保持架

保持架

鋼等材質制作的軸承零件
保持架(即軸承保持架,又稱軸承保持器),指部分地包裹全部或部分滾動體,并随之運動的軸承零件,用以隔離滾動體,通常還引導滾動體并将其保持在軸承内。
  • 中文名:保持架
  • 外文名:cage
  • 運用領域機械工程材質鋼、有色金屬、非金屬等分類:壓鑄保持架塑鑄法制造保持架
  • 學科機械設計及制造别名:軸承保持架,軸承保持器

材料

滾動軸承在工作時,特别是載荷複雜且高速旋轉時,保持架要承受很大的離心力、沖擊和振動,保持架和滾動體之間存在較大的滑動摩擦,并産生大量的熱量。力和熱共同作用的結果會導緻保持架故障,嚴重時會造成保持架燒傷和斷裂。因此,要求保持架材料導熱性好、耐磨性好、摩擦系數小,有較小的密度,一定的強度和韌性的配合、較好的彈性和剛度.與滾動體相近的膨脹系數.以及良好的加工工藝性能。另外,保持架還要受到化學介質,如潤滑劑、潤滑劑添加劑、有機溶劑和冷卻劑等的作用。

常用的保持架按材料種類劃分主要有金屬保持架和非金屬保持架。另外還有複合材料保持架等。特殊用途的軸承保持架還應滿足特殊工作條件的要求.如耐高溫、耐腐蝕、自潤滑(真空中使用)或無磁性等。保持架

鋼保持架材料

由于強度高、韌性好、易于加工等特點,鋼保持架材料在滾動軸承中被普遍采用。常采用08和10優質碳素鋼薄闆冷沖壓而成。此外,也可以根據需要采用其他機械加工的方法獲得。常用的鋼保持架材料還有

等。

鋼保持架一般通過熱處理消除應力、恢複塑性。包括高溫回火、再結晶退火等。為了降低鋼保持架的摩擦系數,必要時須對保持架成品進行表面處理等。

有色金屬保持架材料

與鋼不同,有色金屬具有其特殊的性質,例如鋁合金具有密度小、導熱性好、耐蝕性好的特點;銅合金具有導熱性好、摩擦系數小、成形性好、使用溫度高等特點;鋅鋁合金具有成本低、密度小、性能優良等優點。

非金屬保持架材料

非金屬保持架材料主要有聚合物及其複合材料,包括尼龍、酚醛膠布聚四氟乙烯等。聚合物材料具有良好的強度和彈性匹配。良好的滑動性能使聚合物保持架在與被潤滑的滾動元件表面産生相對運動時隻産生很小的摩擦,這樣可以使軸承的發熱和磨損降到最低。在潤滑劑缺乏的條件下,聚合物保持架仍然有極好的運動特性.可以保證軸承繼續運行一段時問而不發生損壞。由于聚合物的密度較低,由其制造的保持架具有較小的慣性。

保持架除了采用純材料制造以外,還對聚合物材料進行改性.采用其他材料進行填充或增強使用。

偏移

保持架裝入軸承之後.由于兜孔與滾動體之間存在間隙,因而保持架可以沿徑向有所偏移,稱其為徑向偏移量。其偏移量可由下式表示為:

式中,

——

保持架徑向偏移量;

——

保持架寬度;

——

兜孔曲率半徑;

——

兜孔深度。

應保證當保持架達到最大徑向偏移量時,保持架不與軸承套圈相接觸。

制造方法分類

壓鑄保持架

壓鑄保持架的原材料為鋁合金、黃銅,将原材料熔化後澆入壓鑄機的壓鑄模内,一次将保持架壓鑄成形。鑄件澆口在車床上車去。此方的工藝特點是:

(1)保持架直接壓鑄成型,能獲得良好的幾何形狀和尺寸精度,無需機械加工,生産效率高。

(2)壓鑄成形後,金屬結晶凝固,組織精密,表面質量好并耐磨。

(3)材料利用率高,降低成本。

但壓鑄鋁合金保持架時,需大噸位設備,模具設計與制造複雜,壓鑄時容易使保持架兜孔拉傷。在軸承承受沖擊、震動和速度多變的條件下,需要進一步提高壓鑄保持架的質量。

塑鑄法制造保持架

将真空幹燥粒狀的工程塑料置于料桶内,經過電阻絲加熱熔化成半液體狀态,借助柱塞或移動螺杆加壓,使半液态原料從噴咀注入注塑成機的成形模具内,經過保溫、冷卻後獲得所需要的保持架。其的工藝特點是:

(1)保持架一次塑注成形,能獲得精确的幾何形狀和尺寸精度及低表面粗糙度值,無需機械加工,生産效率高。

(2)模具和塑鑄成形簡單,軸承裝配方便,容易實現自動化控制。

(3)塑料保持架具有耐磨、防磁和低摩擦等良好性能。

但由于塑料本身所存在的熱變形、老化和脆裂等缺點,以及保持架結構和塑注工藝上的一些問題,使塑鑄保持架的應用受到限制。

選擇

對于工程塑料的保持架,各個廠家的性能略有不同,但大體相似。這種保持架重量輕,适用于高轉速的場合。并且這種保持架的失效模式不是突然迸裂,所以比較适合于一些不允許突然停機的場合。但是對于礦山機械,這種保持架由于安全的考慮不适合使用,因為它的損壞不是突然發生的,而是随着溫度逐漸升高到一定程度後,完全損壞,這樣對于易爆場合會很危險。同時這種保持架有溫度限制,一般是

對于黃銅保持架,基本沒有什麼阻礙,但不适于有氨的環境。一般小軸承不使用銅保持架。

對于鋼保持架,也沒有什麼限制,但大軸承不使用鋼保持架。

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