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轴承保持架的材料及造成保持架断裂的原因

发布时间:2018-12-12 10:34:34      阅读次数:389

Sulli小苏:今天详细介绍下轴承保持架。轴承保持架,又称轴承保持器,是轴承的主要零件之一。常用的保持架按材料种类划分主要有金属保持架和非金属保持架。另外还有复合材料保持架等。

轴承保持架的材料及造成保持架断裂的原因

 

轴承保持架,又称轴承保持器,是轴承的主要零件之一。轴承保持架是指部分地包裹全部或部分滚动体,并随之运动的轴承零件,用以隔离滚动体,通常还引导滚动体并将其保持在轴承内。

滚动轴承在工作时,特别是载荷复杂且高速旋转时,保持架要承受很大的离心力、冲击和振动,保持架和滚动体之间存在较大的滑动摩擦,并产生大量的热量。力和热共同作用的结果会导致保持架故障,严重时会造成保持架烧伤和断裂,致使轴承不能正常工作。

轴承保持架的材料及造成保持架断裂的原因

保持架及滚动体

因此,要求保持架的材料除具有一定强度外,还必须导热性好、摩擦因数小、耐磨性好、冲击韧性强、密度较小且线胀系数与滚动体相接近。此外,冲压保持架需经受较复杂的冲压变形,还要求材料具有良好的加工性能。在一些要求极高的保持架上面有的还会渡一层银。

与滚动体相近的膨胀系数以及良好的加工工艺性能。另外,保持架还要受到化学介质,如润滑剂、润滑剂添加剂、有机溶剂和冷却剂等的作用。

保持架保持架在滚动轴承中有四个基本作用:1、分离滚动体;2、将滚动体本身保持住或使其与一个套圈保持在一起;3、引导滚动体在正确的轨道上滚动;4、对滚动体定向、减少摩擦力。

轴承保持架的材料及造成保持架断裂的原因

外圈、滚动体及保持架、内圈

保持架材料

常用的保持架按材料种类划分主要有金属保持架和非金属保持架。另外还有复合材料保持架等。保持架的材质的类型有:低碳钢不锈钢保持架,胶木/塑料(尼龙)保持架,黄铜/青铜/铝合金保持架等。

特殊用途的轴承保持架还应满足特殊工作条件的要求.如耐高温、耐腐蚀、自润滑(真空中使用)或无磁性等 。

钢保持架材料

由于强度高、韧性好、易于加工等特点,钢保持架材料在滚动轴承中被普遍采用。常采用08和10优质碳素钢薄板冷冲压而成。此外,也可以根据需要采用其他机械加工的方法获得。常用的钢保持架材料还有20、30、45、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、40CrNiMo、ML15、ML20等。钢保持架一般通过热处理消除应力、恢复塑性。包括高温回火、再结晶退火等。为了降低钢保持架的摩擦系数,必要时须对保持架成品进行表面处理等。

有色金属保持架材料

与钢不同,有色金属具有其特殊的性质,例如铝合金具有密度小、导热性好、耐蚀性好的特点;铜合金具有导热性好、摩擦系数小、成形性好、使用温度高等特点;锌铝合金具有成本低、密度小、性能优良等优点。

轴承保持架的材料及造成保持架断裂的原因

 

非金属保持架材料

非金属保持架材料主要有聚合物及其复合材料,包括尼龙、酚醛胶布、聚四氟乙烯等。聚合物材料具有良好的强度和弹性匹配。良好的滑动性能使聚合物保持架在与被润滑的滚动元件表面产生相对运动时只产生很小的摩擦,这样可以使轴承的发热和磨损降到最低。在润滑剂缺乏的条件下,聚合物保持架仍然有极好的运动特性.可以保证轴承继续运行一段时问而不发生损坏。由于聚合物的密度较低,由其制造的保持架具有较小的惯性。

保持架除了采用纯材料制造以外,还对聚合物材料进行改性.采用其他材料进行填充或增强使用。

黄铜保持架

有冲压和实体两种,冲压仅适合于小型和中型。黄铜板、黄铜铸件或黄铜锻件黄铜具有高拉伸强度,机械强度与钢板冲压保持架相当,但密度相对小,极限转速高。不受润滑剂的影响,包括合成油和脂;黄铜保持架不能用于300°C以上的场合,不适用于氨(例如冷却)中,因为氨会引起黄铜季节性破碎,工作温度要低于300°C。

聚酰胺(尼龙66)保持架

实体保持架(注射成型法),材质是聚酰胺(尼龙66);聚酰胺尼龙材料弹性大和重量轻的优势,这种保持架有非常好的滑动和自润滑性能。特别适合于有振动冲击应力或高加减速度或者轴承内外圈出现相互倾斜时的情况;工作温度低于120°大于-40°,温度过低会使尼龙失去弹性。

使用限制:

(1)聚酰胺尼龙保持架可能因特殊润滑而受到影响(润滑剂中腐蚀性添加剂)

(2)不能应用于真空中,因为它将因脱水而变脆。

轴承保持架的材料及造成保持架断裂的原因

 

保持架断裂原因

大多数情况下,轴承在合理的工作条件下保持架不会受到损坏,但在日常生产中的错误操作会减少轴承保持架的使用寿命,下面来看一下导致轴承保持架断裂的原因有哪些。

1、轴承润滑不良问题

轴承运转处于贫油状态,易形成粘着磨损,使工作表面状态恶化,粘着磨损产生的撕裂物易进入保持架,使保持架产生异常载荷,有可能造成保持架断裂。

2、轴承蠕变现象

蠕变多指套圈的滑动现象,在配合面过盈量不足的情况下,由于滑动而使载荷点向周围方向移动,产生套圈相对轴或外壳向圆周方向位置偏离的现象。

3、轴承保持架异常载荷

安装不到位、倾斜、过盈量过大等易造成游隙减少,加剧摩擦生热,表面软化,过早出现异常剥落,随着剥落的扩展,剥落异物进入保持架兜孔中,导致保持架运转阻滞并产生附加载荷,加剧了保持架的磨损,如此恶化的循环作用,便可能会造成保持架断裂。

轴承保持架的材料及造成保持架断裂的原因

 

4、轴承保持架材料缺陷

裂纹、大块异金属夹杂物、缩孔、气泡及铆合缺陷缺钉、垫钉或两半保持架结合面空隙,严重铆伤等均可能造成保持架断裂。

5、轴承硬质异物的侵入

外来硬质异物或其他杂质东西的侵入,加剧了保持架的磨损。

6、保持架破损

损坏的主要原因是:保持架振动、速度过快、磨损和异物堵塞。

7、保持架磨损

进口轴承保持架的磨损可以通过润滑不足或磨料颗粒引起的。

8、滚道异物堵塞

片状材料或其他硬质颗粒的碎片可能会成为楔形笼和滚动元件之间,防止后者绕其自身的轴线。

9、轴承振动

当进口承接触振动,惯性力可以大到引起疲劳裂纹形成的保持架材料的时间迟早这些裂纹导致保持器断裂。

10、轴承旋转速度过快

如果进口轴承是运行在超过保持器设计速度,保持器里受到的惯性可能导致保持器断裂的重力。通常,在非常高的速度是相关的,可以用特殊设计的轴承选择保持器。

轴承保持架的材料及造成保持架断裂的原因

 

保持架的选择

对于工程塑料的保持架,各个厂家的性能略有不同,但大体相似。这种保持架重量轻,适用于高转速的场合。并且这种保持架的失效模式不是突然迸裂,所以比较适合于一些不允许突然停机的场合。但是对于矿山机械,这种保持架由于安全的考虑不适合使用,因为它的损坏不是突然发生的,而是随着温度逐渐升高到一定程度后,完全损坏,这样对于易爆场合会很危险。同时这种保持架有温度限制,一般是-40~120℃:

对于黄铜保持架,基本没有什么阻碍,但不适于有氨的环境。一般小轴承不使用铜保持架。

对于钢保持架,也没有什么限制,但大轴承不使用钢保持架

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