HBB轴承选择时对材料的要求

2012-06-20 15:33

滚动轴承的套圈和滚动体,一面反复承受高接触压力,一面进行伴随着有滑动的滚动接触,同时,保持高精度旋转。因此,对轴承的套圈,滚动体及保持架的材料、性能、主要要求如下:

1、由于产生大的局部接触应力,要求弹性极限高;

2、由于反复承受大的接触载荷,要求滚动疲劳强度高;

3、可获得高硬度;

4、耐磨性好;

5、抗冲击载荷的韧性好;

6、尺寸稳定性好。

此外,还需要加工性好.根据用途不同,还有要求其耐冲击性、耐热性、耐腐蚀性好。
套圈及滚动体材料
一般的滚动轴承套圈及滚动体都采用高碳铬轴承钢或渗碳钢,必须具有高的疲劳强度和耐磨性。前者采用全淬火,表面和心部均可硬化;后者只在表层渗碳淬火,只有表层是硬化层。套圈及滚动体的硬度一般为HRC58~HRC65。
许多场合下,钢材的选择取决于所采用的加工工艺,例如,有些滚针轴承采用深拉法将外圈拉压成形。
高碳铬轴承钢
高碳铬轴承钢是滚动轴承的**材料,且应用范围广,约含碳1%,铬1.5%。对于截面较大的轴承部件,常用含锰和钼的合金钢,因为这两种元素具有较好的整体淬硬性。表13.1高碳铬轴承钢表面淬硬钢含碳量约0.15%的铬镍合金钢和锰铬合金钢是滚动轴承最常用的表面淬硬钢。表13.2 表面淬硬钢
耐高温轴承钢
一般说来, HBB滚动轴承运行温度可高达+125℃。若运行温度高于此值,轴承须经特殊热处理(稳定性处理),防止由于结构变化而致尺寸变化超过允许范围。但是轴承并不需要在高于所需运行温度条件下稳定。运行温度超过300℃的轴承,需要用具有高热硬性的特殊钢。
耐腐蚀轴承钢
运行过程中需接触腐蚀媒介的轴承,常使用铬钢或铬/钼不锈钢。由于这些钢硬度稍低,因此这种轴承比传统钢制轴承的承载能力低。此外,只有整个表面研磨十分光泽,及在安装中不碰伤损坏,轴承才有可能耐腐蚀。
保持架材料
保持架主要是用来使滚动体保持分隔,以防止相邻滚动体的直接接触,使轴承的摩擦和发热保持在最低温度。对分享型的轴承,也可用来保持滚动体不致脱落。有些轴承,如滚针轴承或推力圆柱滚子轴承,还可用来引导滚动体。在脂润滑轴承中,保持架还可以起到储备润滑脂的作用,借以改善轴承的润滑。滚动轴承保持架所受机械应力来自摩擦力、应变力和惯性力。另外还受到某些润滑剂、润滑剂添加剂及其老化生成物、有机溶剂、冷却液(卤化烃、氨)等化学物质反应的影响。因此,设计和选择保持架材料对保持架性能及轴承运行可靠性都是至关重要。
根据保持架工艺特点不同,采用的材料主要有:各种冲压保持架多采用钢制和黄铜Hpb59-1、青铜、铝及酚醛胶布管等。此外还有粉末冶金及尼龙66等。
标准保持架
每一系列不同尺寸的轴承均规定了一种保持架结构为该类型轴承用的标准型结构。这种保持架已经使用证实性能良好,可以选用于大多数的应用场合。由于对产品性能,成本及应用场合之要求不同,在某一系列中,较大轴承的标准保持架可能与较小轴承的标准保持架设计不同。在轴承尺寸表格前的文字说明部分,已列入标准保持架的资料,及可能采用的其它保持架的资料。
钢质保持架
这种保持架强度较高,重量较轻。为了减少磨损,保持架一般需要作淬硬和表面处理。多适用于深沟球轴承、调心滚子轴承及大多数圆锥滚子轴承。在大型轴承中,若黄铜保持架会产生季节性断裂时,一般采用机削钢质保持架。为提高滑移性和耐磨性,一些机削钢质保持架经过渗碳达到表面淬硬。钢质保持架的运行温度可达300℃,一般不受滚动轴承的矿物油基或含碱油基润滑剂及有机溶剂的影响,但遇水会生锈。黄铜保持架
冲压黄铜保持架仅用于小型和中型尺寸轴承,大多数黄铜保持架是由铸件或锻件机削而成。黄铜保持架不能用于300℃以上的温度。它不受大多数常用润滑剂的影响,包括合成油和脂。可以用一般有机溶液清洗,但不要使用稀碱液。
尼龙保持架
小型或中型尺寸的某些类型的轴承,如双列深沟球轴承、调心球轴承、角接触球轴承、调心滚子轴承及圆柱滚子轴承等,采用经热稳定、由具有良好的强度和弹性的玻璃纤维增强的尼龙66模压成型的保持架作为材料保持架。由于尼龙在经润滑的钢材表面具有良好滑移性,以及保持架与滚动体接触面加工光滑,保持架所产生的摩擦大为减少。因此,轴承的发热和摩擦可达到低程度。制造保持架的注塑工艺能满足特殊的设计要求。尼龙保持架可在缺油条件下保持良好的运行性能,使轴承在这种恶劣条件下能连续运行相当时间,不会很快发生抱死或进一步的损坏。使用具有尼龙保持架的轴承时,须对尼龙材料的允许运行温度及其抗润滑剂腐蚀性能加以注意。对用作轴承润滑的机油和滑脂,在低于下表所列运行温度数值时,保持架性能不会受影响。若超过允许运行温度,保持架材料会老化。保持架所受过热时间越长,老化过程越快。
尼龙保持架之运行温度允许短暂高于推荐使用温度,但不应高于推荐使用温度20℃,且短暂超温应分散在较长的低运行温度中,还要注意润滑剂能否随该短暂超温。若运行温度恒为120℃以上,则须使用有金属保持架的轴承。尼龙保持架也不宜用于-40℃以下的温度,因此低于此温度时,尼龙会失去弹性。在室温下且接触时间较短时,一般用于清洁滚动轴承的有机溶剂如白节油、氯仿或稀释碱液不会影响保持架的性能。制冷设备中所用的氟里昂或氨对尼龙无侵蚀作用。在真空条件下,由于脱小,尼龙保持架会变脆。玻璃纤维增强尼龙66保持架使用不同润滑剂时的允许运行温度


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