它适用于低速、轻载和无冲击载荷的情况下,常用的材料是HT15-33、HT20-40 2、 铜基轴承合金
它的主要成分是铜,常用的有磷锡青铜(ZQSn10-1)和铝青铜(ZQAC9-4)。磷锡青铜是一种很好的减磨材料,机械强度也较高,适用于中速、重载、高温及有冲击载荷的条件下工作。铝青铜有良好的抗胶合性、减磨性和耐蚀性,更适合滑动轴承的装配工艺
王军民
摘要
主题词滑动轴承的种类、特点及使用的范围要求,轴承合金的浇铸制作要求及其方法,滑动轴承装配要求、技术及其注意事项。
主题词:滑动轴承 轴承合金 装配工艺
目的:进一步了解掌握滑动轴承的特点及其安装工艺要求。
滑动轴承的装配工艺
一、滑动轴承的材料
滑动轴承的轴承衬与轴颈直接接触,为了保证滑动轴承的良好工作性能,除必须具有适当的润滑措施外,轴承的材料性能还应满足以下一些要求:(1)要有足够的强度和塑性,使轴承衬既能承受一定的工作压力,又使它与轴颈之间的压力分布均匀;(2)有良好的跑合性、减磨性和耐磨性,从而来延长轴承衬的使用寿命;(3)润滑及散热性能好;有良好的工艺技能。
四、轴承衬材料的种类及用途 1、 灰铸铁
它适用于低速、轻载和无冲击载荷的情况下,常用的材料是HT15-33、HT20-40 2、 铜基轴承合金
它的主要成分是铜,常用的有磷锡青铜(ZQSn10-1)和铝青铜(ZQAC9-4)。磷锡青铜是一种很好的减磨材料,机械强度也较高,适用于中速、重载、高温及有冲击载荷的条件下工作。铝青铜有良好的抗胶合性、减磨性和耐蚀性,更适合在蒸汽和海水条件下工作。 3、 含油轴承
它是采用青铜、铸铁粉末,加以适量的石墨粉压制成型后,经高温烧结而成的多孔性材料,然后再把它在120℃的润滑油内浸透,取出后冷至常温,油就会储存在轴承孔隙中。当轴颈在轴承中旋转时,产生轴吸作用和摩擦热,油膨胀而挤入摩擦表面进行润滑;轴停止运转后,油也因冷却而渗入轴承孔隙中。含
油轴承价格低廉,还能节约有金属,但是性能脆,不宜承受冲击载荷,常用于低速或中速、轻载、不便润滑的场合。如另加润滑措施,也可代替铜轴衬在重载和高速下工作。 4、 尼龙轴承
常用的有尼龙6、尼龙66和尼龙100。尼龙轴承跑合性好、磨损后的碎屑软而不伤轴颈,抗腐蚀性好、可用水或其它液体润滑等优点,但是导热性差、吸水后会膨胀。
5、 轴承合金(巴氏合金)
它是锡、铅、铜、锑等的合金。轴承合金具有很好的减磨性和耐磨性,但是强度低,不能单独制成轴瓦,通常将它浇铸在青铜、
铸铁、钢等轴瓦基体上。常用的有两种,即:锡基轴承合金(ZChSnSb11-6),主要成分是锡。铅基轴承合金(ZChPbSb16-16-2、ZChPbSb15-5)其主要成分是铅。锡基的机械性能和抗腐蚀性比铅基好、但价格较贵,常用于重载、高速和温度低于110℃的重要轴承,如汽轮机、大型电机、内燃机和高速车床。 6、 三层复合轴承材料
三层复合轴承材料是以钢板为基体,以钢粉为中间层,以塑料为摩擦表面层,并牢固结合在一体的自润滑材料。优点是兼容金属和塑料两种材料,既有较高的强度,又有良好的自润滑性。国产有聚四氟乙烯钢背复合材料和聚甲醛钢背复合材料两种。
聚四氟乙烯钢背复合材料是一种无油润滑材料,可用作高负荷(1400kg/cm2)高温(270℃)低温(-195℃)、真空、水和水溶液以及其它腐蚀性介质等无油润滑的场合。
聚甲醛钢背复合材料为边界润滑材料,表面是聚甲醛,装配时表面涂上润滑油脂,有很长使用寿命,能延长润滑间隔时间,特别适用于高负荷、低速的旋转运动、摇摆运动、间歇运动、冲击疲劳载荷或微振动以及其它加油困难的场合。适宜温度-40℃--100℃范围内连续使用。间歇运动下使用温度高达130℃。
五、轴承合金的浇铸
轴承合金必须浇铸在轴瓦基体上才能正常使用。由于所用轴瓦材料不同,与轴承的粘和能力也不同,粘和能力的强弱是由青铜、低碳钢、铸钢、铸铁依次减低。对于粘和能力较差的材料,可在轴瓦表面加工出鸠尾槽或钻些不通孔来增加结合强度。
1、 清理轴瓦
浇铸轴瓦合金的轴瓦表面是否清洁,它极大的影响着它与合金的结合质量。因此必须将轴瓦清理干净。氧化皮污垢可用砂布、钢丝刷、喷砂等方法清除。油污可用80℃--90℃苛性钠溶液冲洗十分钟左右,用80℃--100℃热水冲洗,取出烘干。轴瓦锈蚀严重时,用10-15%稀硫酸或稀盐酸溶液洗5—10分钟,然后放入热水中冲洗,再用冷水冲洗并烘干。在蒸汽和海水条件下工作。 3、 含油轴承
它是采用青铜、铸铁粉末,加以适量的石墨粉压制成型后,经高温烧结而成的多孔性材料,然后再把它在120℃的润滑油内浸透,取出后冷至常温,油就会储存在轴承孔隙中。当轴颈在轴承中旋转时,产生轴吸作用和摩擦热,油膨胀而挤入摩擦表面进行润滑;轴停止运转后,油也因冷却而渗入轴承孔隙中。含
油轴承价格低廉,还能节约有金属,但是性能脆,不宜承受冲击载荷,常用于低速或中速、轻载、不便润滑的场合。如另加润滑措施,也可代替铜轴衬在重载和高速下工作。 4、 尼龙轴承
常用的有尼龙6、尼龙66和尼龙100。尼龙轴承跑合性好、磨损后的碎屑软
而不伤轴颈,抗腐蚀性好、可用水或其它液体润滑等优点,但是导热性差、吸水后会膨胀。
5、 轴承合金(巴氏合金)
它是锡、铅、铜、锑等的合金。轴承合金具有很好的减磨性和耐磨性,但是强度低,不能单独制成轴瓦,通常将它浇铸在青铜、铸铁、钢等轴瓦基体上。常用的有两种,即:锡基轴承合金(ZChSnSb11-6),主要成分是锡。铅基轴承合金(ZChPbSb16-16-2、ZChPbSb15-5)其主要成分是铅。锡基的机械性能和抗腐蚀性比铅基好、但价格较贵,常用于重载、高速和温度低于110℃的重要轴承,如汽轮机、大型电机、内燃机和高速车床。 6、 三层复合轴承材料
三层复合轴承材料是以钢板为基体,以钢粉为中间层,以塑料为摩擦表面层,并牢固结合在一体的自润滑材料。优点是兼容金属和塑料两种材料,既有较高强度,又有良好的自润滑性。国产有聚四氟乙烯钢背复合材料和聚甲醛钢背复合材料两种。
聚四氟乙烯钢背复合材料是一种无油润滑材料,可用作高负荷(1400kg/cm2)高温(270℃)低温(-195℃)、真空、水和水溶液以及其它腐蚀性介质等无油润滑的场合。
聚甲醛钢背复合材料为边界润滑材料,表面是聚甲醛,装配时表面涂上润滑油脂,有很长使用寿命,能延长润滑间隔时间,特别适用于高负荷、低速的旋转运动、摇摆运动、间歇运动、冲击疲劳载荷或微振动以及其它加油困难的场合。适宜温度-40℃--100℃范围内连续使用。间歇运动下使用温度高达130℃。
五、轴承合金的浇铸
轴承合金必须浇铸在轴瓦基体上才能正常使用。由于所用轴瓦材料不同,与轴承的粘和能力也不同,粘和能力的强弱是由青铜、低碳钢、铸钢、铸铁依次减低。对于粘和能力较差的材料,可在轴瓦表面加工出鸠尾槽或钻些不通孔来增加结合强度。
1、 清理轴瓦
浇铸轴瓦合金的轴瓦表面是否清洁,它极大的影响着它与合金的结合质量。因此必须将轴瓦清理干净。氧化皮污垢可用砂布、钢丝刷、喷砂等方法清除。油污可用80℃--90℃苛性钠溶液冲洗十分钟左右,用80℃--100℃热水冲洗,取出烘干。轴瓦锈蚀严重时,用10-15%稀硫酸或稀盐酸溶液洗5—10分钟,然后放入热水中冲洗,再用冷水冲洗并烘干。2、镀锡
清理后的轴瓦,要先镀一层锡,这样可使轴瓦与合金粘和牢固。
将锡放在锅中加热至420℃,间隔1小时左右在锅溶液上撒一层氧化铵,用来脱氧保持锡纯。 3、 镀锡方法
a 涂擦法:大型轴瓦,要预热260℃--300℃(可用电热炉、煤气等加热),然后涂上一层助溶剂(助溶剂是氧化锌与氯化铵各占50%的饱和溶液),再用锡条在轴瓦上涂擦,用麻或竹、木片将锡涂
均匀。
b 浸锡法:小型轴瓦,先预热110℃--150℃,涂两遍助溶剂,再加热至200℃,然后放入锡锅内镀锡。 三、铸浇轴承合金的方法
铸浇方法有手工浇铸和离心浇铸。手工浇铸用于大型轴瓦,生产批量小的场合。 浇铸前先把胎具放到平台或铁板上预250℃--300℃,在芯棒要涂一层石墨粉,然后把轴瓦放到胎具上,为了防止合金溶液
在浇铸时从胎具缝隙处漏出,可用粘土65%、食盐17%、水18%的混合物密封。准备完毕后,应立即将溶化的合金溶液(温度保持在470℃--510℃)倒入预热到300℃左右的铁勺内进行浇铸。此时,合金溶液先流入芯棒的槽内,等槽满后,溶液沿芯棒外圆均匀流下,从下面徐徐平稳升起,这样可以使空气排出,非金属夹杂物因比重不同,可漂在溶液表面。这种浇铸方法简便、又容易保证质量。
在浇铸大型轴瓦时,常采用虹吸浇铸法,它是把芯棒作成中间空的双层环形,在底部开十字槽。浇铸时使合金溶液自下而上充满铸型。这种方法能防止溶渣或其它杂质落入铸层,浇铸出的轴瓦质量也较好。缺点是准备时间长,中小型轴瓦不宜采用。
滑动轴承
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?[huá dòng zhóu chéng]
滑动轴承(sliding bearing),在滑动摩擦下工作的轴承。滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下,滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触,还可以大大减小摩擦损失和表面磨损,油膜还具有一定的吸振能力。但起动摩擦阻力较大。轴被轴承支承的部分称为轴颈,与轴颈相配的零件称为轴瓦。为了改善轴瓦表面的摩擦性质而在其内表面上浇铸的减摩材料层称为轴承衬。轴瓦和轴承衬
的材料统称为滑动轴承材料。滑动轴承应用场合一般在低速重载工况条件下,或者是维护保养及加注润滑油困难的运转部位。
常用的滑动轴承材料有轴承合金(又叫巴氏合金或白合金)、耐磨铸铁、铜基和铝基合金、粉末冶金材料、塑料、橡胶、硬木和碳-石墨,聚四氟乙烯(特氟龙、PTFE)、改性聚甲醛(POM)、等。
滑动轴承(sliding bearing),在滑动摩擦下工作的轴承。滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下,滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触,还可以大大减小摩擦损失和表面磨损,油膜还具有一定的吸振能力。但起动摩擦阻力较大。轴被轴承支承的部分称为轴颈,与轴颈相配的零件称为轴瓦。为了改善轴瓦表面的摩擦性质而在其内表面上浇铸的减摩材料层称为轴承衬。轴瓦和轴承衬的材料统称为滑动轴承材料。聚四氟乙烯(PTFE)、改性聚甲醛(POM)、
等。滑动轴承应用场合一般在低速重载工况条件下,或者是维护保养及加注润滑油困难的运转部位。[1]
滑动轴承种类很多。
滑动轴承
滑动轴承
①按能承受载荷的方向可分为径向(向心)滑动轴承和推力(轴向)滑动轴承两类。
②按润滑剂种类可分为油润滑轴承、脂润滑轴承、水润滑轴承、气体轴承、固体润滑轴承、磁流体轴承和电磁轴承7类。
③按润滑膜厚度可分为薄膜润滑轴承和厚膜润滑轴承两类。
④按轴瓦材料可分为青铜轴承、铸铁轴承、塑料轴承、宝石轴承、粉末冶金轴承、自润滑轴承和含油轴承等。
⑤按轴瓦结构可分为圆轴承、椭圆轴承、三油叶轴承、阶梯面轴承、可倾瓦轴承和箔轴承等。
滑动轴承
滑动轴承
轴瓦分为剖分式和整体式结构。为了改善轴瓦表面的摩擦性质,常在其内径面上浇铸一层或两层减摩材料,通常称为轴承衬,所以轴瓦又有双金属轴瓦和三金属轴瓦。
轴瓦或轴承衬是滑动轴承的重要零件,轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。由于轴瓦或轴承衬与轴颈直接接触,一般轴颈部分比较耐磨,因此轴瓦的主要失效形式是磨损。
轴瓦的磨损与轴颈的材料、轴瓦自身材料、润滑剂和润滑状态直接相关,选择轴瓦材料应综合考虑这些因素,以提高滑动轴承的使用寿命和工作性能。
轴承的材料有
1) 金属材料,如轴承合金、青铜、铝基合金、锌基合金等
轴承合金:轴承合金又称白合金,主要是锡、铅、锑或其它金属的合金,由于其耐磨型好、塑性高、跑合性能好、导热性好和抗胶和性好及与油的吸附性好,故适用于重载、高速情况下,轴承合金的强度较小,价格较贵,使用时必须浇铸在青铜、钢带或铸铁的轴瓦上,形成较薄的涂层。
2) 多孔质金属材料(粉末冶金材料)
多孔质金属材料:多孔质金属是一种粉末材料,它具有多孔组织,若将其浸在润滑油中,使微孔中充满润滑油,变成了含油轴承,具有自润滑性能。多孔质金属材料的韧性小,只适应于平稳的无冲击载荷及中、小速度情况下。
3) 非金属材料
轴承塑料:常用的轴承塑料有酚醛塑料、尼龙、聚四氟乙烯等,塑料轴承有较大的抗压强度和耐磨性,可用油和水润滑,也有自润滑性能,但导热性差。
滑动轴承在工作时由于轴颈与轴瓦的接触会产生摩擦,导致表面发热、磨损甚而“咬死”,所以在设计轴承时,应选用减摩性好的滑动轴承材料制造轴瓦,合适的润滑剂并采用合适的供应方法,改善轴承的结构以获得厚膜润滑等。
1、瓦面腐蚀:光谱分析发现有金属元素浓度异常;谱中出现了许多有金属
成分的亚微米级磨损颗粒;润滑油水分超标、酸值超标。
2、轴颈表面腐蚀:光谱分析发现铁元素浓度异常,铁谱中有许多铁成分的亚微米颗粒,润滑油水分超标或酸值超标。
3、轴颈表面拉伤:铁谱中有铁系切削磨粒或黑氧化物颗粒,金属表面存在回火。
4、 瓦背微动磨损:光谱分析发现铁浓度异常,铁谱中有许多铁成分亚微米磨损颗粒, 润滑油水分及酸值异常。
5、轴承表面拉伤:铁谱中发现有切削磨粒,磨粒成分为有金属。
6、瓦面剥落:铁谱中发现有许多大尺寸的疲劳剥落合金磨损颗粒、层状磨粒。
7、轴承烧瓦:铁谱中有较多大尺寸的合金磨粒及黑金属氧化物。
8、轴承磨损:由于轴的金属特性(硬度高,退让性差)等原因,易造成粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、微动磨损等状况。
漆锈的预防:漆锈的特点是在一个密封式电机,一开始电机听起来不错,但在一段时间的仓库,电动机变得非常不正常的声音,除去轴承严重生锈。许多制造商将被视为前轴承的问题,主要的问题是,出的绝缘漆挥发酸在一定的温度,湿度金属的腐蚀与防护,腐蚀性物质的形成,渠道滑动轴承造成腐蚀损坏。
滑动轴承寿命是制造,组装,使用密切相关,必须使每一个环节,才能使国家运作的最好的轴承,从而延长轴承的使用寿命。
1、部分企业在生产涂装机轴承的过程中没有严格按清洗防锈规程和油封防锈包装的要求对加工过程中的涂装机轴承零件和装配后的涂装机轴承成品进行防锈处理。如套圈在周转过程中周转时间太长,外圈外圆接触有腐蚀性的液体或气体等。
2、部分企业在生产中使用的防锈润滑油、清洗煤油等产品的质量达不到工艺技术规定的要求。
3、由于涂装机轴承钢价格一降再降,从而造成涂装机轴承钢材质逐渐下滑。如钢材中非金属杂质含量偏高(钢材中硫含量的升高使材料自身抗锈蚀性能下降),金相组织偏差等。现生产企业所用的涂装机轴承钢来源较杂,钢材质量更是鱼龙混珠。
4、部分企业的环境条件较差,空气中有害物含量高,周转场地太小,难以进行有效的防锈处理。再加上天气炎热,生产工人违反防锈规程等现象也不乏存在。
5、一些企业的防锈纸、尼龙纸(袋)和塑料筒等涂装机滑动轴承包装材料不符合滚动涂装机轴承油封防锈包装的要求也是造成锈蚀的因素之一。
6、部分企业涂装机滑动轴承套圈的车削余量和磨削余量偏小,外圆上的氧化皮、脱碳层未能完全去除也是原因之一。[2]
国内针对滑动轴承磨损一般采用的是补焊、镶轴套、打麻点等方法
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