在滑动摩擦时，通常观察到粘滑效应，该粘滑效应通常在静态摩擦系数(静摩擦系数)大于动态摩擦系数(滑动摩擦系数)时出现，或者在振动体系中摩擦系数随升高的滑动速度而降低时出现。

为高负荷而设计的常规的滑动轴承通常在使用聚四氟乙烯(PTFE)的情况下来制备，需要的话，PTFE与高性能热塑性塑料复合，其中，在加工的复合物中还可以包含其他滑动介质，例如BN或MoS₂。作为所述高性能热塑性塑料，通常使用聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)或聚酰胺(PA)与PTFE的结合。

PTFE在复合物中的高份额当然还有PTFE的单一应用对滑动轴承的滑动摩擦进行优化。而问题在于，PTFE的冷态流特性，该特性在很多情况下导致寿命不足。

在大量的应用中，滑动轴承较长的寿命是所期望的，特别是在需要大量花费以及相应的长时间的运行中断才能完成滑动轴承的更换或者安全风险需要提早更换的情况下。

例如玻璃颗粒、青铜颗粒和碳颗粒的填料的应用可以改善标准PTFE以及化学改性的PTFE的冷态流特性，而对此部分情况下极高的含量是必需的，但极高的含量却可能不利地影响PTFE的其他特性，例如机械特性，摩擦系数以及化学稳定性。将基于标准PTFE和化学改性的PTFE的一些典型材料列于表1中。

表1

表1给出的冷态流数值在23℃下，在15N/mm²的压力负荷下历经100小时并在去负荷24小时之后进行测定。

上文提到的、在其冷态流特性方面进行表征的标准PTFE是来自DuPont的701，化学改性的PTEF是PPVE共聚单体含量为0.15重量％的PTFE共聚物。在说明书的下文中也对所述材料限定进行参引。

发明内容

本发明的任务是，完成如下的滑动轴承，在所述滑动轴承中，特别是在干运转情况下，效率得到提高并且所述滑动轴承特别在该干运转的条件下可在很长的运行时长内耐受比迄今常见滑动速度更高的滑动速度。

通过根据权利要求1所述的滑动轴承来解决该任务。

令人惊讶地，对于全氟热塑性聚合物材料而言调整出显著改善的冷态流特性，所述全氟热塑性聚合物材料与化学改性的PTFE的区别首先在于更高的、以及必要时与之不同的共聚单体份额，并且具有仅稍微偏低的熔点，进一步令人惊讶地，还伴随有显著改善的磨损特性。

因此，发现的是，相对于标准和化学改性的PTFE的327℃的熔点，例如PPVE共聚单体含量为0.2至1摩尔％的材料的熔点为323至315℃。因此对于材料，应用温度也可以为250℃或更高。

另一方面，对于材料获得的冷态流数值为约2.4％，无须应用填料。