CN106077586A - 大型轴承的离心铸造设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械制造领域，特别涉及一种大型轴承的离心铸造设备，其特征在于：包括电机、主轴、变速箱、输出轴、主动轮、被动轮、转轴、轴承座、固定板、外模、内模、挡环和托轮，所述变速箱通过主轴和电机连接，变速箱的输出轴与主动轮连接，所述主动轮将动力传递于被动轮，被动轮的一端安装有转轴，所述转轴的另一端上与外模底部通过固定板连接，所述转轴在被动轮与外模之间还安装有至少一个轴承座，所述内模的底端与外模连接，内模的前端设有挡环，所述外模的外圆周方向上还固定有托轮，具有产品质量好、强度高；结构简单，自动化程度高；可靠性高，生产成本低等特点。

Description

大型轴承的离心铸造设备

技术领域

本发明属于机械制造领域，特别涉及一种大型轴承的离心铸造设备。

背景技术

轴承是用来支承轴类零件并使承载面间作相对滑动的机械元件，也称滑动轴承（Sliding Bearing），滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声，它作为关键基础零部件在机床、电动机、发电机和内燃机上有着广泛应用，尤其是在甘蔗压榨、轧钢机械以及矿山机械等大型机械设备中，其性能的优劣直接影响着设备的速度、承载能力、工作可靠性和使用寿命。传统的大型轴承的结构是采用静止金属模或砂型铸造铜合金体的形式，后来，人们为了节约昂贵的铜合金，发明了铜合金与钢背焊接的结构，进一步的还发明了由基体以及设于基体上的减摩层组成，其中，基体由钢背层和设于钢背层上的铜合金的基底层组成，而减摩层一般采用铅锡铜三元合金镀层。但是铅锡铜三元合金镀层与基底层结合力差，抗疲劳强度低，只能达到100～140MPa左右。长时间使用，铅锡铜三元合金镀层元素易扩散到基底层，造成该铅锡铜三元合金镀层成分变化，而且整体强度偏低，影响轴承承载能力，此问题长期以来困扰着轴承行业的发展，针对该不足，目前采用较多的办法是：用一定的方法把铝基合金复合在钢质底板上形成钢背铝基双金属复合板，以弥补铝基合金强度和硬度不足的缺点，将该钢背铝基双金属复合板压铸成瓦状面并焊成，再进行轴瓦的机加工成形。该方法可以很好的弥补铝基合金强度和硬度不足的缺点，但是，该方法存在后续机加工困难以及整个轴瓦制造工艺复杂、成本高等，尤其是钢背层与铜合金层相互焊接而成的大型轴承。因此，许多人都在努力地研究着轴瓦制造工艺，特别是整体铸造方法，如重庆跃进机械厂申请的《大功率低速柴油机轴瓦的制造工艺》（申请号为200810069286.3），公开了工艺为：毛坯制造一毛坯浇注面处理（喷丸处理和清洗）一搪锡一浇铸巴氏合金一精加工及终检的工艺顺序进行轴瓦制造。又如苏州捷德瑞精密机械有限公司申请的《一种轴瓦离心浇铸方法》，（申请号为：201410082278.8）公开了包括以下步骤：对钢瓦原材料进行预处理；对经过预处理的钢瓦进行浸锡；熔化离心浇铸合金，即锡基轴承巴氏合金；用得到的合金溶液的钢瓦进行离心浇铸；检查。再如东方电气集团东方汽轮机有限公司申请的《一种大型轴承浇巴专用离心浇注机》（申请号为：201610121985.2），公开了减速器、主轴、箱体、卡盘和浇铸系统，其中：减速器通过皮带轮与主轴连接，主轴通过轴承安装在箱体内；所述主轴穿出箱体与卡盘连接，在卡盘上设置有卡爪组件；所述浇铸系统的浇铸槽伸入工件内腔。但是，上述前两种方法结构和工艺复杂，对设备要求高，所以加工成本高，而第三种浇注出来的轴瓦综合质量不太好，耐磨性不高，因此为了突破大型轴承的制造工艺技术，是一个亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单的大型轴承的离心铸造设备。

本发明的目的是这样实现的：

本发明大型轴承的离心铸造设备，其特征在于：包括电机、主轴、变速箱、输出轴、主动轮、被动轮、转轴、轴承座、固定板、外模、内模、挡环、托轮和浇铸包，所述变速箱通过主轴和电机连接，变速箱3的输出轴与主动轮连接，所述主动轮将动力传递于被动轮，被动轮6的一端安装有转轴，所述转轴的另一端上与外模底部通过固定板连接，所述转轴7在被动轮与外模之间还安装有至少一个轴承座，所述内模的底端与外模连接，内模的前端设有使得铸造时浇铸包中熔融的金属不向外飞溅的挡环，使得外模旋转的过程中，高温熔融的合金不会出现飞溅烫伤操作人员现象，所述外模10的外圆周方向上还固定有托轮。

以上所述主动轮与被动轮6的传动方式是皮带轮、链轮或是齿轮。

以上所述设于外模外圆周轴承座上的托轮上安装有轴承座，所述轴承座内设有轴承。

以上所述的转轴7的转速是高速旋转，其转速为 600～1200 转/分。

以上所述设于外模外圆周轴承座上的轴承是高温轴承。

本发明的大型轴承及其制造方法的有益效果是：

1.产品质量好、强度高。由于本发明采用离心铸造设备将铜合金面与钢背铸造而成的整体结构，在铸造前，将内模的结构设计成钢背的结构，在轴瓦浇铸成型后，内模就成为了新的钢背并与新浇注的铜合金结为一体成为了轴瓦毛坯，内模成为轴瓦的钢背并与铜合金的紧紧地结合在一起，所以，轴瓦上的钢背和铜合金面能紧紧地咬合，金相组织紧密，不会出现组织疏松缺陷，大大提高了轴瓦合金层与钢背的粘结强度，消除了轴瓦钢背毛坯的内应力，提高了轴瓦的疲劳强度，产品合格率较传统的浇铸方法有了大幅度的提高。

2.结构简单，自动化程度高。本发明的设备采用电机驱动，主轴将动力传递到变速箱减速后，由皮带轮、链轮或是齿轮继续传递到转轴，转轴直接带动与内模固定的外模高速旋转，在外模高速旋转的过程中，熔融的合金浇注于内模，在离心力的作用下熔融的合金均匀地分布在内模的内圆周表面上，即得到毛坯轴瓦，再经机加工后成为成品轴瓦。这样，在整个轴瓦生产过程中，工人只需要简单地操作，大大减少了工人作业的劳动强度。

3.可靠性高、生产成本低。工人在浇铸操作工作过程中安全可靠，无飞溅现象出现，降低了飞溅烫伤操作人员的危险性，很好地改善了工作环境，极大的提高生产效率，生产成本低廉。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意简图。

图2是实施例铸造时的主视结构示意简图。

图3是实施例铸造时外模10与内模11的放大主视结构示意简图。

图4是图3的左视结构示意简图。

图5是图3的右视结构示意简图。

图6是外模10的主视结构示意简图。

图7是图6的左视结构示意简图。

图8是内模11的主视结构示意简图。

图9是图8的左视结构示意简图。

图10是成品轴承的主视结构示意简图。

图11是图10的左视结构示意简图。

图中部件名称及序号：

电机1、主轴2、变速箱3、输出轴4、主动轮5、被动轮6、转轴7、轴承座8、固定板9、外模10、内模11、挡环12、托轮13、浇铸包14、轴瓦毛坯15、螺钉16、铜合金面17、钢背18。

具体实施方式

以下结合附图及其工作过程描述本发明的结构。

如图1～图7所示，本发明的大型轴承及其制造方法，包括电机1、主轴2、变速箱3、输出轴4、主动轮5、被动轮6、转轴7、轴承座8、固定板9、外模10、内模11、挡环12、托轮13、浇铸包14、轴瓦毛坯15和螺钉16，所述所述变速箱3通过主轴2和电机1连接，变速箱3的输出轴4与主动轮5连接，所述主动轮5将动力传递于被动轮6，所述主动轮5与被动轮6的传动方式是皮带轮、链轮或是齿轮，被动轮6的一端安装有转轴7，所述的转轴7的转速是高速旋转，其转速为 600～1200 转/分，所述转轴7的另一端上与外模10底部通过固定板9连接，所述转轴7在被动轮6与外模10之间还安装有至少一个轴承座8，所述内模11的底端与外模10通过螺钉16连接，内模11的前端设有使得铸造时熔融的金属不向外飞溅的挡环12，采用螺钉16穿过挡环12将内模11固定于外模10上，挡环12在此起到了两个作用，一是将内模11与外模10紧固，二是使得外模旋转的过程中，浇铸包14中倒下的高温熔融的合金不会出现飞溅烫伤操作人员现象，所述外模10的外圆周方向上还固定有托轮13，所述托轮13上安装有轴承座，所述轴承座内设有轴承，所述轴承是高温轴承。

铸造时，通过螺钉16采用固定板9将外模10的底端安装在转轴7上，内模11轴向的前端通过螺钉16采用挡环12将内模11固定于外模10上，内模11轴向的后端通过螺钉16直接紧固，打开电源开关，电机1运转，通过主轴2将动力传递到变速箱3，经过变速箱3变为需要的转速后，输出轴4通过主动轮5与被动轮6传递到转轴7，带动外模10与内模11高速旋转，浇铸包14将熔融后的铜合金金属倒入模具的内腔，当所需的金属量到达要求后（参看图3～图5所示），移开浇铸包14，让模具彻底冷却后，将外模10与内模11分离，此时拆下冷却的内模11即成为了轴瓦毛坯15（参看图8和图9所示），通过切削机床，对轴瓦毛坯15的内圆和两端进行精确加工，并沿轴向剖开一分为二，得到由铜合金面17和钢背18组成的轴承成品（参看图10和图11所示）。

Claims (5)

1.一种大型轴承的离心铸造设备，其特征在于：包括电机（1）、主轴（2）、变速箱（3）、输出轴（4）、主动轮（5）、被动轮（6）、转轴（7）、轴承座（8）、固定板（9）、外模（10）、内模（11）、挡环（12）、托轮（13）和浇铸包（14），所述变速箱（3）通过主轴（2）和电机（1）连接，变速箱（3）的输出轴（4）与主动轮（5）连接，所述主动轮（5）将动力传递于被动轮（6），被动轮（6）的一端安装有转轴（7），所述转轴（7）的另一端上与外模（10）底部通过固定板（9）连接，所述转轴（7）在被动轮（6）与外模（10）之间还安装有至少一个轴承座（8），所述内模（11）的底端与外模（10）连接，内模（11）的前端设有使得铸造时浇铸包（14）中熔融的金属不向外飞溅的挡环（12），所述外模（10）的外圆周方向上还固定有托轮（13）。

2.根据权利要求1大型轴承的离心铸造设备，其特征在于：所述主动轮（5）与被动轮（6）的传动方式是皮带轮、链轮或是齿轮。

3.根据权利要求1所述大型轴承的离心铸造设备，其特征在于：所述设于外模（10）外圆周轴承座上的托轮（13）上安装有轴承座，所述轴承座内设有轴承。

4.根据权利要求 1 所述的大型轴承的离心铸造设备，其特征在于，所述的转轴（7）的转速是高速旋转，其转速为 600～1200 转/分。

5.根据权利要求3大型轴承的离心铸造设备，其特征在于：所述设于外模（10）外圆周轴承座上的轴承是高温轴承。