簡述設(shè)計(jì)石墨零部件應(yīng)注意的問題
簡述設(shè)計(jì)石墨零部件應(yīng)注意的問題
碳石墨制品具有良好的機(jī)械加工性能，可以任意加工成任何形狀的制品。不過以相同形狀和一樣尺寸的石墨零件簡單的代替金屬零件，很多情況下不能保證機(jī)械零件的可靠性及使用性。
碳石墨制品具有良好的機(jī)械加工性能，可以任意加工成任何形狀的制品。不過以相同形狀和一樣尺寸的石墨零件簡單的代替金屬零件，很多情況下不能保證機(jī)械零件的可靠性及使用性。
對(duì)于碳石墨材料的使用，設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮石墨材料的特點(diǎn)，特別要注意它是脆性材料，其破壞之前基本沒有塑性變形。石墨材料的破壞變形是在彈性范圍之內(nèi)，不超過1%。和所有脆性材料一樣，石墨材料對(duì)于任何一個(gè)應(yīng)力集中點(diǎn)，比如對(duì)于表面上的易破損處、銳邊，突然改變的橫斷面，溝槽和孔眼，都是很敏感的。在零件的上述部位，其強(qiáng)度僅為材料的極限強(qiáng)度的幾分之一。
在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該注意石墨材料的極限強(qiáng)度差異很大，應(yīng)力集中點(diǎn)，表面易破損處、材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不均勻性，大氣孔以及微細(xì)裂紋等因素對(duì)制品強(qiáng)度的影響。所以碳石墨零部件只能在受壓及個(gè)別受彎曲負(fù)荷不大的條件下應(yīng)用。受拉力作用的情況下，不允許使用碳石墨零件，受剪切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力很大時(shí)，也不推薦使用碳石墨材料制成的石墨零件。
在設(shè)計(jì)碳石墨材料零件時(shí)還要注意摩擦面上承受的計(jì)算單位壓力一定要低于碳石墨材料所容許的單位壓力，因?yàn)闄C(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候可能產(chǎn)生位移或歪斜，從而使零件的實(shí)際壓力高于計(jì)算的壓力。
碳石墨零件在外形設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量簡化，而且不適宜帶有應(yīng)力集中點(diǎn)。必須對(duì)于棱角處的倒角及截面突變處的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行研究。不應(yīng)將碳石墨零件設(shè)計(jì)成薄壁的，其壁厚和直徑的比例不應(yīng)過小。
碳石墨材料的線膨脹系數(shù)大大低于金屬的線膨脹系數(shù)，需要特別注意研究將碳石墨零件禁錮于金屬部件之內(nèi)的方法。任何裝開口銷、銷釘，固定螺釘?shù)目准奥菁y，鍵槽等，都可能使碳石墨零件在工作過程中受到破壞。由于金屬和碳石墨的線膨脹系數(shù)不同會(huì)造成箍緊力減弱，或者因?yàn)榻饘佥S熱膨脹過大，使轉(zhuǎn)軸與碳石墨軸承之間的間隙消失，或者由于套圈膨脹過大而使它與碳石墨之間產(chǎn)生間隙，結(jié)果造成滑動(dòng)不在石墨軸承與轉(zhuǎn)軸之間進(jìn)行，而是在石墨軸承與金屬外套之間進(jìn)行。所以在高溫下工作的碳石墨軸承，采用加熱嵌裝法時(shí)，其預(yù)熱的溫度一定要高于軸承的可能工作溫度，即預(yù)箍緊力要大。
在工作中，為了防止因溫度改變而使組合件發(fā)生位移，完全可以用膠糊或者漆將石墨零件粘接于金屬部件上。為了保證碳石墨組合件的工作能力，一定注意正確選擇配合間隙。針對(duì)于不同用途的零件選擇合適的配合間隙。
摩擦面的質(zhì)量狀況對(duì)于保證組合件的工作效果也很重要。主要在于與石墨相接觸的金屬零件的材質(zhì)和表面加工質(zhì)量。摩擦副材料選擇得當(dāng)，組合件的結(jié)構(gòu)和摩擦面加工的正確，磨合情況也良好，才能保證碳石墨零件長期可靠的使用。
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