平面闸门支承滑道材料的认识

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1、平面闸门支承滑道材料的认识陈启丙关键词：压缩变形量、回弹一致性、轨道保护、润滑稳定性水工平面低、中、高水头闸门支承滑道的材料、结构型式是近十几年来行业内、外普遍关心和着力探索解决的问题，最近，将盛行一时的“油尼龙滑块”在基本淘汰的同时，武汉水电大学推出了铜基钉板注入固体润滑剂的自润滑支承滑道和大连三环公司推出的铜基打孔注入固体润滑剂的自润滑支承滑道。一、对铜基钉板（铜基打孔）的认识：3这两种滑道的结构机理基本相同，有待进一步证实的问题也基本一致。由于在铜合金板上制钉或打孔，均会降低整体铜合金板的抗压强度，制“钉”或“孔”后，增加了滑道工作面受线载荷产生的边

2、界蠕变量。若滑道受线载荷变形量，在铜基钉板和打孔工作面的弹性变形量以内，要实现自润滑就必然要求固体润滑剂的弹性变形量恰好与钉或孔型滑道工作面金属弹性变形量一致，否则在动水首次下闸时，高出铜基的固体润滑剂一般会被主轨接头铲掉。由于线载荷是逐步加大的，铜基与固体润滑剂压缩量一致，因此，在此过程中滑道工作面是有润滑效果的。而当动水启门时，由于滑道所受线载荷逐步降低，金属产生回复弹性变形，此过程中固体润滑剂并不随滑道工作面线载荷的降低随金属回复而溢出“钉”或“孔”，滑道工作面将得不到润滑条件。在此过程中，滑道工作面摩擦系数只能得到金属的摩擦系数，依此往复则难以确保

3、启闭机的安全运行。另有观点是随滑道工作面摩擦磨损的同时固体润滑剂溢出产生润滑功能，此观点是忽略了滑道金属工作面的压缩变形量始终大于（或应该大于）其摩擦磨损量，否则不堪设想。因此，在金属表面制“钉”或打“孔”制造水工平面闸门支承滑道时，应调整固体润滑剂的弹性变形指标，使其与相应金属弹性变形的指标一致，再一是进一步提高滑道的抗压强度（最好大于80kN/cm）。因为当门叶或主轨在安装出现误差或运行振动变形造成四个滑道支承的平面误差，则对单个滑道则有可能出现线载荷成倍上升的情况，若出现上述情况，容易给闸门的启闭造成艰难。再一是采用非金属支承滑块的重要目的是要保护主

4、轨轨面，原因是主轨不可更换，可更换的必须是支承滑块。因此，金属滑块对于主轨表面的不锈钢保护是非常不利的，若将这种滑块应用于水流条件比较恶劣的水工闸门上，应作进一步的专项全面实验得出可靠的结论。二、四氟增强NL150材料的认识增强四氟NL150型支承滑道板材由我厂与化工部晨光化工研究院共同研制开发的。是在成勘院与晨光院共同开发的填充四氟支承滑道块的基础上，经试验筛选出。以尼龙66、玻璃纤维为主材料，混入超细聚四氟乙烯（PTFE）经注塑工艺制得的板材，它与油尼龙的区别在于：1．工艺油尼龙（也称工程塑料）板材的生产工艺是无润滑剂填充无压浇注、成型后为消除胚态板材

5、的内聚应力（防止加工变形），将其放入100℃左右的锂基脂热油中作消除应力的热处理，约1小时后将其取出进行加工至外形要求尺寸，加工后滑块上并无油的成份。因此，过去的油尼龙是无油的浇注尼龙；2．测试指标：关于报导的摩擦系数和压缩强度、时间效应均不很符实。又没有磨耗实验后的摩擦系数值，压缩指标没有蠕变值等等，待采用后，在运行中原形观测时才发现与报导测试值的指标相差较大，对工程造成一定的危害。这点在<<金属结构>>2001第3期中江苏院的王煦的文章及其研究院所做的实验已谈得很透彻。油尼龙之所以能盛行，一是采用者对情况不甚了解，二是由于生产油尼龙厂家的推销渠道和经营

6、机制的先进。3．老化问题按原兵器工业部在全国有代表性的五个气候区所做的工程塑料自然老化实验报告的结论，凡未经改性的工程塑料其自然老化期仅为五年，而不是如李3教授按闸门正常运行轨道对滑块的磨耗量20年或更多推算的。增强四氟NL150是采用尼龙66作基材、加入玻璃纤维和聚四氟乙烯超细粉以及其它硅质固体润滑和防老剂，由大于2000KN的注塑力注塑成型的板材或棒、园筒的材料、其比重为1.37－1.40（油尼龙小于1.15）增强四氟NL150材料的压缩强度大于140Mpa（油尼龙为60Mpa）。球铰滑块其抗压强度大于175Mpa。若有特殊要求摩擦系数极低，可将压缩强

7、度降到100－120Mpa，则摩擦系数在模拟测试的条件和线压强在40kN以上时可达0.03左右，且关键是其摩擦系数在清水甚至浑水中运行，在磨耗过程中摩擦系数波动值仅有0.01（其它滑道均达不到）。由于该材料加入了聚四氟乙烯、玻璃纤维和硅质固体润滑剂。因此，其在提高压缩强度的同时必然减小了蠕变量。由于是高温（270℃）注塑（“油尼龙”不到120℃）其热变形的温度是185℃，因此，有相当准确的加工指标（0.03mm），并且老化的周期可延至大于15年。增强四氟NL150材料做滑道的测试数据是在西北院金结室三位高工现场监督、成勘院科研所三位高工记录的条件下得出的数

8、据。该材料滑道99年通过了省级鉴定，并已颁发国家级新产品证书。增强