用户名: 密码: 忘记密码? 注册
更多
网站地图 | 设为首页 | 加入收藏
 
您现在的位置: 首页 > 技术交流 > 模具知识

滑动轴承的概述

发布日期:2012-03-20 10:44:42 关注次数 [ 0 ] 发表评论 [ 0 ]
[导读]滑动轴承(slidingbearing),在滑动摩擦下工作的轴承。滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下,滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触。

    概 况

    滑动轴承(sliding bearing),在滑动摩擦下工作的轴承。滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下,滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触,还可以大大减小摩擦损失和表面磨损,油膜还具有一定的吸振能力。但起动摩擦阻力较大。轴被轴承支承的部分称为轴颈,与轴颈相配的零件称为轴瓦。为了改善轴瓦表面的摩擦性质而在其内表面上浇铸的减摩材料层称为轴承衬。轴瓦和轴承衬的材料统称为滑动轴承材料。常用的滑动轴承材料有轴承合金(又叫巴氏合金或白合金)、耐磨铸铁、铜基和铝基合金、粉末冶金材料、塑料、橡胶、硬木和碳-石墨,聚四氟乙烯(特氟龙、PTFE)、改性聚甲醛(POM)、等。

    滑动轴承应用场合一般在低速重载工况条件下,或者是维护保养及加注润滑油困难的运转部位。

    原 理

    根据轴承的工作原理可分:滚动摩擦轴承(滚动轴承)和滑动摩擦轴承(滑动轴承)。

    滑动轴承:在滑动轴承表面若能形成润滑膜将运动副表面分开,则滑动摩擦力可大大降低,由于运动副表面不直接接触,因此也避免了磨损。滑动轴承的承载能力大,回转精度高,润滑膜具有抗冲击作用,因此,在工程上获得广泛的应用。

    润滑膜的形成是滑动轴承能正常工作的基本条件,影响润滑膜形成的因素有润滑方式、运动副相对运动速度、润滑剂的物理性质和运动副表面的粗糙度等。滑动轴承的设计应根据轴承的工作条件,确定轴承的结构类型、选择润滑剂和润滑方法及确定轴承的几何参数。

    分 类

    滑动轴承种类很多:

    ①按能承受载荷的方向可分为径向(向心)滑动轴承和推力(轴向)滑动轴承两类。

    ②按润滑剂种类可分为油润滑轴承、脂润滑轴承、水润滑轴承、气体轴承、固体润滑轴承、磁流体轴承和电磁轴承7类。

    ③按润滑膜厚度可分为薄膜润滑轴承和厚膜润滑轴承两类。

    ④按轴瓦材料可分为青铜轴承、铸铁轴承、塑料轴承、宝石轴承、粉末冶金轴承、自润滑轴承和含油轴承等.

    ⑤按轴瓦结构可分为圆轴承、椭圆轴承、三油叶轴承、阶梯面轴承、可倾瓦轴承和箔轴承等。

    材 料

    1) 金属材料,如轴承合金、青铜、铝基合金、锌基合金等;
    2) 多孔质金属材料(粉末冶金材料);
    3) 非金属材料。

    其中:轴承合金:轴承合金又称白合金,主要是锡、铅、锑或其它金属的合金,由于其耐磨型好、塑性高、跑合性能好、导热性好和抗胶和性好及与油的吸附性好,故适用于重载、高速情况下,轴承合金的强度较小,价格较贵,使用时必须浇筑在青铜、钢带或铸铁的轴瓦上,形成较薄的涂层。

    多孔质金属材料:多孔质金属是一种粉末材料,它具有多孔组织,若将其浸在润滑油中,使微孔中充满润滑油,变成了含油轴承,具有自润滑性能。多孔质金属材料的韧性小,只适应于平稳的无冲击载荷及中、小速度情况下。

    轴承塑料:常用的轴承塑料有酚醛塑料、尼龙、聚四氟乙烯等,塑料轴承有较大的抗压强度和耐磨性,可用油和水润滑,也有自润滑性能,但导热性差。

    故 障

    滑动轴承在工作时由于轴颈与轴瓦的接触会产生摩擦,导致表面发热、磨损甚而“咬死”,所以在设计轴承时,应选用减摩性好的滑动轴承材料制造轴瓦,选择合适的润滑剂并采用合适的供应方法,改善轴承的结构以获得厚膜润滑等。

    1 、瓦面腐蚀:光谱分析发现有色金属元素浓度异常;铁谱中出现了许多有色金属成分的亚微米级磨损颗粒;润滑油水分超标、酸值超标。
    2 、轴颈表面腐蚀:光谱分析发现铁元素浓度异常,铁谱中有许多铁成分的亚微米颗粒,润滑油水分超标或酸值超标。
    3 、轴颈表面拉伤:铁谱中有铁系切削磨粒或黑色氧化物颗粒,金属表面存在回火色。
    4、 瓦背微动磨损:光谱分析发现铁浓度异常,铁谱中有许多铁成分亚微米磨损颗粒, 润滑油水分及酸值异常。
    5 、轴承表面拉伤:铁谱中发现有切削磨粒,磨粒成分为有色金属。
    6 、瓦面剥落:铁谱中发现有许多大尺寸的疲劳剥落合金磨损颗粒、层状磨粒。
     7 、轴承烧瓦:铁谱中有较多大尺寸的合金磨粒及黑色金属氧化物。

    特 点

     滑动轴承的主要安装部位是轴瓦,发电厂的大型转机设备使用的大多都是滑动轴承,一般情况下轴瓦都是采用巴氏合金制成的,所以轴瓦的软化点、熔化点都是比较低的,与轴的接触面积也非常大,可以承载比较重的载荷、减震性能也很好、能够承受住较大的冲击负荷,若是润滑油储存在轴瓦下部时就需要有油坏的带动,来保证瓦面油膜的形成。一般情况下规定滚动轴承的温度是不能超过80℃的,而滑动轴承的要更低一些,温度是不能超过70℃的。

     设计注意事项

     滑动轴承是面接触的,所以接触面间要保持一定的油膜,因此设计时应注意以下这几个问题:
    1、要使油膜能顺利地进入摩擦表面。
    2、油应从非承载面区进入轴承。
    3、不要使全环油槽开在轴承中部。
    4、如油瓦,接缝处开油沟。
    5、要使油环给油充分可靠。
    6、加油孔不要被堵。
    7、不要形成油不流动区。
    8、防止出现切断油膜的锐边和棱角。

    损害形式

    用在发动机上的滑动轴承通常分为两种:一种是衬瓦式薄壁轴承,形似瓦片俗称轴瓦;另一种是衬套,又称铜套,形状为空心圆柱体。衬瓦式薄壁轴承主要用于承托发动机的曲轴和连杆;衬套主要用于支承凸轮轴轴颈及活塞销。下面我们主要了解的是衬瓦式薄壁轴承(轴瓦)早期损坏的形式及预防措施。

    1.早期损坏的形式

    轴承在正常使用过程中,由于逐渐磨损直到最后失去工作能力、结束其使用寿命,这种自然损伤是难以避免的。但如果因发动机装配调整不当、润滑油品质不好或使用条件恶劣等因素致使轴承过早地磨损或出现各种损伤,则是人为造成的早期损坏。早期损坏不仅大大地降低轴承的使用寿命,同时也会影响发动机的正常工作。
根据长期对柴油机维修的经验发现,滑动轴承早期损坏的常见形式有机械损伤、轴承穴蚀、疲劳点蚀、腐蚀等.

    (1)机械损伤

    滑动轴承机械损伤是指轴瓦的合金表面出现不同程度的沟痕,严重时在接触表面发生金属剥离以及出现大面积的杂乱划伤;一般情况下,接触面损伤与烧蚀现象同时存在。造成轴承机械损伤的主要原因是轴承表面难以形成油膜或油膜被严重破坏。

    (2)轴承穴蚀

    滑动轴承在气缸压力冲击载荷)的反复作用下,表面层发生塑性变形和冷作硬化,局部丧失变形能力,逐步形成纹并不断扩展,然后随着磨屑的脱落,在受载表面层形成穴。一般轴瓦发生穴蚀时,是先出现凹坑,然后这种凹坑逐步扩大并引起合金层界面的开裂,裂纹沿着界面的平行方向扩展,直到剥落为止。滑动轴承穴蚀的主要原因是,由于油槽和油孔等结构要素的横断面突然改变引起油流强烈紊乱,在油流紊乱的真空区形成气泡,随后由于压力升高,气泡溃灭而产生穴蚀。穴蚀一般发生在轴承的高载区,如曲轴主轴承的下轴瓦上。

    (3)疲劳点蚀

    轴承疲劳点蚀是指,由于发动机超负荷工作,使得轴承工作过热及轴承间隙过大,造成轴承中部疲劳损伤、疲劳点蚀或者疲劳脱落。这种损伤大多是因为超载、轴承间隙过大,或者润滑油不清洁、内中混有异物所致。因此,使用时应该注意避免轴承超载工作不要以过低或过高的转速运转;怠速时要将发动机调整到稳定状态;确保正常的轴承间隙,防止发动机转速过高或过低;检查、调整冷却系统的工作情况,确保发动机的工作温度适宜。

     (4)轴承合金腐蚀

    轴承合金腐蚀一般是区为润滑油不纯,润滑油中所台的化学杂质(酸性氧化物等)使轴承合金氧化而生成酸性物质,引起轴承合金部分脱落,形成无规则的微小裂孔或小凹坑。轴承合金腐蚀的主要原因是润滑油选用不当、轴承材料耐腐蚀性差,或者发动机工作粗暴、温度过高等。

    (5)轴承烧熔

    轴颈和轴承摩擦副之间有微小的凸起金属面直接接触,形成局部高温,在润滑不足、冷却不良的情况下,使轴承合金发黑或局部烧熔。此故障常为轴颈与轴承配合过紧所致;润滑油压力不足也容易使轴承烧毁。

    (6)轴承走外圆

    轴承走外圆就是轴承在座孔内有相对转动。轴承走外圆后,不仅影响轴承的散热,容易使轴承内表面合金烧蚀,而且还会使轴承背面损伤,严重时烧毁轴承。其主要原因是,轴承过短、凸榫损伤、加工或者安装不符合规范等。

    2.预防措施

    滑动轴承早期损坏比轴承烧毁要常见得多,因此预防滑动轴承早期损坏很重要。滑动轴承的正确维护是减少轴承早期损坏的有效途径,也是延长轴承寿命的可靠保证。因此,在发动机的日常维护和维修中,必须注意轴承的合金表面、背面、端头及边缘棱角处的外观形状,如有异常或出现过半磨损的征兆,就要认真查明原因,并采取相应的措施,改善轴承的工作条件,重视对滑动轴承早期损坏的预防。

    (1)改进轴承的设计和制造工艺

    设计或选用轴承时,要考虑轴承的热平衡以控制温升。因为轴承在摩擦状态下工作,由于润滑油液体内部摩擦(黏性)而造成功耗,转化成热量后引起轴承温升,润滑油黏度降低、间隙改变,会使轴承的巴氏合金软化,严重时产生"烧瓦抱轴"事故。因此,在结构设计上,要从轴承的上轴瓦(非承载区)顶部开进油孔,使润滑油从非承载区引入;在轴瓦内表面以进油孔为中心沿纵向或横向开油槽,利于润滑油均匀分布在轴颈上以控制温升。

    根据轴承的工作情况,要求轴承材料必须具备下述性能:摩擦系数小;导热性好,热膨胀系数小;耐磨、耐蚀及抗胶合能力强;要有足够的机械强度和可塑性。因此,轴瓦材料可选巴氏合金。巴氏合金在稳定载荷时能够较好地工作,但在非稳定载荷下极易发生气蚀,所以在大功率发动机中不宜采用。高锡铅基合金和低锡铅基合金的强度和硬度较高,抗疲劳和抗气蚀能力较强,在大功率的发动机中使用效果较好。近几年,国外出现了用物理气相沉积的溅镀法在铜铅轴承表面镍栅上镀覆含20%锡的铝合金或者镀纯锡,效果很好。此外,将整圆油槽轴瓦改为半圆油槽或部分油槽轴瓦,这样不仅可改善发动机滑动轴承的润滑状态,而且还可提高其承载能力。

    (2)提高轴承的维修和装配质量

    提高轴承的铰配质量,保证轴承背面光滑无斑点,定位凸点完整无损;自身的弹开量为0.5-1.5mm,这可保证装配后轴瓦借助自身弹力与轴承座孔贴合紧密;装在轴承座内的上下两片轴瓦的每端均应高出轴承座平面30-501μm,高出量可保证按规定扭矩拧紧轴承盖螺栓后轴承与轴承座紧密配合,产生足够的摩擦自锁力,轴承不致松动,散热效果好,防止轴承烧蚀和磨损;轴承的工作面不能用刮配法达到75%-85%接触印痕作衡量标准,应在不刮削时就使轴承和轴颈的配合间隙达到要求。

    此外,装配时要注意检查曲轴轴颈和轴承的加工质量,严格执行修理工艺规范,防止因装入方法不当而造成安装不正以及轴承螺栓的扭矩不均或不符合规定,从而产生弯曲变形和应力集中,导致轴承早期损坏。

    (3)合理地选用和加注润滑油

    在使用过程中要选用油膜表面张力小的润滑油,使形成的气泡溃灭时油流的冲击作用相应减小,可有效地预防轴承穴蚀;润滑油的黏度等级不可随意增加,以免增加轴承的焦化倾向;发动机的润滑油油面必须在标准范围内,润滑油和加油用工具必须清洁,防止任何污物和水的进入,同时保证发动机各部的密封效果。注意定期检查和更换润滑油;加注润滑油的场所应无污染、无风沙,防止一切污染物的侵入;不同品质、不同黏度等级以及不同使用类型的润滑油禁止混用,润滑油加注前的沉淀时间一般不应小于48h。

    (4)正确使用和维护保养发动机

    安装轴承时,应在轴和轴承的运动表面涂以规定牌号的清洁机油。发动机轴承装复后,初次启动前应先关闭燃油开关,用起动机带动发动机空转几次,当发动机油压表有显示后再接通、打开燃油开关,并将油门置中低速位,启动发动机进行运转观察。怠速运转时间不能超过5min。做好新机及大修后发动机磨合期的磨合运转,在磨合期禁止长时间在负荷猛增猛减以及高速状态下工作;发动机结束长时间全负荷工作后,不能马上停机,必须让发动机以空载中低速运转15min后才能停机,否则内部的热量就散不出去。 加强机油滤清器、曲轴箱通风装置的清洁和保养工作,按说明书要求及时更换滤芯;保证发动机冷却系正常工作,控制好发动机的正常温度,防止散热器"开锅",严禁不加冷却水就行车;正确选用燃油,准确调整配气相位和点火正时等,防止发动机不正常燃烧;及时做好曲轴和轴承技术状况的检查和调整工作.

    安装程序

    基本要求:既要使轴颈与滑动轴承均匀细密接触,又要有一定的配合间隙。

    接触角:是指轴颈与滑动轴承的接触面所对的圆心角。接触角不可太大也不可太小。接触角太小会使滑动轴承压强增加,严重时会使滑动轴承产生较大的变形,加速磨损,缩短使用寿命;接触角太大,会影响油膜的形成,得不到良好的液体润滑。

    试验研究表明,滑动轴承接触角的极限是120°。当滑动轴承磨损到这一接触角时,液体润滑就要破坏。因此再不影响滑动轴承受压条件的前提下,接触角愈小愈好。从摩擦力距的理论分析,当接触角为60°时,摩擦力矩最小,因此建议,对转速高于500r/min的滑动轴承,接触角采用60°,转速低于500r/min的滑动轴承,接触角可以采用90°,也可以采用60°。

    接触点:轴颈与滑动轴承表面的实际接触情况,可用单位面积上的实际接触点数来表示。接触点愈多、愈细、愈均匀,表示滑动轴承刮研的愈好,反之,则表示滑动轴承刮研的不好。一般说来接触点愈细密愈多,刮研难度也愈大。



责任编辑:省模协信息中心
相关新闻
发表评论
0条评论,点击查看
表情:                    
  游客 您好,如要发表评论,请先登录!
验证码: 验证码,看不清楚?请点击刷新验证码
:020-83503178 83593163  :020-83577380   [email protected]   186255653(满)  213549169  1585542708
Copyright @ 2004-2017 mouldnet.com.cn All rights reserved
粤ICP备05128605号-1   技术支持:墨点网络