成都平和粉末冶金有限公司

1.0 关于含油轴承的使用和装配条件
1.1 关于减低含油轴承的噪音的考察

1.0 关于含油轴承的使用和装配条件

    (1) 圆筒形和凸缘形含油轴承的使用与装配,以上形状的含油轴承由于压入锌、铝压铸件、铁板,其它金属铸件,有时还有塑料等的托架而装配,因此,含油轴承产品的内径尺寸压入而必然有所变化。由于托架本身壁厚和形状的差异在压入时产生弹性压力而使轴承内径方向明显受影响,单纯只追求尺寸精度是不高明的,从而,压入时应留出必要的"压入量",还要充分注意到内径方向所发生的"回弹"。象上面那样,托架的设计同托架的材质形状,轴承的材质形状还有"压入量"和"回弹"有着复杂的关系,所以,在严格的使用条件下,必须确认这些关系。
    进而,在实际压入过程中至少应该决定出最小安全运转的最小轴承尺寸,并定出最好的安全转速,遵照基本压入规则是重要的,这个规则不仅仅决定了适合的安全运转,而且通过压入装配后的产品的真圆度、圆筒度能正确地合乎规则,并能防止由于运转失误所造成的事故。

    (2) 装配方法:
    导销应使用比轴承内径尺寸略小的,在压入过程中会引起塑性变形,这个导销要使其同内径尺寸加工面的粗糙度、真圆度、圆筒度的加工不断地协调,并使轴承内径的上下和相互的同轴度都能达到高精度,这是使用导销的目的。
    (下面请看(A)图,图上所示正处在压入前的状态,轴承应如图所示,导销能顺利通过是重要。参照(B)图,(B)图所示导销在压入完毕后拔出前的状态,这是用了最大的力,这个抽出装置在此时具有最大压力。)从而,导销的尺寸不可大于轴承内径尺寸, 否则压入轴承的操作将发生麻烦。被轴承内径卡住芯棒将出不来,或者,轴承内径面的空隙结构被磨损等等。以上是装配含油轴承有关压入的基本规则,若无视这些规则,就很难顺利使用含油轴承。(A)图,(B)图请参照

    (3)压入量对轴承内径的影响:
作为压入技术基本的"压入量",对其内径的影响通过实际试验取得以下数据,现归纳如下。
(参照表1)
表1 浇铸对轴承内径的影响

轴承外径尺寸(Ø) 托架内径尺寸(Ø) 压入量(µm) 导销尺寸(Ø) 导销使用的轴承内径尺寸(Ø) 导销未使用的轴承内径尺寸(Ø)
7.015 7.010 5 2.003 Ø2(+0.002~0.003) Ø2(+0.002~+0.003)
7.015 7.005 10 2.003 Ø2(-0~+0.001) Ø2(-0.001~+0)
7.015 7.000 15 2.003 Ø2(-0.002~-0.001) Ø2(-0.003~-0.001)
5.015 5.010 5 2.003 Ø2(+0.002~+0.003) Ø2(+0.002~+0.003)
5.015 5.005 10 2.003 Ø2(-0~+0.001) Ø2(-0.001~+0)
5.015 5.000 15 2.003 Ø2(-0.002~-0.001) Ø2(-0.003~-0.001)

试验(压入)前提条件。在实际生产中,托架因材质和形状而千差万别,其刚性、韧性、弹性等又是千差万别,但本试验将以上因素一切不加考虑,只研究轴承内径所受影响(回弹)----参照表1.a.) 轴承尺寸。
Ø2(-0~+0.006)*Ø5(+0.0012~+0.020)*3±0.05
Ø2(-0~+0.006)*Ø7(+0.0012~+0.020)*2.5±0.05
b.)轴承实测尺寸
Ø2.004*Ø5.015*3±0.001
Ø2.004*Ø7.015*2.5±0.001
c.)托架制作
材质为碳钢、淬火、研磨,内径表面粗糙度在0.4S以下。此外,压入夹具,取出夹具,推杆以及抽出时的台的直角度均应充分注意;内外径及端面应同时加工和研磨。

1.1 关于减低含油轴承的噪音的考察

    (1.)含油轴承的润滑机理和噪音(滑动音),含油轴承,从轴承分类看是"滑动轴承"的一种;一般滑动轴承以完全润滑(油膜形成)的机理来说明,磨擦系数在普通轴承的情况是0.02—0.05,与此相比,含油轴承的情况是0.1—0.2,要高于前者,而且温度上升也比较大。但是,普通的轴承性能好,这是因为从外部不断供油的理想前提下取得的,一旦供油终断,润油干枯,就有烧坏的情况。含油轴承则极少有这样的危险,事实上,在不给油的情况下,在不利的条件下尽管已经冒烟,也并不燃烧,而继续运转的实例较多。
    一般,设想含油轴承的供油(润滑)机理如下,即是通过轴的旋转,基于泵的作用,油能浸出,又通过轴承体内的气孔向轴承间隙进行给油,轴承之间的滑动面上形成油膜,这种油膜的一部分通过滑动面下面的气孔而漏出云,于是,漏出来的油通过轴承体内的又移动到上侧不负重的一侧,进行油的循环,也即是含 油轴承由于滑动面上有遗漏的油形成薄薄的油膜,容易形成境界润滑状态,那里滑动面上轴同轴承间的金属接触机会多,滑动音就大。
    进而,根据含油轴承模式图,同动转时的压力成比例关系的因素较多,如多孔质体的面积(M2)和轴承壁厚度与高度的积,通过油的多孔质内体通气孔的长度和滑动面油膜到经过轴承体内内径上部油浸出面之间的约为半圆周的平均长度,油的压力差和滑动面油膜与内径上部浸出面之间的压力差等 ——按上述考虑,滑动面油膜向轴承体内的漏油同通气度以及运转时的压力成比例关系,从而压力愈高,滑动面油膜经轴承体内的漏油愈大,所以油膜也相应变薄,轴同轴承的金属接触机会增加,滑动音相应增加,这是解释得通的。
    (2.)噪音(滑动音)产生的各种原因:

这里根据迄今为止各个学会、协会的文献所发表的事实为依据,归纳如下:

  a.通气度的影响。

降低轴承材料的通气度,那么,就能防止油从滑动面下部漏出,于是,油膜也相应变厚,减少了轴和轴承 的金属接触机会,既使处于近乎流体润滑状态,滑动音也就减少。但是,当通气度显著下降滑动面的油也漏得极少,另一方面,轴承体内上部通过气孔浸出的油反而不充分,因此,滑动面的油膜变薄,轴同轴承 的金属接触机会加多,滑动音在此加大。

滑动音随着通气度的下降能相应的大幅度下降,但当通气度过分下降时,就知道滑动音有增加的现象,于是,可以解释为含油轴承本身的润滑机理受到轴承体内的和轴承间隙有循环同通气度密切的依存关系。

  b.润滑油的影响

关于润滑油的影响,当润滑油粘度高则滑动音降低,用更高粘度的润滑油, 那么,滑动音降得更低,另外,还清楚在轻负荷条件下短时间运转润滑油的种类对滑动音没有影响。为了降低滑动音,使用润滑油的粘度愈高愈好,但另一方面,流体润滑时,磨擦阻抗或者磨擦系数是同粘度的比例有关,选择粘度极高的润滑油不利于轴承的性能。有关含油轴承用润滑油的选择,已经有相对轴速度的一般基准。实际上,只需要选择那段范围内的高粘度就可以了,也已经清楚含油轴承的的自我润滑机理同通气度依存的同时也同润滑油的粘度密切依存。因此,润滑油的粘度对滑动的影响极为重要,提高润滑油的粘度训能降低滑动音。因此,含有添加济的商品润滑油的种类的影响一般不认可。

  c.钢轴(shaft)的硬度以及轴承同轴承加工粗糙度的影响。

关于硬度和加工粗糙度的影响,轴承以及钢轴加工粗糙度大时有增加滑动音的倾向,只是轴承的材质比较软,所以滑动时会使粗糙面变形而平坦,由此,它的影响不很大,钢轴其材质较硬,妆表面粗糙时,没有变化,从而其影响相当大。

此外,在轻负荷条件下短时间运转下,钢轴的硬度没有什么影响。

为了降低滑动音,尽可能用表面加工状况好的钢轴及轴承,对于钢轴尤其必须充分注意。

  d.含油量以及运转时间的影响。

关于含油轴承的滑动音同含油量和运转时间的影响,只要含油轴承的支配自身润滑的油循环机理是圆满滑的话,滑动音几乎不受轴承有较多孔率的影响,但是,轴承体内含油量低于有效多孔率一半时,即是说含 油率/有效多孔率的值在50%以下时,由于供油不充分,含油轴承的油循环机理不能圆滑工作,从而,滑动面容易同金属接触,于是滑动音变大,为了降低滑动音,如上所述有必要反通气度降低到一定值,即是必须把一般为18—21V01%的有效多率浪费掉9—12V0e%来降低轴承体内的含油量,其实,已知没有必要象前面那样过分注意降低有效多孔率的影响。尽管如此,当时的轴承体内含油状态值——含油率/有效多孔率的影响较大,有必要至少保持在约75%以上,所以,音响设备用含油轴承,在制成后,润滑油的含浸处理十分充足,一般认为有必要让含油率大到接近有效多孔率。

  e.运转条件的影响。

关于影响含油轴承滑动音的压力,速度和间隙等的运转条件,支配含油轴承自身润滑机理的油循环结构的通气度同时,同这些运时条件有极大的依存关系。压力和速度对滑动音的影响相当显著,降低压力或者降低速度就能降低滑动音。另外,轴承内径同钢轴间的间隙的影响,只要不太大,一般可以忽略。

 

(1)2016年11月参加上海第21届小电机展;
      铜基圆筒形
      铜基凸缘形
      铜基球形
      铜基异形
      铁铜基、铁基圆筒形
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