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河南科技大学毕业设计论文I轴承套轴承材料轴承的减磨性是与轴和轴承材料及润滑剂有关的。轴承材料是根据与钢轴颈或不常用的铸铁轴颈相配合选择的。这是因为,轴的成本比轴承衬的成本高(尤其就曲柄轴和其他主轴而言),其磨损也必须比轴承衬的小。又因为轴颈的硬度越大,可靠性越好,所以通常要提高轴颈的硬度。因此,与高速运转轴颈相配合的轴承的硬度也会被增加到5560RC(渗碳后)。轴承材料的总体要求符合轴承工作的基本准则。因此,轴承的材料应具备以下几点要求(1)应具有减磨性。减磨性是通过相配轴颈的摩擦系数和工作表面温度来进行描述的(2)有较好的耐磨性(3)具有较高的疲劳强度。除此之外,轴承的材料还应具有以下几条基本性质(1)传热性。对摩擦表面进行的热处理和较低的材料线性膨胀系数,可避免轴承在工作时产生过大的间隙(2)跑合性。减少局部应力在加工过程中引起的弹性变形和误差(3)能保证摩擦润滑,并能形成稳定且可快速恢复原状的油膜(4)耐腐蚀性好(5)弹性模量低。还有一些重要的性质如可铸性,切削性等。对于抗磨材料来说,最有用的结构是在材料中加入一些较硬的成分。根据它们的化学成分,具有抗磨性的轴承材料可分为下面几种类型(1)金属材料如巴氏合金,青铜,锌基合金,铝基合金,抗磨铸铁等(2)粉末冶金材料(3)非金属材料如塑料,硬木,橡胶等。轴承金属。巴氏合金被长期运用在工程上的轴承合金。它们是以锡或铝为基体,具有硬度低(常在架或壳体中使用),跑合性好的特点,并且对轴颈的硬度和摩擦表面状态的要求较低。B83,B89系列的高锡巴氏合金被应用于高速运转和高压的场合。它们可以在压力达到p200kgf/cm2和pv1000kgfm/cm2s的条件下工作。河南科技大学毕业设计论文II为了避免胶合,只有巴氏合金才能在温度高达110°C的环境下工作。其典型应用是,由巴氏合金为材料的汽涡轮机和电力发电机及电动机中的轴承,高锡使轴颈的磨损最小。高锡巴氏合金的缺点是疲劳强度低,这限制了其在冲击型机械和高速活塞机械中的应用。而且由于它们的晶体是分层堆积的,故它们不能在需要薄层材料的地方使用。苏联汽车使用的轴承衬是由一层COC6688铅,6锡,和6锑系列的巴氏合金和含有由40镍和60铜烧结而成的含陶合金的钢衬组成。层与层之间的凝聚力非常好,因为下层被注入了巴氏合金和含陶合金,所以表面凝聚力增强了。从另一个方面来说,含陶合金在钢衬内扩散,因此,这个系列的巴氏合金的疲劳强度被增加了。并且,由于不含硬物质,故轴的磨损较小。另外,其在高生产力的制造业中也得到了广泛应用。BK2系列的含钙巴氏合金,被用于柴油机引擎制造业中。被长期应用于工程工业中的是B16和BH的锡铅巴氏合金,其特性与高锡巴氏合金相似p150kgf/cm2,pv500kgfm/cm2s.BK系列的巴氏合金,适用于中载荷的场合。它不含锡,并常用于如铁路所有机车的轴承的类似场合。BC系列的巴氏合金是一种不太贵的合金,它常被用于轻载的情况。轴承青铜Bp.C30系列的铜铅轴承合金,常用与高速和高压压力高达p300kgf/cm2的场合。尤其是在不同负载的典型内燃机中的应用。它比高锡巴氏合金的疲劳强度大。这种铜铅合金相对于巴氏合金来说,对轴颈的硬度和轴颈、轴承衬的表面光洁度,及对由于油被氧化而导致腐蚀时所要用的润滑剂都有较高的要求。轴的磨损比用巴氏合金做成的轴承衬的磨损大。若将其中铅的含量增加35,则可减少磨损。铜铅合金是嵌入或铸在轴承衬中使用的。但是,由于其易产生腐蚀,所以铜铅合金在近几年来很少被使用。在重要的轴承和轴承衬的表面应被涂上一层薄薄的铅锡合金或铟或锡的磨合运转层。Bp.Ф101型的万用铜锡合金适用于高压和中速的场合。但是,由于锡的含量过高,故其使用范围受到限制。一般说来,不应将这种轴承青铜河南科技大学毕业设计论文III应用于复合金属的轴承衬中。复合锡锌青铜(通过重熔获得),如Bp.OЦC663系列被广泛应用于中载荷的情况。铝铁青铜在一定压力,低速,和与硬度被加强了的轴颈相配的条件下,可以作为轴承材料。近几年来,铝基轴承合金已经越来越多的被人们所使用。因为它们的成本较低,故较经济实惠。这种合金的密度低,耐腐蚀性差,传热性好,弹性模量低,疲劳强度高。在将它们运用到通过旋转的方法来获得钢衬的技术中后,其用途就越来越多了。无锡的铝基轴承合金具有很好的减磨性。但是,在高速运转的场合其减磨性也不是很好。它们对油中的污垢很敏感,且具有较高的线性膨胀系数。在苏联得到广泛应用的是,用ACM系列的无锡铝基合金来制作的拖拉机引擎中的轴承。然而,当尝试将它们应用于高速运转的汽车引擎轴承时,却没有成功。最好的轴承材料是具有抗磨性好﹑疲劳强度大的特性的铝锡抗磨合金。常用的铝锡抗磨合金为A092系列(9锡,2铜,铸件并且作为非金属使用),A092B系列(铸件并作为复合金属使用),A091系列(通过滚轧制成并作为复合金属使用)和A0201系列(通过滚轧制成并作为复合金属使用)。这些合金都具有最好的结构。且在没油的情况下,能在轴颈上形成一层锡保护膜。例如,A091和A092系列,被有效地运用于柴油机车,轮船和重型拖拉机中,内燃机上的轴承。对于锌轴承合金,人们最为熟悉的应该是ЦAM105系列(10铝,5铜,和85锌),由于这种合金具有抗磨性好,组成原料丰富,成本低,及加工过程简单的特点,因此它在某些场合,常常用来取代B16系列的巴氏合金和轴承青铜。这种合金的缺点是跑合性较差,对与其配合的轴承的表面精度要求很高,而且其线性膨胀系数也很高。由这种材料所做成的轴承,所能承受的最高温度为80°C。它是镶铸或嵌入轴承衬中使用的。一种新的轴承合金是ЦAM91.5系列一种由已经发展起来的制造复合金属材料的技术加工而成的合金材料。实验表明,它具有很好的耐磨性。多层复合金属轴承的应用现在在不断的增加。例如在汽车引擎中的河南科技大学毕业设计论文IV轴承,其轴承衬是由含有具有较好传热性和较大疲劳强度的0.25mm的铜铅合金﹑极薄的防止锡扩散的镍或铜锌合金﹑和具有抗磨性及跑合性好的25μm厚的锡铅合金组成的钢衬。抗磨铸铁(苏联StdGOST158570)可应用于低速中等载荷的轴承。轴颈的硬度必须大于铸铁衬的硬度。其工作表面必须小心跑进油中所用石墨的一种胶质混合物。许用压力随着转速的增加而急剧下降。铸铁衬尤其对局部压力,冲击载荷,和所用的不太好的润滑剂等都是非常敏感的。经过实践证明,在其中加入氢化物是提高其性能的有效途径。粉末冶金材料(含陶合金)这种经过高压制模和高温烧结而成的金属粉末,也可不太好的润滑油中工作。这种材料具有多孔组织,其中孔占体积的1540。在由该材料做成的轴承中,这些孔都被注满了油(热油是通过轴承衬被注入的)。被广泛应用的铁石墨材料中,含有13的石墨,剩余的都是铁。和它一样实用的含有10锡的铜石墨材料中,有14的石墨,剩余的均为铜。这两种材料唯一的不同点是,铁石墨比铜石墨要便宜一些。它们应用的范围主要是由它们的自润滑性决定的。因为一些主要的轴承不能用普通的方法进行润滑。在低压低速的情况下,这种轴承只利用轴承衬孔中的润滑油就可以工作很长时间。孔占体积的2025的铁石墨轴承的允许运转条件和所能承受固定载荷的能力为v,m/s0.511.522.533.54p,kgf/cm2706560554535188非金属材料作为轴承衬的非金属材料有(1)塑料(2)叠木(3)各种不同的硬木(4)橡胶(5)石墨材料。由于非金属材料的传热性差,所以大部分非金属材料的本质特征是用水作为润滑剂以保证适当的冷却。只有在低速高压时,才能用油或乳液来润滑。当用水作为润滑剂时,可通过在停机前向轴承中注入一种胶状润滑
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