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轴瓦 刮研 培训 讲义
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一 、 滑 动 轴 承 简介 ( 一) 滑动轴 承的材质 轴承合 金(通称巴氏合金 或白合金) 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 (PTFE ) 、改 性聚 甲醛(POM ) 、等 。 轴承合金 是锡、 铅 、锑、铜 的合金 , 它以锡或 铅作基 本 ,其内 含有锑锡 (Sb -Sn )或铜锡 (Cu -Sn )的硬晶 粒。硬 晶 粒起抗磨 作 用, 软基体 则增加 材料的塑 性。 轴承 合金的弹 性磨量 和 弹性极限 都很 低, 在所 有轴承 材 料中, 它 的嵌入 性 及摩擦顺 应性最 好 , 很容易 和轴 颈磨合, 也不易 与 轴颈发生 咬粘。 但 轴承合金 的强度 很 低, 不能 单独 制作轴瓦 , 只能 贴 附在青铜 、 钢或 铸 铁轴瓦上 作轴承 衬 。 轴承合 金适 用于重载 、中高 速 场合,价 格较贵 。 ( 二) 滚动轴 承与滑动轴承的区 别 滚动轴承 和滑动 轴 承的区别 首先表 象 在结构上 , 滚动 轴承 是靠滚 动体的转 动来支 撑 转动轴的 ,因而 接 触部位是 一个点 , 滚动体越 多, 接触点 就 越多; 滑 动轴承是 靠平滑 的 面来支撑 转动轴 的 , 因而接触 部 位是一个 面。 其 次 是运动方 式不同 , 滚动轴承 的运动 方 式是滚动 ; 滑 动轴承的 运动方 式 是滑动, 因而摩 擦 形势上也 就完全 不 相同。 滑动轴承 , 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。 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 果由于 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 是由于 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 然足于 将 轴瓦 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。 所谓刮轴瓦, 就是 将精车后 的瓦片 与 所装配的 轴研合 ( 轴要涂上 色粉) , 用 三角刮 刀刮去瓦 片上所 附 上的粉色, 随研随 刮, 直到瓦 片 上附色面 积超过 全 瓦面的 85% ,完成 刮瓦。瓦 片上存 在 的刀痕是 瓦 片储存润 滑油的 微 型储槽。 三 、 剖 分 式 滑 动轴 承 的 装 配 ( 轴瓦 装 配 ) 剖分式向 心滑动 轴 承, 主要用 在重载 大中型机 器上, 如 冶金矿山 机械, 大型 发电机 , 球磨机, 活塞式 压缩机及 大型风 机 等。 其材料 主 要 为巴氏 合金, 少数 情况下 采用铜 基轴 承合金 (如回 转窑等) 。在 装 配时,一 般都采 用 刮削的方 法来达 到 其精度要 求,保 证 其使用性 能。 因此, 刮 削的质 量 对 设备的 运转至 关 重要。 削 刮质量 不 好, 设备 在试 车 时 就 会 很 容 易 地 在 极 短 的 时 间 内 是 轴 瓦 由 局 部 粘 损 而 达 到 大 部 分 粘损, 直 至轴被 粘 着咬死, 轴瓦损 坏 不能使用 。 所以 在 刮削轴瓦 时都由技术经 验丰富 的 钳工操作 。 下面详细 介滑动 轴 承(轴瓦 )的装 配 要求及削 刮轴瓦 的 方法。 1 、轴 瓦与瓦 座和瓦 盖的接触 要求 (1 ) 受力 轴瓦 。 受 力轴瓦的 瓦背与 瓦 座的接触 面积应 大 于 70 %, 且 应 分布均 匀 。 (2 ) 不受力 轴瓦与 瓦盖的接 触面积 应 大于 60 %, 且 应 分 布均匀 。 (3 )如达 不到上 述要 求,应 以瓦座 与瓦 盖为基 准,用 着色 法,涂 以 红丹粉检 查接触 情 况, 用细锉 或油石 对 瓦背进 行修研, 直到达到 要求 为止。接 触斑点 达 到每 25mm 2 3 ~4 点即可。 (4 )轴瓦 与瓦座 、瓦 盖装配 时,固 定滑 动轴承 的固定 销( 或螺钉 ) 端头应埋 入轴承 体 内 2 ~3mm , 两半瓦合缝处垫 片应与 瓦 口面的形 状 相同,其宽度应小 于轴承内侧 1mm , 垫片应平整无棱刺 ,瓦口两端 垫片厚度 应一致 。 瓦座、 瓦 盖的连 接 螺栓应紧 固而受 力 均匀。 所 有件 应清洗干 净。 2 、轴 瓦刮削 面使用 性能要求 的几大 要 素 (1 ) 油线与 瓦口油 槽带 a 、 半开 式滑 动 轴承, 都 是采 用强 力 润滑 , 油槽 一般 都 开在 不 受力 的 上瓦上 (上瓦 受力 较小) 。 截 面为半 圆 弧形, 沿上瓦 内周 180 °分布 , 由机械加 工而成。 油槽中间 位置与 上 瓦中心位 置的油 孔 相通, 两端 连 接瓦口油 槽带, 由 于上瓦有 间隙量 存 在, 润滑油 很容易 进入上瓦 面与 轴上, 其 主要作 用 是能将润 滑油畅 通 地注入轴 瓦内侧 ( 径向) 的 瓦口 油槽带。 b 、 油槽带 分布在 上 、 下轴 瓦结合 部位 处 (两 侧) 。 油 槽带 成圆弧楔 形, 瓦口结合 面处向 外 侧深度一 般在 1 ~3mm 。 视轴瓦的大小 , 油槽 带宽 度一般为 8 ~40mm 。 油槽带 单边距 轴瓦 端面的尺 寸一般为 8 ~25mm 。 上 述 要 求 通 常 在 图 纸 上 明 确 标 出 。 油 槽 带 的 长 度 为 轴 瓦 轴 向 长 度 的 85 %左右, 是一个 能存较大 量的润 滑 油的带状 油槽, 便 于轴瓦与 轴的 润滑与冷 却,油 槽 带通常由 机械加 工 而成,也 有钳工 手 工加工的 。 (2 )润滑 油楔。 润滑 油楔位 于接触 范围 角a值 之内油 槽带 与轴瓦 的 连 接处, 由手工 刮削 而成( 俗称刮 瓦口 ) 。其主 要作用 有两 个,一 是 存油冷却 轴瓦与 轴 , 二是利 用其圆 弧 楔角, 在 轴旋转 的 带动下, 将润 滑油, 由 轴向宽 度 的面, 连 接不断 地 带 向承载 部分, 使 轴瓦与轴 有充 分良好的 润滑。 润滑 油楔部分 是由两 段 不规则的 圆 弧组 成 的一个圆 弧 楔角, 它将 油槽带 和轴瓦工 作接触 面 光滑地连 接起来 。 与油槽带 连接 部分要刮 得多一 些 , 并将油槽 带连接 处加工棱 角刮掉, 在润滑楔 角中 部 至接触 面过渡 处, 刮成圆 弧楔角 形。 油槽带 与润滑 楔角 连接处 尺 寸,视轴 瓦的大 小 ,一般 在 0.10 ~0.40mm 之间。刮削润 滑楔角, 要 在轴瓦精 刮基本 结 束时进行 ,不易 提 前刮削。 (3 ) 轴瓦的 顶间隙 与侧间隙 a 、 轴 瓦的顶间 隙, 在 图纸无规 定时 , 根据 经验可取 轴直径 的 1 ‰~2 ‰, 应按转速 。 载荷 和 润滑油粘 度在这 个 范围内选 择。 对 高 质量 、 高 精度 加工的轴 颈,其 值 可降到 0.5 ‰ 。 b 、 侧 间隙在 图纸上 无规定时 , 每面 为 顶间隙的 1/2 。 侧间 隙需根据 需 要刮削出 来。 但 在 刮削轴瓦 时不可 留 侧间隙, 因刮轴 瓦 时, 需确 定轴在 180 ° 范围内 的正 确位置, 此时需 有 侧间隙的 部位应 暂 时作为轴 的 定位用, 要在轴 瓦 基本刮削 完毕时 , 将侧间隙 轻轻刮 出 。 侧隙部 位由 瓦口的结 合面处 延 伸到规定 的工作 接 触角度区, 轴向与 油槽带、 润 滑 楔角相接 , 此部 位 是不应与 轴有接 触 的, 刮削 时应注 意 这点。 留 侧隙 的目的, 是为了 散 失热量, 润滑油 由 此流出一 部分并 将 热量带走 。 侧 隙不可开 得过大 , 这 样会使润 滑油大 量 地从侧隙 流走而 减 少轴与轴 瓦 所需用的 润滑油 量 ,这点应 特 别注 意 。 3 、剖 分式轴 瓦的刮 削过程 (1 )粗刮 轴瓦。 首先 将新的 上、下 瓦 合 在一起 ,用内 径千 分尺测 量 内径与轴 颈进行 比 较,确定 粗刮量 。 a 上、 下瓦 的机械 加 工刀痕轻 刮一遍 , 要求瓦面 应全部 刮 到, 刮削 均 匀,将加 工痕迹 刮 掉。 b 轴上涂 色, 与上 瓦 、 下瓦研点粗 刮几 遍, 然后将上 、 下 瓦分别镶 入 瓦座与瓦 盖上, 瓦 上涂色, 用轴研 点 粗刮, 待 接触面 积 与研点分 布均 匀 后 , 可 转 入 细 刮 。 粗 刮 时 应 注 意 , 不 可 将 瓦 口 部 分 刮 大 了 , 要 求 180 ° 范围全 面接触 。 (2) 细 刮 轴 瓦 。 细 刮 轴 瓦 时 , 上 、 下 瓦 应 加 垫 ( 瓦 口 结 合 面 ) 装 配 后 刮削两端 轴瓦, 在 瓦上涂色, 用轴研 点。 开始压 紧装配 时, 压紧力 应 均匀, 轴不 要压得 过紧, 能转 动即可 , 随刮随撤 垫, 随 压紧。 此时 也 应注意不 要将瓦 口 刮亏了, 经多次 削 刮后,瓦 接触面 斑 点分布均 匀、 较密即可 。 (3 )精刮 轴瓦。 精刮 的目的 是要将 接触 斑点及 接触面 积刮 削达到 图纸 规定的 要求, 研 点方法与 粗刮相 同 , 点子由大 到小, 由深到浅, 由 疏到密, 大的点 子 在削刮过 程中, 可 用刮刀破 开变成 密 集的小点 子, 经过多次 削刮, 逐 渐刮至要 求为止 。 在精刮将 要结束 时 , 将润滑 油楔 ( 开瓦口 ) 、侧间 隙刮 削出来 ,使其 达到 轴瓦的 使用性 能, 这一点 非 常重要。 削刮轴瓦, 在粗刮 与细刮时 要同时 考 虑与轴相 关的 尺 寸 情况, 如中 心 距偏差、 齿轮齿 面 的接触状 况等, 以 便使轴的 位置准 确 。 由机械 加工 造成的微 小积累 误 差, 可通 过刮削 得 到进一步 的消除 。 较大误差 , 刮 削是无法 解决的 。 四、 滑 动轴承刮研的技术 要求 1 、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。 2 、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 在 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 矩 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° 。 3 、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。 生产中 应根据滑 动轴 承的性能 和工作 条 件来确定 接触点 。 五、 如何进行 轴承与 轴 配合的检 测 轴承与轴 的配合 间 隙必须合 适, 径 向 间隙的检 测可采 用 下列方法 。 1 、塞尺检 测法 对于直径 较大的 轴 承,间隙 较大, 宜 用较窄的 塞尺直 接 检测。对 于直径较 小的轴 承 , 间隙较小, 不便 用塞尺测 量, 但轴 承的侧隙 , 必须用厚 度适当 的 塞尺测量 。 2 、压铅检 测法 用压铅法 检测轴 承 间隙较用 塞尺检 测 准确,但 较费事 。 检测所用 的铅 丝应 当柔软 , 直径不宜 太大或 太 小,最理 想的直 径 为间隙的 1.5~2 倍, 实际工 作中通常 用软铅 丝 进行检测 。 检测时 , 先把 轴承 盖打开 , 选 用 适当 直径的铅 丝, 将其 截成 15~40 毫米长的 小段, 放 在轴颈上 及上下 轴 承分界面 处,盖 上 轴承盖, 按规定扭 矩拧紧 固 定螺栓, 然后 再 拧 松螺栓 。 取下轴 承 盖,用千 分尺检测 压扁的 铅 丝厚度, 求出轴 承 顶间隙的 平均值 。 若顶隙太 小,可 在 上、下瓦 结合面 上 加垫。若 太大, 则 减垫、刮 研或重新 浇瓦。 轴瓦紧力 的调整 : 为了防止 轴瓦在 工 作过程中 可能发 生 的转动和 轴向移动 ,除了 配 合过盈和 止动零 件 外,轴瓦 还必须 用 轴承盖来 压紧,测 量方法 与 测顶隙方 法一样 , 测出软铅 丝厚度 外 ,可用计 算出轴瓦 紧力( 用 轴 瓦压缩后 的弹性 变 形量来表 示) 一般轴瓦 压紧力在 0.02~0.04 毫米。 如 果压紧力 不符合 标 准,则 可用增减 轴承与 轴 承座接合 面处的 垫 片厚度的 方法来 调 整,瓦背 不许加垫 。 滑动轴承 除了要 保 证径向间 隙以外 , 还应该保 证轴向 间 隙。检测 轴向间隙 时,将 轴 移至一个 极端位 置 ,然后用 塞尺或 百 分表测量 轴从一个 极端位 置 至另一个 极端位 置 的窜动量 即轴向 间 隙。 当滑动轴 承的间 隙 不符合规 定时, 应 进行调整 。对开 式 轴承经常 采用垫片 调整径 向 间隙( 顶间 隙) 。
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