極端工況
高溫:窯體溫度可達(dá)200~400℃,局部甚至更高。
重載:需承受窯體自重+物料的數(shù)百噸載荷(如Φ4.5×60m回轉(zhuǎn)窯單側(cè)軸承負(fù)載可達(dá)2000噸以上)。
低速:轉(zhuǎn)速通常0.5~5 RPM(線速度約0.1~1 m/s)。
核心性能需求
耐高溫變形:高溫下仍需保持尺寸穩(wěn)定性。
耐磨性:長期與鋼軸摩擦,需極低磨損率。
抗咬合性:防止高溫下銅與軸材料粘連(如“燒瓦”事故)。
銅合金類型 | 牌號示例 | 特性與適用場景 |
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高錫青銅 | ZCuSn25Zn5Pb5 | 高耐磨、耐高溫(用于中小型窯托輪軸承) |
鋁青銅 | ZCuAl10Fe3Mn2 | 高強(qiáng)度、耐氧化(適合大型窯重載區(qū)域) |
鎳青銅 | ZCuNi10Fe1Mn1 | 抗蠕變、耐腐蝕(化工窯高溫腐蝕環(huán)境) |
石墨銅復(fù)合 | 銅基+石墨/二硫化鉬 | 自潤滑,減少停機(jī)維護(hù)(無油或潤滑不足工況) |
安裝
熱裝法:將銅套加熱至150~200℃后套入軸頸(過盈量0.1~0.15‰軸徑)。
分瓣式銅套:大型窯采用螺栓緊固分瓣銅套,便于更換。
監(jiān)測
溫度監(jiān)控:紅外測溫儀實時監(jiān)測銅套表面溫度(報警閾值≤90℃)。
油液分析:定期檢測潤滑油金屬顆粒含量,預(yù)判磨損。
維護(hù)周期
每6個月檢查銅套磨損量(內(nèi)徑公差超過0.3%需更換)。
水泥回轉(zhuǎn)窯:多用ZCuAl10Fe3銅套,配合高壓油站潤滑。
冶金焙燒窯:傾向石墨銅套,適應(yīng)間歇性高溫沖擊。
銅合金類型 | 常見牌號(國標(biāo)/美標(biāo)) | 特性與適用場景 |
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錫青銅 | ZCuSn10Pb1 (SAE C93700) | 高耐磨、耐腐蝕,用于重載低速場合(如軋機(jī)軸承) |
鋁青銅 | ZCuAl10Fe3 (SAE C95400) | 高強(qiáng)度、耐沖擊,適合高溫高壓環(huán)境(如船舶配件) |
黃銅 | ZCuZn25Al6Fe3Mn3 (SAE C86300) | 成本低,用于中低載荷(如水泵軸套) |
石墨銅 | 含石墨顆粒(如ZCuSn5Zn5Pb5+石墨) | 自潤滑,免維護(hù)(如食品機(jī)械、無油環(huán)境) |
內(nèi)徑(d):通常范圍從幾毫米到數(shù)百毫米(需與軸徑匹配,常見H7/h6配合)。
外徑(D):根據(jù)安裝孔設(shè)計,過盈量一般為0.02~0.05mm(壓裝式)。
長度(L):影響承載面積,長徑比(L/d)通常為0.5~1.5。
形位公差:圓度、圓柱度一般要求≤0.01mm,端面跳動需≤0.02mm。
參數(shù) | 典型值(以錫青銅為例) | 測試標(biāo)準(zhǔn) |
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抗拉強(qiáng)度 | 200~300 MPa | GB/T 228.1 |
硬度 | HB60~120 | GB/T 231.1 |
允許壓強(qiáng) | 20~50 MPa(低速) | 與PV值相關(guān) |
PV值極限 | 3~10 MPa·m/s(干摩擦) | 綜合壓力與線速度 |
溫度范圍:
普通銅套:-50℃~+200℃
高溫銅套(如鋁青銅):可達(dá)+400℃(需輔助冷卻)。
線速度限制:
無潤滑:≤0.5 m/s
油脂潤滑:≤2 m/s
強(qiáng)制油潤滑:可達(dá)5 m/s。
載荷類型:
徑向載荷:主要承受方向(需計算比壓)。
軸向載荷:法蘭型銅套可承受部分軸向力。
摩擦系數(shù):
干摩擦:0.1~0.3(石墨銅套可低至0.05)。
油潤滑:0.01~0.08。
潤滑方式:
油孔/油槽設(shè)計(如軸向油槽、螺旋油槽)。
預(yù)埋潤滑脂(如鋰基脂填充型)。