鑄造工藝對機械軸承座性能的影響探析 Influence of Casting Process on Mechanical Bearing Housing

王明 WANG Ming

摘要：我國進入社會主義現代化國家后，經濟發展、科技進步和工業化水平的提高呈現出一定的發展趨勢，這有效地推進了我國的機械改革和產業化創新的進程，特別是大型機械零件的性能優化，這對于我國的機械產業化進程的推進有著重要作用。本文以提高機械軸承座性能為重點，主要分析了不同鑄造工藝技術水平對機械設備性能的提高和變化的影響。

Abstract： After China has entered the reform and opening-up of the modern socialist country， the level of economic development， scientific and technological progress and the level of industrialization have shown a certain trend of development， this has effectively promoted the process of China's machinery reform and industrialization innovation， especially the performance optimization of large-scale mechanical parts for China's machinery industrialization process is also very important. Focusing on improving the performance of the mechanical bearing seat， this paper mainly analyzes the influence of different casting technology levels on improving and changing the performance of the mechanical equipment in China.

關鍵詞：鑄造工藝;機械軸承座性能;影響探析

Key words： casting process;mechanical bearing seat performance;influence analysis

中圖分類號：TG269? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）22-0087-02

0? 引言

軸承座能夠固定軸承，支撐著軸承的運行，同時也承受著軸承帶來的壓力，保證軸承能夠正常的扭轉和轉動，保證機械設備能夠正常工作。軸承座是在機器設備運行中起著很大的作用，所以保證軸承座的性能與質量是非常重要的。鑄造工藝是生產軸承座的重要一項技術，也是保證的軸承座質量的關鍵。我國的鑄造產量非常高，但相關的鑄造技術的改善還有一些不足，本文通過試驗研究了鑄造技術對軸承座沖擊強度和耐磨性的影響，確定了最佳的鑄造技術參數。隨著時代的進步發展，在新的時代背景與發展需求下，工藝技術人員要具備較強的工作能力，就需要改變技術理念，注重技術方法的創新，并且將其應用到實踐中。

1? 軸承座結構概述

一個軸承能夠選擇各種類型的軸承座，由于可以選擇不同種類的軸承，所以常常帶來不同的軸承座型號。根據軸承和軸承座的不同要求，軸承座的分類也不完全相同，使用時應根據設計認真檢查和選擇。按照軸承座的形狀分類，外側球面軸承座也稱為軸承單元（skf的說法），不帶軸承時稱為外球面軸承座。外球面軸承座根據軸承系列分成200系列、500系列、300系列、600系。xoo系列。外球面軸承座根據形狀分為縱座（p座）、矩形座（f座）、菱形座（fl座）、圓形座（c座）、凸臺圓形座（fc座）、凸臺矩形座（fs座）、暗孔座（pa座）、吊掛座（fa座）。按體型可以分為一體型和非分離型，一體型（非分離型）帶有垂直軸承座、螺絲緊固軸承盒外蓋。最初是作為輕型卡車的軸承箱而開發的，但也可以用于以往的縱式軸承套裝。非分離型垂直軸承座的剛性比分離型軸承座高，一部分可以承受更重的負荷。外側球面軸承座也是一體型軸承座。軸承座這個部件的主要作用是對軸承進行有效的支撐和固定，同時它還可以承受并分擔從軸承傳來的壓力，從而保證機械穩定運行，完善設備結構。另外，還有緩和軸承的扭簧和振動的效果，有效地保證設備正常工作。軸承座對設備正常工作起著非常大的作用，以軸承座的品質與性能需要反復確認，這樣才能夠保證機械正常運作。同時，軸承座質量和軸承座的應用有著很大聯系，一旦軸承座質量不符合生產需要，就會影響軸承使用年限與工作效率，所以研究軸承座有著重要意義，為開展后續工作奠定基礎。

2? 鑄造工藝對機械軸承座性能影響的背景分析

眾所周知，軸承座是現代機械的重要組成部分，對機械設備的正常運行起著重要的作用。軸承座這個部件具有降低軸承的扭轉和振動的效果，能夠有效地保證機械設備的正常運轉。同時，軸承座的質量與軸承座的應用密切相關。在復雜的環境中，軸承座容易超負荷工作，很有可能發生變形和崩潰等問題。機械軸承座工作強度非常強大，不僅受到上部機械設備的自重和其產生的力的影響，同時在設備運作時，振動、粉層等都會給其帶來影響，在惡劣的工作環境下，軸承座容易出現變形、斷裂和過載現象，影響到正常生產。另外，軸承座生產比較繁瑣，再加上軸承座結構復雜、變形不均勻等特點，因此在鑄造過程中在不均勻的熱環境下，形態容易發生變化[1]。

另外，軸承座的生產以及使用對軸承有著很大影響，一旦軸承座的性能不符合行業要求，這會對軸承座的耐久性和基本工作效率產生一定影響，更重要的是，在嚴酷的工作環境中，軸承座容易受到內部及外部因素的影響，負荷過載，導致軸承座變形或損壞。但是，在軸承座的生產、加工和鑄造過程中，軸承座也需要根據鑄造模具的相關要求選擇不同的鑄造工藝，另外還要提高技術人員的技術水平，確保鑄造模具的精度、尺寸等，保證軸承座性能，避免軸承座受到內外部因素影響。因此，本文研究了軸承座在各種技術參數的影響下的沖擊磨損試驗，主要研究鑄造工藝技術對軸承座性能的影響，找出最佳鑄造技術參數，為我國機械行業現代化建設提供發展依據和方向。

3? 實驗材料與方法研究分析

3.1 試驗材料和鑄造工藝參數

本文結合科學的鑄造工藝方式以及方法，對鑄件試樣性能進行測試，總結數據，進行數據分析。通過大量實踐并結合學者的研究，可以發現軸承座性能會隨著澆筑溫度的升高與澆筑時間的增加，導致軸承座性能呈現先上升后下降的狀態，保證各個時段的檢驗成果準確。本文的試驗材料是ZG35CrMo鋼的軸承座，軸承座的大小為2360mm×1640mm×1280mm，厚度52～256mm，化學成分用X射線光譜儀測定，在鑄造過程中選擇了重力澆注系統。

3.2 鑄造工藝參數

鑄造工藝技術已經成為加快我國機械制造業發展與創新的核心，在機械制造業發展歷程中，需要將鑄造工藝技術與生產完美結合，從而對企業以往的制造方式進行革新，以此來加快我國機械制造業的發展。要想提高軸承座性能與品質，需要完善鑄造工藝。在實驗過程中，選擇了重力澆注系統，優化了鑄造過程參數。在具體的鑄造過程中，選擇1460℃、1480℃、1500℃三個區間鑄造溫度，通過精準控制鑄造澆注時間，要保證鑄造時間在90秒以內。為了控制好鑄造時間，本文還研究了不同鑄造時間中，軸承座的特性與性能[2]。

3.3 實驗步驟

軸承座鑄造完成后，制作標準V型試樣與沖擊試驗片，沖擊試驗結束后，使用JSM6510電子顯微鏡（SEM）仔細檢查樣品，磨損試驗采用約50毫米×10毫米的樣品，使用MM200型磨損試驗機，參數設定為旋轉速度400U/min、工作壓力100N、磨損時間30min，在室溫下進行一般試驗。為了確保試驗結果的準確性和可能性，必須保持試驗過程中研磨劑的一致性，試驗磨損完成后，使用JSM-1掃描電鏡仔細觀察。

3.4 測試方法

軸承座在完成鑄造以后，將標準的V陷波樣品制作成沖擊樣品，對沖擊樣品進行實驗，在完成實驗后，使用電子顯微鏡觀察樣品。磨損試樣樣品規格50mm×10mm，磨損實驗采用MM200型機器來進行實驗，MM200型磨損試驗機的參數設定為旋轉速度400r/min、工作壓力控制在100N、磨損時間控制在30min，保證整個實驗在室溫下進行。在進行實驗的過程中，要想保證實驗結果的真實與準確，就要保證磨損材料，在實驗過后，通過JSM-1型掃描電子顯微鏡來觀察樣品。

4? 試驗結果

4.1 沖擊性能

在沖擊試驗完成以后，軸承座沖擊吸收率會隨著溫度的上升而發生變化，隨著溫度的上升而增加，在增加到一定程度后出現下降的趨勢。澆注溫度為1460～1460℃的沖擊試驗結果表明，沖擊吸收能量為69J樣品的沖擊吸收能量，沖擊性能當時是最差的。澆注溫度1480℃的沖擊試驗結果表明，75J樣品具有相同的沖擊能量吸收能力，其吸收能力要高于原樣品，其試驗結果表明，澆注溫度在1520℃以上，具有同等的沖擊能量吸收能力，沖擊吸收能力大大提高。澆注溫度在1530℃以下，沖擊吸收能力為97J，與試驗結果所示試驗的最大沖擊吸收能力相同。澆注溫度為1540℃時，沖擊試驗結果表明，在澆鑄溫度達到1540℃時，樣品的沖擊吸收能力為91J。根據沖擊試驗的結果，為了顯示機械式軸承座的最佳沖擊性能，將評價溫度設定為1530C。通過測量1530℃下機械軸承座的最佳沖擊強度，結果發現，鑄造時間越長，沖擊強度越大，沖擊強度越小。在45s鑄造循環條件下的沖擊試驗結果表明，沖擊吸收能力達到61J，在流動延時60s的樣品的沖擊吸收能力為68J。沖擊試驗結果表明，在澆注時間75s的條件下，沖擊吸收能力為79J。澆注時間90s的沖擊測試，97J的沖擊能量被沖擊樣品吸收。在注入時間90s時，樣品的沖擊性能最好，樣品的沖擊吸收能力隨時間逐漸減少。澆注溫度1530℃下的樣品具有最小且最深的沖擊開口，注入1530℃下的樣品具有最高的沖擊性能[3]。

4.2 耐磨損性能

澆注溫度對樣品耐磨性的影響隨著溫度的升高而減小，隨著溫度的升高而增加。樣品的磨損量在澆鑄溫度1530℃下為14×103mm3、澆注溫度1520℃和1540℃下為17×103mm3、18×103mm3，研究了澆注時間對樣品磨損的影響，結果表明，隨著澆注時間的增加，磨損趨勢逐漸減少。在澆注時間90s時，樣品磨損量最小，磨損量分別為28×10-3mm3到14×10-3mm3，澆注時間分別為75s和105s，軸承座的沖擊性能和磨損性能均在澆注溫度為1530℃，澆注時間為90s時達到最佳，從而確定1530℃為軸承座的最佳澆筑溫度，時間在90s最為適宜。

5? 結論

總之，為了有效促進我國工業化的發展和進步，必須控制和優化相關機械設備的性能，使用多個不同尺寸的軸承座時，零件本身性能很大程度上受使用年限的影響，從而影響到軸承座壽命。本文在已有研究成果之上對鑄造工藝進行提升，指出軸承座性能受澆筑時間與澆筑溫度的影響，從而幫助相關工作人員對軸承座性能進行深入研究，進行進一步的措施優化與創新。

參考文獻：

[1]陳建.淺談鑄造工藝對機械軸承座性能的影響[J].內燃機與配件，2019（08）：100-101.

[2]汪方文.鑄造工藝對機械軸承座性能的影響[J].內燃機與配件，2018（19）：132-133.

[3]劉江波，劉曉璇.鑄造工藝對機械軸承座性能的影響[J].熱加工工藝，2018，47（05）：115-117，120.