轴承衬套是轴承的重要组成部分(fēn),是滑动轴承与轴颈的接触部位。衬套的结构设计是否合理(lǐ),对轴承的性能(néng)有(yǒu)很(hěn)大的影响。它是一个瓦片状的半圆柱形表面,非常光滑。它通常由青铜、减摩合金和其他(tā)耐磨材料制成。在特殊情况下,它可(kě)以由木(mù材、工程塑料或橡胶制成。有(yǒu)时為(wèi)了节省贵重材料或结构需要,通常在衬套的内表面浇注或轧制一层轴承合金,称為(wèi)轴承衬。衬套应具有(yǒu)一定的强度和刚度,在轴承内定位可(kě)靠,便于输入润滑剂,便于散热,便于组装、拆卸和调整。
当轴承工作时,衬套和旋转轴之间需要一层薄薄的油膜进行润滑。如果润滑不好,衬套与转轴之间会产生直接摩擦,摩擦会产生高温。虽然衬套由特殊的高温合金材料制成,但直接摩擦产生的高温仍然足以使其燃烧。轴承衬套也可(kě)能(néng)因负荷过大、高温、润滑油中的杂质或异常粘度等因素而燃烧。烧瓦后滑动轴承损坏。
1.轴承衬套的常见形式和结构
常用(yòng)的轴承有(yǒu)两种结构,一體(tǐ)式和分(fēn)體(tǐ)式。根据材料和制造方法的不同,整體(tǐ)衬套分(fēn)為(wèi)整體(tǐ)衬套和单层、双层或多(duō)层轧制衬套。非金属整體(tǐ)衬套可(kě)以是整體(tǐ)式非金属衬套,也可(kě)以是内衬非金属材料的钢衬套。
有(yǒu)厚壁轴承和薄壁轴承。厚壁衬套采用(yòng)铸造方法制造,内表面可(kě)附着衬套。轴承合金通常采用(yòng)离心铸造方法浇注在铸铁、钢或青铜衬套的内表面。為(wèi)了使轴承合金与衬套良好地结合,在衬套的内表面上经常制作各种形式的榫、槽或螺纹。
由于薄壁轴承可(kě)以通过双金属板连续轧制等新(xīn)技术批量生产,质量稳定,成本低,但轴承刚度小(xiǎo),装配时轴承内表面不再修复。轴承受力后,其形状是否完整取决于轴承座的形状,因此,轴承壳和轴承座都需要精密加工。薄壁轴承广泛应用(yòng)于汽車(chē)发动机和柴油机。
2.轴承衬套的定位
衬套和轴承座不允许相对移动。為(wèi)了防止衬套移动,可(kě)以在两端制作法兰进行轴向定位,也可(kě)以用(yòng)定位螺钉或销固定在轴承座上,或者在衬套的中分(fēn)面上冲出定位唇进行定位使用(yòng)。
為(wèi)了将润滑油引入整个摩擦表面,必须在衬套或轴颈上打开油孔或油槽。对于液力径向轴承,有(yǒu)两种类型的轴向油槽和周向油槽可(kě)供选择。
轴向油槽分(fēn)為(wèi)单轴油槽和双轴油槽。对于整體(tǐ)径向轴承,当轴颈沿一个方向旋转时,负载方向变化不大。单轴油槽最好在油膜厚度最大的位置打开,以确保润滑油从压力最小(xiǎo)的位置进入轴承。
对于分(fēn)體(tǐ)式径向轴承,轴向油槽通常在轴承分(fēn)體(tǐ)式表面打开(分(fēn)體(tǐ)式表面与负载作用(yòng)線(xiàn)成90°)。如果轴颈沿两个方向旋转,则可(kě)在轴承中分(fēn)面上打开双轴油槽。一般情况下,轴向油槽应略短于轴承的宽度,以便在轴承两端留下密封面,防止大量润滑油从端部流失。
周向油槽适用(yòng)于载荷方向变化范围超过180°的场合。它位于轴承宽度的中间,并将轴承分(fēn)成两个独立的部分(fēn);宽度相同时,周向油槽轴承的承载力低于轴的承载力。将轴承安装到油槽中。用(yòng)于径向轴承的不完全液體(tǐ)润滑。
3.衬套常用(yòng)材料
(1) 金属材料
a、 轴承合金(巴氏合金、白合金)是由锡、铅、锑、铜等组成的合金;
b、 铜合金分(fēn)為(wèi)两类:青铜和黄铜;
c、 铸铁包括普通灰铸铁、球墨铸铁等。
(2) 粉末冶金材料
一种多(duō)孔轴承材料,由铜、铁、石墨和其他(tā)粉末压制和烧结而成。
(3) 非金属材料
有(yǒu)塑料、硬木(mù、橡胶等,其中塑料使用(yòng)最多(duō)。
4.衬套材料性能(néng):
(1) 减摩:材料对具有(yǒu)较低的摩擦系数。
(2) 耐磨性:材料的耐磨性,通常用(yòng)磨损率表示。
(3) 抗咬合性(粘合):材料的耐热性和抗粘附性。
(4) 摩擦柔度:材料通过表面的弹塑性变形来补偿轴承滑动面初始配合不良的能(néng)力。
(5) 嵌入:该材料含有(yǒu)要嵌入的硬颗粒,从而降低轴承滑动面上的划痕或磨损性能(néng)。
(6) 磨合:短期轻负荷运行后,衬套和轴颈表面形成一致表面形状和粗糙度的能(néng)力(或特性)。
(7) 此外,还应具有(yǒu)足够的强度和耐腐蚀性、良好的导热性、可(kě)制造性和经济性。
5.衬套刮擦
衬套直接支撑轴。当轴在衬套中旋转时,不可(kě)避免地会因摩擦而产生热量。如果轴与衬套的接触面接触不好,则保证在某一小(xiǎo)点或某一區(qū)域,破坏油膜,该部位的压力产生的摩擦力必须遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于均匀接触产生的摩擦力。因此,在运行过程中,散热量大,轴承温度必须高。
相反,如果轴和衬套接触良好,则力均匀,摩擦面上的油膜完整。在运行期间,虽然也会散发热量,但热量很(hěn)小(xiǎo),并分(fēn)布在整个轴承中。这部分(fēn)热量很(hěn)容易流失,因此轴承不会产生高热。
為(wèi)确保轴和轴承之间的良好接触,应仔细刮除轴承。刮瓷砖一般是先刮瓷砖(因為(wèi)下面的瓷砖有(yǒu)压力)再贴瓷砖。应在设备审查后进行瓷砖刮削。先在轴颈上涂上一层薄薄的红铅油,然后转动轴,使轴在轴瓦内转一圈。衬套与轴颈摩擦后,提升轴。结果,轴承表面局部较高。
刮擦时,每次应改变方向,使刮擦形成60°90°的角度。连续几次逐渐增加接触点,最后色斑均匀分(fēn)布,直至达到规定标准。通常,下衬套与轴之间的接触角為(wèi)60°90°。在该范围内,接触点应在中间密集,两侧应逐渐变薄。接触面和非接触面之间不应有(yǒu)明显的边界。
接触角不应太大或太小(xiǎo)。当角度过大时,会影响润滑油膜的形成,因此无法获得良好的润滑,衬套会很(hěn)快磨损。如果角度太小(xiǎo),衬套的压力会增加,这也会增加衬套。穿在刮掉瓷砖的同时,还要找到正轴的标高。
上瓦的刮法与下瓦相同。在瓦上上色时,一定要装好轴,用(yòng)螺丝固定好轴承盖,并取下瓦口上的垫片,保证上瓦能(néng)很(hěn)好地连接轴颈接触。