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更换塑料衬套的5个理由
2020年 09月 15日
您的应用需要滑动衬套吗？当涉及为你所使用衬套的指定材料时（又名轴承和套筒轴承），三思而后行。滑动衬套外观简单，与滚珠轴承不同，它们不包含运动部件。然而，材料对轴承的性能有着巨大的影响。塑料衬套似乎是显而易见的解决方案：它们成本低，现成，而且有许多操作上的优势。塑料衬套自润滑，免维护，摩擦系数低。
然而，当你在寻找适合高负荷或高温的衬套时，质量、可靠性和性能就是一切。不要浪费时间和技能，在设计配套组件，在你的购物车中坚持最简单和最快的选择。
我们将带您了解塑料衬套可能不是您应用的最佳解决方案的5个主要原因，并建议一个更好的替代方案。
1. 塑料衬套可能有噪音
在汽车工业中，在向更安静的发动机的发生了巨大转变。在早上工作时，平滑和安静的滑动被视为品质的象征。低噪音引擎有一个缺点：司机和乘客都能听到每一个嘎嘎声和每一个微小的滴答声或咔嗒声。
因此，对于汽车工程师来说，现在有了一种驱动力来寻找最安静的部件。塑料衬套要么必须精确配合才能有合适的间隙，要么它在驾驶室中发出嘎嘎声。
精确的尺寸公差不是塑料衬套的一个关键特性 —它需要精密制造。在我们都需要精确的地方，它并不总是最可行的解决方案。当涉及到间隙时，金属轴和衬套之间有相对运动时，会有发出恼人的嘎嘎声的风险。
如果您需要无声操作，我们始终推荐PTFE衬套，如NORGLIDE®。较软的PTFE具有消音特性，与硬塑料不同，即使在与金属轴之间存在间隙情况下，也能显著降低声音。
图1显示了根据实验室测试在2 mm间隙处产生的嘎嘎声，激发频率为20 Hz，加速度为40 m/s2。
图1 在励磁频率为20 Hz，加速度为40 m/s2，2 mm间隙处产生的嘎嘎声
2. PTFE衬套具有优越的公差补偿性能
PTFE作为衬套材料的另一个优点是能够保持恒定的扭矩。它创造了一个更符合标准的套筒衬套，即在我们客户的配套部件的公差范围内保持一致。因为这种优越的公差性能，你不必走昂贵的精密制造路线。
与其他衬套相比，NORGLIDE®衬套在广泛的尺寸范围内性能稳定。低摩擦复合层可以补偿配合部件的公差，同时确保恒定的、平顺的调整体验。图2显示， 在实验室测试时，0.06毫米过盈时，塑料衬套是怎样失败的。
图2：不同间隙下的扭矩
3. 塑料衬套可能不居中
汽车部件的形位公差会导致系统不对中。汽车座椅的机械结构清楚地说明了这一点，在汽车座椅上，像塑料衬套这样简单的东西会对驾驶员的体验产生真正的负面影响。
座椅骨架上的安装孔采用冲压工艺制造。这种方法容易使孔的位置发生变化。横管在座椅的两侧对齐（图3和图4），因此如果它们没有完全对齐，扭矩就会增加。如果汽车制造商采用了一个塑料衬套，它会推到轴的一侧，从而导致压力增加和摩擦增大。相信我们，司机注意到了。
图3： 错位机理-侧视图
图4：错位机理-俯视图
我们圣戈班的工程师模拟了这种情况，并测试了不同类型的衬套材料。图5显示了塑料衬套和各种NORGLIDE®衬套之间的区别。较高的偏差表明塑料材料的扭矩显著增加，而NORGLIDE®衬套显示出更大的偏差补偿。他们的MP材料表现最好。
图五：不同偏差下的扭矩
图6显示NORGLIDE®衬套在座椅骨架上用红色标出。右侧的放大图显示了座椅高度调节器和横管上的枢轴点。NORGLIDE®稳定的扭矩、更低的噪音和更低的振动提供了卓越的舒适性和更好的驾驶体验
图6：汽车座椅骨架，以红色表示NORGLIDE®衬套的位置。
4. 塑料衬套的负载能力较低
如果你有一个高负荷的应用，塑料材料的功能是有限的 — 除非他们是由金属背衬支撑。再次，我们将看看这是如何影响座椅高度调整枢轴点。在重负荷下，塑料会破裂并将压力传递到配合部件上。这不仅会造成损坏，还会导致摩擦力的增加。
NORGLIDE®衬套由金属背衬支撑。这样可以分散负载，从而保护配合部件和衬套本身。
图7展示了利用有限元分析，衬套上的载荷是如何传递到配合部件上。
图7：有承载衬套的有限元分析。
5. 电泳后塑料衬套可能会失效
为了提高产品生产效率，衬套和配套部件的完整组件通常在装配线上一起电泳。这是通过在高温下使用电子涂漆（电泳沉积）完成的。有效率，是；有效，不是！高温会导致金属配合部件膨胀和衬套材料软化。
其结果是塑料永久变薄，从而导致间隙增大和扭矩水平降低。可预见的最终结果就是我们在第1点提到的嘎嘎声。
这可以通过选择金属衬套来解决。钢背衬降低了塑性变形的风险，并提供了更高的承载能力
结论：不要在衬套材料上妥协
在指定或选择组件时，不要因为短期利益而牺牲使用寿命和卓越性能。
在所有应用中，PTFE衬套都远远优于塑料。对大部分的组件来讲，耐磨PTFE是一个伟大的全面材料。它是一种固体润滑剂，可以在潮湿的环境中使用，具有优异的耐化学性，并且是一种耐热性高的绝缘体。
圣戈班的工程师专家们在设计阶段确保您的应用具有最高水平的性能。你所有的努力都可能被廉价的衬套所破坏，所以从一开始就选择优质的衬套和配套部件。
我们的工程师将与您密切合作，确保每一个性能规格都是坚固可靠的，直到最后一个活塞环。请立即联系我们，讨论您定制的NORGLIDE®衬套。