軸瓦的材料和結(jié)構(gòu)介紹

1、Guangzhou Anda Automobile Parts目錄目錄n 滑動軸承簡介Slide bearing introductionn 滑動軸承的主要類型 Various kinds of slide bearingn 運(yùn)動特點(diǎn)motion n軸瓦的形式和結(jié)構(gòu)軸瓦的形式和結(jié)構(gòu) bearing form and structurebearing form and structuren 軸承材料bearing materialn 軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求bearing structure bearing structure function and strictfun

2、ction and strictn 滑動軸承常見失效形式滑動軸承常見失效形式n 結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意問題結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意問題n 思考題思考題Guangzhou Anda Automobile Parts滑動軸承簡介 滑動軸承（Sliding bearing），在滑動摩擦下工作的軸承?；瑒虞S承工作平穩(wěn)、可靠、無噪聲。在液體潤滑條件下，滑動表面被潤滑油分開而不發(fā)生直接接觸，還可以大大減小摩擦損失和表面磨損，油膜還具有一定的吸振能力。軸被軸承支承的部分稱為軸頸，與軸頸相配的零件稱為軸瓦。為了改善軸瓦表面的摩擦性質(zhì)而在其內(nèi)表面上電鍍的減摩材料層稱為軸承襯（減磨層）。軸瓦和軸承襯的材料統(tǒng)稱為滑動軸承材料?；瑒虞S

3、承應(yīng)用場合一般在低速重載工況條件下，或者是維護(hù)保養(yǎng)及加注潤滑油困難的運(yùn)轉(zhuǎn)部位。Guangzhou Anda Automobile Parts滑動軸承的主要類型根據(jù)軸承中摩擦的性質(zhì)，可分為滑動軸承和滾動軸承。根據(jù)能承受載荷的方向，可分為向心軸承、推力軸承、向心推力軸承。 (或稱為徑向軸承、止推軸承、徑向止推軸承）。根據(jù)潤滑狀態(tài)，滑動軸承可分為：1)不完全液體潤滑滑動軸承。 2)完全液體潤滑滑動軸承。Guangzhou Anda Automobile Parts運(yùn)動特點(diǎn)運(yùn)動特點(diǎn) 滑動軸承工作時，軸瓦與轉(zhuǎn)軸之間要求有一層很薄的油膜起潤滑作用。如果由于潤滑不良，軸瓦與轉(zhuǎn)軸之間就存在直接的摩擦，摩擦?xí)a(chǎn)

4、生很高的溫度，雖然軸瓦是由于特殊的耐高溫合金材料制成，但發(fā)生直接摩擦產(chǎn)生的高溫仍然足于將其燒壞。軸瓦還可能由于負(fù)荷過大、溫度過高、潤滑油存在雜質(zhì)或黏度異常等因素造成燒瓦。燒瓦后滑動軸承就損壞了。 滑動軸承主要在以下場合使用： 工作轉(zhuǎn)速很高，如汽輪發(fā)電機(jī)。 要求對軸的支承位置特別精確，如精密磨床。 承受巨大的沖擊與振動載荷，如軋鋼機(jī)。 特重型的載荷，如水輪發(fā)電機(jī)。 根據(jù)裝配要求必須制成剖分式的軸承，如曲軸軸承。 在特殊條件下工作的軸承，如軍艦推進(jìn)器的軸承。 徑向尺寸受限制時，如多輥軋鋼機(jī)。Guangzhou Anda Automobile Parts軸瓦的形式和結(jié)構(gòu)軸瓦的形式和結(jié)構(gòu)徑向滑動軸承的

5、典型結(jié)構(gòu)2 按構(gòu)造按構(gòu)造分類分類整體式整體式對開式對開式按加工按加工分類分類鑄造鑄造軋制軋制按尺寸按尺寸分類分類厚壁厚壁薄壁薄壁按材料按材料分類分類單材料單材料多材料多材料需從軸端安裝和拆卸，可修復(fù)性差。 可以直接從軸的中部安裝和拆卸，可修復(fù)。 強(qiáng)度足夠的材料可以直接作成軸瓦，如黃銅，灰鑄鐵。軸瓦襯強(qiáng)度不足，故采用多材料制作軸瓦。只適用于薄壁軸瓦，具有很高的生產(chǎn)率。節(jié)省材料，但剛度不足，故對軸承座孔的加工精度要求高 。 具有足夠的強(qiáng)度和剛度，可降低對軸承座孔的加工精度要求。 鑄造工藝性好，單件、大批生產(chǎn)均可，適用于厚壁軸瓦。Guangzhou Anda Automobile Parts軸瓦的形

6、式和結(jié)構(gòu)軸瓦的形式和結(jié)構(gòu)徑向滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)2滑動軸承的軸瓦結(jié)構(gòu)2單材料、整體式厚壁鑄造軸瓦多材料、整體式、薄壁軋制軸瓦多材料、對開式厚壁鑄造軸瓦多材料、對開式薄壁軋制軸瓦Guangzhou Anda Automobile Parts軸承材料一、基本要求一、基本要求 軸承材料是指在軸承結(jié)構(gòu)中直接參與摩擦部分的材料，如軸瓦和軸承襯的材料。軸承材料性能應(yīng)滿足以下要求： 減摩性：材料副具有較低的摩擦系數(shù)。 耐磨性：材料的抗磨性能，通常以磨損率表示。 抗咬粘性：材料的耐熱性與抗粘附性。 摩擦順應(yīng)性：材料通過表層彈塑性變形來補(bǔ)償軸承滑動表面初始配合不 良的能力。 嵌入性：材料容納硬質(zhì)顆粒嵌入，從而減輕

7、軸承滑動表面發(fā)生刮傷或磨 粒磨損的性能。此外還應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和抗腐蝕能力、良好的導(dǎo)熱性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性。 磨合性：軸瓦與軸頸表面經(jīng)短期輕載運(yùn)行后，形成相互吻合的表面形狀 和粗糙度的能力（或性質(zhì)）。Guangzhou Anda Automobile Parts軸承材料酚醛樹脂、尼龍、聚四氟乙烯等滑滑動動軸軸承承材材料料金屬材料金屬材料非金屬材料非金屬材料軸承合金軸承合金也稱巴氏合金或白合金銅銅 合合 金金青銅、錫青銅、鉛青銅、鋁青銅黃銅鋁基軸承合金鋁基軸承合金鋁錫合金鑄鑄 鐵鐵灰鑄鐵、耐磨鑄鐵多孔質(zhì)金屬材料多孔質(zhì)金屬材料多孔質(zhì)鐵、多孔質(zhì)青銅工程塑料工程塑料碳一石墨碳一石墨電機(jī)電刷常用材料橡橡 膠

8、膠可用水作潤滑劑木木 材材應(yīng)用于多粉塵條件下工作的軸承二、種類二、種類Guangzhou Anda Automobile Parts軸承材料三、目前公司常用材料三、目前公司常用材料:1.鋁基合金：AlSn20Cu、AlSn12Si2.5Pb1.7、A20、AlSn6CuNi等。缺點(diǎn)：鋁其合金的疲勞強(qiáng)度較低，輕載荷下使用。優(yōu)點(diǎn)：鋁基合金的材料抗咬合性能特別好，而且易于和鋼背材料粘結(jié)，擁有較好 的耐蝕性、順應(yīng)性、嵌藏性、相容性及親油性。2.銅基合金：CuPb20Sn4、CuPb24Sn4、CuPb24Sn、AC21等缺點(diǎn)：1）材料的硬度較高，因此，順應(yīng)性、嵌藏性較差。 2）合金中的鉛易受潤滑油中酸

9、性物質(zhì)的腐蝕，耐蝕性較差。 3）價格較貴。優(yōu)點(diǎn)：1）疲勞強(qiáng)度高，承載能力。 2）抗壓能力、耐高溫能力強(qiáng)。3.工作表面鍍層材料：PbSn10Cu2、PbSnCuIn、SnCu、PVD等 。1）改善銅合金層材料表面的抗咬合性、嵌藏性、順應(yīng)性和抗蝕能力。2）基本要求：電鍍前必須先鍍Ni，厚度通常為0.0010.003mm。Guangzhou Anda Automobile Parts軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求NotchNotch定位唇Steel SurfaceSteel Surface鋼鋼背層層Alloy SurfaceAlloy Surface合金層層GrooveGroove

10、油槽Inside Inside ChamperChamper內(nèi)內(nèi)倒角Hole Inner Hole Inner ChamperChamper油孔內(nèi)內(nèi)倒角HoleHole油孔Crush HeightCrush Height半徑徑高Outside Outside ChamperChamper外倒角軸瓦結(jié)構(gòu)要素示意圖軸瓦結(jié)構(gòu)要素示意圖Guangzhou Anda Automobile Parts軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求1.直徑與寬徑與寬度為了保證軸承正常工作，需對軸承合金層材料如下計算：1）比壓P2）工作表面線速度V 軸頸工作表面線速度不得超過軸承合金層材料的極限線速度，即：

11、 （米/秒）v材料的許用滑動速度 3）發(fā)熱指標(biāo)PV： 為保證軸承工作表面的摩擦發(fā)熱量與軸瓦散熱能力相平衡，軸承平均比壓，與線速度V之間必須滿足如下條件： 19100100060pvBFndnBdFpvpdBFpB軸承寬度，mm（根據(jù)寬徑比B/d確定）p軸瓦材料的許用壓力，MPa。vv Guangzhou Anda Automobile Parts軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求 中央壁厚：決定油膜厚度中央壁厚：決定油膜厚度 一次減薄厚度：因殼體變形，防止因一次減薄厚度：因殼體變形，防止因軸軸 頸與軸瓦的頸與軸瓦的 發(fā)生發(fā)生接觸接觸 對口減薄厚度對口減薄厚度: 防止因軸頸變形引起

12、軸防止因軸頸變形引起軸 與軸瓦發(fā)生接觸與軸瓦發(fā)生接觸2.厚度1）壁厚包括鋼背厚度及合金層、Ni柵層及表面鍍層厚度之和，即總厚度。2）合金厚度：合金層厚度越大，軸承耐疲勞性能越差，通常產(chǎn)品的合金厚度設(shè)定在0.20.5mm之間。3）軸瓦兩對口處壁厚削薄 由于軸瓦以很大過盈量裝配于軸承座中，瓦口附近在壓緊后產(chǎn)生徑向內(nèi)縮的趨勢，為避免對口平面附近合金層發(fā)生早期磨損和咬軸現(xiàn)象，所采取的有效措施。Guangzhou Anda Automobile Parts軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求3.張開張開量 軸瓦兩對口平面和外圓面的兩條交棱之間的距離與軸瓦名義外徑之差，稱之為彈張量。在正常的狀

13、態(tài)下，該值應(yīng)始終為正值，以使軸瓦裝入座孔后在座孔內(nèi)產(chǎn)生徑向的壓應(yīng)力而緊貼座孔。該值的選取如下表：座孔直徑（軸徑尺寸）最小彈開量彈量公差范圍平瓦26120（23113）0.5（0.2）【1.5】120170（113163）0.75（0.5）【2.0】170260（163252）1.00（0.5）【2.5】260320（252310）1.50（1.0）【2.5】320450（310434）2.00（1.0）【3.0】4508002.00（1.0）【4.0】80012002.00（1.0）【4.0】止推軸瓦2680（2376）0.10.380110（76105）0.10.4110170（105163

14、）0.10.5170320（163310）0.30.7320以上0.51.0Guangzhou Anda Automobile Parts軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求4.定位唇定位唇 目的：防止軸瓦相對于軸承座產(chǎn)生軸向和周向的相對移動,保證裝配時位置的正 確性。Guangzhou Anda Automobile Parts軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求5.油孔及油槽油孔及油槽 目的：把潤滑油導(dǎo)入軸頸和軸承所構(gòu)成的運(yùn)動副表面。 形式：按油槽走向分沿軸向、繞周向、斜向、螺旋線等。 按油槽數(shù)量分單油槽、多油槽等。 由于油孔、油槽會破壞工作表面及油膜壓力的連續(xù)性，

15、故開設(shè)油槽、油孔須遵守如下原則：1）保證潤滑油及時到達(dá)工作表面，而不至于中途分枝流失。2）非特殊情況下，力求避免開設(shè)整 圈環(huán)形油槽。Guangzhou Anda Automobile Parts軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求5.油孔及油槽(續(xù)續(xù))3）連桿軸瓦上片和主軸瓦下片由于負(fù)荷較重，盡量避免開設(shè)油孔及油槽。4）開設(shè)油孔、油槽的部位應(yīng)與整個油道設(shè)計良好配合，防止油道中潤滑油發(fā)生壓力波動，這種波動是軸瓦產(chǎn)生氣（穴）蝕的根源之一。5）油孔、油槽一定只能開設(shè)在軸瓦低負(fù)荷部位。6）油孔及油槽的邊緣必須去盡銳邊、毛刺、尖角，并應(yīng)盡量形成圓滑過渡結(jié)構(gòu)。 Guangzhou Anda A

16、utomobile Parts軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求軸瓦結(jié)構(gòu)要素的作用與要求6.半圓圓周長長（半徑徑高） 軸瓦靠半圓周長過盈量固定在座孔內(nèi),它與座孔的配合靠過盈量產(chǎn)生徑向壓應(yīng)力。 過盈量的大小直接影響軸承的工作的可靠性，故需嚴(yán)格控制。過盈量太小或太大都將引起軸瓦失效（判定標(biāo)準(zhǔn)是Pr（接觸應(yīng)力）最小必須大于或于等10MPa） 。半徑高過小時：1）瓦背與座孔貼合不緊，熱量不易傳遞。 2）瓦背與座孔貼合面有可能產(chǎn)生縫隙。 3）瓦背與座孔表面喪失“鎖緊”能力。半徑高過大時：軸瓦產(chǎn)生塑性變形、彈張量消失、配合壓力反變小，其后果與過盈量 不足相似。 讓軸瓦能夠粘貼在殼體上，即使有負(fù)荷也不會產(chǎn)生軸瓦移動讓

17、軸瓦能夠粘貼在殼體上，即使有負(fù)荷也不會產(chǎn)生軸瓦移動/動搖的情動搖的情況。況。Guangzhou Anda Automobile Parts滑動軸承常見失效形式滑動軸承常見失效形式汽車用滑動軸承故障原因的平均比率汽車用滑動軸承故障原因的平均比率故障原因清潔度（異物） 潤滑油供應(yīng)不足安裝誤差對中不良超載比率38.311.115.98.16.0故障原因腐蝕制造精度低氣蝕其它比率5.65.52.86.7滑動軸承常見失效形式有：1.瓦面腐蝕：光譜分析發(fā)現(xiàn)有色金屬元素濃度異常；譜中出現(xiàn)了許多有色金屬成分的 亞微米級磨損顆粒；潤滑油水分超標(biāo)、酸值超標(biāo)。 2.軸頸表面腐蝕：光譜分析發(fā)現(xiàn)鐵元素濃度異常，鐵譜中有

18、許多鐵成分的亞微米顆粒， 潤滑油水分超標(biāo)或酸值超標(biāo)。 3 .軸頸表面拉傷:鐵譜中有鐵系切削磨?；蚝谏趸镱w粒，金屬表面存在回火色。 4.瓦背微動磨損:光譜分析發(fā)現(xiàn)鐵濃度異常，鐵譜中有許多鐵成分亞微米磨損顆粒， 潤滑油水分及酸值異常。 5.軸承表面拉傷：鐵譜中發(fā)現(xiàn)有切削磨粒，磨粒成分為有色金屬。 6.瓦面剝落：鐵譜中發(fā)現(xiàn)有許多大尺寸的疲勞剝落合金磨損顆粒、層狀磨粒。 7.軸承燒瓦：鐵譜中有較多大尺寸的合金磨粒及黑色金屬氧化物。Guangzhou Anda Automobile Parts結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意問題結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意問題 滑動軸承是面接觸的，所以接觸面間要保持一定的油膜，因此設(shè)計時應(yīng)注意以下這幾個問題： 1、要使油膜能順利地進(jìn)入摩擦表面（保證一定的裝配間隙）。 2、油應(yīng)從非承載面區(qū)進(jìn)入軸承。 3、不要使全環(huán)油槽開在軸承中部。 4、如油瓦，接縫處開油溝。 5、要使油環(huán)給油充分可靠。 6、加油孔不要