二十一世纪,中国缝制机械在产量、种类、结构、功能、速度等方面已有飞速发展,但润滑造成缝料污染的问题却迟迟不能解决。如何有效嫁接航空航天等领域已成功的润滑技术,选择合适的固体润滑材料,并通过对缝制机械机构的适当调整保证正常高速缝纫前提下彻底消除缝料的污渍已成为目前缝制设备制造业正在实施的“无(微)油技术的主要内容。
和专业零部件厂家协作,对高速平缝机旋梭做无油化改进,将其内外导轨间覆盖或压嵌含耐磨固体润滑剂的高分子合金或工程塑料润滑层,达到不用精细机械加工和热处理即可获得较高的表面光洁度、强度;对高速平缝机针杆、挑线杆等部位作结构变更,采用局部密封润滑或使用含有固体润滑材料的运动副零件替代原先的老零件;取消原来供回油不平衡的泵油机构,以此将彻底消除缝制机械使用过程中润滑油对缝料的污染。
对各种无油旋梭装机做耐磨试验,在空载和缝速4500r.p.m条件下予设每运转5秒钟自动停机2秒。结果I氏旋梭运转不到2小时“高分子合金层”润滑功能失效、导致机器卡死,C氏旋梭却至今已连续运转超过一周无恙。无油旋梭导轨上的润滑层多采用胶状树脂为基体,其色泽、硬度无明显区别,但厚度、几何形状、附着力及其内含固体润滑材料在配方、粒度、密度、均匀度、耐高温性能上却有一定差异,正是这些因素才造成它们的不同耐磨性。
解决缝制机械对缝料污染的种种改善方案如火如荼,虽然目前为止还不那么完善但我们相信业内广大有识之士的努力将加速“无(微)油技术”在缝机上的成功应用和推广。目前大家的研究方向正确,方法可靠,只不过在机制专业和高分子专业的协作和知识复合上有待再加强。科技发展日新月异的今天,对技术人员来说已不能再“专业单一化”。本专业基础知识和基本功扎实的同时还要加强对其它边缘学科相关专业的新材料、新技术、新工艺的了解;不仅要努力向书本学习、更要认真向实践学习。实践中你会不断地发现你所研究对象的“新矛盾或缺陷”,然后通过对这些“矛盾”或“缺陷”逐一分析,运用广博的知识和扎实的基本功必将会收获意想不到的改善或创新成果。
润滑材料是润滑技术发展的核心,固体润滑材料的出现使《摩擦学》研究的内容和方法产生了“质”和“量”的飞跃。传统润滑材料是在摩擦界面上形成某种形式的流体和半流体压力油膜,靠低阻力的各层润滑膜间“层移”产生有效润滑;固体润滑材料则是依靠自身或其转移膜的低剪切特性而具有优良的抗磨和减摩性能。
固体润滑材料通常是用二硫化钼、石墨、硼砂或金、银、锡、铅、镁、铟等软金属及其混合物以超微细化(粒径为小于10微米的粉末)颗粒形式分散于经过精心选择的胶粘剂、金属、塑料等基体材料,并混合起来形成薄膜、涂敷层以水剂、油剂、脂剂或固态复合物整体的形式被应用。固体润滑材料高分子化学反应中,原子重新排列键合的空间一般都较原子尺寸大得多、处于非受限状态。如果原子的排列和键合是在一个有限的空间或环境,如纳米量级的片层中进行,因为小分子单体与片层间分子的物理相互作用而受到约束,被迫做某种方式和程度的排列,然后发生单体聚合,其拓扑结构既不可能受空间的完全复制,又不同于自由空间所得到的情况。
以固体润滑材料之÷的“二硫化钼”为例分析:显微组织为六方晶格、层状分布;分子式是“MoS2”,组成分子的钼(Mo)原子在内、硫(S)原子在外,二者组成相互结合紧密稳定的化学键;二硫化钼各分子之间则是其各自外层的同性硫(S)原子的接触,相互结合能力较弱。如果有N个分子层,其间就有(N-1)个具有低剪切特性、极易滑动的良好润滑界面。
这些被称为“自油工程塑料轴套”、“金属基固体自润滑轴承”、“高分子无油润滑环”以及“塑料导轨软带”之类的“高科技产品”真正的使用价值、性能如何?必须结合自己研究对象的特点做大量、反复的试验、分析和鉴别,不宜盲目地采用。
固体润滑国家重点实验室主任刘维民曾说:“摩擦,消耗一次能源的1/3,损失率占GDP值的2%”。由此足见采用新型固体润滑材料不仅可以解决缝制机械对缝料造成的油渍,而且对各类机电产品解决“摩擦消耗”问题更有重要的意义。