CN215762789U - 一种钢铜复层轴套 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢铜复层轴套，包括位于内部的钢套，所述钢套的外部设有与其过盈配合的铜外套，所述铜外套和钢套的中轴线位置相同；所述钢套的外壁具有向外凸出的钢外凸，所述铜外套的内壁具有向内凹陷的铜凹槽，所述钢外凸的横截面面积小于两相邻钢外凸之间区域的横截面面积，所述铜凹槽与所述钢外凸一一对应；所述铜凹槽的宽度与所述钢外凸的宽度相配合，且铜凹槽的深度大于钢外凸的高度；所述钢外凸与铜凹槽之间形成有间隙，当铜外套受热发生膨胀时，间隙作为容纳空间可以用于容纳铜外套的膨胀体积，减小其形变对轴套整体结构带来的不利影响；本方案通过在钢套上设置钢外凸，提高该钢铜复层轴套整体结构的稳定性，延长其使用寿命。

Description

一种钢铜复层轴套

技术领域

本实用新型涉及轴套技术领域，具体涉及一种钢铜复层轴套。

背景技术

轴套，是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度，因此就需要轴套具有良好的摩擦学性能和满足工况条件的强度。

铜合金具有较高的强度，易于加工，较耐疲劳，色泽美观，并具有良好的热导性和耐蚀性，优良的摩擦学性能，在轴套领域，应用广泛，特别是中高端市场，如液压元件领域，行业标准为JG/T 5118-1999《液压挖掘机工作装置用销套》，在该标准中，轴套的材料推荐采用GCr15 ZCuAl10Fe3Mn2；但轴套材料采用GCr15时其淬火硬度值为HRC58-63，与其装配的销轴应镀铬；轴套材料采用ZCuAl10Fe3Mn2时，销轴不要镀铬处理。

铜合金价格较高，密度较大，相应的生产成本就会增加。钢铁材料具有很高的强度和硬度，抗变形能力、承载性能非常好，但摩擦学性能不如铜合金。如文献CN200910102193.0公开了一种以整体式碳钢或不锈钢为承载基体，以铜铝合金为基体作为耐磨减摩层，通过烧末压制烧结而制备的含油双金属滑动轴承，烧结材料作为减摩层，可烧结减摩层密度较低，承载能力会受到影响，减摩机理主要是含油润滑，是无油或少油时，轴承的使用性能会明显下降。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本实用新型的目的是提供一种钢铜复层轴套。本实用新型采用的技术方案为：

一种钢铜复层轴套，包括位于内部的钢套，所述钢套的外部设有与其过盈配合的铜外套，所述铜外套和钢套的中轴线位置相同；所述钢套的外壁具有向外凸出的钢外凸,所述铜外套的内壁具有向内凹陷的铜凹槽，所述钢外凸的横截面面积小于两相邻钢外凸之间区域的横截面面积，所述铜凹槽与所述钢外凸一一对应；所述铜凹槽的宽度与所述钢外凸的宽度相配合，且铜凹槽的深度大于钢外凸的高度；所述钢外凸与铜凹槽之间形成有间隙。

作为优选的技术方案，所述钢外凸的长度延伸方向平行于钢套的中轴线，或所述钢外凸在钢套的外壁呈螺旋形分布；所述钢外凸与铜凹槽相配合。当钢外凸的长度延伸方向平行于钢套的中轴线时，钢外凸的数量为多个，多个钢外凸沿所述钢套的外周侧均匀间隔分布。进一步优选的，所述钢外凸呈圆台状或棱台状，所述钢外凸向外突出部分的横截面积随着距钢套距离的增大而减小。该形状设计的钢外凸，可以在制备轴套过程中，使其更易于与铜凹槽配合，能够快速的将钢外凸对准并放入至铜凹槽内，提高工作效率。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的钢铜复层轴套，考虑钢套的硬度大于铜外套的硬度，选择在钢套上设置钢外凸使其具有较强的硬度，当钢外凸与铜凹槽之间产生互相作用力时，钢外凸不易产生形变，从而保证轴套在工作状态承受扭矩时，钢套与铜外套之间不会发生脱落，使复层轴套保持为整体状态，又因为在常温下，钢套与铜外套之间是过盈配合，提高了铜钢复层轴套整体结构的稳定性。如果在铜合金层设置凸起，由于铜合金材质硬度较低，该凸起易发生形变变形，而导致其承载能力有限，扭矩较大时，铜合金凸起可能会剪切。

本方案通过将铜凹槽的深度设计为大于钢外凸的高度，从而能够在钢外凸与铜凹槽之间形成间隙，当铜外套受热发生膨胀时，间隙作为容纳空间可以用于容纳铜外套的膨胀体积，从而减小铜外套由于形变作用对轴套整体结构带来的不利影响，延长其使用寿命。如果不设置间隙，铜合金层与钢套层之间为紧密复合在一起，为无间隙结合，而轴套在使用过程中，因长期处于摩擦状态，会导致轴套的温度升高，而较高的温度易使其受热膨胀体积增大，因钢外凸与铜凹槽结合处钢套层与铜外套层的厚度与非结合处的厚度不一致，就会导致膨胀量不均匀，引起铜外套层甚至轴套整体不均匀膨胀，大大缩短轴套的使用寿命。

本方案中钢套与铜外套之间为过盈配合，使其可以紧密结合成一体结构；此外，通过钢套的结构设计，在增加轴套结构整体硬度的同时，可以降低铜材料的使用，降低生产成本。复层轴套加工时，采用钢套作为基准，加工出的轴套，钢套的厚度偏差较小，由于钢套硬度大，工作时受压不易发生塑形变形，延长轴套的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型提供的钢铜复层轴套的结构示意图；

图2为图1中A部放大图；

图3为钢套的主视图；

图4为铜外套的主视图；

附图标记：1-钢套，2-铜外套，3-钢外凸，4-铜凹槽，5-间隙。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作更进一步的说明。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是本发明中，术语“内”、“外”、“长”、“宽”、“高”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本发明的限制。

参考图1至图4，一种钢铜复层轴套，包括位于内部的钢套1，钢套1的外部设有与其过盈配合的铜外套2，铜外套2和钢套1的中轴线位置相同；钢套1的外壁具有向外凸出的钢外凸1,铜外套2的内壁具有向内凹陷的铜凹槽4，钢外凸1的横截面面积小于两相邻钢外凸之间区域的横截面面积，铜凹槽4与所述钢外凸2一一对应；铜凹槽4的宽度与所述钢外凸2的宽度相配合，且铜凹槽4的深度大于钢外凸2的高度；钢外凸2与铜凹槽4之间形成有间隙5。优选的，钢外凸3呈圆台状或棱台状，钢外凸3向外突出部分的横截面积随着距钢套距离的增大而减小。该形状设计的钢外凸，可以在制备轴套过程中，使其更易于与铜凹槽配合，能够快速的将钢外凸对准并放入至铜凹槽内，提高工作效率。

优选的，钢外凸3的长度延伸方向平行于钢套1的中轴线，或钢外凸3在钢套1的外壁呈螺旋形分布；所述钢外凸3与铜凹槽4相配合。当钢外凸3的长度延伸方向平行于钢套1的中轴线时，钢外凸的数量为多个，多个钢外凸沿所述钢套的外周侧均匀间隔分布。

本实施例中钢铜复层轴套的制备方法如下：

第一步，复合：将铜外套放置于温度不高于150℃的环境中进行加热处理，铜外套体积膨胀变大；将钢套放置于温度低于-50℃的低温环境中进行低温处理，钢套体积收缩变小；将铜外套、钢套分别取出，使铜外套上的铜凹槽与钢套上的钢外凸一一对应，将钢套放入铜外套的内部，铜外套的温度逐渐降低同时体积收缩，钢套的温度逐渐升高同时体积膨胀，钢套与铜外套形成过盈配合，得到复层轴套；

第二步，稳定性处理：将过盈配合的复层轴套放入100-200℃的环境中，进行稳定性处理，降温至室温后，得到铜钢复层轴套毛坯。稳定性处理时，铜的膨胀系数大于钢的膨胀系数，铜合金的膨胀量大于钢的膨胀量，由于钢的硬度大于铜的硬度，因此铜合金会发生一些塑形变形，使钢外凸与铜凹槽的配合程度更吻合，可以增加产品的尺寸稳定性。

第三步，机械加工：将铜钢复层轴套毛坯按图纸要求，加工为产品，优选的，以钢套为加工基准。

上述工艺中钢套1可由带钢外凸的钢材加工成套状制成；或使用不带钢外凸的钢材加工套状后，使用机械加工成带钢外凸的钢套。

上述工艺中铜外套2可由带铜凹槽的铜材加工成套状制成；或使用不带铜凹槽的铜材加工成套状后，通过机械加工在其内壁加工形成铜凹槽后制成；或使用铸铜工艺加工为带铜凹槽的铜外套。

Claims (5)

1.一种钢铜复层轴套，其特征在于：包括位于内部的钢套，所述钢套的外部设有与其过盈配合的铜外套，所述铜外套和钢套的中轴线位置相同；所述钢套的外壁具有向外凸出的钢外凸,所述铜外套的内壁具有向内凹陷的铜凹槽，所述钢外凸的横截面面积小于两相邻钢外凸之间区域的横截面面积，所述铜凹槽与所述钢外凸一一对应；所述铜凹槽的宽度与所述钢外凸的宽度相配合，且铜凹槽的深度大于钢外凸的高度；所述钢外凸与铜凹槽之间形成有间隙。

2.根据权利要求1所述的钢铜复层轴套，其特征在于：所述钢外凸的长度延伸方向平行于钢套的中轴线；所述钢外凸与铜凹槽相配合。

3.根据权利要求2所述的钢铜复层轴套，其特征在于：所述钢外凸的数量为多个，多个钢外凸沿所述钢套的外周侧均匀间隔分布。

4.根据权利要求1所述的钢铜复层轴套，其特征在于：所述钢外凸在钢套的外壁呈螺旋形分布；所述钢外凸与铜凹槽相配合。

5.根据权利要求1-4任一项所述的钢铜复层轴套，其特征在于：所述钢外凸呈圆台状或棱台状，所述钢外凸向外突出部分的横截面积随着距钢套距离的增大而减小。

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