軸(shaft)是穿在軸承中間或車(chē)輪中間或齒輪中間的圓柱形物件,但也有少部分是方型的。軸是支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動(dòng)、扭矩或彎矩的機(jī)械零件。一般為金屬圓桿狀,各段可以有不同的直徑。機(jī)器中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件就裝在軸上。
材料使用
1、碳素鋼
35、45、50等優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼因具有較高的綜合力學(xué)性能,應(yīng)用較多,其中以45鋼用得最為廣泛。
為了改善其力學(xué)性能,應(yīng)進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理。不重要或受力較小的軸,則可采用Q235、Q275等碳素結(jié)構(gòu)鋼。
2、合金鋼
合金鋼具有較高的力學(xué)性能,但價(jià)格較貴,多用于有特殊要求的軸。
例如采用滑動(dòng)軸承的高速軸,常用20Cr、20CrMnTi等低碳合金結(jié)構(gòu)鋼,經(jīng)滲碳淬火后可提高軸頸耐磨性;
汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸在高溫、高速和重載條件下工作,必須具有良好的高溫力學(xué)性能,常采用40CrNi、38CrMoAlA等合金結(jié)構(gòu)鋼。
軸的毛坯以鍛件優(yōu)先、其次是圓鋼;
尺寸較大或結(jié)構(gòu)復(fù)雜者可考慮鑄鋼或球墨鑄鐵。
例如,用球墨鑄鐵制造曲軸、凸輪軸,具有成本低廉、吸振性較好,對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低、強(qiáng)度較好等優(yōu)點(diǎn)。
軸的力學(xué)模型是梁、多數(shù)要轉(zhuǎn)動(dòng),因此其應(yīng)力通常是對(duì)稱(chēng)循環(huán)。
其可能的失效形式有:疲勞斷裂、過(guò)載斷裂、彈性變形過(guò)大等。
軸上通常要安裝一些帶輪轂的零件,因此大多數(shù)軸應(yīng)作成階梯軸,切削加工量大。
軸承(Bearing)是當(dāng)代機(jī)械設(shè)備中一種重要零部件。它的主要功能是支撐機(jī)械旋轉(zhuǎn)體,降低其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的摩擦系數(shù),并保證其回轉(zhuǎn)精度。
按運(yùn)動(dòng)元件摩擦性質(zhì)的不同,軸承可分為滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩大類(lèi)。其中滾動(dòng)軸承已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化,但與滑動(dòng)軸承相比它的徑向尺寸、振動(dòng)和噪聲較大,價(jià)格也較高。
滾動(dòng)軸承一般由外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體和保持架四部分組成。按滾動(dòng)體的形狀,滾動(dòng)軸承分為球軸承和滾子軸承兩大類(lèi)。
軸承材料
軸承鋼的特點(diǎn):
一、接觸疲勞強(qiáng)度
軸承在周期負(fù)荷的作用下,接觸外表很輕易發(fā)作疲憊破壞,即涌現(xiàn)龜裂剝落,這是軸承的重要破壞情勢(shì)。因而,為了進(jìn)步軸承的運(yùn)用壽命,軸承鋼必需具備很高的接觸疲憊強(qiáng)度。
二、耐磨性能
軸承任務(wù)時(shí),套圈、滾動(dòng)體和維持架之間不只發(fā)作滾動(dòng)摩擦,而且也會(huì)發(fā)作滑動(dòng)摩擦,從而使軸承零件一直地磨損。為了增加軸承零件的磨損,維持軸承精度穩(wěn)固性,延伸運(yùn)用壽命,軸承鋼應(yīng)有很好的耐磨性能。
三、硬度
硬度是軸承質(zhì)量的重要質(zhì)量之一,對(duì)接觸疲憊強(qiáng)度、耐磨性、彈性極限都有間接的影響。軸承鋼在運(yùn)用狀況下的硬度個(gè)別要到達(dá)HRC61~65,能力使軸承取得較高的接觸疲憊強(qiáng)度和耐磨性能。
四、防銹性能
為了避免軸承零件和成品在加工、寄放和運(yùn)用歷程中被侵蝕生銹,請(qǐng)求軸承鋼應(yīng)具備良好的防銹性能。
五、加工性能
軸承零件在消費(fèi)歷程中,要經(jīng)過(guò)許多道冷、熱加工工序,為了滿(mǎn)意少量量、高效力、高質(zhì)量的請(qǐng)求,軸承鋼應(yīng)具備良好的加工性能。例如,冷、熱成型性能,切削加工性能,淬透性等。
軸承鋼除了上述基礎(chǔ)請(qǐng)求外,還應(yīng)當(dāng)?shù)竭_(dá)化學(xué)成分恰當(dāng)、外部組織平均、非金屬攙雜物少、外部外表缺點(diǎn)契合規(guī)范以及外表脫碳層不超越規(guī)則濃度等請(qǐng)求。
軸承作用
究其作用來(lái)講應(yīng)該是支撐,即字面解釋用來(lái)承軸的,但這只是其作用的一部分,支撐其實(shí)質(zhì)就是能夠承擔(dān)徑向載荷。也可以理解為它是用來(lái)固定軸的。軸承快易優(yōu)自動(dòng)化選型有收錄。就是固定軸使其只能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng),而控制其軸向和徑向的移動(dòng)。電機(jī)沒(méi)有軸承的話根本就不能工作。因?yàn)檩S可能向任何方向運(yùn)動(dòng),而電機(jī)工作時(shí)要求軸只能作轉(zhuǎn)動(dòng)。從理論上來(lái)講不可能實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的作用,不僅如此,軸承還會(huì)影響傳動(dòng),為了降低這個(gè)影響在高速軸的軸承上必須實(shí)現(xiàn)良好的潤(rùn)滑,有的軸承本身已經(jīng)有潤(rùn)滑,叫做預(yù)潤(rùn)滑軸承,而大多數(shù)的軸承必須有潤(rùn)滑油,負(fù)責(zé)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),由于摩擦不僅會(huì)增加能耗,更可怕的是很容易損壞軸承。把滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動(dòng)摩擦的說(shuō)法是片面的,因?yàn)橛蟹N叫滑動(dòng)軸承的東西。
潤(rùn)滑
滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑目有減少軸承內(nèi)部摩擦及磨損,防止燒粘;延長(zhǎng)其使用壽命;排出摩擦熱、冷卻,防止軸承過(guò)熱,防止?jié)櫥妥陨砝匣灰灿蟹乐巩愇锴秩胼S承內(nèi)部,或防止生銹、腐蝕之效果。
潤(rùn)滑方法
軸承的潤(rùn)滑方法,分為脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑。為了使軸承很好地發(fā)揮機(jī)能,首先,要選擇適合使用條件、使用目的的潤(rùn)滑方法。若只考慮潤(rùn)滑,油潤(rùn)滑的潤(rùn)滑性占優(yōu)勢(shì)。但是,脂潤(rùn)滑有可以簡(jiǎn)化軸承周?chē)Y(jié)構(gòu)的特長(zhǎng),將脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑的利弊比較。潤(rùn)滑時(shí)要特別注意用量,不管是油潤(rùn)滑還是脂潤(rùn)滑,量太少潤(rùn)滑不充分影響軸承壽命,量太多會(huì)產(chǎn)生大的阻力,影響轉(zhuǎn)速。
密封
軸承的密封可分為自帶密封和外加密封兩類(lèi)。所謂軸承自帶密封就是把軸承本身制造成具有密封性能裝置的。如軸承帶防塵蓋、密封圈等。這種密封占用空間很小,安裝拆卸方便,造價(jià)也比較低。所謂軸承外加密封性能裝置,就是在安裝端蓋等內(nèi)部制造成具有各種性能的密封裝置。軸承外加密封又分為非接觸式密封與接觸式密封兩種。其中非接觸式密封適用于高速和高溫場(chǎng)合,有間隙式、迷宮式和墊圈式等不同結(jié)構(gòu)形式。接觸式密封適用于中、低速的工作條件,常用的有毛氈密封、皮碗密封等結(jié)構(gòu)形式。
根據(jù)軸承工作狀況和工作環(huán)境對(duì)密封程度的要求,在工程設(shè)計(jì)上常常是綜合運(yùn)用各種密封形式,以達(dá)到更好的密封效果。對(duì)軸承外加密封的選擇應(yīng)考慮下列幾種主要因素:
軸承潤(rùn)滑劑和種類(lèi)(潤(rùn)滑脂和潤(rùn)滑油)。
軸承的工作環(huán)境,占用空間的大小。
軸的支承結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn),允許角度偏差。
密封表面的圓周速度。
軸承的工作溫度。
制造成本。