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CN110762122A - 一种抽水蓄能机组聚醚醚酮复合材料推力瓦热模压成型工艺 - Google Patents

一种抽水蓄能机组聚醚醚酮复合材料推力瓦热模压成型工艺 Download PDF

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CN110762122A
CN110762122A CN201810840488.7A CN201810840488A CN110762122A CN 110762122 A CN110762122 A CN 110762122A CN 201810840488 A CN201810840488 A CN 201810840488A CN 110762122 A CN110762122 A CN 110762122A
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CN
China
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polyether
ether
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tile
storage unit
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Application number
CN201810840488.7A
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English (en)
Inventor
范寿孝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Electric Machinery Co Ltd
Original Assignee
Harbin Electric Machinery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Harbin Electric Machinery Co Ltd filed Critical Harbin Electric Machinery Co Ltd
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/20—Sliding surface consisting mainly of plastics
    • F16C33/208—Methods of manufacture, e.g. shaping, applying coatings

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)

Abstract

本发明公开一种抽水蓄能机组聚醚醚酮复合材料推力瓦热模压成型工艺。本发明的工作面为聚醚醚酮复合材料，具有良好的自润滑性和耐磨性，更适用于频繁启停等润滑不充分的工况，可大大减少事故状态对推力瓦对磨副的损伤；采用本发明后，可以取消抽水蓄能机组的高压油顶起系统，有效降低系统复杂度并消除故障隐患。本发明还可用于水电机组、大型泵、汽轮机等旋转机械承载部位。

Description

一种抽水蓄能机组聚醚醚酮复合材料推力瓦热模压成型工艺
技术领域
本发明涉及一种新的聚醚醚酮复合材料推力瓦，特别是一种抽水蓄能机组聚醚醚酮复合材料推力瓦。该技术主要适用于抽水蓄能机组推力瓦，还可用于水电机组、大型泵、汽轮机等旋转机械承载部位，特别是润滑不足、重载的运行工况。
背景技术
抽水蓄能机组是电网调节系统的首选关键设备，根据电网调节要求，经常处于频繁启停的运行工况。重载推力瓦是大型抽水蓄能机组的关键部件，其工作性能直接影响到机组的安全稳定运行，而大型抽水蓄能机组一般采用钨金推力瓦，在启停机、低速运行等自润滑性能较差的工况，易于发生轴承损坏等故障，钨金瓦面损坏产生的积屑瘤还经常损伤推力瓦对磨副表面。钨金推力瓦配备的高压油顶起系统，则增加了设备系统复杂程度，且带来很高的故障隐患。
随着抽水蓄能机组向大容量、高转速方向发展，现有钨金推力瓦技术不适应抽水蓄能机组的发展要求。聚醚醚酮复合材料具有良好的自润滑性、耐磨性和综合力学性能，适用于精度高、润滑不够、腐蚀等严酷的工况环境。因此，聚醚醚酮复合材料推力瓦将成为大型旋转设备推力瓦技术的最佳选择。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的问题，而提出一种适用于大型高速抽水蓄能机组的新型推力瓦技术。本发明通过以下技术方案实现：包括如下步骤：
1)对所述聚醚醚酮复合材料瓦面所用原材料进行干燥处理，干燥温度120℃，干燥时间12小时以上，自然冷却；
2)按照所述聚醚醚酮复合材料瓦面用材料的组成重量百分含量称取相应材料，所述聚醚醚酮复合材料瓦面用材料的组成重量百分含量为：聚醚醚酮70％～80％，短碳纤维20％～30％，石墨0～10％，聚四氟乙烯0～10％；
然后放到高速搅拌机中进行充分搅拌混合，混料温度控制在35℃以下；
3)把钢瓦块放入热模压模具中，把按照(2)要求处理的混合物均匀装入热模压模具中并刮平，合模；
4)在压力机上对模具施加30～80MPa的压力，并保压10～30min；要求缓慢加压，不允许出现冲击式的负载；
5)将按照(4)处理的模具整体放进加热炉中，并加热到350～450℃，加热和保温时间要根据实际工件而定，确保粉料完全熔融；
6)利用压力机对按照(5)处理的模具施加30～60MPa压力，同时保压10～30min，并按照每小时30～60℃冷却速率进行冷却，待模具温度降到60℃以下后脱模；
7)通过相应的机械加工，使聚醚醚酮复合材料推力瓦达到相应的尺寸精度。
与现有技术相比,本发明的工作面为聚醚醚酮复合材料，具有良好的自润滑性和耐磨性，更适用于频繁启停等润滑不充分的工况；由于聚醚醚酮复合材料为非金属材料，可大大减少了事故状态对推力瓦对磨副的损伤；采用本发明后，可以取消抽水蓄能机组的高压油顶起系统，有效降低系统复杂度并消除故障隐患。与传统热模压技术相比，本发明更加适用于大尺寸推力瓦的制造加工，避免了对大型热压设备的依赖。
附图说明
图1为抽水蓄能机组聚醚醚酮复合材料推力瓦结构示意图。
图2为粗糙工艺槽结构示意图。
图3为钢瓦块表面的粗糙工艺槽布置示意图。
具体实施方式
结合图1至图3说明本实施方式，一种抽水蓄能机组聚醚醚酮复合材料推力瓦热模压成型工艺，包括钢瓦块1和聚醚醚酮复合材料瓦面2，所述钢瓦块1上具有结合聚醚醚酮复合材料瓦面2的粗糙工艺槽3，所述粗糙工艺槽3与所述聚醚醚酮复合材料瓦面2通过热模压成型工艺结合。钢瓦块1表面的聚醚醚酮复合材料瓦面2的厚度为3～6mm。
所述粗糙工艺槽3由多条周向和径向的燕尾槽或矩形槽构成，所述钢瓦块上表面的四周边缘需布置粗糙工艺槽3。所述粗糙工艺槽3的深度为4～8mm，等效宽度为30～120mm。通过机械加工或其他工艺方式保障所述粗糙工艺槽3的底面粗糙。
所述聚醚醚酮复合材料瓦面2用材料的组成重量百分含量为：
Figure BDA0001745464590000041
选用粉末粒径小于75um的聚醚醚酮粉，选用粉末粒径小于25um的球形石墨粉。选用粉末粒径小于25um的聚四氟乙烯粉。选用纤维直径为7μm，长度为30μm～70μm的短碳纤维。
所述热模压成型工艺如下所述：
(1)对所述聚醚醚酮复合材料瓦面2所用原材料进行干燥处理，干燥温度120℃，干燥时间12小时以上，自然冷却；
(2)按照所述聚醚醚酮复合材料瓦面2用材料的组成重量百分含量称取相应材料，并放到高速搅拌机中进行充分搅拌混合，混料温度控制在35℃以下；
(3)把所述钢瓦块1放入热模压模具中，把按照(2)要求处理的混合物均匀装入热模压模具中并刮平，合模；
(4)在压力机上对模具施加30～80MPa的压力，并保压10～30min；要求缓慢加压，不允许出现冲击式的负载；
(5)将按照(4)处理的模具整体放进加热炉中，并加热到350～450℃，加热和保温时间要根据实际工件而定，确保粉料完全熔融；
(6)利用压力机对按照(5)处理的模具施加30～60MPa压力，同时保压10～30min，并按照每小时30～60℃冷却速率进行冷却，待模具温度降到60℃以下后脱模；
(7)通过相应的机械加工，使聚醚醚酮复合材料推力瓦达到相应的尺寸精度。

Claims (1)

1.一种抽水蓄能机组聚醚醚酮复合材料推力瓦热模压成型工艺，其特征是：包括如下步骤：
1)对所述聚醚醚酮复合材料瓦面所用原材料进行干燥处理，干燥温度120℃，干燥时间12小时以上，自然冷却；
2)按照所述聚醚醚酮复合材料瓦面用材料的组成重量百分含量称取相应材料，所述聚醚醚酮复合材料瓦面用材料的组成重量百分含量为：聚醚醚酮70％～80％，短碳纤维20％～30％，石墨0～10％，聚四氟乙烯0～10％；
然后放到高速搅拌机中进行充分搅拌混合，混料温度控制在35℃以下；
3)把钢瓦块放入热模压模具中，把按照(2)要求处理的混合物均匀装入热模压模具中并刮平，合模；
4)在压力机上对模具施加30～80MPa的压力，并保压10～30min；要求缓慢加压，不允许出现冲击式的负载；
5)将按照(4)处理的模具整体放进加热炉中，并加热到350～450℃，加热和保温时间要根据实际工件而定，确保粉料完全熔融；
6)利用压力机对按照(5)处理的模具施加30～60MPa压力，同时保压10～30min，并按照每小时30～60℃冷却速率进行冷却，待模具温度降到60℃以下后脱模；
7)通过相应的机械加工，使聚醚醚酮复合材料推力瓦达到相应的尺寸精度。
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