摘要：轴承座可以对轴承起到很好的固定和支撑作用，同时其还会承受和分担轴承传来的压力，从而起到降低轴承扭动和振动的作用，更好的保障机械设备的正常运行。因为轴承座对机械设备的运行有着重要的作用，因此保证其质量和性能就变得非常重要。铸造是轴承座生产加工过程中的一项重要工艺，是获得高质量轴承座产品的关键，虽然我国铸件的产量很大，但是在相关技术上还存在一些不足，因此提高铸造工艺水平是非常迫切且重要的。本文通过试验对铸造工艺对机械轴承座冲击性能和耐磨性能的影响进行了研究，确定了最优的铸造工艺参数。
关键词：铸造工艺；机械；轴承座；性能；影响
1 轴承座结构概述
砂光机轴承座是支承砂辊、保证砂光机砂削精度的重要零件。苏州苏福马机械有限公司砂光机原调偏装置采取分离结构形式，即蜗轮蜗杆传动偏心轮与轴承座是分离的；而现设计的调偏装置则采取整体结构形式，即蜗轮蜗杆传动偏心轮与轴承座是整体的。改进前后轴承座结构形式如图1所示。
同时砂光机棍筒长度增到3150mm，棍筒长度增加带来棍筒挠度的增加，为克服棍筒挠度对砂光机整机的不利影响，轴承座的精度也做了相应提高。从加工角度看分离式便于加工，用普通镗床就能达到要求，而整体式难度大，必须用精密数控卧式加工中心加工。但从整机调试与性能上看整体式又占优。下面对两种轴承座结构形式进行工艺分析与比较。
图1改进前后轴承座结构形式
轴承座这一构件的主要作用是对轴承进行有效的支撑和固定，同时其还能够承受和分担轴承传来的压力，从而提升机械设备的结构稳定性。另外，其还具有减轻轴承扭动和振动的作用，进而为机械设备的正常运行提供有效的支撑。可以看出轴承座对于机械设备的正常运行具有重要的作用，因此可以看出轴承座的质量和性能对于机械设备的正常运行具有重要的作用。同时，轴承座的质量和轴承的应用具有密切的关系，如果轴承座的性能和质量不能够符合实际工作的要求或者相关行业标准，那么很可能会影响轴承的使用寿命和工作效率，因此加强对于轴承座的相关研究具有十分重要的意义。
2 铸造工艺对机械轴承座性能的影响
2.1 实验材料与方法
2.1.1 试验材料和铸造工艺参数
本实验在机械轴承座材料的选择上，选用了ZG35CrMo钢，铸造的轴承座尺寸为：2360mm×1640mm×1280mm，壁厚52~256mm。轴承座的铸造工艺选取重力浇注系统，并使用SPECTROXEPOS型X射线光谱仪测试对其化学成分进行检测。
2.1.2 铸造工艺参数
为了提升机械轴承座的性能和质量，需要对其铸造工艺进行优化，本实验选用的是重力浇注系统，应用该系统进行铸造工艺参数的优化。在具体的铸造工艺中选择以下的铸造参数：在浇注温度的选择上，选择1460℃、1480℃、1500℃、1520℃、1530℃、1540℃、1560℃进行研究，并且控制统一的浇注时间，浇注时间控制在90S。另外为了优化浇注时间，研究统一温度下不同浇注时间对于机械轴承座性能，在1530℃浇注时，控制浇注时间在45S、60S、75S、105S、120S以及90S。
2.1.3 测试方法
在轴承座铸造完成之后，制作标准V型缺口试样作为冲击试样，完成冲击试验之后，应用JSM6510型扫描电子显微镜（SEM）来对试样的情况进行仔细的观察。磨损试验的试样制作成准50mm×10mm试样，磨损试验在MM200型磨损试验机上进行测试。MM200型磨损试验机的参数按照以下进行设置：转速400r/min，工作压力为100N，磨损时间为30min，整个实验都在室温下进行。在实验过程中，为了确保试验结果的准确性，而且具有可比性，应保持磨损材料的一致性。在实验磨损完成之后，应用JSM-1型扫描电镜来对其形貌图进行仔细的观察。
2.2 试验结果分析
2.2.1 冲击性能
在冲击试验完成之后，发现轴承座的冲击吸收能随着温度的升高呈现出先增大后减小的趋势。当浇注温度为1460℃时，冲击试验结果显示试样的冲击吸能为69J，试验结果显示此时的冲击性能最差；当浇注温度为1480℃时，冲击试验结果显示试样的冲击吸能能力为75J，冲击吸收能力较之前有一定的提升；当浇注温度为1520℃时，冲击试验结果显示试样的冲击吸能能力为88J，冲击吸收能力较之前提升比较明显；当浇注温度为1530℃时，冲击试验结果显示试样的冲击吸能能力为97J，这也是试验结果显示的试样最大冲击吸收能，之后随着浇注温度的升高，试样的冲击能出现了下降，当浇注温度为1540℃时，冲击试验结果显示试样的冲击吸能能力为91J。根据冲击试验结果判断，为了使机械轴承座呈现出最佳的冲击性能，温度应控制在1530℃。
在确定1530℃下机械轴承座最佳冲击性最好之后，对不同浇注时间对试样冲击性能影响进行分析，发现随着浇注时间的延长，其冲击性能也表现出先增大后减小的特点。在浇注时间为45S的条件下，冲击试验结果显示实验的冲击吸收能为61J；在浇注时间为60S的条件下，冲击试验结果显示试件的冲击吸收能为68J；在浇注时间为75S的条件下，冲击试验结果显示实验的冲击吸收能为79J；在浇注时间为90S的条件下，冲击试验结果显示实验的冲击吸收能为97J，这也是试件冲击实验结果中获得的最大冲击吸收能，也就是说在90S的浇注时间下试件的冲击性能最佳，而随着时间的继续延长，冲击实验结果显示试件的冲击吸收能逐渐下降。同时，扫描电子显微镜的扫描结果显示，1530℃下浇注出的试件冲击端口是最细的，而且最深，这也说明1530℃下浇注的试件具有最好的冲击性能。
2.2.2 耐磨损性能
浇注温度对试件的耐磨性能的影响呈现出随温度增加先减小后增大的趋势，在浇注温度为1530℃时，试件的磨损体积为14×10-3mm3，在1520℃和1540℃的浇注温度下，试件的磨损体积分别任17×10-3mm3和18×10-3mm3。然后对浇注时间对于试件磨损的影响进行研究，发现也呈现出随着时间的延长先减少后增大的趋势，并且在浇注时间为90s时，试件的磨损体积最小，为14×10-3mm3，而浇注时间为75s和105s时，试件的磨损程度分别为28×10-3mm3和20×10-3mm3。综合实验结果可以看出，轴承座的冲击性能和磨损性能均在浇注温度为1530℃，浇注时间为90s时达到最佳，从而可以确定轴承座的最佳浇注温度为1530℃，最佳浇注时间为90s。
结束语
总而言之，轴承座对机械设备的运行有着重要的作用，而受到内外因素共同影响，导致轴承座容易出现变形以及断裂等问题，因此需要提高轴承座的质量和性能。铸造工艺对于轴承座的质量和性能有着比较大的影响。
参考文献
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[2]冯苗，黄引平.铝合金轴承座快速铸造工艺设计与验证[J].热加工工艺，2017，46(23):98-100.
论文作者:何俊蒙
论文发表刊物:《新材料.新装饰》2019年2月上
论文发表时间:2019/7/19
标签：轴承座论文; 试样论文; 性能论文; 磨损论文; 工艺论文; 温度论文; 时间为论文; 《新材料.新装饰》2019年2月上论文;