Бронзовые фланцевые подшипники: выбор сплава, допуски и руководство по установке

Бригада технического обслуживания карьера запрессовывает бронзовый подшипник с фланцем диаметром 60 мм в шкив головки конвейера, затягивает болты корпуса и в течение месяца обнаруживает, что фланец треснул. Бронза не стала слабым местом. Поверхность корпуса за фланцем не была ни плоской, ни перпендикулярной отверстию, поэтому осевое сопротивление вала нагружало тонкую отлитую кромку, а не всю поверхность фланца.

Этот порядок отказов объясняет, как следует выбирать бронзовые фланцевые подшипники. Сплав устанавливает потолок по нагрузке, скорости и коррозионной стойкости. Геометрия фланца, прессовая посадка и рабочий зазор решают, достигнете ли вы когда-нибудь этого потолка. Фланцевый подшипник из оловянной бронзы с правильной посадкой всегда прослужит дольше подшипника из алюминиевой бронзы со взведенным буртиком.

Что на самом деле делает фланец

Бронзовый фланцевый подшипник представляет собой цилиндрическую втулку со встроенным радиальным фланцем на одном конце. Втулка воспринимает радиальную нагрузку. Фланец выполняет три отдельные задачи, которые во время спецификации часто сливаются воедино.

• Осевое расположение. Фланец останавливает выход подшипника из сквозного отверстия или погружение в глухой корпус, что позволяет удалить стопорные кольца, обработку уступов и торцевые крышки, необходимые для простой втулки.
• Реакция толчка. Задняя поверхность фланца может воспринимать периодические или умеренные постоянные осевые нагрузки при условии, что седло жесткое, а фланец достаточно толстый, чтобы не сгибаться.
• Контроль сборки. Фланец задает глубину вставки одним движением, что важно на производственной линии, где все корпуса должны быть идентичными.

Чем не является фланец, так это упорным подшипником. Постоянные осевые нагрузки, превышающие примерно 10–15 процентов номинальной радиальной нагрузки, обычно требуют отдельной упорной шайбы или устройства с элементами качения.

Выбор сплава: оловянная бронза, алюминиевая бронза или латунь.

Большинство неисправностей бронзовых фланцевых подшипников, виной которых является мягкая бронза, связаны с неподходящим для окружающей среды семейством сплавов, а не с плохой отливкой. Четыре семейства охватывают подавляющее большинство заказов на промышленные фланцевые подшипники, и каждое из них выходит из строя по-своему.

Далее следуют два практических момента. Свинцово-оловянная бронза остается стандартом для общего машиностроения, поскольку она обрабатывает чисто, содержит песок и допускает незначительную смазку. Алюминиевая бронза стоит дороже и работает медленнее, но в соляном тумане или в эксцентриковом положении с ударной нагрузкой она может пережить три замены оловянной бронзы, при условии, что смазка чистая и вал выровнен.

Решение о сплаве обычно принимается для каждой подсистемы, а не для каждой машины. На одном и том же судне или дробилке может использоваться алюминиевая бронза при сильно нагруженном руле или эксцентриковом положении, а также оловянная бронза при шарнирах с меньшей нагрузкой. Найти смешанную спецификацию материалов проще, если поставщик организует ее ассортимент медных втулок Сначала по семейству сплавов, а затем по применению, потому что именно в этом порядке фактически осуществляется выбор.

Оловянная бронзовая втулка для горного оборудования Оловянная бронзовая втулка для горного оборудования uses high-purity copper as the base material, and is refined by adding appropriate amounts of tin and other high-quality alloy ... Просмотреть продукт →

Допуски и посадки, определяющие срок службы

Именно эти цифры стоит указать на чертеже или заказе на поставку. Это практические правила для работы из литой бронзы на валу из закаленной стали, и их следует регулировать с учетом температуры, смазки и ударов.

• Отверстие корпуса: H7 для большинства запрессованных посадок, с овальностью и конусом внутри половины предполагаемого натяга.
• Натяг при прессовании: от 0,025 до 0,05 мм на 25 мм диаметра отверстия корпуса, примерно от 0,001 до 0,002 дюйма на дюйм.
• Рабочий зазор: от 0,1 до 0,15 процента диаметра вала для оловянной бронзы при средней скорости, от 0,15 до 0,2 процента для алюминиевой бронзы, где термическое расширение выше.
• Отверстие после установки: отверстие закрывается примерно на натяг, поэтому учитывайте это или доработайте отверстие после опрессовки.
• Толщина стенки: не менее 0,08–0,10 диаметра отверстия, поэтому для отверстия диаметром 60 мм требуется стенка толщиной 5–6 мм.
• Толщина фланца: от 0,25 до 0,4 толщины стенки, больше при постоянной осевой нагрузке.
• Перпендикулярность фланца к отверстию: всего от 0,02 до 0,05 мм, измеренная на задней поверхности фланца.
• Чистота вала: Ra от 0,4 до 0,8 микрон. Заземленный вал обычно удваивает срок службы подшипника по сравнению с повернутым.

Ловушка, которая ловит большинство покупателей, — это закрытие отверстия после установки. Запрессуйте подшипник диаметром 60 мм в корпус H7 с натягом 0,05 мм, и отверстие закроется на сопоставимую величину, примерно от 0,04 до 0,06 мм. Если на чертеже указан рабочий зазор 0,08 мм и отверстие было обработано до опрессовки, то в сборе может оказаться практически полное отсутствие зазора, и при первом прогреве под нагрузкой произойдет заклинивание.

Смазка, канавки и варианты самосмазывания

Бронзовые фланцевые подшипники лучше переносят граничную смазку, чем тела качения, но они все равно соблюдают ограничения по нагрузке и скорости. Три конфигурации охватывают большинство промышленных применений.

• Смазаны консистентной смазкой. Смазочное отверстие, питающее окружную канавку, распределяет смазку по отверстию. Разместите канавку в ненагруженной половине подшипника, поскольку канавка под линией нагрузки удаляет несущую нагрузку область именно там, где напряжение наибольшее.
• Смазанный маслом. Непрерывная подача масла в несколько раз увеличивает допустимое значение PV по сравнению со смазкой, поэтому в роликах стола мельницы и валах редуктора вместо фитингов используется подача в ванне или под давлением.
• Самосмазывающийся. Графитовые пробки, вставки из твердой смазки или пропитанная маслом спеченная бронза полностью удаляют смазочную линию, что подходит для удаленных, горячих или труднодоступных мест.

Типичные каталожные пределы для литой бронзы составляют от 3 до 5 МПа x м/с при консистентной смазке и от 0,8 до 1,5 МПа x м/с в сухом состоянии с графитовыми пробками. Реальное число зависит от сплава, отделки вала и количества тепла, которое может унести корпус. Выше этих пределов подшипник не выходит из строя внезапно; Зазор открывается, износ ускоряется, и фланец начинает воспринимать боковую нагрузку, на которую он никогда не был рассчитан.

Самосмазывающиеся латунные втулки для инженерного оборудования Самосмазывающиеся латунные втулки для инженерного оборудования is made of high-quality high-strength brass material, combined with embedded solid lubrication technology, it... Просмотреть продукт →

Практика установки: проверка запрессовки, посадки и зазора

1. Измерьте отверстие корпуса нутромером, а не штангенциркулем, и запишите овальность и конусность. Если какой-либо из них превышает половину предполагаемого натяга, рассверлите его и наденьте втулку.
2. Сломайте кромку отверстия корпуса, сделав фаску размером 1–2 мм, и отполируйте вывод, чтобы подшипник не срезал бронзу при входе.
3. Нажмите на поверхность фланца плоской отверткой, закрывающей весь фланец. Никогда не ударяйте по краю фланца и никогда не продавливайте отверстие.
4. Установите фланец на плоскую, жесткую поверхность. Проверьте с помощью линейки и щупа; 0,05 мм — разумная цель, а все, что превышает 0,1 мм, приведет к взводу подшипника.
5. При сильном натяге используйте температурную посадку: нагрейте корпус до 80–100 C. Не нагревайте бронзу в пламени, поскольку неравномерный нагрев деформирует отверстие и может повлиять на сплавы со свинцом.
6. Повторно измерьте отверстие после установки, проверьте рабочий зазор относительно вала, затем совместите смазочное отверстие с фитингом корпуса.
7. Запустите сборку без нагрузки на короткий период обкатки. Корпус, который заметно нагревается после 30 минут под нагрузкой, обычно означает, что зазор слишком мал.

Где фланцевые бронзовые подшипники заслужили свое место

Фланцевые подшипники выдерживают большие нагрузки, низкие и средние скорости и ограниченный доступ для обслуживания. Несколько секторов доминируют в спросе.

• Горнодобывающая промышленность и разработка карьеров: эксцентриковые втулки дробилок, шкивы конвейерной головки, шарниры ситовой деки и пальцы ковша. Наличие пыли является нормальным явлением, а фланец выдерживает повторяющиеся осевые удары эксцентрикового вала.
• Морское и морское судоходство: подшипники баллера руля, валы якорных лебедок, палубное оборудование и рулевые механизмы, где алюминиевая бронза справляется с морской водой и кавитацией гораздо лучше, чем оловянная бронза.
• Сталелитейный и металлургический завод: ролики прокатного стола, ножницы и приводы конвейеров, где тепло и водяное распыление подталкивают выбор в пользу алюминиевой бронзы.
• Конструкция, подъем и энергетика: шарниры шарниров, выносные опоры, червячные передачи и компоненты редуктора ветряных турбин, где фланец упрощает корпус и сокращает время сборки.

Бывают случаи, когда бронзовый подшипник с фланцем — неправильная покупка. Непрерывная сильная осевая нагрузка обеспечивается упорной шайбой или коническим роликом. Высокая постоянная скорость обеспечивается подшипником качения, который работает при более низкой температуре. Очень тонкие стенки, менее 2 мм, трескаются у основания фланца из литой бронзы.

Алюминиевая бронзовая втулка для системы передачи руля направления Алюминиевая бронзовая втулка для системы передачи руля направления is tailor-made for the Rudder transmission system. It is based on high-quality copper, added with aluminum, iron... Просмотреть продукт →

Что указать в заказе на поставку

Бронзовый фланцевый подшипник чаще всего изготавливается на заказ, а не по каталогу, поэтому документ заказа несет в себе качество результата.

• Сплав и стандарт, например SAE 660 или C93200, алюминиевая бронза C95400 или латунь C36000, а также метод литья, где прочность имеет значение.
• Размеры в том порядке, в котором они измерены: отверстие, наружный диаметр, общая длина, наружный диаметр фланца и толщина фланца.
• Класс допуска и посадка: посадка в корпус, рабочий зазор вала, перпендикулярность фланца.
• Состояние обработки: отливка, черновая обработка или чистовая расточка, а также размер отверстия до или после прессования.
• Характеристики смазки: расположение и диаметр смазочных отверстий, рисунок канавок, графитовые пробки.
• Документация: химические и механические сертификаты, отслеживание номера плавки и первая проверка изделия на наличие нового образца.
• Количество и упаковка: отливки становятся экономичнее, начиная с нескольких десятков штук, а обработанные фланцы требуют защиты кромок при транспортировке.

Если фланец продолжает трескаться, прекратите замену сплавов и начните проверять седло. Плоскостность, прямоугольность и натяг приводят к большему количеству отказов подшипников с бронзовым фланцем, чем номинальная нагрузка, и все три фактора можно измерить до запрессовки детали.

Yangzhou Yifeng Copper Products занимается литьем и механической обработкой компонентов из медных сплавов с 2005 года на заводе площадью 30 000 квадратных метров, годовой мощностью 5 000 тонн и технической командой, включающей 20 специалистов, а также совместной исследовательской базой с Юго-Западным университетом Цзяотун. Компания сообщает, что клиентская база включает в себя компании из списка Fortune 500 и глобальные промышленные группы, а ее ассортимент включает втулки из оловянной бронзы, алюминиевой бронзы и латуни, самосмазывающиеся подшипники, уплотнительные кольца из морского медного сплава и червячные передачи из медного сплава. Вы можете просмотреть история компании и ее возможности если вы объединяете несколько номеров бронзовых деталей под одним поставщиком.