活动情景
轴承用于支承旋转零件。一般要有轴承支承才能实现轴类零件的旋转,在日常生活中我们一般见到的轴承大都是滚动轴承,而汽车上还大量应用着另一种轴承——滑动轴承。各种轴承一旦失效,将会影响轴的正常运转和轴上零件的正常工作。通过对发动机曲轴的拆装,了解和掌握轴承的相关知识。
任务要求
(1)了解轴承的分类和应用。
(2)掌握滑动轴承的结构特点。
(3)掌握滑动轴承的装配要求。
(4)掌握滚动轴承的种类和结构特点。
(5)掌握滚动的代号组成及失效形式。
技能训练
进行发动机曲轴飞轮组的拆卸。
1.所需器材
拆卸发动机曲轴飞轮组所需器材和工具有桑塔纳发动机台架、T形扳手、手锤、号码冲、套筒组合扳手、扭力扳手、摇把、橡胶锤、铜棒,如图3-272所示。
图3-272 拆卸发动机曲轴飞轮组所需工具
2.操作步骤
(1)将已经拆除气缸盖、活塞连杆组和附件的发动机安装在发动机拆装翻转架上,将下曲轴箱平面转到朝上位置,用T形套筒扳手拆卸下曲轴箱固定螺栓,如图3-273所示。
(2)根据位置,用号码冲在曲轴主轴承盖上分别打上各道主轴承盖的编号,如图3-274所示。
图3-273 下曲轴箱平面朝上
图3-274 在主轴承盖上打上编号
(3)根据从两端向中间的顺序规定拆卸曲轴主轴承盖,先用扭力扳手分两次拧松曲轴主轴承盖固定螺栓,再用套筒扳手或T形扳手拆卸主轴承盖固定螺栓,取下主轴承盖和轴瓦,如图3-275、图3-276所示,注意观察分析轴瓦的结构,如油道孔、油槽和突楔等。
图3-275 用扭力扳手拧松曲轴主轴承盖固定螺栓
图3-276 拆下曲轴主轴承盖及轴瓦
小贴士
(1)拆卸各道曲轴主轴承时,必须按顺序编号排列,以免在装配时装错或装反。(2)第三道主轴承盖两侧各有两片曲轴止推片,不要遗忘,如图3-277所示。
(4)取下曲轴飞轮组件,如图3-278所示。
(5)拆卸完毕,清洁、归还工具和实习器材。
图3-277 第三道主轴承盖及曲轴止推片
图3-278 取下曲轴飞轮组件
注意
这里对曲轴飞轮组件的装配不作要求,感兴趣的同学可以在老师的指导下完成装配任务。
基本活动
曲轴飞轮组件的组成如下。
(1)曲轴飞轮组件主要由曲轴、飞轮、曲轴主轴承及主轴承盖、曲轴止推片、曲轴主轴承固定螺栓组成,如图3-279所示。
(2)通过拆卸曲轴飞轮组件,了解曲轴飞轮用滑动轴承的种类和特点。
高级技术
图3-279 曲轴飞轮组件的组成
1.滑动轴承
1)滑动轴承的特点与应用
(1)滑动轴承的特点。滑动轴承主要承受轴与轴承之间的摩擦,具有工作平稳、无噪声、耐冲击、承载能力大、径向尺寸小、结构简单、成本低廉的优点,但轴承磨损后造成轴承间隙过大时无法调整。
(2)滑动轴承的应用。滑动轴承适用于高速、高精度、重载、有冲击且要求制成剖分式的场合。
2)滑动轴承的类型与结构
按承受载荷的方向不同,滑动轴承可分为径向滑动轴承和推力滑动轴承。
径向滑动轴承(承受径向载荷)如图3-280所示。
推力滑动轴承(承受轴向载荷)如图3-281所示,曲轴止推片是推力滑动轴承的一个应用。
图3-280 径向滑动轴承
图3-281 曲轴止推片
图3-282 活塞连杆衬套
(1)径向滑动轴承的种类。
①整体式滑动轴承是汽车发动机中的连杆小头活塞销衬套,用于安装活塞销以连接活塞和连杆。该轴承结构简单,成本低廉,但轴套磨损后轴承间隙无法调整,不便安装粗重的轴。整体式滑动轴承应用于低速、轻载或间歇性工作的机构中,如活塞连杆衬套,如图3-282所示。
②对开式滑动轴承,如图3-280(b)所示,是汽车发动机中的连杆大头轴承,用来连接曲轴。该轴承拆装方便,轴瓦磨损后便于调整轴承间隙。
(2)推力滑动轴承的种类。
①整体式推力滑动轴承,北京BJ492Q发动机曲轴止推片,如图3-281(a)所示。
②对开式推力滑动轴承,桑塔纳发动机曲轴止推片,如图3-281(b)所示。
③组合式推力滑动轴承,东风EQ6100发动机曲轴止推片,如图3-281(c)所示。
3)滑动轴承轴瓦与轴承衬
(1)轴瓦的结构。
①定义:形似瓦片,俗称轴瓦,由两个半圆形的瓦片组成。
②结构形式:有上下两片,轴瓦非承载区内表面开有进油口和油槽,以利于润滑油均匀分布在整个轴径上。对开剖分式轴承在剖分面常制有与轴承座凹槽相配合的凸楔,能防止在工作时发生横向错动和随轴转动,如图3-283所示。
③应用:轴瓦主要用于支承高速旋转、高精度、重载、有冲击的轴类零件。
④轴瓦的分类:轴瓦有薄壁和厚壁两种,又有单金属片和双金属片之分。
(2)轴承衬。为了提高承载能力,可采用在轴瓦上浇注轴承衬的结构,轴承衬的厚度一般为5~6mm。
2.滚动轴承
1)滚动轴承的特点
(1)优点:摩擦阻力小,启动灵敏,效率高,润滑简便和易于互换等。
(2)缺点:抗冲击能力较差,高速时出现噪音。
2)滚动轴承的结构
滚动轴承严格地说是一个组合标准件,其基本结构如图3-284所示,主要由内圈、外圈、滚动体和保持架等组成。
图3-283 轴瓦结构
(1)内圈:支承在轴上,一般随轴一起旋转。
(2)外圈:支承在轴承座等零件上,一般固定。
(3)滚动体:在滚道中作自转或公转运动,承受主要的磨损。
(4)保持架:将滚动体等距分布,减少摩擦和磨损。
(5)滚动轴承滚动体的形状。滚动体的形状有球、圆柱滚子、圆锥滚子、滚针和鼓形滚子等多种形式,见表3-26。
图3-284 滚动轴承的结构
表3-26 滚动体的形状表
3)常用滚动轴承的种类和应用
常用滚动轴承的种类很多,不同类型的轴承,结构不同,其性能与特点也不同,常用的滚动轴承的类型,见表3-27。
表3-27 常用滚动轴承表
续表
续表
小贴士
(1)推力轴承和向心轴承组合使用,可以分别承受轴向载荷和径向载荷。
(2)根据所承受的轴向载荷和径向载荷的比例,选择不同接触角β的向心推力球轴承和不同推角α的圆锥滚子轴承,轴向载荷较大,所选择的接触角β和推角α也大。
4)滚动轴承代号的组成
滚动轴承代号由一个汉语拼音字母和7位数组成,分为前置代号、基本代号、后置代号三部分,其中前置、后置代号是当轴承在结构形状、尺寸公差、技术要求等有改变时,在其基本代号左右添加的补充代号,见表3-28。
前置代号 基本代号 后置代号
表3-28 轴承代号排列表
基本代号由轴承类型代号、外廓尺寸系列代号、轴承内径代号三项组成。
基本代号:最左边一位数字(或字母)是轴承类型代号,见表3-29;中间一位数字是外廓尺寸系列代号,见表3-30,应符合GB/T272规定;最后两位数字是轴承内径代号,见表3-31。当内径≥20mm时,代号数字乘以5的值即为内径尺寸;当内径≤20mm时,内径代号则另有规定。
小贴士
表3-29 滚动轴承类型代号表
表3-30 外廓尺寸系列代号表(符合GB/T272规定)
表3-31 滚动轴承内径代号表
小贴士
滚动轴承的类型和尺寸繁多,为了便于生产和选用,国家标准规定了轴承的代号,并打印在轴承的端面上。
5)滚动轴承的失效形式
(1)疲劳点蚀。在径向载荷作用下,轴承的内圈、外圈下部与滚动体接触处产生应力和弹性变形,其大小随着接触点的位置不同而变化,当接触应力循环次数达到一定数值时,内外圈滚道或滚动体表面就会发生疲劳点蚀,使滚动轴承产生振动和噪音,旋转精度随之降低,从而失去工作能力。
(2)塑性变形。滚动轴承在很大静载荷或冲击载荷作用下,内外圈滚道或滚动体表面上的局部应力超过材料的屈服极限,出现凹坑,即塑性变形,此时滚动轴承的摩擦力矩、振动和噪音都将增大,旋转精度也随之降低,轴承即失效。
(3)磨损。使用时密封润滑不良,维护保养不当,也会导致轴承严重磨损而失效。
标记示例
N105/P5所表示的含义如下:
N——圆柱滚子轴承,1——特轻系列,05——内径d=20mm,P5——公差等级为5级,游隙组为“0”组不标注。
7214C/P4所表示的含义如下:
7——角接触球轴承,2——轻系列,14——内径d=70mm,C——公称接触角α=15°,P4——公差等级为4级,游隙组为“0”组不标注。
练一练
解释6308和30213所表示的含义。
拓展训练
(1)通过对曲轴飞轮组的拆卸实践,了解了滑动轴承的基本组成和结构、装配要求等,并在此基础上,进一步了解轴承的应用。
(2)同学们通过对发动机曲轴的拆卸实践,进一步学习各种轴承及其应用的相关知识。
(3)感兴趣的同学,可以在老师的指导下完成对拆卸的曲轴进行装配。
任务归纳
(1)通过拆装发动机曲轴,了解滑动轴承的分类和应用。
(2)通过拆装发动机曲轴,掌握各种轴承及其装配关系和定位方法。
(3)通过对发动机曲轴飞轮组的拆卸实践,了解各种滑动轴承的基本组成和装配要求。
思考练习
(1)发动机曲轴飞轮组的基本组成和装配关系如何?
(2)轴承分哪几类?滚动轴承和滑动轴承各有什么应用特点?
(3)滚动轴承和滑动轴承在结构上各有什么特点?
(4)滑动轴承轴瓦与轴承衬有什么结构特点?常用哪些材料加工而成?
(5)滚动轴承代号由什么组成?滚动轴承的失效形式有哪几种?
(6)通过观察,在汽车上找出各种不同类型的轴承。
表3-32 任务测评表
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