装配基础知识

轴承是用来支撑轴的部件,有时也用来支撑轴上的回转零件。

滑动轴承是一种滑动摩擦的轴承,它的主要特点是工作可靠,平稳,无噪音,润滑油膜具有吸振能力,故能承受教大的冲击载荷;同时由于液体摩擦润滑可以大大减少摩擦损失和表面磨损,对于高速运转的机械,有着十分重要的意义。滑动轴承润滑形式有多种,其中润滑性能较理想的主要有动压润滑和静压润滑两类。

1. 液体动压润滑

(1)形成液体动压润滑的的原理 利用油的粘性和轴颈的高速运转,把润滑油带进轴承的楔形空间建立起压力油模,使轴颈与轴承被油膜隔开,这种润滑方式称为液体动压润滑。形成动压润滑有以下三个过程:轴在静止时,由于本身重量而处于最低位置,此时,润滑油被轴颈挤出,在轴颈和轴承的侧面之间形成楔形的油隙;当轴颈沿箭头方向旋转时,因金属表面的附着力和油本身的粘性,轴就带着油层一起旋转,当油层经过楔形缝隙时,由于油的分子受到挤压和本身的动能,对轴产生一定的压力,在油楔压力作用下轴在轴承中便逐渐浮起;当轴达到一定速度时,轴与轴承表面完全被隔开,这就形成了液体动压润滑。 (2)形成液体动压润滑的条件

1)轴颈与轴承配合后应有一定的间隙(0.0001d----0.0003d); 2)轴颈应保持一定的线速度,以建立足够的油楔压力; 3)轴颈,轴承用有精确的几何形状和较高的表面光洁度; 4)多支撑的轴承,应保持同轴性。 5)润滑油的黏度选择要恰当。 (3)液体动压润滑轴承 液体动压润滑轴承有单油楔径向动压滑动轴承和多由楔径向动压滑动轴承。 2. 液体静压润滑 (1)形成液体静压润滑的原理 静压润滑是利用外界的油压系统供给一定压力的润滑油,使轴颈与轴承处于完全液体摩擦状态,油膜的形成和压力大小与轴的转速无关,所以能保证轴承在不同的工作状态下获得稳定的液体润滑,通常把这种轴承叫做液体静压润滑轴承。 二.滑动轴承材料 1.对轴承衬材料的要求

(1)对有足够的强度和塑性,轴承衬材料的塑性愈好,则它与轴颈间的压力分布越均匀;

(2)有良好的跑合性,减摩擦性和耐磨性,以延长抽成的使用寿命; (3)润滑及散热性能好; (4)有良好的工艺性能 2.轴承材料的种类

(1)灰铸铁 在低速,轻载和无冲击载荷的情况下,可用HT15-33.HT20-40 (2)铜基轴承合金 适用于中速,重载,高温及有冲击条件下的工作的轴承。 (3)含油轴承 此种轴承价廉,又能节约有色金属,但性脆,不宜承受冲击,常用于低速或中速,轻栽及不便润滑的场合。

(4)轴承塑料 具有跑合性好。磨损后的屑粒较软不伤轴颈,抗腐蚀性好,可用水或其他液体润滑等优点,但导热性差,吸水后会膨胀。

(5)轴承合金 具有良好的减磨性和耐磨性,但强度较低,不能单独做轴瓦,通常将它浇铸在青铜,铸铁,钢材等基本上使用。常用的有锡基轴承合金和铅基

轴承合金,前者的机械性能和抗腐蚀性能比后者好,但价格贵,因此常用于重载,高速和温度低于110℃的重要轴承。 三.滑动轴承的装配

对滑动轴承的装配要求,主要是轴颈与轴承孔之间获得所需要的间隙和良好的接触,是轴在轴承中运转平稳。

滑动轴承的装配方法决定于它们的结构形式。

1.整体式向心滑动轴承的装配 整体式向心滑动轴承又叫轴套,其装配工艺要点如下: (1) 压入轴套 根据轴套的尺寸和结合的过盈大小,可以用压入或敲入的方法来装配。当尺寸和过盈较小时,可用于手锤加垫板将轴套敲入;在尺寸或过盈较大时,则宜用压力机压入或用拉紧夹具把轴套压入机体中。

压入轴套时应注意配合面的清洁,并涂上润滑油。为了防止轴套歪斜,装配时可用导向环。导向轴导向。 (2)轴套定位 在压入轴套之后,对负荷较重的滑动轴承的轴套还要用紧定螺钉或定位销等固定。

(3)轴套孔的修整 对于整体的薄臂轴套,在压装后,内孔易发生变形,如内径缩小或成椭圆形,圆锥形等。可用铰销,刮研或滚压等方法,对轴套孔进行修整。

(4)轴套的检验 用内径百分表在孔的两三处作相互垂直方向上的检验,可以测定轴套的椭圆度,锥度和尺寸。 对于塑料轴承,因大多有吸水性,在潮湿空气及水中工作时,内径会严重收缩。故在水中工作的尼龙轴承,在装配前应在水中泡煮一定时间,使充分吸水膨胀。对准中心后,缓慢均匀地将其压入轴承座孔中,不得用手锤直接敲打。 2.锥形表面滑动轴承的装配

(1)内柱外锥式轴承的装配要点。

1)将轴承外套压入箱体孔,其配合为D/jf

2)用专用芯轴研点,修刮轴承外套内孔,并保证前后轴承同心,要求接

触点为12-16点/25*25毫米

3)在轴承上钻进,出油孔,注意与油槽相接;

4)以外套的内孔为基准,研点配刮内轴套的外锥面,接触点要求同上。 5)把主轴承装入外套孔内,两端分别拧入螺母,并调整轴向位置。、 6)以轴为基准配刮轴套的内孔,要求接触但为12点/25*25毫米。轴瓦

的点子应两端中间软,油槽两边的点子要软,以便建立油膜,但油槽两端的点子分布要均匀,以防漏油。

刮削时可将箱体置于可翻转的圆环架上,这样操作方便、省力;

7)清洗轴套和轴劲后,重新装入并调整间隙。对于一般精度的车床主轴承,其间隙为0.015~0.03毫米,精密机床主轴承间隙为0.004~0.01毫米。由于配合间隙于轴承工作温度高低有关系,故在热态下工作、转速较高的轴承间隙应大些。

(2)内锥外柱式轴承的装配要点

这种轴承的内孔是锥面的,外表面为圆柱面,通过前后两螺母调节轴承的轴向位置,来调节轴和轴承的间隙。

内锥外柱式轴承的装配过程与外锥式轴承大体相似,其不同点是这种轴承只刮内锥孔。将轴套装入后,以轴为基准点配刮轴套锥孔至要求的触点。

3.剖分式滑动轴承的装配

剖分式滑动轴承由轴承座、轴承盖、剖分轴瓦、垫片及螺栓等组成。

轴瓦在机体中,无论在圆周方向或轴向都不允许有位移,常用定位销和轴瓦上凸台来止动。

一般剖分式滑动轴承的装配工艺要点如下:

(1)轴瓦与轴承座、盖的装配 上下轴瓦与轴承座、盖装配时,应使轴瓦背与座孔接触良好,如不符合要求时,对后壁轴瓦以座孔为基准修刮轴瓦背部。对薄壁轴瓦则不修刮,需进行选配,为了达到配合的坚固性,轴瓦的部分面高出一些,其值△h=∏δ/4(δ—轴瓦与机体孔的配合过盈),一般△h=0.05~0.1毫米。轴瓦装入时,在对合面上应垫上木板,用手锤轻轻敲入,避免将对合面敲毛,影响装配质量。

(2)轴瓦孔的配刮 部分式轴瓦一般多用与其相配的轴来研点。通常先刮下瓦(因下瓦承受压力)后刮上瓦。研点时,将轴瓦表面涂上红丹,然后把轴和轴承装好,螺栓的紧固程度以能转动轴为宜,研点配刮轴瓦至规定的接触点。 主轴外伸长度较大时,考虑到主轴在装上工件后因重量产生的变形(如重型机床主轴),应把轴承下瓦在主轴外伸端刮得低些,否则主轴可能会“咬死”。 轴瓦刮好后应进行清洗,然后重新装入,调整结合面处的垫片(厚的垫片应在下),以保证轴和轴承的配合间隙。

(3)多支撑轴承的装配 对于多支撑的轴承,为了保证转轴的正常工作,各轴承孔必须在同一轴线上,否则将使轴与各轴承的间隙不均匀,在局部产生摩擦,而降低轴承的承载能力。

1)用专用量规检验此时须配合涂色法进行。

2)用直尺或拉线法检验 当轴瓦孔直径大于200毫米,两端轴承间跨距较小时可采用直尺法来检验;当轴承间跨距较大时,可用拉线法进行检验,

4. 多油锲滑动轴承的装配 现以多瓦自动调位轴承为例(通常称扇形瓦轴承),来叙述其装配要点。

扇形瓦轴承由于油膜刚度较好,而且制造、装配方便,故目前多用于高速磨床及高速透平压缩机上。支撑球面与调节螺钉的球头配对研磨,接触面积应达70~80%。轴瓦应成组编号,并作旋转方向标记。

(1)扇形瓦的精加工 成批生产时,采用专用设备加工轴瓦内弧面,以达到光洁度及精度要求;小批量生产时,用刮削或研磨的方法进行精加工。研磨前,以主轴(或工艺轴)为基准粗刮内弧面,研点数应达7~10点/25*25毫米2,然后通过研磨使内弧面光洁度达▽10以上。

(2)轴承装配与间隙调整 装配时,按扇形瓦的旋转方向标记,与球面螺钉成对装入。为使主轴中心与壳体中心线一致,可采用工艺套定心。主轴中心调好后,使主轴与扇形瓦保持规定的间隙。 5. 液体静压轴承的装配

(1)装配前必须对全部零件及管路系统进行彻底清洗 (2)一般在常温下将轴承直接压入壳体孔内,如外径较大、过盈量也较大时,可经冷缩后(冷至-60OC)压入壳体孔内,以免擦伤外圆面,引起油腔之间互通。 (3)轴承装入壳体孔后,用研磨的方法,使前后轴承孔同心,并与轴保持一定的配合间隙。如压入后,内孔收缩量较大,则应以内孔为基准配磨轴。

(4)开车前,用手轻轻转动轴,感到轻快灵活,方可启动。如太紧,须加检查并排除故障后才可启动。

(5)润滑油的粘度必须按设计要求选用,将油加入邮箱时必须经过过滤。 (6)检查进油压力与油腔压力之比值是否正常。各管道不许有漏油现象。 四.巴氏合金的浇注

对于高速、重载的滑动轴承,为了节省合金材料并满足轴承的要求,可在轴瓦表面上浇铸一层巴氏合金。由于轴瓦的材料不同,其粘合巴氏合金的能力不同,粘合能力强弱的次序是青铜、低碳钢、铸钢级铸铁。对于粘合能力较差的材料,可在轴瓦上加工出鸠尾槽或钻些不通孔,以加固连接。其浇注步骤如下:

1 清理底瓦 底瓦表面是否清洁,对合金与底瓦的粘合质量有很大的影响,因此,在浇注前应做好底瓦的清理工作。轴瓦上的氧化皮、污垢可用砂纸、钢丝刷或用喷砂等方法加以去除。瓦上有油污时,可把瓦底放到锅内加热至300-350℃,用麻刷子蘸氯化锌溶液擦洗,或把底瓦放入加热到80-90℃的含苛性钠(或苛性钾)溶液中冲洗5-10分钟,洗后再把底瓦放到温度为80-100℃的热水中区冲洗,然后烘干以备镀锡。当瓦底锈蚀过甚时,可用酸洗处理,用10-15%的稀硫酸或盐酸溶液,进行5-10分钟的酸洗处理,酸洗后去除立即放入热水中冲洗,接着再用冷水冲洗并烘干。

2 镀锡 将清理后的底瓦,镀上一层锡,使底瓦与合金粘合牢固 (1)镀锡前的准备工作 镀锡前先将底瓦的非浇注表面涂上一层保护膜(白垩粉40%、水玻璃40%、水20%)并立即烘干,然后再镀锡表面涂上一层助熔剂,使锡和底瓦更好的粘合。常用的助溶剂是50%的氧化锌和50%的氯化铵所制成的饱和溶液。

(2)锡锅加热 将锡锅加到420℃,并且每隔1小时左右哟在锡溶液面上撒一层氯化铵来脱氧,以保持锡溶液的纯洁,同时要保证锡的含量在99.5%以上,一般用二号锡或三号锡。

(3)镀锡方法 在做好上述工作后,应立即进行镀锡作业,因时间过长,容易氧化,影响镀锡质量。镀锡的方法有两种:1)涂擦法:对于大型轴瓦,先将瓦底预热至260-300℃(可用喷灯、电热炉等加热),然后再镀锡表面涂一层助溶剂,再用锡条往上擦或者撒上一层锡粉,接着用麻刷或者木片等将锡布匀。2)浸锡法:对于小型轴瓦,先将瓦底预热至110-150℃,浸入助溶剂槽里,取出烘干再浸入一次。最后取出再预热至200℃,就浸入锡锅里镀锡。在锡锅内约经0.5-2分钟(如较大的轴瓦,时间可再长一些),等底热匀,并镀好锡后再取出来。

轴瓦经过镀锡以后,应使所有的镀锡表面都镀上锡,并保证锡层薄而均匀。 3 浇注方法 底瓦镀锡后应立即进行浇注作业,浇注的方法有手工浇注法和离心浇注法两种,这里只介绍手工浇注方法

手工浇注法主要用在轴瓦直径较大、生产批量小的场合。浇注前后先把胎具放到平爱或铁板上,再预热至250-350℃.为了取芯方便,可在芯棒表面涂上一层石墨粉或镀上一层铬,然后再把镀好系的底瓦放在胎具上。为防止合金溶液在浇注时漏出,可用粘土65%、食盐17%、水18%的涂料来密封。当准备工作完毕后,应立即将已熔化的合金(温度保持在470-510℃),倒入已预热到300℃左右的铁勺内进行浇注。此时合金溶液先流入芯棒的槽里,等槽满以后很近溶液就沿着芯棒的外表均匀的流下去,再徐徐而平稳的升起,使空气都被挤出,非金属夹渣物等杂志,因比重不同,也浮现于合金的液面上。所以这种浇注方法,既简单又容易保证质量

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