轴瓦

滑动轴承和轴颈接触的部分

轴瓦(bearing shell)是 滑动轴承 和 轴颈 接触的部分,形状为瓦状的半圆柱面,非常光滑,一般用 青铜 、减摩合金等 耐磨材料 制成,在特殊情况下,可以用木材、 工程塑料 或橡胶制成。

轴瓦的类型可以按照构造、尺寸、材料和加工进行分类,有整体式和剖分式两种,整体式轴瓦通常称为轴套( Bushing )。整体式轴瓦有无油沟和有油沟两种。轴瓦与轴颈采用间隙配合,一般不随轴旋转。

轴瓦应该有一定的强度和 刚度 ,在轴承中定位可靠,便于输入润滑剂,容易散热,并且装拆、调整方便。

简介

运动特点

滑动轴承 工作时,轴瓦与转轴之间要求有一层很薄的油膜起润滑作用。如果润滑不良,轴瓦与转轴之间就存在直接的摩擦,摩擦会产生很高的温度,虽然轴瓦是由特殊的耐高温合金材料制成,但发生直接摩擦产生的高温仍然足以将其烧坏。轴瓦还可能由于负荷过大、温度过高、润滑油存在杂质或黏度异常等因素造成 烧瓦 。烧瓦后滑动轴承就损坏了。

轴瓦加工

厚壁轴瓦可以铸造,为改善摩擦性能,可在轴瓦内表面浇注一层轴承合金(称为轴承衬)。为使轴承合金和轴瓦贴附得好,常在轴瓦内表面上制出各种形式的榫头、凹沟或 螺纹 。薄壁轴瓦可以用双金属板连续 轧制 等工艺大量生产。

粉末冶金 是将粉末状的铁或铜等基本材料与 石墨 混合,再压制 烧结 成形。其孔隙可贮存润滑油,称 含油轴承 。

轴瓦材料通常较软,内圆柱面不宜用磨削法加工,可以采用镗削、金刚镗削、刮削或研磨法加工。研磨时不应采用与轴径配研的方法,而应使用特制的、尺寸与轴瓦孔尺寸一样的研棒。刮削多用于部分瓦轴承,用宽刃 刮刀 机刮。手工刮削时,刮痕应浅。内表面形状复杂的轴瓦,应根据具体形状采用特殊的镗削方法。

轴瓦材料

轴瓦的材料的特点是: 摩擦系数 小、有足够的疲劳强度、良好的跑合性和良好的耐腐蚀性。常用的轴瓦材料有轴承合金( 巴氏合金 )、 铜合金 、 粉末冶金 以及灰 铸铁 和耐磨铸铁等。

无润滑轴承轴瓦材料主要有聚合物、碳 石墨 和 特种陶瓷 三大类。

聚合物

聚合物又称有机 高分子材料 、 工程塑料 。常用的材料有 PF 、 尼龙 、聚四 乙烯 (PTFE)等。用塑料(如PTFE)制作的无润滑轴承能抗强酸弱碱,嵌入型、减磨性和耐磨性都较好。将聚四氟乙烯片材 冲压 成唇型密封圈、轴瓦、 活塞环 和 垫片 等应用于 带式输送机 、 打字机 、 缝纫机 、电唱机唱盘、 水泵 、纺织机械和 农业机械 等设备上。

聚合物具有质轻、绝缘、减摩、耐磨、自润滑、耐腐蚀、成型工艺简单、生产效率高等特点。和 金属材料 比较,它们的 摩擦学 性能对环境温度和湿度敏感、与粘弹性有关的特性显著,因而轴瓦与 轴颈 的间隙较大。又因其机械强度低、 弹性模量 小,对润滑油的吸附性差,而限制了轴瓦的工作转速和压力值。

碳-石墨

碳- 石墨 材料的轴瓦可在苛刻环境中使用。其中 石墨 含量愈多,材料愈软, 摩擦系数 愈小。

碳石墨一般导电性好、耐热、耐磨、有自润滑性、高温稳定性好,耐 化学 腐蚀能力强,热导率比聚合物高,线胀系数小。在大气和室温条件下与镀铬表面的摩擦 因数 和磨损率都很低。其滋润性和减磨性取决于 吸附 的 水蒸气 量,但在湿度很低时会丧失润滑性。涂覆 耐磨涂层 能提高碳 石墨 的耐磨性。碳-石墨还可以作水润滑的轴瓦材料。

石墨 不但可作固体 润滑剂 ,可加入 没药树 、金属、陶瓷等材料中,增加这些材料的减摩性,还可直接作为摩擦副材料使用,如制作 造纸 、木材加工、纺织、食品等忌油场所的轴承,高温 滑动轴承 ,密封圈, 活塞环 ,刮片等。 机械工程 用 碳石墨 材料的“类”代表符号为M,有4个系列:碳石墨材料、电化石墨材料、树脂碳 复合材料 和金属石墨材料。

陶瓷

陶瓷是以 无机化合物 非金属天然矿物或人造化合物为原料,经粉碎、成形和高温 烧结 而成的,由无数无机非金属小 晶体 和 玻璃相 组成的非金属材料。以无机非金属天然矿物,如 粘土 、 长石 、 石英 等为原料制成的是传统陶瓷;以人造化合物为原材料制成的是 特种陶瓷 。 机械工程 采用的陶瓷一般是以 氧化铝 、 氧化镁 、氧化 锆 、 氧化铅 、 二氧化钛 、 碳化硅 、 碳化硼 、氮化硅、 氮化硼 等人造化合物为原料制作的特种陶瓷。

陶瓷的性能在很大程度上决定于它们的显微结构,包括 晶粒 尺寸和分布, 玻璃 相的成分和含量,杂质的性质、含量和分布。而显微结构又由原料、组成和制造工艺所决定。陶瓷的共同特性是硬度和 抗压强度 高、耐高温、耐磨、抗氧化、耐腐蚀性好、质脆、不耐冲击和无 延展性 。

陶瓷是一种较新的无润滑轴承的轴瓦材料,特别是 SiC 和Si3N4,它们的强度、耐热性和耐蚀性都很好, 摩擦学 性能也很好。

参考资料

  1. 【轴承知识】轴瓦的类型及定位方法 华轴网 2024-03-27