轴套的材料性能以及轴套的作用

轴套零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它模具导套主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴套零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴套零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。轴的长径轴套比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度衬套和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定。                           
主要要求如下：                                                                            
a.  尺寸精度比一般的零件的尺寸精度要求高。轴套零件中支承轴颈的精度要求最高，为IT5～IT7；配合轴颈的尺寸精度要求可以低一些，为IT6～IT9。                        
b. 形状精度高。                                                                     
c.  位置精度高，其一般轴的径向跳动为0.01～0.03，高精度的轴为0.001～0.005。                                                                                    
d.  表面粗糙度比一般的零件高，支承轴颈和重要表面的表面粗糙度Ra常为0.1～0.8um，配合轴颈和次要表面的表面粗糙度Ra为0.8～3.2um。                                
轴套零件一般常用的材料有45钢、40Cr合金钢、轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，还有20CrMoTi、20Mn2B、20Cr等。轴套零件最常用的毛坯是棒料和锻件，只有一些大型或结构复杂的轴，在质量允许时才采用铸件。由于毛坯经过锻造后，能使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，可获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。所以除了光轴、直径相差不大的阶梯轴可使用热轧料棒料或冷拉棒料外，一般比较重要的轴大都采用锻件。另外轴套零件的毛坯还需要经过热处理。
轴的结构设计原则：
a.  节约材料，减轻重量尽量采用等强度的外形尺寸，或大的截面系数的截面形状。
b.  易于轴上零件的精确定位，稳固装配拆卸和调整。
c.  采用各种减少应力应用和提高强度的结构措施。
d.  便于加工制造和保证精度。
轴套零件中工艺规程的制订，直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。一零件可以有几种不同的加工方法，但只有某一种较合理，在制订机械加工工艺规程中。
须注意以下几点：
a. 零件图工艺分析中，需理解零件结构特点、精度、材质、热处理等技术要求，且要研究产品装配图，部件装配图及验收标准。
b. 渗碳件加工工艺路线一般为：下料→锻造→正火→粗加工→半精加工→渗碳→去碳加工→淬火→车螺纹、钻孔或铣槽→粗磨→低温时效→半精磨→低温时效→精磨。
c. 粗基准选择：有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准。对所有表面都需加工的铸件轴，根据加工余量最小表面找正。且选择平整光滑表面，让开浇口处。选牢固可靠表面为粗基准，同时，粗基准不可重复使用。
d. 精基准选择：要符合基准重合原则，尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。符合基准统一原则。尽可能在多数工序中用同一个定位基准。尽可能使定位基准与测量基准重合。选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。
     在工矿企业生产设备上存在有大大小小的轴，一般机器中作回转运动的零件就装在轴上，所以轴在工业生产过程中扮演着举足轻重的角色，轴套是否正常运转关系着企业设备运转的好坏。
     一.轴套磨损的原因
     轴套出现磨损的原因有很多，但是最主要的原因就是用来制造轴的金属特性决定的，金属虽然硬度高，但是退让性差（变形后无法复原），抗冲击性能较差，抗疲劳性能差，因此容易造成粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、微动磨损等，大部分的轴套磨损不易察觉，只有出现机器高温、跳动幅度大、异响等情况时，才会引起人们的察觉，但是到人们发觉时，大部分轴都已磨损，从而造成机器停机。
     二.国内针对磨损的技术
     国内针对轴套磨损一般采用的是补焊、襄轴套、打麻点等，如果停机时间短又有备件，一般会采用更换新轴，一些维修技术较高的企业会采用电刷镀、激光焊、微弧焊甚至冷焊等，这些维修技术需要采购高昂的设备和高薪聘请技术工人，国内一些中小企业一般通过技术较高外协来帮助修复高价值轴，只不过要支付高昂的维修费用和运输费用。
     三.欧美针对轴磨损的修复技术
     对于以上修复技术，在欧美日韩企业已不太常见，因为传统技术效果差，而激光焊、微弧焊等高级修复技术对设备和人员要求高，费用支持大，现在欧美日韩一般采用的是高分子复合材料技术和纳米技术。现就福世蓝高分子复合材料技术修复轴套磨损来具体阐述
     （一）高分子复合材料技术和纳米技术修复原理
      因金属材质为“常量关系”，虽然强度较高，但抗冲击性以及退让性较差，所以长期的运行必造成配合间隙不断增大造成轴磨损，意识到这种关键原因后，欧美新技术研究机构研制的高分子复合材料即具有金属所要求的强度和硬度，又具有金属所不具备的退让性（变量关系），通过“模具修复”、“部件对应关系”、“机械加工”等工艺，可以最大限度确保修复部位和配合部件的尺寸配合；同时，利用复合材料本身所具有的抗压、抗弯曲、延展率等综合优势，可以有效地吸收外力的冲击，极大化解和抵消轴承对轴的径向冲击力，并避免了间隙出现的可能性，也就避免了设备因间隙增大而造成相对运动的磨损，所以针对轴与轴承的静配合，复合材料不是靠“硬度”来解决设备磨损的，而是靠改变力的关系来满足设备的运行要求。
（二）高分子复合材料对轴套磨损的修复技术
1.在线快速修复
针对转速较低、轴径较大的大型轴套磨损，一般采用的是直接修复技术，即通过清洁周表面、调和材料、涂抹材料、刮平表面、等待固化五步即可完成，不需要拆卸机器，只需将磨损的轴头露出即可，不需要任何设备，一般2-6小时即可修复完成。避免了拆卸、运输、异地修复、安装的过程，节省了工人劳动强度和修复时间，为企业减少停机时间和避免更换新轴和运输的费用。一般综合效益是传统方法的几十倍甚至几百倍。
2.机加工修复
针对转速较高、轴径较小的轴套磨损，一般采用的是机加工修复，即通过以上步骤修复后，再上车床将修复后的多余材料车掉，提高同心度，避免轴在高速运转中的跳动。

 

 

 

 

作者：嘉善优耐特滑动轴承厂
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关键词：模具导套，衬套，轴套