轴承衬套是轴承的重要组成部分,是滑动轴承与轴颈的接触部位。衬套的结构设计是否合理,对轴承的性能有很大的影响。它是一个瓦片状的半圆柱形表面,非常光滑。它通常由青铜、减摩合金和其他耐磨材料制成。在特殊情况下,它可以由木材、工程塑料或橡胶制成。有时为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,称为轴承衬。衬套应具有一定的强度和刚度,在轴承内定位可靠,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。轴承衬套也可能因负荷过大、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
常用的轴承有两种结构,一体式和分体式。根据材料和制造方法的不同,整体衬套分为整体衬套和单层、双层或多层轧制衬套。非金属整体衬套可以是整体式非金属衬套,也可以是内衬非金属材料的钢衬套。
有厚壁轴承和薄壁轴承。厚壁衬套采用铸造方法制造,内表面可附着衬套。轴承合金通常采用离心铸造方法浇注在铸铁、钢或青铜衬套的内表面。为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。
由于薄壁轴承可以通过双金属板连续轧制等新技术批量生产,质量稳定,成本低,但轴承刚度小,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。薄壁轴承广泛应用于汽车发动机和柴油机。
2.轴承衬套的定位
衬套和轴承座不允许相对移动。为了防止衬套移动,可以在两端制作法兰进行轴向定位,也可以用定位螺钉或销固定在轴承座上,或者在衬套的中分面上冲出定位唇进行定位使用。
为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,有两种类型的轴向油槽和周向油槽可供选择。
轴向油槽分为单轴油槽和双轴油槽。对于整体径向轴承,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的位置进入轴承。
对于分体式径向轴承,轴向油槽通常在轴承分体式表面打开(分体式表面与负载作用线成90°)。如果轴颈沿两个方向旋转,则可在轴承中分面上打开双轴油槽。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,并将轴承分成两个独立的部分;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。用于径向轴承的不完全液体润滑。
3.衬套常用材料
(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、 铜合金分为两类: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
一种多孔轴承材料,由铜、铁、石墨和其他粉末压制和烧结而成。
(3) 非金属材料
有塑料、硬木、橡胶等,其中塑料使用最多。
4.衬套材料性能:
(1) 减摩:材料对具有较低的摩擦系数。
(2) 耐磨性:材料的耐磨性,通常用磨损率表示。
(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力。
(5) 嵌入:该材料含有要嵌入的硬颗粒,从而降低轴承滑动面上的划痕或磨损性能。
(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力(或特性)。
(7) 此外,还应具有足够的强度和耐腐蚀性、良好的导热性、可制造性和经济性。
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,则保证在某一小点或某一区域,破坏油膜,该部位的压力产生的摩擦力必须远远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,但热量很小,并分布在整个轴承中。这部分热量很容易流失,因此轴承不会产生高热。
为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(因为下面的瓷砖有压力)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,最后色斑均匀分布,直至达到规定标准。通常,下衬套与轴之间的接触角为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明显的边界。
接触角不应太大或太小。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,衬套会很快磨损。如果角度太小,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,用螺丝固定好轴承盖,并取下瓦口上的垫片,保证上瓦能很好地连接轴颈接触。