接下来让
塑料轴承厂家小编介绍一下塑料轴承和金属轴承在多个方面存在区别:
一、材料特性
物理性质
密度和重量:塑料轴承密度较小,重量轻。例如,常见的聚甲醛(POM)塑料轴承密度约为 1.4 - 1.43g/cm³,而金属轴承(如钢轴承)密度通常在 7.8 - 7.9g/cm³ 左右。这使得塑料轴承在对重量敏感的应用场景(如航空航天设备、便携电子设备)中更具优势,可以有效减轻设备整体重量。
热膨胀系数:塑料的热膨胀系数一般比金属大。以聚酰胺(PA)塑料为例,其热膨胀系数大约是金属的 5 - 10 倍。这意味着在温度变化时,塑料轴承的尺寸变化相对较大。在高温环境下,塑料轴承可能会因膨胀而出现配合过紧的情况;在低温环境下,则可能因收缩导致间隙增大,影响轴承的性能。
化学性质
耐腐蚀性:塑料轴承具有良好的耐腐蚀性,能抵抗多种化学物质的侵蚀。例如,聚四氟乙烯(PTFE)塑料轴承几乎可以耐受所有的强酸、强碱和有机溶剂。相比之下,金属轴承(除了一些特殊的耐腐蚀金属材料外)在腐蚀性环境中容易生锈或被化学物质腐蚀,如普通的钢轴承在潮湿的酸性环境中很容易生锈。
化学稳定性:塑料轴承在很多化学环境下能保持稳定的性能。例如,在食品加工设备中,塑料轴承不会与食品中的成分发生化学反应,符合食品安全要求。而金属轴承可能会因为化学反应释放出金属离子,污染食品。
二、机械性能
强度和硬度
承载能力:金属轴承通常具有较高的强度和硬度,能够承受较大的载荷。例如,高碳铬轴承钢制成的轴承可以承受很高的径向和轴向载荷,适用于重型机械、汽车轮毂等需要承受巨大力量的场合。而塑料轴承的承载能力相对较低,不过通过合理的材料选择和设计(如添加纤维增强材料),也能满足一定的负载要求,例如在一些轻载的办公设备或小型家电中的应用。
耐磨性:金属轴承的耐磨性主要取决于材料硬度和表面处理。例如,经过淬火和磨削处理的钢轴承表面硬度高,耐磨性好。塑料轴承的耐磨性则与其材料的自润滑性和添加剂有关。一些塑料轴承(如添加了玻璃纤维或二硫化钼的 POM 塑料轴承)也具有较好的耐磨性,但在高负载、高速运转的极端情况下,耐磨性可能不如金属轴承。
弹性和韧性
变形恢复能力:塑料轴承材料一般具有一定的弹性,在承受较小的冲击或过载时能够发生一定程度的弹性变形,并在载荷消失后恢复原状。例如,聚氨酯(PU)塑料轴承在受到一定的冲击力时,能够通过弹性变形来缓冲,减少对设备的损害。金属轴承在相同情况下,可能由于其较低的弹性而更容易发生永久变形或损坏。
韧性差异:塑料轴承的韧性使其在一些应用中能够承受一定程度的弯曲或扭曲而不断裂。例如,在一些需要柔性连接的传动装置中,塑料轴承可以更好地适应复杂的受力情况。金属轴承(如脆性较大的某些铸铁轴承)在受到较大的弯曲或扭转力时,容易出现断裂的情况。
三、摩擦和润滑特性
摩擦系数
自润滑性:许多塑料轴承材料本身具有自润滑性,摩擦系数较低。例如,PTFE 塑料轴承的摩擦系数在 0.04 - 0.15 之间,在无润滑或少量润滑的情况下就能正常工作。而金属轴承一般需要良好的润滑才能降低摩擦系数,否则摩擦系数会较高,产生较多的热量和磨损。
速度和摩擦关系:在高速运转时,塑料轴承的摩擦系数相对稳定,这使得它们在一些高速轻载的设备(如小型电机)中表现良好。金属轴承在高速运转时,如果润滑不当,摩擦系数会急剧上升,容易引发过热和磨损等问题。
润滑要求
润滑方式和频率:金属轴承通常需要定期添加润滑剂(如润滑油或润滑脂)来保证良好的润滑效果。例如,工业设备中的大型滚动轴承需要按照一定的时间间隔和工作条件添加润滑脂。塑料轴承在很多情况下依靠自身的自润滑性就能工作,对外部润滑的依赖程度较低,减少了润滑维护的工作量和成本。
四、制造工艺和成本
制造工艺
加工难度和精度:金属轴承的制造工艺较为复杂,尤其是高精度的金属轴承,需要经过锻造、车削、磨削等多道工序,对加工设备和工艺要求高。例如,制造高精度的航空轴承,需要使用高精度的磨床来保证轴承的尺寸精度和表面质量。塑料轴承主要通过注塑成型等工艺制造,对于形状复杂的塑料轴承,注塑工艺可以方便地实现批量生产,但在尺寸精度控制方面,一般略逊于金属轴承。
成型方式多样性:塑料轴承除了注塑成型外,还可以通过挤出成型、模压成型等多种方式制造,能够根据不同的应用需求和产品形状灵活选择成型工艺。金属轴承的制造方式相对较为固定,主要是基于金属材料的加工方法。
成本因素
原材料成本:塑料材料的成本通常低于金属材料,特别是对于一些常用的工程塑料,如聚碳酸酯(PC)、POM 等,其原材料价格相对较为便宜。这使得塑料轴承在原材料成本上具有一定的优势,尤其是在大规模生产的情况下。
加工成本和效率:塑料轴承的制造工艺简单,生产效率高,加工成本相对较低。注塑成型可以在短时间内生产出大量的塑料轴承,而且模具成本在批量生产后可以分摊,进一步降低了单个轴承的成本。金属轴承由于加工工艺复杂、加工周期长,加工成本相对较高。