核主泵水潤滑復合材料推力軸承的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種水潤滑復合材料推力軸承，特別是一種核主栗水潤滑復合材料推力軸承。產品主要適用于核電站核島一回路系統在核輻射工況環境驅動冷卻劑的循環栗(核主栗)用軸承，還用于各種承受推力的旋轉機械支撐部位，如水電機組、水栗、減速機等領域，也適用于油潤滑，特別是高溫、高速使用工況。
【背景技術】
[0002]目前，核電站核島一回路冷卻劑循環栗(簡稱核主栗)是核電站的關鍵設備，核主栗對整個核電站的運行和安全起著至關重要的作用，而核主栗軸承是保證循環栗安全可靠穩定運行的關鍵部件。
[0003]國內外核電站小容量發電機組配置核主栗軸承是采用石墨材料制造的水潤滑推力軸承，其結構為石墨板放置在扇形鋼瓦基的夾槽中，兩側面用擋板固定。由于石墨材料屬脆性材料，抗沖擊性能較差，在較大沖擊載荷和交變載荷工況下，瓦塊易發生破碎，安全可靠性差，不適應大功率核主栗長期安全運行。另外，由于石墨軸承材料脆，順應性不好，對整套軸承和單瓦面上受力不均狀況不能自身調整，易造成偏載狀況。
[0004]二是金屬板與工程塑料板采用機械組合結構制造的水潤滑推力軸承。該結構是通過設在鋼瓦塊平面上的夾槽安裝定位，采用螺釘緊固，由于這種結構是由多層結構拼合安裝而成，所用緊固螺釘，軸承在長期運行過程中存在松動、脫落和連接不穩定等缺陷，增加事故點，所以對核主栗運行帶來安全隱患。
[0005]現今，核電逐步向大容量發電機組發展，現有技術已不適應大功率核主栗的使用要求，核主栗軸承已成為發展大容量核電裝備制造中的瓶頸。因此，亟待需要解決為大功率核主栗提供一種抗核輻射并適應水潤滑、安全可靠的推力軸承。
【發明內容】
[0006]根據上述提出的現有技術中石墨板抗沖擊性能差，不適應大功率核主栗的使用要求，金屬板與工程塑料板拼合所需的緊固螺釘易脫落的技術問題，而提供一種由具有良好韌性特種工程塑料與不銹鋼瓦基完全成為一體結構的新型推力軸承瓦塊，由多塊扇形或圓形瓦塊組成的圓環，形成核主栗水潤滑復合材料推力軸承。
[0007]本發明采用的技術手段如下:
[0008]一種核主栗水潤滑復合材料推力軸承，包括不銹鋼瓦基和工程塑料層，所述不銹鋼瓦基具有連接所述工程塑料層的凹凸面，所述凹凸面與所述工程塑料層之間通過熱塑模壓復合成型，所述凹凸面的面積與所述凹凸面在所述不銹鋼瓦基上的正投影面積之間的比值為1.2-2。通過上述設置來增加所述不銹鋼瓦基的表面積，提高所述不銹鋼瓦基與所述工程塑料層的結合強度，所述凹凸面的面積指的是所述凹凸面的表面積。
[0009]所述凹凸面分別位于所述不銹鋼瓦基上表面和所述不銹鋼瓦基下表面，位于所述不銹鋼瓦基上表面的凹凸面上的工程塑料層的厚度為2-15mm，位于所述不銹鋼瓦基的下表面的凹凸面上的工程塑料層的厚度為0.5-5mm。
[0010]所述凹凸面位于所述不銹鋼瓦基的上表面，所述工程塑料層的厚度為2-15mm。
[0011]所述凹凸面的凸面具有粗糙面。所述粗糙面通過以下處理方法得到，處理方法包括以下三種或以下三種方法的組合:
[0012](I)采用滾花輪進行滾壓花處理，滾花節距約0.3-1.5mm ;
[0013](2)采用機械加工形成寬度0.5-1.5mm，深度0.2-0.8mm縱橫交錯溝槽或加工成30° -90°，深0.2-0.8mm的縱橫交錯溝槽；
[0014](3)采用表面噴砂等粗化處理。
[0015]所述不銹鋼瓦基呈扇形或圓形，所述凹凸面的凹面由多條環形凹槽組成，所述環形凹槽的形狀與所述不銹鋼瓦基的外緣相匹配，多條所述環形凹槽等間距排列，相鄰所述環形凹槽之間的距離為6-10mm，所述環形凹槽的凹槽口的寬度為4_12mm，所述環形凹槽的凹槽底的寬度比所述環形凹槽的凹槽口的寬度大0.5-1_，所述環形凹槽的深度為1-5_。
[0016]所述不銹鋼瓦基呈扇形或圓形，所述凹凸面的凹面由多條橫向凹槽和多條縱向凹槽組成，所述多條橫向凹槽等間距排列，相鄰所述橫向凹槽之間的間距為6-10mm，所述橫向凹槽的凹槽口的寬度為4-12mm，所述橫向凹槽的凹槽底的寬度比所述橫向凹槽的凹槽口的寬度大0.5-lmm，所述橫向凹槽的深度為l_5mm，所述多條縱向凹槽等間距排列，相鄰所述縱向凹槽之間的間距為6-10mm，所述縱向凹槽的凹槽口的寬度為4_12mm，所述縱向凹槽的凹槽底的寬度比所述縱向凹槽的凹槽口的寬度大0.5-lmm，所述縱向凹槽的深度為l_5mm。
[0017]所述不銹鋼瓦基呈扇形，所述凹凸面的凹面由多條弧形凹槽組成，所述弧形凹槽的形狀與所述扇形的弧相匹配，多條所述弧形凹槽沿所述扇形的半徑方向等間距排列，相鄰所述弧形凹槽之間的間距為6-10mm，所述弧形凹槽的凹槽口的寬度為4_12mm，所述弧形凹槽的凹槽底的寬度比所述弧形凹槽的凹槽口的寬度大0.5-1_，所述弧形凹槽的深度為l-5mm0
[0018]所述不銹鋼瓦基呈扇形或圓形，所述凹凸面的凹面由多個有序排列的盲孔組成，相鄰所述盲孔之間的距離為6-10mm，所述盲孔的盲孔口直徑為4_10mm，所述盲孔的孔底的直徑比所述盲孔的盲孔口直徑大0.5-lmm，所述盲孔的深度為l_5mm。所述有序排列指的是所述盲孔可排列成正方形、長方形、菱形、三角形或矩陣等形式。
[0019]所述工程塑料層為單層工程塑料層或復合工程塑料層，所述復合工程塑料層包括改性層和非改性層，所述改性層通過所述非改性層與所述凹凸面連接，所述單層工程塑料層的材質為改性聚醚醚酮粉料或改性聚醚砜酮粉料，所述改性層的材質為改性聚醚醚酮粉料或改性聚醚砜酮粉料，所述非改性層的材質為純樹脂粉料。
[0020]所述純樹脂粉料，指的是未改性聚醚醚酮粉料或者未改性的聚醚砜酮粉料。如果所述改性層的材質為改性聚醚醚酮粉料，所述純樹脂粉料為純聚醚醚酮粉料；如果所述改性層的材質為改性聚醚砜酮粉料，所述純樹脂粉料為聚醚砜酮粉料。
[0021]所述改性層厚度為所述復合工程塑料層厚度的2/3_4/5。
[0022]由于改性后粘結性能下降，因此在所述不銹鋼瓦基與所述改性層之間加一層所述非改性層，提高其粘結性。
[0023]所述凹凸面與所述工程塑料層之間通過所述凹凸面的凹面和凸面，以及所述粗糙面和所述工程塑料層熔融后特有的粘結性相結合，形成可靠物理連接為一體的復合材料推力軸承。
[0024]位于所述不銹鋼瓦基的上表面的所述工程塑料層為所述推力軸承的工作表面摩擦層，位于所述不銹鋼瓦基的下表面的所述工程塑料層為所述推力軸承的阻熱層。
[0025]所述熱塑模壓復合成型具有如下步驟:
[0026](I)熱塑模壓模具材質采用耐熱不銹鋼制作，所述模具凹模型腔形狀及尺寸，依據所述不銹鋼瓦基的毛坯外緣幾何形狀及尺寸進行設計、加工與配合，并設有排氣流道；
[0027](2)所述改性聚醚醚酮樹脂粉料或所述改性聚醚砜酮樹脂粉料，模壓前需在120°C環境下干燥8小時以上，當所述工程塑料層為復合工程塑料層時，需按同樣干燥條件再干燥一定量未改性的純樹脂粉料；
[0028](3)將所述不銹鋼瓦基放入所述模具凹模中；
[0029](4)當所述工程塑料層為復合工程塑料層時，所述復合工程塑料層的厚度，其中2/3-4/5厚度為所述改性聚醚醚酮樹脂粉料或所述改性聚醚砜酮樹脂粉料，1/5-1/3厚度為純樹脂粉料。根據不同厚度計算、稱重用料量，先將純樹脂粉料均勻裝入凹模型