Laadondersteuning:Radiale en axiale belastingen van de tussenas opvangen, die het koppel van de motor overbrengt op het rondsel en uiteindelijk op de excentrische bus.
Wrijvingsreductie: Zorgt voor een wrijvingsarme interface tussen de roterende tussenas en de stationaire behuizing, waardoor energieverlies en warmteontwikkeling tijdens rotatie op hoge snelheid (doorgaans 500–1500 tpm) tot een minimum worden beperkt.
Uitlijning Onderhoud:Zorgt ervoor dat de tussenas concentrisch blijft met de behuizing, waardoor verkeerde uitlijning wordt voorkomen, wat overmatige slijtage van tandwielen en lagers kan veroorzaken.
Bescherming tegen besmetting:Fungeert als afdichting om te voorkomen dat stof, ertsdeeltjes en vocht de lagerinterface binnendringen, waardoor de levensduur van zowel de bus als de tussenas wordt verlengd.
Buslichaam: Het cilindrische hoofdgedeelte, meestal gemaakt van lagerbrons (bijv. ZCuSn10Pb1) of babbittmetaal (legeringen op basis van tin of lood) vanwege hun uitstekende wrijvingseigenschappen. Sommige robuuste ontwerpen maken gebruik van bimetalen bussen met stalen achterkant (stalen mantel met een voering van gesinterd brons of PTFE).
Binnenste lageroppervlak: Een nauwkeurig bewerkt oppervlak met een lage ruwheid (Ra0,8–1,6 μm) dat direct in contact staat met de tussenas, vaak voorzien van oliegroeven of -holtes om smeermiddel vast te houden en de wrijving te verminderen.
Buitenoppervlak: Een cilindrisch of licht taps toelopend buitenoppervlak dat in de boring van de behuizing past, met een perspassing (0,01–0,05 mm) om rotatie ten opzichte van de behuizing te voorkomen.
Flens (optioneel): Een radiale flens aan één uiteinde om de axiale beweging van de bus in de behuizing te beperken en extra ondersteuning te bieden tegen axiale belastingen.
Smeringsfuncties:
Oliegroeven: Omtrek- of axiale groeven op het binnenoppervlak (0,5–2 mm diep) die de smeerolie gelijkmatig over het lageroppervlak verdelen.
Oliegaten: Kleine gaatjes (φ3–φ8 mm) die het buitenoppervlak verbinden met de binnengroeven, waardoor smeermiddel vanuit de oliekanalen van de behuizing in de bus kan stromen.
Stootvlakken (optioneel): Bewerkte oppervlakken op de uiteinden van de bussen of op de flens om axiale lasten te kunnen dragen, vaak gecombineerd met drukringen voor een betere stabiliteit.
Materiaalkeuze:
Lagerbrons (ZCuSn10Pb1) heeft de voorkeur vanwege de hoge vermoeiingssterkte, goede thermische geleidbaarheid en compatibiliteit met stalen assen. De samenstelling wordt gecontroleerd op Sn 9-11%, Pb 0,5-1,0% en een Cu-balans, wat een hardheid van HB 80-100 garandeert.
Gieten:
Centrifugaal gieten: Voor cilindrische bussen wordt gesmolten brons in een roterende mal gegoten (1000-3000 tpm), waardoor een dichte, uniforme structuur met een fijne korrelgrootte ontstaat. Deze methode garandeert concentriciteit en vermindert de porositeit.
Zandgieten: Voor flensbussen of bussen met complexe vormen worden zandvormen gebruikt, met kernen om oliegaten of -groeven te vormen. De giettemperatuur bedraagt 1000-1100 °C om volledige vulling te garanderen.
Warmtebehandeling:
Bronzen bussen worden gedurende 1 tot 2 uur gegloeid bij 500–600°C, gevolgd door langzame afkoeling, om de gietspanning te verlichten en de bewerkbaarheid te verbeteren.
Bewerking en afwerking:
Ruwe bewerking:Het gegoten stuk wordt op een draaibank gedraaid om de buitendiameter, de binnenboring en de flens (indien van toepassing) te bewerken, waarbij een nabewerkingstoeslag van 0,5–1 mm wordt overgelaten.
Afwerking: De binnen- en buitenoppervlakken zijn nauwkeurig gedraaid om maattoleranties (IT6–IT7) en een oppervlakteruwheid van Ra0,8 μm te bereiken. De binnenboring is gepolijst voor superieure rondheid (≤0,005 mm).
Oliegroefbewerking: Groeven worden in het binnenoppervlak gefreesd of geboord met een precieze diepte en afstand om een optimale verdeling van het smeermiddel te garanderen.
Voorbereiding van de stalen schaal:Een buis of flens van koolstofarm staal (Q235) wordt getrokken of bewerkt tot de gewenste buitenafmetingen en vervolgens gereinigd en ruw gemaakt om de hechting met de dragende laag te verbeteren.
Toepassing van de dragende laag:
Sinteren:Een bronspoeder (bijv. CuSn10) wordt op de stalen behuizing gesinterd bij 800–900°C in een beschermende atmosfeer, waardoor een poreuze laag van 0,5–2 mm dik ontstaat.
Rolverlijming:Een dunne bronzen of koperen plaat wordt onder hoge druk op de stalen behuizing gewalst, waardoor een metallurgische verbinding ontstaat.
Eindbewerking:Het binnenoppervlak wordt bewerkt tot de gewenste afmetingen en ruwheid, waarbij indien nodig oliegroeven worden toegevoegd.
Materiaaltesten:
Chemische samenstellingsanalyse (spectrometrie) controleert of bronslegeringen voldoen aan de normen (bijv. ZCuSn10Pb1: Sn 9–11%, Pb 0,5–1,0%).
Hardheidstest (Brinell) zorgt ervoor dat bronzen bussen een hardheid van HB 70–90 hebben, waardoor slijtvastheid en ductiliteit in balans zijn.
Controles op dimensionale nauwkeurigheid:
Een coördinatenmeetmachine (CMM) inspecteert de binnen- en buitendiameter, de uniformiteit van de wanddikte en de flensdikte, met toleranties van ±0,01 mm voor kritische afmetingen.
De rondheid en cilindriciteit van het binnenoppervlak worden gemeten met een rondheidstester. Hierbij worden waarden ≤0,005 mm gegarandeerd om ongelijkmatige slijtage te voorkomen.
Microstructurele analyse:
Metallografisch onderzoek controleert de porositeit (≤5% in brons) en de verbindingskwaliteit van bimetalen bussen (geen delaminatie tussen staal en lagerlagen).
Prestatietesten:
Wrijvingscoëfficiënt testen:Een tribometer meet de wrijvingscoëfficiënt onder gesimuleerde belasting- en snelheidsomstandigheden, waarbij waarden ≤0,15 en de juiste smering vereist zijn.
Slijtagetesten:Bij een pin-on-disk-test wordt het busmateriaal onderworpen aan 10⁶ cycli, waarbij het gewichtsverlies beperkt blijft tot ≤5 mg om een lange levensduur te garanderen.
Pas- en montagecontroles:
De bus wordt in een testbehuizing gepast om de pasvorm te verifiëren. Er moet een lichte perskracht (5–20 kN) nodig zijn, zonder dat er vervorming optreedt.
De binnenboring wordt gecontroleerd op compatibiliteit met een standaard tussenasmonster, waardoor een soepele rotatie zonder vastlopen wordt gegarandeerd.