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河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 - I - 軸承套軸承材料 軸承的減磨性是與軸和軸承材料及潤滑劑有關(guān)的。 軸承材料是根據(jù)與鋼軸頸或不常用的鑄鐵軸頸相配合選擇的。這是因為，軸的成本比軸承襯的成本高（尤其就曲柄軸和其他主軸而言），其磨損也必須比軸承襯的小。又因為軸頸的硬度越大，可靠性越好，所以通常要提高軸頸的硬度。因此，與高速運轉(zhuǎn)軸頸相配合的軸承的硬度也會被增加到 55— 60碳后）。 軸承材料的總體要求符合軸承工作的基本準(zhǔn)則。因此，軸承的材料應(yīng)具備以下幾點要求： （ 1）應(yīng)具有減磨性。減磨性是通過相配軸頸的摩擦系數(shù)和工作表面溫度來進行描述的； （ 2） 有較好的耐磨性； （ 3）具有較高的疲勞強度。 除此之外，軸承的材料還應(yīng)具有以下幾條基本性質(zhì)： （ 1）傳熱性。對摩擦表面進行的熱處理和較低的材料線性膨脹系數(shù)，可避免軸承在工作時產(chǎn)生過大的間隙； （ 2）跑合性。減少局部應(yīng)力在加工過程中引起的彈性變形和誤差； （ 3）能保證摩擦潤滑，并能形成穩(wěn)定且可快速恢復(fù)原狀的油膜； （ 4）耐腐蝕性好； （ 5）彈性模量低。 還有一些重要的性質(zhì)如：可鑄性，切削性等。 對于抗磨材料來說，最有用的結(jié)構(gòu)是在材料中加入一些較硬的成分。根據(jù)它們的化學(xué)成分，具有抗磨性的軸承材料可分為下面幾種類 型： （ 1） 金屬材料：如巴氏合金，青銅，鋅基合金，鋁基合金，抗磨鑄鐵等； （ 2） 粉末冶金材料； （ 3） 非金屬材料：如塑料，硬木，橡膠等。 軸承金屬。 巴氏合金被長期運用在工程上的軸承合金。它們是以錫或鋁為基體，具有硬度低（常在架或殼體中使用），跑合性好的特點，并且對軸頸的硬度和摩擦表面狀態(tài)的要求較低。 89 系列的高錫巴氏合金被應(yīng)用于高速運轉(zhuǎn)和高壓的場合。它們可以在壓力達到 p=200 000條件下工作。河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 - 為了避免膠合，只有巴氏合金才能在溫度高達 110° C 的環(huán)境下工作。 其典型應(yīng)用是，由巴氏合金為材料的汽渦輪機和電力發(fā)電機及電動機中的軸承，高錫使軸頸的磨損最小。 高錫巴氏合金的缺點是疲勞強度低，這限制了其在沖擊型機械和高速活塞機械中的應(yīng)用。而且由于它們的晶體是分層堆積的，故它們不能在需要薄層材料的地方使用。 蘇聯(lián)汽車使用的軸承襯是由一層 8% 鉛， 6% 錫，和 6%銻 )系列的巴氏合金和含有由 40%鎳和 60%銅燒結(jié)而成的含陶合金的鋼襯組成。層與層之間的凝聚力非常好，因為下層被注入了巴氏合金和含陶合金，所以表面凝聚力增強了。從另一個方面來說，含陶合金在鋼襯內(nèi)擴散，因 此，這個系列的巴氏合金的疲勞強度被增加了。并且，由于不含硬物質(zhì)，故軸的磨損較小。另外，其在高生產(chǎn)力的制造業(yè)中也得到了廣泛應(yīng)用。 列的含鈣巴氏合金，被用于柴油機引擎制造業(yè)中。被長期應(yīng)用于工程工業(yè)中的是 錫 — 鉛巴氏合金，其特性與高錫巴氏合金相似 (p<=150 500 列的巴氏合金，適用于中載荷的場合。它不含錫，并常用于如鐵路所有機車的軸承的類似場合。 列的巴氏合金是一種不太貴的合金，它常被用于輕載的情況。 軸承青銅 列的銅鉛軸承合金，常用與高速和高壓 (壓力高達 p=300 場合。尤其是在不同負(fù)載的典型內(nèi)燃機中的應(yīng)用。它比高錫巴氏合金的疲勞強度大。這種銅鉛合金相對于巴氏合金來說，對軸頸的硬度和軸頸 、 軸承襯的表面光潔度，及對由于油被氧化而導(dǎo)致腐蝕時所要用的潤滑劑都有較高的要求。 軸的磨損比用巴氏合金做成的軸承襯的磨損大。若將其中鉛的含量增加 35%，則可減少磨損。銅鉛合金是嵌入或鑄在軸承襯中使用的。但是，由于其易產(chǎn)生腐蝕，所以銅鉛合金在近幾年來很少被使用。 在重要的軸承和軸承襯的表面應(yīng)被涂上一層薄薄的鉛錫 合金或銦或錫的磨合運轉(zhuǎn)層。 的萬用銅錫合金適用于高壓和中速的場合。但是，由于錫的含量過高，故其使用范圍受到限制。一般說來，不應(yīng)將這種軸承青銅河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 - 應(yīng)用于復(fù)合金屬的軸承襯中。 復(fù)合錫鋅青銅（通過重熔獲得），如 6列被廣泛應(yīng)用于中載荷的情況。 鋁鐵青銅在一定壓力，低速，和與硬度被加強了的軸頸相配的條件下，可以作為軸承材料。 近幾年來，鋁基軸承合金已經(jīng)越來越多的被人們所使用。因為它們的成本較低，故較經(jīng)濟實惠。這種合金的密度低，耐腐蝕性差，傳熱性好，彈性模量低，疲勞強度高。在將它們運 用到通過旋轉(zhuǎn)的方法來獲得鋼襯的技術(shù)中后，其用途就越來越多了。 無錫的鋁基軸承合金 具有很好的減磨性。但是，在高速運轉(zhuǎn)的場合 其減磨性也不是很好。它們對油中的污垢很敏感，且具有較高的線性膨脹系數(shù)。在蘇聯(lián)得到廣泛應(yīng)用的是，用 列的無錫鋁基合金來制作的拖拉機引擎中的軸承。然而，當(dāng)嘗試將它們應(yīng)用于高速運轉(zhuǎn)的汽車引擎軸承時，卻沒有成功。 最好的軸承材料是具有抗磨性好﹑疲勞強度大的特性的鋁錫抗磨合金。常用的鋁錫抗磨合金為 列（ 9% 錫， 2% 銅，鑄件并且作為非金屬使用）， 列（鑄件并作為復(fù)合 金屬使用）， 列（通過滾軋制成并作為復(fù)合金屬使用）和 列（通過滾軋制成并作為復(fù)合金屬使用）。這些合金都具有最好的結(jié)構(gòu)。且在沒油的情況下，能在軸頸上形成一層錫保護膜。例如， 列，被有效地運用于柴油機車，輪船和重型拖拉機中，內(nèi)燃機上的軸承。 對于鋅軸承合金，人們最為熟悉的應(yīng)該是Ц 列（ 10% 鋁，5% 銅，和 85% 鋅），由于這種合金具有抗磨性好，組成原料豐富，成本低，及加工過程簡單的特點，因此它在某些場合，常常用來取代 列的巴氏合金和軸承青銅。 這 種合金的缺點是跑合性較差，對與其配合的軸承的表面精度要求很高，而且其線性膨脹系數(shù)也很高。由這種材料所做成的軸承，所能承受的最高溫度為 80° C。它是鑲鑄或嵌入軸承襯中使用的。 一種新的軸承合金是Ц 列；一種由已經(jīng)發(fā)展起來的制造復(fù)合金屬材料的技術(shù)加工而成的合金材料。實驗表明，它具有很好的耐磨性。 多層復(fù)合金屬軸承的應(yīng)用現(xiàn)在在不斷的增加。例如在汽車引擎中的河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 - 軸承，其軸承襯是由含有具有較好傳熱性和較大疲勞強度的 銅鉛合金﹑極薄的防止錫擴散的鎳或銅鋅合金﹑和具有抗磨性及跑合性好的 25μ m 厚的錫 鉛合金組成的鋼襯。 抗磨鑄鐵（蘇聯(lián) 585可應(yīng)用于低速中等載荷的軸承。軸頸的硬度必須大于鑄鐵襯的硬度。其工作表面必須小心跑進油中所用石墨的一種膠質(zhì)混合物。許用壓力隨著轉(zhuǎn)速的增加而急劇下降。 鑄鐵襯尤其對局部壓力，沖擊載荷，和所用的不太好的潤滑劑等都是非常敏感的。經(jīng)過實踐證明，在其中加入氫化物是提高其性能的有效途徑。 粉末冶金材料（含陶合金） 這種經(jīng)過高壓制模和高溫?zé)Y(jié)而成的金屬粉末，也可不太好的潤滑油中工作。這種材料具有多孔組織，其中孔占體積的 15%— 40%。在由該材料做成的軸承 中，這些孔都被注滿了油（熱油是通過軸承襯被注入的）。 被廣泛應(yīng)用的鐵 — 石墨材料中，含有 1%— 3%的石墨，剩余的都是鐵。和它一樣實用的含有 10% 錫的銅 — 石墨材料中，有 1%— 4%的石墨，剩余的均為銅。這兩種材料唯一的不同點是，鐵 — 石墨比銅 — 石墨要便宜一些。 它們應(yīng)用的范圍主要是由它們的自潤滑性決定的。因為一些主要的軸承不能用普通的方法進行潤滑。 在低壓低速的情況下，這種軸承只利用軸承襯孔中的潤滑油就可以工作很長時間。孔占體積的 20%— 25%的鐵 — 石墨軸承的允許運轉(zhuǎn)條件和所能承受固定載荷的能力為： v, m/s…… 1 2 3 4 p, 70 65 60 55 45 35 18 8 非金屬材料 作為軸承襯的非金屬材料有：（ 1）塑料；（ 2）疊木；（ 3）各種不同的硬木；（ 4）橡膠；（ 5）石墨材料。 由于非金屬材料的傳熱性差，所以大部分非金屬材料的本質(zhì)特征是：用水作為潤滑劑以保證適當(dāng)?shù)睦鋮s。只有在低速高壓時，才能用油或乳液來潤滑。 當(dāng)用水作為潤滑劑時，可通過在停機前向軸承中注入一種膠狀潤滑河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 - V - 劑（如油脂等）或在軸上覆蓋一層不銹鋼來避免軸被腐蝕。 應(yīng)用非金屬材料的前提是： （ 1） 與軸材料不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)； （ 2） 具有較好的跑合性； （ 3） 塑性好； （ 4） 用水或其他在機器中可能是工作媒介的液體潤滑的可行性。 塑料軸承襯的主要應(yīng)用場合： （ 1） 在不能用液體潤滑和完全或部分自潤滑的軸承中是必須使用的（如汽車懸掛裝置，化學(xué) 機械和紡織機械中的軸承）； （ 2） 通過介質(zhì)潤滑的軸承（如潛水泵和一些食品加工機械）； （ 3） 在重載低速的機器中，軸承不能達到流體摩擦的工作條件。這可能是由于頻繁的啟動和停止，低速，或因彈性變形及制造誤差而形成的局部高壓。 he of in of in a a to of as a of in of be of of As a in to a 55 0 of be to (a) be a by of in in a of by at 南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 - (b) c) Of in of (a) to a of to in i n (b) in in (c) on (d) (e) of of as an is a to be (a) (b) (c) in on or by a or in as to of to of 83, to be at up to p=200 1000 To up 10 ° C 南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 - in of of of to of of in of in of a of 88% 6% % a of a 0% Ni 0% on a is is a On of an to of to is it to A is in in in 16 H, to of p<=150 =500 K, It no is of A C, is At up to p=300 in of a is It a do to of is to of to is If is 5%,be is to or it is to of of in of of is a 南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 - of an of or of or of p. 0-1 at to is is to be in by p. 6to to at a In to of of a of a to a by a at to is to in a of of in is CM is in of No to in of at In 9%2%in as a in as a by as a by as a in of of a of on in of of Of is 0% % 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 - to of is in of 16 of to of of of 0° C. is or A is ;a it to an in of a a of as a an of or a of a of a 25 585be of be of be in a of in in an in to to be an of by at at in a in 5 0% of In by of % 0% % 南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 - X - of is by of or to by At of in of an 0 5% to a v, m / s....... 1 2 3 4 p, . 70 65 60 55 45 35 18 8 of (a) (b) (c) , (d) e) An of to is is or an is at is as of in be by a or by (a) no (b) (c)of (d) of or be in of of (1) it is to a or is of 南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 - (2) by (3) of in be to or or