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軸承等工程應用部件的材料選擇取決于多種因素,而不僅僅是材料的特性。
有必要考慮軸承形狀和成本所施加的限制,以及載荷和應力的分布、公差和其他邊界條件,例如: 操作條件不是唯一要考慮的因素,因為陶瓷材料在其制造過程中也需要特別注意,包括成型和燒結(或“燒制”)階段。
軸承的形狀必須根據它們的脆弱性進行研究,特別是在所謂的“綠色”狀態下,即未煮熟。
事實上,由于這種脆弱性,形狀和尺寸受到限制,原因如下:
a) 應力集中的影響,尤其是對尖銳邊緣的影響
b) 燒制前加工(打磨、精加工)困難
圖 A 總結了影響軸承制造安全的設計因素
在圖 A 的左欄中,從上面描述了三個要避免的設計示例:孔太小、截面變化劇烈、與組件的一般尺寸相比厚度太小。右側列出了各自的措施:從上到下,更寬的孔,截面變化的軟化,與物體尺寸相比太薄的部分的加厚。
圖A. 安全生產設計措施。從上到下:軸承安裝孔、截面變化、套圈厚度。
除了由熱應力引起的破損之外,成形的產品還可能發生諸如導致破損的扭曲和變形。造成這些變形的原因之一是同一塊不同點之間可能出現不同的密度,如圖 B 所示。壓在側面的陶瓷材料(黃色)的密度可能比壓在側面的陶瓷材料的密度低得多底部材料的密度,這可能會導致燒結過程中的變形。
圖 B. 成型過程中可能出現的問題(單向壓力機)
高級陶瓷軸承的每個環通常用機床加工以獲得所需的尺寸精度,具有與機械加工相關的所有缺點,主要是引入缺陷
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