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轴承常用的保持架材料

作者: 刘淼 浏览:117 发表时间:2024-08-12

轴承保持架是轴承中的一个重要部件,它的主要功能是保持滚动体的均匀分布,确保滚动体的正確位置,同时减少滚动体之间的摩擦和磨损。保持架的材料对轴承的性能有显著影响,具体包括以下几个方面:

1机械性能

保持架材料的强度和韧性影响其抗冲击和抗振动能力。较强的材料可以更好地承受高速运转和重载条件下的应力。弹性模量影响保持架在载荷下的变形程度,过高的变形可能导致轴承内部游隙的变化,影响轴承运行的稳定性。

2、热稳定性

保持架在温度变化下的稳定性对整个轴承系统的温度适应性有重要影响。某些塑料材料(如聚酰亚胺)具有较好的耐热性,适用于高温环境。热膨胀系数不同可能导致在不同温度下保持架与滚动体或内外圈之间的配合发生变化,影响轴承的运行。

3、摩擦特性

保持架的材料和表面处理影响其与滚动体接触的摩擦系数。低摩擦系数可以减少滚动阻力,提高轴承效率。某些材料(如某些高性能塑料或特殊处理的金属)可以减少润滑剂的消耗,延长轴承的维护周期。

4、重量

保持架的重量影响轴承的转动惯量,尤其在高速应用中,轻量化的保持架(如钛合金或某些高性能塑料)可以改善轴承的动态性能。在需要节省能源和减少机器整体能耗的应用中,使用轻质保持架可以提高整体效率。


本文主要讨论用于高精密轴承的保持架材料选用,高精密轴承是为满足精密机床和其他精密设备需求的一类专用轴承,包括高精密角接触球轴承、圆柱滚子轴承、单向和双向推力角接触球轴承、深沟球轴承等,其具有高转速、高精度、高刚度、低温升、低振动和低噪声等特性。为保证高精密轴承的上述特性,对保持架材料的性能有特殊的要求,如吸振、耐热和耐磨损等。

保持架材料的选择是根据转速、噪声、振动、 润滑和工作环境来确定的。高精密轴承常用保持架材料有聚酰胺、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、酚醛层压布管、青铜和黄铜,通过了 解其特性(包括使用限制和极限温度)可为不同型号和工况的轴承选择出较合适的保持架材料。

本文主要介绍铜合金材料制成的保持架各自的特点,常用的铜合金分为青铜和黄铜两种,其中青铜是纯铜(紫铜)加入锡或铅的合金。与纯铜相比,青铜的强度高且熔点低(25%的锡冶炼青铜,熔点会降低到800 ℃,而纯铜的熔点为1083℃)。青铜铸造性好,耐磨且化学性稳定,具有耐腐蚀、硬度大、色泽光亮等特点,但青铜保持架遇冷会反常膨胀。而黄铜是由铜和锌所组成的合金。铜中锌的含量越高,其强度也越高,塑性越低。工业中采用的黄铜含锌量不超过45%,再高将会产生脆性,使合金性能变坏。下面分别对青铜和黄铜进行介绍。

 常用的青铜保持架材料为铝青铜、铍青铜、硅青铜等。

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铍青铜


(1)铝青铜。QALl0—4—4铝青铜在400℃以下具有稳定的力学性能,有良好的减摩性,在大气、淡水、海水中耐蚀性良好,可热加工和焊接,但不易钎焊。

(2)铍青铜。铍青铜是钾(Be)≤2.5%的铜铍二元合金,除具有高强度、弹性、硬度,耐磨性,耐疲劳性及无磁特性外,还有优良的导电性、导热性和耐蚀性,冲击时不产生火花,并有优良的工艺性能。

(3)硅青铜。硅青铜是以硅为主要合金元素的青铜。工业上应用的硅青铜除含硅外,还含有少量的锰、镍、锌或其他元素。硅在铜中呈有限固溶,在852℃时***大溶解度可达5.3%,并随温度降低而减小,但时效硬化效应不强,一般不进行强化热处理。QSi3—1硅青铜可在冷、热态下压力加工,力学、耐腐蚀、耐磨和焊接性能好,无磁,冲击时不产生火花。QSi3.5—3—1.5硅青铜为含有锌、 锰、铁等元素的硅青铜,性能同QSi3—1,但耐热性较好,棒材、线材存放时自行开裂的倾向性较小。

常用的黄铜保持架材料为锡黄铜、铅黄铜、镍黄铜、锰黄铜等。


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锰黄铜

(1)锡黄铜。在黄铜中加1%的锡能显著改善黄铜的抗海水和海洋大气腐蚀的能力,因此称为“海军黄铜”。锡能改善黄铜的切削加工性能。

(2)铅黄铜。铅黄铜即通常所说的易削国标铜。加铅的主要目的是改善切削加工性和提高耐磨性,铅对黄铜的强度影响不大。雕刻铜也是铅黄铜的一种。多数黄铜具有良好色泽、加工性、延展性,易于电镀或涂装。

(3)镍黄铜。黄铜中加入镍可显著提高黄铜在大气和海水中的耐蚀性。镍还能提高黄铜的再结晶温度,促使形成更细的晶粒。

(4)锰黄铜。黄铜中加入1%~4%的锰,可显著提高合金的强度和耐蚀性,而不降低其塑性,同时冷、热态下的压力加工性能相当好。

选择合适的保持架材料需要考虑轴承的工作条件、载荷、转速、温度、润滑状态以及成本等因素。正确的材料选择可以显著提高轴承的性能和寿命。

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