軸瓦

軸瓦

軸瓦(bearing shell) 是滑動軸承和軸頸接觸的部分,形狀為瓦狀的半圓柱面,非常光滑,一般用青銅、減摩合金等耐磨材料製成,在特殊情況下,可以用木材、工程塑膠或橡膠製成。軸瓦有整體式和剖分式兩種,整體式軸瓦通常稱為軸套(Bushing) 。整體式軸瓦有無油溝和有油溝兩種 。軸瓦與軸頸採用間隙配合,一般與不隨軸鏇轉。

基本信息

運動特點

滑動軸承工作時,軸瓦與轉軸之間要求有一層很薄的油膜起潤滑作用。如果由於潤滑不良,軸瓦與轉軸之間就存在直接的摩擦,摩擦會產生很高的溫度,雖然軸瓦是由於特殊的耐高溫合金材料製成,但發生直接摩擦產生的高溫仍然足於將其燒壞。軸瓦還可能由於負荷過大、溫度過高、潤滑油存在雜質或黏度異常等因素造成燒瓦。燒瓦後滑動軸承就損壞了。

軸瓦材料

無潤滑軸承軸瓦材料主要有聚合物、碳石墨和特種陶瓷三大類。

聚合物

軸瓦軸瓦
聚合物又稱塑膠,作為機械工程材料使用的塑膠稱為工程塑膠。它是以合成樹脂為主要成分,還含有各種增塑劑、穩定劑、抗氧劑、防靜電劑、阻燃劑、固化劑、增強料和填充料的有機高分子材料。

聚合物的種類很多,按其特性分為熱塑性和熱固性兩大類。

熱塑性聚合物常用的主要有:聚醯胺、聚縮醛、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚胺酯等。它們是具有線形或支鏈形結構的有機高分子化合物,可以反覆受熱軟化和冷卻變硬。熱塑性塑膠可用注塑、擠塑、吹塑、壓延等工藝方法成型。

熱固性聚合物常用的主要有酚醛樹脂、環氧樹脂等。它們在加工過程中加入催化劑或固化劑使之固化,一旦固化完成,它就成為永遠不可熔融的固體材料。熱固性聚合物可用壓塑、層壓、澆鑄等方法成型。

常用塑膠製作軸承、導軌、活塞環等摩擦副零件,例如水泵軸承,軋鋼機軸承,船尾軸承等,特別是可以用塑膠製作無潤滑軸承。將聚四氟乙烯片材衝壓成唇型密封圈、軸瓦、活塞環和墊片等,成功地套用於帶式輸送機、打字機、縫紉機、電唱機唱盤、水泵、紡織機械和農業機械等設備上。

聚合物具有質輕、絕緣、減摩、耐磨、自潤滑、耐腐蝕、成型工藝簡單、生產效率高等特點。和金屬材料比較,它們的摩擦學性能對環境溫度和濕度敏感、與粘彈性有關的特性顯著、機械強度底、彈性模量小,對潤滑油的吸附性差。

碳石墨材料

石墨是由碳元素組成的一類非金屬材料。它是碳元素3種異構體中的一種,屬六方晶系,各層面由六角形環構成,層面與層面平行,呈有序的重疊晶體結構。

石墨按來源分為天然石墨和人造石墨兩種。人造石墨是由碳質材料經2500℃以上高溫石墨化處理而成。

碳石墨一般導電性好、耐熱、耐磨、有自潤滑性、高溫穩定性好,耐化學腐蝕能力強,熱導率比聚合物高,線脹係數小。在大氣和室溫條件下與鍍鉻表面的摩擦因數和磨損率都很低。但在濕度很低時會喪失潤滑性。塗覆耐磨塗層能提高碳石墨的耐磨性。

石墨不但可作固體潤滑劑,可加入樹脂、金屬、陶瓷等材料中,增加這些材料的減摩性,還可直接作為摩擦副材料使用,如製作造紙、木材加工、紡織、食品等忌油場所的軸承,高溫滑動軸承,密封圈,活塞環,刮片等。機械工程用碳石墨材料的“類”代表符號為M,有4個系列:碳石墨材料、電化石墨材料、樹脂碳複合材料和金屬石墨材料。

陶瓷材料

陶瓷是以無機非金屬天然礦物或人造化合物為原料,經粉碎、成形和高溫燒結而成的,由無數無機非金屬小晶體和玻璃相組成的非金屬材料。以無機非金屬天然礦物,如粘土、長石、石英等為原料製成的是傳統陶瓷;以人造化合物為原材料製成的是特種陶瓷。機械工程採用的陶瓷一般是以氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯、氧化鉛、氧化鈦、碳化矽、碳化硼、氮化矽、氮化硼等人造化合物為原料製作的特種陶瓷。

陶瓷的性能在很大程度上決定於它們的顯微結構,包括晶粒尺寸和分布,玻璃相的成分和含量,雜質的性質、含量和分布。而顯微結構又由原料、組成和製造工藝所決定。陶瓷的共同特性是硬度和抗壓強度高、耐高溫、耐磨、抗氧化、耐腐蝕性好、質脆、不耐衝擊和無延展性。

陶瓷是一種較新的無潤滑軸承的軸瓦材料,特別是SiC和Si3N4,它們的強度、耐熱性和耐蝕性都很好,摩擦學性能也很好。

軸瓦加工

厚壁軸瓦可以鑄造,為改善摩擦性能,可在軸瓦內表面澆注一層軸承合金(稱為軸承襯)。為使軸承合金和軸瓦貼附得好,常在軸瓦內表面上制出各種形式的榫頭、凹溝或螺紋。薄壁軸瓦可以用雙金屬板連續軋制等工藝大量生產。
粉末冶金是將粉末狀的鐵或銅等基本材料與石墨混合,再壓制燒結成形。其孔隙可貯存潤滑油,稱含油軸承。
軸瓦材料通常較軟,內圓柱面不宜用磨削法加工,可以採用鏜削、金剛鏜削、刮削或研磨法加工。研磨時不應採用與軸徑配研的方法,而應使用特製的、尺寸與軸瓦孔尺寸一樣的研棒。刮削多用於部分瓦軸承,用寬刃刮刀機刮。手工刮削時,刮痕應淺。內表面形狀複雜的軸瓦,應根據具體形狀採用特殊的鏜削方法。

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