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关节轴承衬垫挤出,说明摆动角超过了衬垫的设计范围

作者:云获客 来源: 技术分享 4 次浏览

关节轴承的衬垫只覆盖设计摆动角以内的接触区。摆角一旦超出,内圈球面会把衬垫边缘反复挤出外圈端面。

关节轴承衬垫挤出,说明摆动角超过了衬垫的设计范围

关节轴承由带外球面的内圈和带内球面的外圈组成,两球面之间夹着织物、聚合物或铜合金衬垫。摆动时内圈绕球心相对外圈转过一个角度,载荷通过衬垫传递。衬垫不是铺满整个球面后仍允许任意摆幅的,它的有效覆盖和许用摆动角在设计时就定死了。摆角留在这个范围里,接触始终落在衬垫中部,边缘只受轻微挤压。

摆动角超过设计范围后,内圈球面的接触区会滑出衬垫的有效边界,反复碾过衬垫边缘。边缘材料被球面推向外侧,从外圈端面挤出来,形成一圈或局部的唇。唇一旦形成,每次摆到极限都会被再挤一次,唇变厚、变长,最后成片翻出。外圈端面外侧能看到被挤出的衬垫,而衬垫中部厚度往往还在,这是摆角超限的典型形貌。

挤出和压溃不是一回事

径向载荷过大时,衬垫在整个接触区内被压薄,厚度沿受力方向均匀减小,内圈球面可能直接挨上外圈金属。这种压溃的材料是被压扁后向四周微微胀出,胀出量小,而且与摆动极限位置没有对应关系。摆角超限的挤出集中在摆动终点对应的端面上,唇的位置能随摆动方向指出超限发生在哪一侧。

润滑干枯或衬垫本身磨损,脱落的是粉末和薄屑,衬垫表面凹陷,边缘却不一定外翻。粉末多聚集在密封唇和球面根部,用指甲刮是松散的。挤出的唇是连续的一片,还能看出原来的织物纹路或聚合物切面,它是被推出去的,不是磨下来的。只看到黑粉、看不到端面唇口,不能判成摆角超限。

怎样确认是摆角造成的

把内圈按工作方向摆到两端极限,看挤出唇是否正好出现在这两个位置的前方。若唇与极限位置吻合,而且机构在该处有挡块被拆掉、油缸行程变长或连杆销孔磨旷,摆角超限就有了结构上的证据。若唇沿整个端面均匀一圈,更要怀疑装配时内圈被压装挤出,或径向过载把材料整圈挤出,而不是往复摆动。

关节轴承允许的摆动角还分对称摆动和单侧摆动。连杆机构经常是向一侧摆得多、向另一侧摆得少。超限时往往只有摆角大的那一侧端面有唇,另一侧衬垫边缘仍然整齐。测量时应量实际摆过的角度,不要只量图纸上的名义角度。销轴间隙变大后,同样的油缸行程会让关节多摆出一个额外角度。

衬垫粘接不良也会起边,但起边位置不随摆动极限变化,用手能把未受力的区域也揭起,揭开后的金属表面是没有压过的光面。摆角挤出的唇背后能看到反复碾压的亮痕,相邻衬垫仍粘得很牢,只有被球面扫过的那一条边界松脱。用小刀试探粘接,可以避开把制造缺陷当成使用超限。

外圈上的注油孔或油槽若被挤出的衬垫堵住,随后会变成缺油,球面出现亮斑甚至咬合。这时同时存在挤出唇和干摩擦痕迹,后出现的擦伤不能推翻前一个原因。应先量摆角和看唇的位置,再判断润滑是不是被挤出物堵塞后的二次现象。

校正的关键是把实际摆动角收回到衬垫允许的范围内,而不是只换一套轴承。行程挡块、连杆长度和销轴间隙都要复核,新轴承若仍在超限角度下摆动,衬垫还会从同一侧被挤出。已经外翻的衬垫不能压回去继续用,因为边界已经分层,再摆就会整片脱出,内圈会直接磨外圈基体。

装拆本身也会造成假挤出。用锤打外圈或通过内圈传递压装力时,衬垫边缘会被一次性铲起,唇口新鲜、没有反复碾压的亮带,而且常出现在受力的压装方向。工作中挤出的唇口发暗、有多层折叠。新装轴承若还没有摆动就见到唇,应查压装方法,不要提前判成摆角超限。

织物衬垫和铜合金衬垫的挤出形态也不相同。织物或聚合物被挤出后呈柔软的翻边,能看见编织纹,多发生在摆角刚超限的阶段。铜合金衬垫超限时先在边缘挤出薄的金属唇,唇上有碾压叠层,严重时内圈球面越过衬垫直接擦到外圈本体,端面出现金属亮边。无论哪一种,唇的位置都应和实际最大摆角重合,否则就要回到压装损伤或径向压溃上去找原因。编织边还完整时,超限刚开始;编织边磨烂并露出外圈金属,说明超限摆动已经持续了相当长的时间。