軸承保持架的材料及造成保持架斷裂的原因
軸承保持架的材料及造成保持架斷裂的原因
- 2021/3/27 9:00:39
軸承保持架,又稱軸承保持器,是軸承的主要零件之一。軸承保持架是指部分地包裹全部或部分滾動(dòng)體,并隨之運(yùn)動(dòng)的軸承零件,用以隔離滾動(dòng)體,通常還引導(dǎo)滾動(dòng)體并將其保持在軸承內(nèi)。
滾動(dòng)軸承在工作時(shí),特別是載荷復(fù)雜且高速旋轉(zhuǎn)時(shí),保持架要承受很大的離心力、沖擊和振動(dòng),保持架和滾動(dòng)體之間存在較大的滑動(dòng)摩擦,并產(chǎn)生大量的熱量。力和熱共同作用的結(jié)果會(huì)導(dǎo)致保持架故障,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成保持架燒傷和斷裂,致使軸承不能正常工作。
因此,要求保持架的材料除具有一定強(qiáng)度外,還必須導(dǎo)熱性好、摩擦因數(shù)小、耐磨性好、沖擊韌性強(qiáng)、密度較小且膨脹系數(shù)與滾動(dòng)體相接近。此外,沖壓保持架需經(jīng)受較復(fù)雜的沖壓變形,還要求材料具有良好的加工性能。在一些要求極高的保持架上面有的還會(huì)渡一層銀。
與滾動(dòng)體相近的膨脹系數(shù)以及良好的加工工藝性能。另外,保持架還要受到化學(xué)介質(zhì),如潤(rùn)滑劑、潤(rùn)滑劑添加劑、有機(jī)溶劑和冷卻劑等的作用。
保持架保持架在滾動(dòng)軸承中有四個(gè)基本作用:
1、分離滾動(dòng)體;
2、將滾動(dòng)體本身保持住或使其與一個(gè)套圈保持在一起;
3、引導(dǎo)滾動(dòng)體在正確的軌道上滾動(dòng);
4、對(duì)滾動(dòng)體定向、減少摩擦力。
保持架材料
常用的保持架按材料種類劃分主要有金屬保持架和非金屬保持架。另外還有復(fù)合材料保持架等。保持架的材質(zhì)的類型有:低碳鋼不銹鋼保持架,膠木/塑料(尼龍)保持架,黃銅/青銅/鋁合金保持架等。
特殊用途的軸承保持架還應(yīng)滿足特殊工作條件的要求.如耐高溫、耐腐蝕、自潤(rùn)滑(真空中使用)或無(wú)磁性等。
鋼保持架材料
由于強(qiáng)度高、韌性好、易于加工等特點(diǎn),鋼保持架材料在滾動(dòng)軸承中被普遍采用。常采用08和10優(yōu)質(zhì)碳素鋼薄板冷沖壓而成。此外,也可以根據(jù)需要采用其他機(jī)械加工的方法獲得。常用的鋼保持架材料還有20、30、45、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、40CrNiMo、ML15、ML20等。鋼保持架一般通過(guò)熱處理消除應(yīng)力、恢復(fù)塑性。包括高溫回火、再結(jié)晶退火等。為了降低鋼保持架的摩擦系數(shù),必要時(shí)須對(duì)保持架成品進(jìn)行表面處理等。
有色金屬保持架材料
與鋼不同,有色金屬具有其特殊的性質(zhì),例如鋁合金具有密度小、導(dǎo)熱性好、耐蝕性好的特點(diǎn);銅合金具有導(dǎo)熱性好、摩擦系數(shù)小、成形性好、使用溫度高等特點(diǎn);鋅鋁合金具有成本低、密度小、性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。
非金屬保持架材料
非金屬保持架材料主要有聚合物及其復(fù)合材料,包括尼龍、酚醛膠布、聚四氟乙烯等。聚合物材料具有良好的強(qiáng)度和彈性匹配。良好的滑動(dòng)性能使聚合物保持架在與被潤(rùn)滑的滾動(dòng)元件表面產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)只產(chǎn)生很小的摩擦,這樣可以使軸承的發(fā)熱和磨損降低。在潤(rùn)滑劑缺乏的條件下,聚合物保持架仍然有極好的運(yùn)動(dòng)特性.可以保證軸承繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)問(wèn)而不發(fā)生損壞。由于聚合物的密度較低,由其制造的保持架具有較小的慣性。
保持架除了采用純材料制造以外,還對(duì)聚合物材料進(jìn)行改性.采用其他材料進(jìn)行填充或增強(qiáng)使用。
黃銅保持架
有沖壓和實(shí)體兩種,沖壓僅適合于小型和中型。黃銅板、黃銅鑄件或黃銅鍛件黃銅具有高拉伸強(qiáng)度,機(jī)械強(qiáng)度與鋼板沖壓保持架相當(dāng),但密度相對(duì)小,極限轉(zhuǎn)速高。不受潤(rùn)滑劑的影響,包括合成油和脂;黃銅保持架不能用于300°C以上的場(chǎng)合,不適用于氨(例如冷卻)中,因?yàn)榘睍?huì)引起黃銅季節(jié)性破碎,工作溫度要低于300°C。
聚酰胺(尼龍66)保持架
實(shí)體保持架(注射成型法),材質(zhì)是聚酰胺(尼龍66);聚酰胺尼龍材料彈性大和重量輕的優(yōu)勢(shì),這種保持架有非常好的滑動(dòng)和自潤(rùn)滑性能。特別適合于有振動(dòng)沖擊應(yīng)力或高加減速度或者軸承內(nèi)外圈出現(xiàn)相互傾斜時(shí)的情況;工作溫度低于120°大于-40°,溫度過(guò)低會(huì)使尼龍失去彈性。
使用注意事項(xiàng):
(1)聚酰胺尼龍保持架可能因特殊潤(rùn)滑而受到影響(潤(rùn)滑劑中腐蝕性添加劑)
(2)不能應(yīng)用于真空中,因?yàn)樗鼘⒁蛎撍兇唷?/span>
保持架斷裂原因
大多數(shù)情況下,軸承在合理的工作條件下保持架不會(huì)受到損壞,但在日常生產(chǎn)中的錯(cuò)誤操作會(huì)減少軸承保持架的使用壽命,下面來(lái)看一下導(dǎo)致軸承保持架斷裂的原因有哪些。
1、軸承潤(rùn)滑不良問(wèn)題
軸承運(yùn)轉(zhuǎn)處于貧油狀態(tài),易形成粘著磨損,使工作表面狀態(tài)惡化,粘著磨損產(chǎn)生的撕裂物易進(jìn)入保持架,使保持架產(chǎn)生異常載荷,有可能造成保持架斷裂。
2、軸承蠕變現(xiàn)象
蠕變多指套圈的滑動(dòng)現(xiàn)象,在配合面過(guò)盈量不足的情況下,由于滑動(dòng)而使載荷點(diǎn)向周圍方向移動(dòng),產(chǎn)生套圈相對(duì)軸或外殼向圓周方向位置偏離的現(xiàn)象。
3、軸承保持架異常載荷
安裝不到位、傾斜、過(guò)盈量過(guò)大等易造成游隙減少,加劇摩擦生熱,表面軟化,過(guò)早出現(xiàn)異常剝落,隨著剝落的擴(kuò)展,剝落異物進(jìn)入保持架兜孔中,導(dǎo)致保持架運(yùn)轉(zhuǎn)阻滯并產(chǎn)生附加載荷,加劇了保持架的磨損,如此惡化的循環(huán)作用,便可能會(huì)造成保持架斷裂。
4、軸承保持架材料缺陷
裂紋、大塊異金屬夾雜物、縮孔、氣泡及鉚合缺陷缺釘、墊釘或兩半保持架結(jié)合面空隙,嚴(yán)重鉚傷等均可能造成保持架斷裂。
5、軸承硬質(zhì)異物的侵入
外來(lái)硬質(zhì)異物或其他雜質(zhì)東西的侵入,加劇了保持架的磨損。
6、保持架破損
損壞的主要原因是:保持架振動(dòng)、速度過(guò)快、磨損和異物堵塞。
7、保持架磨損
進(jìn)口軸承保持架的磨損可以通過(guò)潤(rùn)滑不足或磨料顆粒引起的。
8、滾道異物堵塞
片狀材料或其他硬質(zhì)顆粒的碎片可能會(huì)成為楔形籠和滾動(dòng)元件之間,防止后者繞其自身的軸線。
9、軸承振動(dòng)
當(dāng)進(jìn)口承接觸振動(dòng),慣性力可以大到引起疲勞裂紋形成的保持架材料的時(shí)間遲早這些裂紋導(dǎo)致保持器斷裂。
10、軸承旋轉(zhuǎn)速度過(guò)快
如果進(jìn)口軸承是運(yùn)行在超過(guò)保持器設(shè)計(jì)速度,保持器里受到的慣性可能導(dǎo)致保持器斷裂的重力。通常,在非常高的速度是相關(guān)的,可以用特殊設(shè)計(jì)的軸承選擇保持器。