滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。内圈通常装配在轴上并与轴一起旋转。外圈通常装配在轴承座内或机械部件壳体中起支承作用。滚动体(钢球或滚子)在内圈和外圈之间滚动,它们的大小和数量直接影响轴承的载荷能力。保持架将轴承中的一组滚动体均匀地相互隔开,改善轴承内部载荷分配,引导滚动体运动,促进轴承平稳运转。保持架是轴承中承受各种复杂应力的动态摩擦磨损零件。保持架材料通常由钢、铜和酚醛层压布管塑料制造。
在现代滚动轴承技术发展的过程中,为提高轴承承载能力,进行了轴承优化设计,以降低轴承噪声振动,提高轴承可靠性,延长轴承使用寿命,降低生产成本。采用工程塑料制作保持架,已经显示出独特的优越性。工程塑料保持架具有明显的技术经济效益,与金属保持架相比,主要优点如下:
1)产品设计的灵活性大。塑料保持架可以直接注射成型外形复杂的结构形式,便于轴承的优化设计。塑料保持架在窗孔处可带有油槽,便于贮油,从而大大改善了轴承的润滑条件。
2)保持架离心力小。工程塑料的密度低,质量小。在高速旋转的轴承中保持架离心力小,起动力矩小,轴承旋转灵活。
3)耐摩擦磨损,轴承温升低。轴承运转中,滚动体与保持架兜孔间会产生摩擦。由于钢和尼龙之间的摩擦因数为0.05,远远小于钢—钢的0.20和钢—铜的0.15,因此,塑料保持架轴承起动力矩要比金属保持架轴承起动力矩小,有利于减少摩擦热的产生。特别在边界润滑条件下,在轴承贫油或断油时,塑料保持架轴承有较好的自润滑性能,轴承不易突然卡死。
4)自润滑性能优异,可简化主机的润滑系统。多孔含油聚酰亚胺保持架多孔酚醛层压布管保持架,都是利用塑料自身中的微孔能贮存一定数量的润滑油,使保持架起到了贮存和供应轴承油源的作用,保证了轴承自润滑、长寿命的使用要求,从而大大简化了主机的供油系统。
5)保持架易装配拆卸。塑料保持架有较好的弹性,可承受滚动体作用于保持架的加速冲击载荷。保持架兜孔或窗孔都设计有锁具,利用塑料的弹性,可锁住滚动体,也便于拆卸塑料保持架。尤其是深沟球轴承采用一件塑料冠形保持架,可取代原来的两片由铆钉铆合的钢板冲压浪形保持架,简化了保持架结构更便于轴承装配的自动化。(https://www.xing528.com)
6)保持架的韧性、耐冲击性、抗断裂性好。塑料保持架比金属保持架有更好的抗损坏能力。金属保持架受到严重撞击时,会产生永久变形或断裂;而塑料保持架受外力暂时变形后,则可靠其弹性恢复原状。因此,塑料保持架更不容易损坏。
7)保持架的缓振性好,轴承噪声低。塑料保持架与滚动体接触时,运转平稳、灵活、没有金属保持架与滚动体接触时产生的响声,可明显地降低噪声3~7dB。
8)耐酸、耐腐蚀。工程塑料耐酸、耐腐蚀的性能明显优于金属材料,适合在化工机械上应用。
9)可解决采用金属保持架不易解决的技术问题。直线运动球轴承保持架过去一直是用钢板冲压的片式结构,其加工精度要求高,质量不易保证,废品率较高。采用塑料保持架后,用一副模具注射成型,保证了产品精度,降低了轴承噪声,提高了轴承的旋转灵活性和轴承的使用寿命,解决了用金属保持架不易解决的技术问题。
10)成本低、经济性好。热塑性塑料保持架只需一副模具,直接注射成型即可生产出合格的产品,比冲压钢板保持架和机加工黄铜保持架可减少7~12道工序。与钢板冲压保持架相比,可节约5副模具,材料利用率可提高50%左右调心滚子轴承塑料保持架与冲压钢板保持架相比,其成本可降低50%以上;塑料保持架与黄铜保持架相比,成本可降低65%以上,具有十分明显的经济效益塑料保持架轴承已广泛应用于输送机械、纺织机械、冶金机械、石油机械、内燃机机械、运输机械、航天机械、重型机械、电机、机床、仪器仪表等各类机械上,为国民经济各行业的发展做出了重要的贡献。
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