一、船舶海洋关系国计民生,经济命脉
以尼龙玻纤、碳纤等工程塑料在船舶上主要用作各种结构零部件和传动零部件,它们均具有免维护、免润滑、抗海水、化学品、耐腐蚀的特性并且坚固可靠。与传统的钢制材料相比工程塑料性能更强、自重更轻、价格更便宜。元件甚至可以在高温和恶劣的环境下保持高性能运行,如轴承、螺旋桨、活塞环、齿轮、滑轮、手柄、罩壳等。
船用螺旋桨主要采用玻璃纤维增强尼龙制造,可用于游艇、救生艇、拖轮等船舶上。玻璃纤维增强尼龙螺旋桨叶片为双曲面,采用长度为8mm左右的高强度玻璃纤维、为提高材料的结晶性,在物料中通常加入0.5%-1.0%的成型剂,以提高机械强度、耐磨性、硬度和减少表面粗糙度,降低吸水性、翘曲变形。在成型后,制品应进行热后处理,以减少内应力,提高结晶度,稳定结晶结构。改性尼龙螺旋桨耐磨性和耐腐蚀性好,生产工艺简便,可节约大量的铜等有色金属,质量轻,可提高船舶航速,其推力比铸铁大20%,成本仅为铜的1/5,但改性尼龙螺旋桨的耐热性较低,仅为100℃,且易产生弹性变形。(虽然海水中并不存在超过100度的极端情况。)目前TPM3D等成熟SLS尼龙材料3D打印制造商的产品均能克服耐热性不好的缺点。
船舶艉轴承,以前主要采用铁梨木,铂合金等材料,铁梨木轴承用水润滑,铂合金艉轴承用油润滑。它们制造工艺复杂,周期长,成本高。采用塑料艉轴承,可以有效地弥补上述艉轴承的不足,通常选用改性尼龙、ABS等工程塑料作为基材。还有船用辅机轴承,以前大都采用铜合金材料,用铜量大,使用中容易咬死或导致轴颈磨损。采用工程塑料轴承,不仅可以节省大量有色金属,而且耐磨损性和润滑性优良,运转中噪声小,即使工程塑料轴承烧坏,也不会影响轴颈。水泵轴承船用辅机水泵轴承原采用铜背浇铅材料,制造工艺复杂,安装也不方便,现采用改性尼龙材料,简化了制造工艺,延长了使用寿命,另外,海谈水泵的工作温度不高,可以方便地采用水来冷却润滑,有利于工程塑料轴承的使用。水密门梢轴衬套水密门梢轴衬套原采用铜合金材料,制造时需将铜棒经多道机械加工工序,现采用尼龙6等制得,提高了生产效率,并节约了有色金属。舵轴承包括舵杆上下轴承和舵托止推轴承,均可采用尼龙材料。舵的转动速度较慢,载荷也不是很大,采用尼龙就可以取得很好效果。
四、齿轮
在船舶上使用的塑料齿轮可由多种工程塑料制造,目前主要有尼龙6、尼龙12、尼龙66、玻璃纤维增强尼龙、聚碳酸酯、ABS等。它们具有较高的刚性和疲劳强度,耐磨性和耐热性好,摩擦因数低,成型简便,因此得到了广泛应用。
五、罩壳
在船舶上使用的塑料罩壳,通常均用各种增强工程塑料,如玻璃纤维增强尼龙6、玻璃纤维增强尼龙66、玻璃纤维增强聚甲醛等制成。以代替各种钢板、铸铁、铝合金等金属材料,其特点是质量轻、耐腐蚀性好,生产效率高。
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