一種具有新型摩擦副的橋梁支座制造技術(shù)

一種具有新型摩擦副橋梁支座，在橋梁支座的轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)面成型減摩耐磨耐蝕陶瓷材料，該材料與非金屬滑板構(gòu)成橋梁支座的新型摩擦副。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種具有新型摩擦副的橋梁支座
本專利技術(shù)涉及橋梁工程
，是一種具有新型摩擦副橋梁支座。
技術(shù)介紹
作為“橋梁關(guān)節(jié)”的橋梁支座已經(jīng)在公路、鐵路等橋梁工程中大規(guī)模使用。摩擦副作為支座的核心部件，能夠?qū)崿F(xiàn)支座的滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)功能。因此要求摩擦副必須具備低摩擦系數(shù)、高耐磨性能、優(yōu)異的耐蝕性能。目前橋梁支座中使用的摩擦副是由不銹鋼板或鍍硬鉻與聚四氟乙烯或超高分子量聚乙烯滑板構(gòu)成。不銹鋼滑板成型過(guò)程包含下料、成型、焊接甚至打磨等工序，根據(jù)成型尺寸不同要制造不同的模具，成型大尺寸不銹鋼時(shí)需要專用大型成型設(shè)備，成型工藝復(fù)雜、難度大、成型效率低。支座滑動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)面鍍鉻時(shí)，鍍鉻過(guò)程中使用的電解液是由劇毒的鉻酐配置，在鍍鉻過(guò)程中有2/3的鉻酐消耗在廢水或廢氣中，大量的廢水和廢氣對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)提供一種具有新型摩擦副橋梁支座，在橋梁支座的轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)面成型減摩耐磨耐蝕陶瓷材料，該材料與非金屬滑板構(gòu)成橋梁支座的新型摩擦副。為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，所采用的技術(shù)方案是：一種具有新型摩擦副橋梁支座，設(shè)有支座主體，在支座主體內(nèi)設(shè)有摩擦副，所述摩擦副是由減摩耐磨耐蝕陶瓷層與非金屬滑板相互貼合構(gòu)成。本專利技術(shù)所述的減摩耐磨耐蝕陶瓷層由氧化鋁、氧化鈦、二氧化硅以及摩擦性能調(diào)節(jié)劑組成，其重量百分比為氧化鋁Al2O340~80wt%、氧化鈦TiO23~40wt%、二氧化硅SiO24~10wt%、摩擦性能調(diào)節(jié)劑13~17wt%。本專利技術(shù)所述的摩擦性能調(diào)劑為二硫化鉬、石墨、石墨烯、納米銅粉中的任意兩種或兩種以上的組合。本專利技術(shù)所述的減摩耐磨耐蝕陶瓷層厚度為0.01~2毫米。本專利技術(shù)所述的減摩耐磨耐蝕陶瓷層主要用于支座的平面摩擦副、曲面摩擦副和導(dǎo)向摩擦副。本專利技術(shù)所述的減摩耐磨耐蝕陶瓷層采用熱噴涂的成型方式，熱噴涂方式包括等離子噴涂、超音速火焰噴涂和熱熔敷噴涂。本專利技術(shù)所述的非金屬滑板的材質(zhì)為熱塑性聚合物材料，其包括聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯、尼龍、聚甲醛或聚酯的其中一種或一種以上組合而成，通過(guò)向熱塑性聚合物材料添加有機(jī)或無(wú)機(jī)改性填料進(jìn)行改性獲得非金屬滑板。本專利技術(shù)所述在支座主體主要是指支座的上座板、中座板、下座板，其材料主要是碳鋼或鑄鋼。本專利技術(shù)所述的減摩耐磨耐蝕陶瓷層與非金屬滑板之間加設(shè)硅脂。本專利技術(shù)有益效果是：本專利技術(shù)采用的熱噴涂方式制備減摩耐磨耐蝕陶瓷層與非金屬滑板構(gòu)成新型摩擦副，代替目前橋梁支座上所用的不銹鋼或鍍鉻與非金屬滑板構(gòu)成的摩擦副，具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）成型工藝簡(jiǎn)單、成型效率高；采用熱噴涂成型減摩耐磨耐蝕陶瓷層只需要對(duì)工件進(jìn)行預(yù)處理，然后直接進(jìn)行熱噴涂成型，工藝簡(jiǎn)單，效率高，并且在熱噴涂過(guò)程中無(wú)污染；而目前采用焊接不銹鋼需要經(jīng)過(guò)下料、成型、焊接，尤其是大尺寸不銹鋼成型時(shí)，需要對(duì)不銹鋼板焊接來(lái)保證滑板尺寸，然后對(duì)焊縫打磨，再成型、焊接，工序多且工藝復(fù)雜，成型效率低。采用熱噴涂成型減摩耐磨耐蝕陶瓷層解決了目前不銹鋼成型工藝復(fù)雜、大尺寸成型困難、效率低和鍍鉻對(duì)環(huán)境嚴(yán)重污染的問(wèn)題。（2）摩擦系數(shù)低：減摩耐磨耐蝕陶瓷層與非金屬滑板組成的摩擦副具有摩擦系數(shù)低的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)支座的轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)功能。（3）高耐磨性能：減摩耐磨耐蝕陶瓷層的硬度遠(yuǎn)高于不銹鋼的硬度，使得陶瓷層的耐磨性能相對(duì)于不銹鋼滑板的耐磨性能有了極大的提高。（4）優(yōu)異的耐蝕性能：減摩耐磨耐蝕陶瓷層的主要成分無(wú)機(jī)氧化物，采用多種無(wú)機(jī)氧化物復(fù)合而成，能夠提高陶瓷層的韌性，降低陶瓷層的孔隙率，增大陶瓷層的密實(shí)度，加以無(wú)機(jī)氧化物的不腐蝕特性保證了陶瓷層極佳的耐蝕性能；而不銹鋼在成型時(shí)尤其是大尺寸不銹鋼要進(jìn)行焊接、打磨等工序，這些工序?qū)⒉讳P鋼表面的耐蝕層破壞，降低了不銹鋼的耐蝕性能。（5）環(huán)境友好性：減摩耐磨耐蝕陶瓷層在成型時(shí)對(duì)環(huán)境無(wú)污染，而采用鍍鉻成型時(shí)，電解液產(chǎn)生的廢水、廢氣等對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。附圖說(shuō)明圖1為球型支座的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖中：1上座板，2、平面新型摩擦副，3、中座板，4、曲面新型摩擦副，5、下座板，6、導(dǎo)向摩擦副。具體實(shí)施方式結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)加以說(shuō)明；實(shí)施例1減摩耐磨耐蝕陶瓷層由氧化鋁Al2O3含量為80%,二氧化鈦TiO2含量3%、二氧化硅SiO2含量4%、二硫化鉬MoS2含量10%、石墨C含量3%制成。利用等離子噴涂方法在支座上座板1滑動(dòng)平面、中座板3轉(zhuǎn)動(dòng)曲面上及導(dǎo)向結(jié)構(gòu)6成型陶瓷層，陶瓷層厚度0.5mm。上座板1的陶瓷層與改性超高分子量聚乙烯構(gòu)成平面新型摩擦副2、中座板3上的陶瓷層與改性超高分子量聚乙烯滑板構(gòu)成曲面新型摩擦副4、導(dǎo)向結(jié)構(gòu)與改性超高分子量聚乙烯滑板構(gòu)成導(dǎo)向摩擦副6。經(jīng)測(cè)試，本實(shí)施例中的減摩耐磨耐蝕陶瓷層在成型時(shí)直接在成型位置熱噴涂，設(shè)備和工藝簡(jiǎn)單，一次成型。減摩耐磨耐蝕陶瓷層表面硬度平均值1150HV，與支座主體的結(jié)合強(qiáng)度大于60MPa；陶瓷層的孔隙率為小于6%；在硅脂潤(rùn)滑條件下與超高分子聚乙烯的摩擦系數(shù)為0.007；支座轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)力矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)值，具有轉(zhuǎn)動(dòng)靈活的特性；試驗(yàn)后減摩耐磨耐蝕陶瓷層表面無(wú)明顯的摩擦痕跡。實(shí)施例2減摩耐磨耐蝕陶瓷層由氧化鋁Al2O3含量為65%,二氧化鈦TiO2含量13%、二氧化硅SiO2含量5%、納米銅粉Cu含量10%、石墨C含量7%制成。利用等離子噴涂方法噴涂到支座上座板1滑動(dòng)平面和中座板3轉(zhuǎn)動(dòng)曲面上，涂層厚度1mm。上座板1的陶瓷層與聚四氟乙烯滑板構(gòu)成平面新型摩擦副2、中座板3上的陶瓷層與聚四氟乙烯滑板構(gòu)成曲面新型摩擦副4、導(dǎo)向結(jié)構(gòu)與聚四氟乙烯滑板構(gòu)成導(dǎo)向摩擦副6。經(jīng)測(cè)試，本實(shí)施例中的減摩耐磨耐蝕陶瓷層在成型時(shí)直接在成型位置熱噴涂，設(shè)備和工藝簡(jiǎn)單，一次成型。減摩耐磨耐蝕陶瓷層表面硬度平均值1030HV，與支座主體的結(jié)合強(qiáng)度大于70MPa；陶瓷層的孔隙率為小于5%；在硅脂潤(rùn)滑條件下與聚四氟乙烯滑板的摩擦系數(shù)為0.008；支座轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)力矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)值，具有轉(zhuǎn)動(dòng)靈活的特性；試驗(yàn)后減摩耐磨耐蝕陶瓷層表面無(wú)明顯的摩擦痕跡。實(shí)施例3減摩耐磨耐蝕陶瓷層由氧化鋁Al2O3含量為50%,二氧化鈦TiO2含量25%、二氧化硅SiO2含量10%、二硫化鉬5%、石墨烯含量5%、納米銅粉含量5%制成。利用等離子噴涂方法噴涂到支座上座板1滑動(dòng)平面和中座板3轉(zhuǎn)動(dòng)曲面上，涂層厚度1.2mm。上座板1的陶瓷層與聚四氟乙烯滑板構(gòu)成平面新型摩擦副2、中座板3上的陶瓷層與聚四氟乙烯滑板構(gòu)成曲面新型摩擦副4、導(dǎo)向結(jié)構(gòu)與聚四氟乙烯滑板構(gòu)成導(dǎo)向摩擦副6。經(jīng)測(cè)試，本實(shí)施例中的減摩耐磨耐蝕陶瓷層在成型時(shí)直接在成型位置熱噴涂，設(shè)備和工藝簡(jiǎn)單，一次成型。減摩耐磨耐蝕陶瓷層表面硬度平均值980HV，與支座主體的結(jié)合強(qiáng)度大于75MPa；陶瓷層的孔隙率為小于4%；在干摩擦條件下與聚四氟乙烯滑板的摩擦系數(shù)為0.008；支座轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)力矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)值，具有轉(zhuǎn)動(dòng)靈活的特性；試驗(yàn)后減摩耐磨耐蝕陶瓷層表面無(wú)明顯的摩擦痕跡。實(shí)施例4減摩耐磨耐蝕陶瓷層由氧化鋁Al2O3含量為45%,二氧化鈦TiO2含量30%、二氧化硅SiO2含量10%、納米銅粉7%、石墨烯8%制成。利用等離子噴涂方法噴涂到支座上座板1滑動(dòng)平面和中座板3轉(zhuǎn)動(dòng)曲面上，涂層厚度2mm。上座板1上的陶瓷層與改性超高分子量聚乙烯滑板構(gòu)成平面新型摩擦副2、中座板3上的陶瓷層與聚四氟乙烯滑板構(gòu)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種具有新型摩擦副橋梁支座，設(shè)有支座主體，在支座主體內(nèi)設(shè)有摩擦副，其特征在于：所述摩擦副是由減摩耐磨耐蝕陶瓷層與非金屬滑板相互貼合構(gòu)成。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種具有新型摩擦副橋梁支座，設(shè)有支座主體，在支座主體內(nèi)設(shè)有摩擦副，其特征在于：所述摩擦副是由減摩耐磨耐蝕陶瓷層與非金屬滑板相互貼合構(gòu)成。2.如權(quán)利要求1所述的一種具有新型摩擦副橋梁支座，其特征在于：所述的減摩耐磨耐蝕陶瓷層由氧化鋁、氧化鈦、二氧化硅以及摩擦性能調(diào)節(jié)劑組成，其重量百分比為氧化鋁Al2O340~80wt%、氧化鈦TiO23~40wt%、二氧化硅SiO24~10wt%、摩擦性能調(diào)節(jié)劑13~17wt%。3.如權(quán)利要求1所述的一種具有新型摩擦副橋梁支座，其特征在于：所述的摩擦性能調(diào)劑為二硫化鉬、石墨、石墨烯、納米銅粉中的任意兩種或兩種以上的組合。4.如權(quán)利要求1所述的一種具有新型摩擦副橋梁支座，其特征在于：所述的減摩耐磨耐蝕陶瓷層厚度為0.01~2毫...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張永兆，姜文英，曹翁愷，仝延鋒，顧海龍，宋建平，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：洛陽(yáng)雙瑞特種裝備有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：河南,41